CN205781476U - 一种整体钢塑复合加筋管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种整体钢塑复合加筋管，包括塑料内壁层、钢质增强芯层和塑料外壁层，钢质增强芯层由分布有增强熔结孔的异型带材缠绕于塑料内壁层上形成，异型带材的筋侧壁和筋顶壁紧靠形成加强筋肋。本实用新型采用横截面为凹字型的异型钢带缠绕于管内壁上，使得管道整体均复合钢材，极大的增强了管道强韧度；异型钢带缠绕时两两相邻的筋侧壁和筋顶壁合并形成加强筋肋，确保管道的高环刚度，大幅提高管道受压能力；增强熔结孔使塑料内外壁紧密融合，不仅有效保护钢带，更进一步提高管道强度；本方案可用更薄的钢带和塑料片材来实现管道更大的承压效果，节约材质降低成本；其结构科学合理，便于生产制造，耐用度高实用性强，市场前景广阔。
Description
技术领域
本实用新型涉及管道技术，尤其是塑料管道，具体是一种钢塑复合加筋管。
背景技术
目前，全塑料管材及钢塑复合管材基本取代了混凝土管和铸铁管等，大量用于市政工程、住宅小区地下埋设排水排污；高速公路预埋管道；农田水利灌溉输水、排涝；化工、矿山用于流体的输送等。这些新型管材具有重量轻、耐高压、韧性好、施工快寿命长等特点，其中钢塑复合管材，由于结合了钢和塑两种材料的优势性能，极大地降低了成本，因而在国内外得到广泛应用。
现有技术中也有大量的钢塑复合管技术披露，诸如公告号为CN201103752Y的改进型金属增强螺旋波纹管，公告号为CN202215857U的组装式钢塑波纹管。这些现有技术的基本结构都是仅仅在波纹(即加强筋肋)上复合金属钢带作为增强结构，而且在管壁的非波纹处，没有复合金属钢带。
现有技术中公告号为CN202158285U的实用新型专利，其披露了一种加强筋型钢塑复合缠绕管，包括加工条形钢带、将条形钢带加热、将加热的条形钢带两面各喷涂一层塑料包覆层形成塑料包覆钢带、将塑料包覆钢带压制成“Π”型塑料包覆钢带以及将“Π”型塑料包覆钢带经螺旋式缠绕形成具有倒“Π”型钢带结构的加强筋型钢塑复合缠绕管，该管不但具有良好的耐刮伤、耐腐蚀性能，而且具有良好的耐剥离性能和环刚度，管道的抗外压能力强。可应用于市政、工业、民用、公共建筑的排水、排污工程，也可应用于远距离输水和农业灌溉等领域。但客观的来看，存在以下不足：1、该技术的内置复合钢材并非是连续性的，其钢带与钢带之间完全是依赖于塑料热熔胶进行单元式的焊接，热熔胶焊接点直接影响抗外压力和环刚度；2、采用静电喷涂技术，制造难度大，成本高；3、未能有效的形成整体，其内壁层和外壁层中间完全隔绝于钢带，塑料剥离于钢带将直接影响对钢带的耐腐蚀保护；4、该技术必须先形成塑料包覆钢带再上卷绕机螺旋缠绕，而塑料包覆层在机械设备卷绕过程中必定会受到损伤的，容易有钢材的刮擦裸露，这样出来的管道抗腐蚀性难以保障。
本实用新型是针对上述现有技术所存在的诸多问题，提供一种全新钢塑复合加筋管。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型旨在提供一种管道整体复合钢带的，具有缠绕过程中由异型带材而拼接形成的钢质加强筋肋的，同时可有效提高钢带被包覆于塑料内的结合强度的钢塑管。
为实现该技术目的，本实用新型的方案是：一种整体钢塑复合加筋管，包括塑料内壁层，该内壁层由熔融态塑料片状带材经螺旋缠绕互相搭接熔结而成，其特征在于：加筋管还包括钢质增强芯层和塑料外壁层构成，其中：钢质增强芯层由钢质异型带材螺旋缠绕于塑料内壁层上形成；钢质异型带材横截面的形状为两端竖起中间水平的凹字形结构，中间水平部分为底壁，两端的竖起为筋侧壁；每个筋侧壁朝向异型带材外侧均伸出有筋顶壁；钢质异型带材缠绕时，两两相邻的筋侧壁和筋顶壁形成凸起的管道加强筋肋；塑料外壁层覆盖在由钢质异型带材绕制的钢质增强芯层上，钢质增强芯层密封于塑料外壁层与塑料内壁层之间。
作为进一步的改进，所述钢质异型带材上分布有增强熔结孔，所述塑料内壁层和塑料外壁层于增强熔结孔处熔结在一起。
作为进一步的改进，所述筋顶壁的末端向下弯延有防错位对接弯折。
作为进一步的改进，在两两相邻的筋侧壁和筋顶壁形成凸起的管道加强筋肋内填充塑料,形成筋肋内的填充粘结层。
作为进一步的改进，两两相邻的筋顶壁的对接弯折通过焊接固定在一起。
作为进一步的改进，所述钢质异型带材的底壁设有加强的波纹结构，底壁的横截面呈波纹状。
作为进一步的改进，所述波纹结构由至少一个小弧形弯折和至少一个大弧形凸起组成。
作为进一步的改进，所述波纹结构由至少一个小弧形弯折或至少一个大弧形凸起组成。
作为进一步的改进，所述钢质异型带材的筋侧壁布设有复数个长条槽肋，所述长条槽肋均自筋侧壁底部向筋侧壁顶部方向设置。
作为进一步的改进，在筋侧壁与底壁的结合处应分布有增强熔结孔；在筋侧壁与筋顶壁的结合处应分布有增强熔结孔；在大弧形凸起的脚部应分布有增强熔结孔。
本实用新型的有益效果是：采用横截面为凹字型的异型钢带缠绕于管内壁上，使得管道整体均复合钢材，极大的增强了管道的强韧度；尤其是异型钢带螺旋缠绕时两两相邻的筋侧壁和筋顶壁巧妙的合并形成加强筋肋，确保管道具有极高的环刚度，大幅提高了管道受压能力和实用性；增强熔结孔的设计更是有效避免的钢带与塑料层结合度的问题造成的钢塑分离，塑料内外壁透过熔结孔紧密融合，不仅有效的保护钢带，更进一步提高了管道的强度；本方案可以用更薄壁的钢材和塑料层来达到更大的承压效果，节约材质，进一步降低材料成本；本实用新型的管道结构科学合理，便于生产制造，耐用度高实用性强，市场前景广阔。
附图说明
图1为本实用新型的钢塑复合加筋管之部分轴向截面结构图；
图2为图1中最佳实施例的A部位放大图；
图3为图1中最佳实施例的B部位放大图；
图4为本实用新型中实施例一的钢质异型带材横截面结构图；
图5为本实用新型中实施例一的钢质异型带材展开图；
图6为本实用新型中实施例一的钢质异型带材展开后横截面图；
图7为本实用新型中两相邻钢质异型带材形成加强筋肋的示意图；
图8为本实用新型中图1的另一种实施例的A部位放大图；
图9为本实用新型实施例二的钢质异型带材横截面结构图；
图10为本实用新型实施例三的钢质异型带材横截面结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
本实用新型为一种整体钢塑复合加筋管，这类管道为塑料制成，并为了提高强度等性能，在结构上复合增加有钢质材料，具体使用的塑料类型和钢材类型均可由本领域技术人员根据现有技术和性能要求选定，在钢材上选用不锈钢为主，具有防腐蚀的作用，当然，采用其他的材质亦为等同替换。
在具体实施例中，如图1和2所示的，本实用新型的管道包括塑料内壁层1，该内壁层由熔融态塑料片状带材经螺旋缠绕互相搭接熔结而成，这种搭接熔融技术为现有技术，在本文中不做详细阐述；本实用新型的管道还包括钢质增强芯层2和塑料外壁层3构成，其中：
本实用新型中的钢质增强芯层2由钢质异型带材螺旋缠绕于塑料内壁层1上形成，所述钢质异型带材上分布有增强熔结孔25；增强熔结孔25为了进一步增强钢质异型带材与塑料内壁层1和塑料外壁层2之间的结合强度，塑料内壁层1在在没硬化时可部分压嵌入所述增强熔结孔25，塑料压嵌入增强熔结孔25内形成朝向塑料外壁层3的外凸，固定了钢质异型带材的，待塑料外壁层3挤压铺设于钢质异型带材时，塑料内外壁层就通过该增强熔结孔25熔结在一起了紧紧结合，不易剥离，使得钢质异型带材避免了因塑料覆盖的剥离而可能导致的腐蚀，在结构上也稳定了钢质异型带材与塑料内外壁之间的稳定性，并有利于管道整体的受力均匀，提高管道的强度和耐用性。
本实用新型中的钢质异型带材横截面的形状为两端竖起中间水平的凹字形结构，如图4、9、10所示的，其中间水平部分为底壁，两端的竖起为筋侧壁21；每个筋侧壁21朝向异型带材外侧均伸出有筋顶壁22，筋顶壁22的末端向下弯延有防错位对接弯折23；钢质异型带材缠绕时，两两相邻的筋侧壁21和筋顶壁22巧妙的合并形成管道加强筋肋5，如图7所示，加强筋肋5确保管道具有极高的环刚度，大幅提高了管道受压能力和实用性；所述防错位对接弯折23的作用非常大，其主要是用于在形成加强筋肋5的过程中，筋顶壁22合并对接时，不至于相邻筋顶壁的上下错位层叠而形成不了加强筋肋5，而且只有筋顶壁22在防错位对接弯折23的作用下，才能有效的相互着力对接，便于形成稳定的加强筋肋受力腔体结构。
在优选的实施例中，因为钢质异型带材采用的薄钢板制造，为了确保筋侧壁较好的直立而不易于起皱褶(皱褶会改变加强筋的形状和高度，甚至导致残次品，直接影响产品质量)，在所述钢质异型带材的筋侧壁21上布设有复数个长条槽肋26，如图5和6所示的，所述长条槽肋26均自筋侧壁底部向筋侧壁顶部方向设置，当然，所述长条槽肋26的凸起方向可以是任意的，其形状也可以是本领域技术人员能够想到的其他任意形状，只要是有助于筋侧壁21直立而不易于起皱褶就可以。
塑料外壁层3覆盖在由钢质异型带材绕制的钢质增强芯层2上，钢质增强芯层2密封于塑料外壁层3与塑料内壁层1之间，有效的将钢质增强芯层2隔绝于易腐蚀的环境，确保管材的持久耐用度；所述塑料内壁层1和塑料外壁层3于增强熔结孔处熔结在一起。
关于加强筋肋5处有至少以下四种实施例：
第一种实施例如图8所示的，两两相邻的筋侧壁21和筋顶壁22巧妙的合并形成管道加强筋肋5，之后就直接压覆塑料外壁层，加强筋肋为中空结构，两两相邻的防错位对接弯折23之间不做任何处理，两者紧密靠在一起，由塑料外壁层固定。
第二种实施例，是在上述第一种实施例的基础上，将两两相邻的筋顶壁22的对接弯折23焊接固定在一起，加强筋肋为中空结构。
第三种实施例，如图2和3所示的，在两两相邻的筋侧壁21和筋顶壁22形成凸起的管道加强筋肋5内填充塑料,形成筋肋内的填充粘结层4，两两相邻的防错位对接弯折23之间不做任何处理，两者紧密靠在一起，由塑料外壁层和固定填充粘结层固定。
第四种实施例，也是最佳的实施例，在两两相邻的筋侧壁21和筋顶壁22形成凸起的管道加强筋肋5内填充塑料，形成筋肋内的填充粘结层4，再将两两相邻的筋顶壁22的对接弯折23焊接固定在一起。
为了进一步增强管道的强度，在最佳实施例中，钢质异型带材的底壁设有加强的波纹结构，底壁的横截面呈波纹状，如图4、9、10所示的。具体的，所述波纹结构可以是由至少一个小弧形弯折242和至少一个大弧形凸起241组成，如图3所示的；也可以是仅仅由至少一个小弧形弯折242组成，如图9所示的；也可以是仅仅由至少一个大弧形凸起241组成，如图10所示的；当然，根据具体设计需要，也可以是其他形状的结构，如三角凸起或梯形凸起等等，均属于惯常替换。
为了确保筋侧壁的稳定性，在设计时，筋侧壁21与底壁的结合处应分布有增强熔结孔25；在筋侧壁21与筋顶壁22的结合处应分布有增强熔结孔25，在大弧形凸起241的脚部应分布有增强熔结孔25；这样做的目的是进一步增强筋肋和大弧凸起的稳定性，提高管体的受压强度。
为更好的保护管体的结构，内壁层1上有熔融态塑料片状带材经螺旋缠绕互相搭接熔结而形成的熔接缝11，而这个位置也往往是受力较为脆弱的部位，所述钢质异型带材的底壁跨压于塑料内壁层的熔结缝11上，这样熔结缝11处就不会受到轴向张力，这种方式无需过于增加熔结缝11的强度，降低了制造成本和加工难度。
针对于上述整体钢塑复合加筋管，本实用新型还提供了加工这类管道的方法。
方法方案之一：
a、由塑料挤出设备挤出熔融态塑料片状带材，经滚绕设备螺旋缠绕，两相邻的塑料片状带材之间搭接熔结，形成管体塑料内壁层；
b、用冲压设备于薄壁钢带上相应位置冲压出增强熔结孔，如图5所示的，再由薄壁钢板压卷设备将薄壁钢带弯压成异型带材，再将钢质异型带材碾压弯曲出与管体外径相应的弧度后，紧密螺旋缠绕于上述a步骤形成的塑料内壁层上，两两相邻钢质异型带材的对接弯折经对应凹形压轮定位而紧靠，钢质异型带材底壁增强熔结孔和半熔融态塑料内壁层咬合使钢质异型带材得以固定，使钢质带材形成一体的钢质增强芯层；
c、由塑料挤出设备挤出熔融态塑料片状带材，覆盖并经压轮辗压在钢质增强芯层上形成塑料外壁层；熔融态塑料片状带材经增强熔结孔和塑料内壁层熔结；
其中：b步骤中的钢质异型带材需在a步骤中的塑料片材尚未硬化时缠绕上去。
在以上加工方案中，进一步的，在所述b步骤中，用冲压设备于薄壁钢带上相应位置冲压出增强熔结孔的同时，还在相应位置冲压出长条槽肋。
方法方案之二：
a、由塑料挤出设备挤出熔融态塑料片状带材，经滚绕设备螺旋缠绕，两相邻的塑料片状带材之间搭接熔结，形成管体塑料内壁层；
b、用冲压设备于薄壁钢带上相应位置冲压出增强熔结孔，再由薄壁钢板压卷设备将薄壁钢带弯压成异型带材，再将钢质异型带材碾压弯曲出与管体外径相应的弧度后，紧密螺旋缠绕于上述a步骤形成的塑料内壁层上，两两相邻钢质异型带材的对接弯折经对应凹形压轮定位而紧密靠近，对接弯折紧靠部分再经过氩弧焊接装置焊接牢固，使钢质带材形成一体的钢质增强芯层；
c、由塑料挤出设备挤出熔融态塑料片状带材，覆盖并经压轮辗压在钢质增强芯层上形成塑料外壁层；熔融态塑料片状带材经增强熔结孔和塑料内壁层熔结；
其中：b步骤中的钢质异型带材需在a步骤中的塑料片材尚未硬化时缠绕上去。
在以上加工方案中，进一步的，在所述b步骤中，用冲压设备于薄壁钢带上相应位置冲压出增强熔结孔的同时，还在相应位置冲压出长条槽肋。
方法方案之三：
a、由塑料挤出设备挤出熔融态塑料片状带材，经滚绕设备螺旋缠绕，两相邻的塑料片状带材之间搭接熔结，形成管体塑料内壁层；
b、用冲压设备于薄壁钢带上相应位置冲压出增强熔结孔，再由薄壁钢板压卷设备将薄壁钢带弯压成异型带材，再将钢质异型带材碾压弯曲出与管体外径相应的弧度后，紧密螺旋缠绕于上述a步骤形成的塑料内壁层上，再用塑料挤出设备挤出熔融塑料从该相邻的对接弯折紧密靠近前的缝隙中注入管道加强筋肋内形成填充粘结层，两两相邻钢质异型带材的对接弯折经对应凹形压轮定位而紧密靠近，形成一体的钢质增强芯层；
c、由塑料挤出设备挤出熔融态塑料片状带材，覆盖并经压轮辗压在钢质增强芯层上形成塑料外壁层；熔融态塑料片状带材经增强熔结孔和塑料内壁层及塑料填充粘结层熔结；
其中：b步骤中的钢质异型带材需在a步骤中的塑料片材尚未硬化时缠绕上去。
在以上加工方案中，进一步的，在所述b步骤中，用冲压设备于薄壁钢带上相应位置冲压出增强熔结孔的同时，还在相应位置冲压出长条槽肋。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种整体钢塑复合加筋管，包括塑料内壁层，该内壁层由熔融态塑料片状带材经螺旋缠绕互相搭接熔结而成，其特征在于：加筋管还包括钢质增强芯层和塑料外壁层构成，其中：钢质增强芯层由钢质异型带材螺旋缠绕于塑料内壁层上形成；钢质异型带材横截面的形状为两端竖起中间水平的凹字形结构，中间水平部分为底壁，两端的竖起为筋侧壁；每个筋侧壁朝向异型带材外侧均伸出有筋顶壁；钢质异型带材缠绕时，两两相邻的筋侧壁和筋顶壁形成凸起的管道加强筋肋；塑料外壁层覆盖在由钢质异型带材绕制的钢质增强芯层上，钢质增强芯层密封于塑料外壁层与塑料内壁层之间。
2.根据权利要求1所述的整体钢塑复合加筋管，其特征在于：所述钢质异型带材上分布有增强熔结孔，所述塑料内壁层和塑料外壁层于增强熔结孔处熔结在一起。
3.根据权利要求1或2所述的整体钢塑复合加筋管，其特征在于：所述筋顶壁的末端向下弯延有防错位对接弯折。
4.根据权利要求3所述的整体钢塑复合加筋管，其特征在于：在两两相邻的筋侧壁和筋顶壁形成凸起的管道加强筋肋内填充塑料,形成筋肋内的填充粘结层。
5.根据权利要求4所述的整体钢塑复合加筋管，其特征在于：两两相邻的筋顶壁的对接弯折通过焊接固定在一起。
6.根据权利要求3所述的整体钢塑复合加筋管，其特征在于：所述钢质异型带材的底壁设有加强的波纹结构，底壁的横截面呈波纹状。
7.根据权利要求6所述的整体钢塑复合加筋管，其特征在于：所述波纹结构由至少一个小弧形弯折和至少一个大弧形凸起组成。
8.根据权利要求6所述的整体钢塑复合加筋管，其特征在于：所述波纹结构由至少一个小弧形弯折或至少一个大弧形凸起组成。
9.根据权利要求3所述的整体钢塑复合加筋管，其特征在于：所述钢质异型带材的筋侧壁布设有复数个长条槽肋，所述长条槽肋均自筋侧壁底部向筋侧壁顶部方向设置。
10.根据权利要求7所述的整体钢塑复合加筋管，其特征在于：在筋侧壁与底壁的结合处应分布有增强熔结孔；在筋侧壁与筋顶壁的结合处应分布有增强熔结孔；在大弧形凸起的脚部应分布有增强熔结孔。
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2016
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