CN206093246U - 框型螺旋缠绕塑料管及其生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于市政排水排污管道技术领域，涉及框型螺旋缠绕塑料管及其生产设备，框型螺旋缠绕塑料管的塑料带的外表面上横向间隔成型有一个以上中空的矩形管或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管、一侧设置有连接边、另一侧边的上表面向外延伸有扣接边形成带状型材，带状型材螺旋缠绕后通过热熔胶热熔粘接而成；生产设备包括挤出机、型材模具、定型模具、冷却定型台、牵引机、缠绕机构、承接台及管材切割锯；优点是：本实用新型在提高管材性能的同时，降低了材料成本和设备制造成本，产品安全可靠，可满足长期使用的要求，适用于制作大直径的市政排水排污管道。

Description

框型螺旋缠绕塑料管及其生产设备

技术领域

本实用新型属于市政排水排污管道技术领域，特指一种框型螺旋缠绕塑料管及其生产设备。

背景技术

随着城镇化的不断发展，市政排水排污管道的市场是非常庞大的，尤其是在经济蓬勃发展的中国。我国各地建设中的道路工程，市政工程，雨污分流工程，大型工业园区等都大量需要可靠、耐久又有利环境保护的管道。

由于排水管内不存在压力，为提高抵抗外来压力和冲击的性能，而在塑料管壁外周设制不同形式的加强结构。根据管材的结构形式及其制备方法分为几类；一种是采用直接挤出的塑料管材，代表管材是双壁波纹管。由于管材是连续挤出的管材，受管材设备制约很难生产直径在1000mm以上的管材，同时设备制造成本很贵。另外以缠绕方式生产的中空壁缠绕管和克拉克管，虽然设备制造成本不高，但是所生产的管材每米的重量大，使生产成本很高。而以钢带增强螺旋管方式生产的螺旋管，虽然设备制造成本不高，因为加入了钢带，大大降低了生产成本，但是产品的防腐问题无法解决，因此产品无法长期使用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种生产成本低、环刚度好、防腐性强的框型螺旋缠绕塑料管及其生产设备。

本实用新型的目的是这样实现的：

框型螺旋缠绕塑料管，塑料带的外表面上横向间隔成型有一个或两个或三个以上中空的矩形管或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管，塑料带的一侧设置有连接边，另一侧边的上表面向外延伸有扣接边形成带状型材，带状型材螺旋缠绕后的扣接边扣接在一侧的连接边上，扣接边与连接边的结合处设置有热熔胶并通过热熔粘接成外表面有中空螺旋矩形管或拱形管而内表面光滑的框型螺旋缠绕塑料管，相邻两个矩形管或拱形管之间设置有间隔。

上述的矩形管或拱形管的宽度为相邻两个矩形管或拱形管之间的间隔宽度的两倍到四倍，具体可根据管材米重和环刚度的优化设计确定。

上述的塑料带的外表面上横向间隔成型的中空的矩形管或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管有一个或两个或三个以上。

上述的拱形管的两侧壁之间具有5-30度的夹角。

上述的矩形管或拱形管的底壁为塑料带。

上述的框型螺旋缠绕塑料管是使用聚烯烃(如PP，PE等)材料制作的。

框型螺旋缠绕塑料管的生产设备，包括挤出机、挤出和定型模具、冷却定型台、牵引机及管材切割锯，所述的挤出机使用的型材模具是可挤出外表面上横向间隔设置有一个或两个或三个以上中空的矩形管或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管且带有连接边及扣接边的带状型材的型材模具，所述的牵引机与管材切割锯之间设置有缠绕机构及承接台，所述的缠绕机构能够将挤出机的型材模具挤出成型的带状型材进行螺旋缠绕并热熔粘接，缠绕机构是框型螺旋缠绕塑料管生产的关键设备，它由机架、送带机、缠绕笼、压合机构、热熔胶(焊条料)挤出机和热风枪等部件组成，热熔胶挤出机的出胶口及热风枪的出风口均位于靠近扣接边与连接边的扣接处，压合机构包括外压辊及内压辊，外压辊在缠绕笼架上的带状型材的扣接边外表面处间隔且螺旋状设置三个以上，内压辊设置在缠绕笼架上的带状型材的连接边内表面的扣接处，内压辊由电机通过传动装置驱动转动。

本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本实用新型的一种聚烯烃矩形或拱形螺旋缠绕塑料管在提高管材的性能的同时，降低了材料成本(参见表1：各种管材的米重对比表)和设备制造成本，而且产品安全可靠，可满足长期使用的要求。

2、本实用新型的框型螺旋缠绕塑料管通过矩形结构增强管材的刚性，达到所需的环刚度。

矩形结构在力学性能中，惯性矩最大，所以在同等条件下(相同口径、相同环刚度等)，可以节省材料成本，与克拉管、聚烯烃中空壁缠绕管、聚烯烃双壁波纹管的比较可知，聚烯烃矩形螺旋缠绕塑料管材的米重最低。

同时，聚烯烃框型螺旋缠绕塑料管为纯塑料管道，是未来很长一段时间国家引导和推广的使用方向，***适应性更强，可采用承插口连接方式连接，或者是承插电热熔接等其他连接方式。

而本实用新型的一种聚烯烃拱形螺旋缠绕塑料管，在填土埋压后，由于空心的拱形结构，使得抗挤压性能强。

表1：各种排水管的米重对比表(材料：HDPE,环刚度：SN8)

4、本实用新型采用聚烯烃材料制作，防腐性能好。

5、本实用新型适用于制作大直径的市政排水排污管道。

附图说明

图1是本实用新型的一种塑料带的外表面上横向间隔成型有两个中空的矩形管、一侧设置有连接边、另一侧边的上表面向外延伸有扣接边形成的带状型材的剖视图。

图2是本实用新型的一种框型螺旋缠绕塑料管的剖视图。

图3是本实用新型的一种塑料带的外表面上横向间隔成型有两个中空的拱形管、一侧设置有连接边、另一侧边的上表面向外延伸有扣接边形成的带状型材的剖视图。

图4是本实用新型的一种中空螺旋缠绕拱形管的框型螺旋缠绕塑料管的剖视图。

图5是图2的A部剖视图。

图6是本实用新型的生产设备的结构简图。

图7是本实用新型的挤出机的设备简图。

图8是本实用新型的冷却定型台的设备简图。

图9是本实用新型的牵引机的设备简图。

图10是本实用新型的管材切割锯的设备简图。

图11是本实用新型的缠绕机构的设备简图。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1—图11：

框型螺旋缠绕塑料管，塑料带10的外表面上横向间隔成型有一个或两个或三个以上中空的矩形管13或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管15，塑料带10的一侧设置有连接边11，另一侧边的上表面向外延伸有扣接边14形成带状型材17，带状型材17螺旋缠绕后的扣接边14扣接在一侧的连接边11上，扣接边14与连接边11的结合处设置有热熔胶16并通过热熔粘接成外表面有中空螺旋矩形管13或拱形管15而内表面光滑的框型螺旋缠绕塑料管，相邻两个矩形管13或拱形管15之间设置有间隔L2。

上述的矩形管13或拱形管15的宽度L1为相邻两个矩形管13或拱形管15之间的间隔宽度L2的两倍到四倍，具体可根据塑料管材的米重和环刚度优化设计确定。

上述的塑料带10的外表面上横向间隔成型的中空的矩形管13或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管15有一个或两个或三个以上。

上述的拱形管15的两侧壁之间具有5-30度的夹角B，或者说两个具有5-30度的夹角B的侧壁的端部设置有圆滑过渡的圆弧型的顶壁。

上述矩形管13或拱形管15的底壁为塑料带10，或者说是倒U型体的下端部直接成型在塑料带10上形成一次成型有带有横向间隔设置有一个或两个或两个以上中空的矩形管13或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管15。

上述的框型螺旋缠绕塑料管是使用聚烯烃材料制作的。

框型螺旋缠绕塑料管的生产设备，包括挤出机20、型材挤出模具30、定型模具和冷却定型台40、牵引机50及管材切割锯80，所述的挤出机20使用的型材挤出模具30是可挤出外表面上横向间隔设置有一个或两个或三个以上中空的矩形管13或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管15且带有连接边11及扣接边14的带状型材17的型材挤出模具30，所述的牵引机50与管材切割锯80之间设置有缠绕机构60及承接台70，所述的缠绕机构60能够将挤出机20的型材挤出模具30挤出成型的带状型材17进行螺旋缠绕并热熔粘接，缠绕机构60包括机架、带状型材送带机608、缠绕笼601、压合机构605、热熔胶(焊条料)挤出机607和热风枪606，热熔胶挤出机607的出胶口609及热风枪606的出风口610均位于靠近扣接边14与连接边11的扣接处，压合机构605包括外压辊602及内压辊603，外压辊602在缠绕笼601上的带状型材17的扣接边14外表面处间隔且螺旋状设置三个以上(例如螺旋状的外压辊602设置一圈5-20个)，内压辊603设置在缠绕笼60架上的带状型材17的连接边11内表面的扣接处，内压辊603由电机通过皮带或链传动装置驱动转动。

框型螺旋缠绕塑料管的生产工艺，包括如下步骤：

(1)挤出机20挤出的熔融状态的聚烯烃塑料进入型材挤出模具30成型出外表面上横向间隔成型有一个或两个或三个以上中空的矩形管13或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管15且一侧有连接边、另一侧有扣接边的带状型材17；

(2)步骤(1)挤出的带状型材17通过定型模具和冷却定型台40及牵引机50连续牵引出定型好的带状型材17；

(3)送带机将步骤(2)制作的带状型材17送至缠绕笼601，带状型材17在缠绕笼601内进行二次加热并将螺旋缠绕后扣接边14与连接边11扣接连接，扣接边14与连接边11扣接连接的同时，用热熔胶挤出机607向扣接边14与连接边11的扣接连接处送入粘接胶、用热风枪606对扣接边14与连接边11的扣接连接处加热，用外压辊602及内压辊603在扣接边14与连接边11结合处的外表面与内表面将热熔后的扣接边14与连接边11的扣接连接处压紧结合，并用间隔且螺旋状设置的外压辊602对压紧结合的扣接边14与连接边11进行定型成内壁光滑的框型螺旋缠绕塑料管；

(4)步骤(3)连续成型出的框型螺旋缠绕塑料管经过承接台70承接并送入管材切割锯80切割后形成设定长度的框型螺旋缠绕塑料管。

图7给出了挤出机的设备简图，其中：201-挤出模接头；202-模具连接法兰；203-带风机的机筒加热器；204-螺杆；205-机筒；206-挤出电机；207-料筒磁力底座；208-料斗；209-水冷***；210-立式减速机；211-联轴器；213-挤出模头；214-机架。

挤出机主要由喂料、挤压、传动、加热冷却等***组成。挤压***包括螺杆和机筒，负责完成塑料的输送和塑化，是挤出机的关键部分；传动***包括电机和减速机，电机由变频调速控制，作用是驱动螺杆，保证螺杆在工作过程中具备所需要的扭矩和转速；加热冷却***主要来保证物料和挤压***在成型加工中的温度控制，本机采用加热圈加热，机筒传热和风机冷却。喂料***包括料斗和料斗座，其进料量可调整，并设有冷却水槽，保证物料不会提前被加热软化。

塑料由料斗加入挤出机机筒后，随着螺杆的旋转被螺纹强制推向机头方向，由于机头处过滤网、分流板和型材模具的阻力，再加上螺纹间容积的逐渐缩小，使前进的塑料受到很大的压力，这同时它又受到机筒热源的加热；另一方面，塑料在运动中受压缩、剪切、搅拌等力的作用时，与机筒、螺杆间的摩擦及塑料分子间的摩擦，都会产生大量的热量。于是塑料在机筒中温度不断升高，则其物理状态逐渐由玻璃状态转变为高弹态，最后成为黏流态，达到完全塑化。由于螺杆一直在稳定不变的旋转，把塑化好的物料等压、等量从挤压模具口挤出。

图8给出了冷却定型台的设备简图，其中：401-机架；402-水箱；403-喷水泵；404-真空泵；405-前后移动装置；406-供水泵；407-汽水分离器；408-分离泵；409-上下移动装置。

冷却定型台由机架、冷却水槽、前后接水盘、水箱、前后移动装置、上下调整装置、左右调整装置及水泵、真空泵、气水分离装置、冷水机、补水装置、管路等组成。在带状型材的生产过程中，定型台将与定型模一起完成带状型材产品的冷却定型；由于挤出的速度高达6m/min，冷却定型台比常规的型材冷却定型台长，设置了五段干湿混合的真空定型装置；使型材冷却定型的充分、可靠，可确保带材生产的高效率及产品质量。

图9给出了牵引机的设备简图，其中：501-机架；502-传动箱；503-链轨调整机构；504-传动链；505-减速机；506-上链轨；507-下链轨；508-气缸；509-滑道；510-滑块。

牵引机用于型材生产线，是型材生产的动力设备；本机的牵引***使用的是履带式牵引机；它的作用是给由主机挤出的已获得初步形状和尺寸的型材提供一定的牵引动力和牵引速度，均匀地引出型材。牵引机的基本结构包括：机架，牵引动力***以及气动压紧***；牵引电机属于牵引动力***的一部分，采用的是变频调速电机，它的动作流程是由与摆线针轮减速机连接的牵引电机通过链轮、链条，带动万向传动轴，再带动齿轮传动箱，再传至履带体上的链轮，形成牵引机的动力源；牵引机上梁由气缸推动，起到压紧管材制品的作用，调节进气压力可改变链轨对型材的夹持力，以保证足够的牵引力；下梁由手轮调节两端的高低调整丝杆，可使链轨橡胶块平面的水平度及中心高符合要求。

图10给出了管材切割锯的设备简图，其中：801-控制盒；802-机架；803-X向工作台(锯台)；804-支持轮杆；805-Y向进给螺母；806-Y向工作台(位移台板)；807-机架脚杯。

管材切割锯的作用是把缠绕成型的管材按规定的长度锯断，要求管材长度一致、切口平整。生产聚烯烃矩形或拱形排水管时，管材是在做螺旋运动；旋转的线速度达10米/分以上，由于型带与切割方向夹角甚小，采用目前国内外任何厂家的切割刀盘均能长期可靠稳定工作，这样就能满足在线切割的生产要求。

缠绕成型的矩形或拱形管材经固定架、切割锯继续前行，当管材长度达到所需要的长度时，按下起动按钮，切割锯的三台电机同时启动，X向工作台(锯台)、Y向工作台(位移台板)同时进给，锯片开始工作；位移台板保持与管材水平轴向移动速度相同的速度作水平移动。锯台进给一定距离至切割锯片将管材壁切穿后(光电开关或行程开关为信号)，X向工作台上的电机停止(锯台停止进给)，并保持一定时间(可调)，管材继续旋转前行，锯片保持对管材的切割，直至管材旋转完整的一周，即切断管材，锯片停止工作；锯台返回到原位置；Y向工作台前行到锯断限位后也停止进给，并快速返回到原位置，完成一个切割循环；支持轮杆与X向工作台的相对位置为手动调节。

图11给出了缠绕机构的设备简图，其中：601-缠绕笼；602-外压辊；603-内压辊；604-带状型材；605-压合机构；606-热风枪；607-热熔胶挤出机；608-带状型材送带机；609-热熔胶挤出机的出胶口；610-热风枪的出风口。

缠绕机构是矩形或拱形缠绕管生产的关键设备，它由机架、送带机、缠绕笼、压合机构、热熔胶(焊条料)挤出机和热风枪等部件组成。将带有矩形或拱形结构的带状型材以设定速度送入送带机构，经缠绕笼、压合机构的内外压辊共同作用可以将平直的带状型材卷绕成管状，当带状型材头部前行再次至压辊中部，经从热熔胶(焊条料)挤出机中挤出的熔融塑料进行粘接，并压上螺旋来的带状型材时，形成完整的管材。一台缠绕机构在通过更换缠绕笼和压合机构后可以生产多种管径和环刚度规格的聚烯烃矩形或拱形排水管。

送带机的主要作用是将带状型材输送至缠绕笼和压合机构内，并为型材的缠绕过程提供动力。缠绕机构是缠绕管材的关键，是集滚圆、焊接、压合、定型于一体的模具。压合机构在缠绕过程中的作用主要有两个。一是与缠绕笼共同作用将平直型材卷绕成管状，其次是对已涂敷了熔融塑料(粘接胶)的管材的扣接边与连接边的两个结合面进行滚压，以加强管材粘合面间的粘接强度；热熔胶(焊条料)挤出机的作用是将熔融塑料涂敷在已经被卷绕成管状且处于松散状态的型材的接合面上，通过压合机构使松散的卷状型材相互粘接，形成管材。热风枪的主要作用是在缠绕过程中对型材进行适当的加热,以提高熔融塑料和型材之间的粘接强度；热风枪有两个风口，其中一个风口对管状型材平直部位进行加热，另一个风口则对已经卷绕呈管状的型材圆弧部位进行加热。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.框型螺旋缠绕塑料管，其特征在于：塑料带的外表面上横向间隔成型有一个以上中空的矩形管或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管，塑料带的一侧设置有连接边，另一侧边的上表面向外延伸有扣接边形成带状型材，带状型材螺旋缠绕后的扣接边扣接在一侧的连接边上，扣接边与连接边的结合处设置有热熔胶并通过热熔粘接成外表面有中空螺旋缠绕管而内表面光滑的框型螺旋缠绕塑料管，相邻两个矩形管或拱形管之间设置有间隔。

2.根据权利要求1所述的框型螺旋缠绕塑料管，其特征在于：所述的矩形管或拱形管的宽度为相邻两个矩形管或拱形管之间的间隔宽度的两倍到四倍。

3.根据权利要求1所述的框型螺旋缠绕塑料管，其特征在于：所述的塑料带的外表面上横向间隔成型的中空的矩形管或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管有一个或两个或三个以上。

4.根据权利要求1所述的框型螺旋缠绕塑料管，其特征在于：所述的拱形管的两侧壁之间具有5-30度的夹角。

5.根据权利要求1所述的框型螺旋缠绕塑料管，其特征在于：所述矩形管或拱形管的底壁为塑料带。

6.根据权利要求1所述的框型螺旋缠绕塑料管，其特征在于：所述的框型螺旋缠绕塑料管是使用聚烯烃材料制作的。

7.根据权利要求1-6任一项所述的框型螺旋缠绕塑料管的生产设备，包括挤出机、挤出和定型模具、冷却定型台、牵引机及管材切割锯，其特征在于：所述的挤出机使用的型材模具是可挤出外表面上横向间隔设置有一个以上中空的矩形管或顶面为圆滑过渡的中空的拱形管且带有连接边及扣接边的带状型材的型材模具，所述的牵引机与管材切割锯之间设置有缠绕机构及承接台，所述的缠绕机构能够将挤出机的型材模具挤出成型的带状型材进行螺旋缠绕并热熔粘接，缠绕机构包括机架、送带机、缠绕笼、压合机构、热熔胶挤出机和热风枪，热熔胶挤出机的出胶口及热风枪的出风口均位于靠近扣接边与连接边的扣接处，压合机构包括外压辊及内压辊，外压辊在缠绕笼架上的带状型材的扣接边外表面处间隔且螺旋状设置三个以上，内压辊设置在缠绕笼架上的带状型材的连接边内表面的扣接处，内压辊由电机通过传动装置驱动转动。