CN213441257U - 丝材增强复合管材生产线及缠绕机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及复合管道生产设备领域，公开了一种丝材增强复合管材生产线及缠绕机，该缠绕机具有导丝装置，该导丝装置包括彼此相间隔地同轴布置的第一导丝环(1)和第二导丝环(2)，该第二导丝环(2)的内圆半径小于或等于所述第一导丝环(1)的外圆半径，由所述缠绕机的丝盘释放的丝材(20)依次贴合经过所述第二导丝环(2)的内圆面和所述第一导丝环(1)的外圆面延伸，并释放为以张紧状态缠绕至由所述芯管成型设备成型的芯管(30)外周。本实用新型使得丝材在经过该第一导丝环和第二导丝环时的延伸方向具有明显折弯，提升了其在缠绕过程中具有的张力，便于利用第一导丝环和第二导丝环对丝材张力和缠绕角进行调节。

Description

丝材增强复合管材生产线及缠绕机

技术领域

本实用新型涉及复合管道生产设备，具体地涉及一种丝材增强复合管材生产线。此外，本实用新型还涉及一种缠绕机。

背景技术

在钢丝增强复合塑料管生产中，通常将钢丝缠绕于塑料芯管上形成网状骨架形式的增强层。随着芯管沿轴向不断前进，利用缠绕机将丝盘上的钢丝均匀地缠绕在芯管表面以形成增强层。进而，利用后续挤出机等装置将粘接剂涂覆于增强层外表面，以便粘接塑料形成外管。

钢丝在芯管上的缠绕质量对于成型的复合管材品质具有重要影响。例如，若钢丝在芯管上分布不均，复合管材各处的钢丝材料疏密程度存在差异，将导致管道的部分区域承压能力较弱，容易在使用过程中造成管道撕裂、油液泄漏等问题。因此，稳定、均匀地实施钢丝缠绕步骤对于保障钢丝增强复合塑料管的品质具有重要意义。其中，在缠绕过程中使得被缠绕的钢丝保持适当的张力，以适当的缠绕角缠绕于芯管上，才能够在后续通过模具时避免钢丝间距发生变化，保障成型的复合管材的耐压性能。

为此，现有缠绕机一方面在安装丝盘的放丝轴处产生阻碍丝盘放丝的作用力，使得钢丝从丝盘释放时需要克服一定阻力并具有适度张力；另一方面通过在钢丝从丝盘至芯管外周面的延伸路径上设置导丝环、导丝头等改变延伸方向，从而能够以预定缠绕角实施稳定缠绕。其中，由于丝盘相对芯管轴线所在的径向位置相比芯管外周面位于径向尺寸较大的圆周上，沿从缠绕角的主回转盘至出管端方向，各个导丝环的径向尺寸逐渐减小，以免钢丝的延伸路径复杂。这些导丝环主要用于引导钢丝逐渐向芯管外周面聚拢，而不会对钢丝张力产生明显影响。因此，在启动运行前，导丝环的位置被固定，通常不再调整。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中缠绕机导丝装置功能单一的问题，提供一种丝材增强复合管材生产线，该丝材增强复合管材生产线不仅利用导丝环改变丝材延伸方向，还影响丝材张力，从而便于对丝材张力和缠绕角进行调节。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种丝材增强复合管材生产线，包括芯管成型设备和缠绕机，该缠绕机具有导丝装置，该导丝装置包括彼此相间隔地同轴布置的第一导丝环和第二导丝环，所述第二导丝环的内圆半径小于或等于所述第一导丝环的外圆半径，由所述缠绕机的丝盘释放的丝材依次贴合经过所述第二导丝环的内圆面和所述第一导丝环的外圆面延伸，并释放为以张紧状态缠绕至由所述芯管成型设备成型的芯管外周。

优选地，所述第一导丝环或第二导丝环传动连接有调节机构，该调节机构设置为能够驱动所述第一导丝环和第二导丝环中的至少一者相对于另一者运动。

优选地，所述调节机构设置为能够驱动所述第二导丝环沿轴向运动以改变该第二导丝环与所述第一导丝环之间的轴向间距。

优选地，所述导丝装置具有同轴连接至所述缠绕机的主回转盘中心的空心轴，所述第一导丝环固定安装于该空心轴上，所述第二导丝环滑动安装于所述空心轴上，所述调节机构为丝杠螺母机构，该丝杠螺母机构的螺母固连于所述第二导丝环，丝杠沿轴向延伸并传动连接有用于操纵该丝杠转动的手轮，以能够通过所述螺母驱动所述第二导丝环沿轴向滑动。

优选地，所述空心轴形成有沿轴向延伸的滑槽，所述第二导丝环连接有与该滑槽配合的滑块。

优选地，所述导丝装置具有沿所述空心轴的周向均布的多组所述丝杠螺母机构。

优选地，所述空心轴的外周连接有齿圈，各个所述丝杠上分别设有与该齿圈啮合的齿轮。

优选地，所述手轮设置于所述丝杠的远离所述第二导丝环的一端，或者，所述丝杠通过相对该丝杠至少部分地折返延伸的中间传动组件传动连接于所述手轮，以使得该手轮位于所述丝材的包络空间的外侧。

优选地，所述第二导丝环与所述第一导丝环的环体具有相等的截面半径。

本实用新型第二方面提供一种缠绕机，该缠绕机具有丝盘和导丝装置，该导丝装置包括彼此相间隔地同轴布置的第一导丝环和第二导丝环，所述第二导丝环的内圆半径小于或等于所述第一导丝环的外圆半径，由所述丝盘释放的丝材依次贴合经过所述第二导丝环的内圆面和所述第一导丝环的外圆面延伸。

通过上述技术方案，本实用新型使得丝材从丝盘释放后依次贴合经过径向尺寸较小的第二导丝环的内圆面和径向尺寸相对较大的第一导丝环的外圆面，由此在经过该第一导丝环和第二导丝环时丝材延伸方向具有明显的折弯，提升了其在缠绕过程中具有的张力，便于利用第一导丝环和第二导丝环对丝材张力和缠绕角进行调节。

附图说明

图1是根据本实用新型一种优选实施方式的缠绕机的导丝装置的立体图；

图2是图1中导丝装置在使用状态下的剖视图；

图3是不同尺寸关系的第一导丝环和第二导丝环的示意图；

图4是根据本实用新型另一种优选实施方式的缠绕机的导丝装置的立体图；

图5是根据本实用新型另一种优选实施方式的缠绕机的导丝装置的立体图。

附图标记说明

1-第一导丝环；2-第二导丝环；3-螺母；4-丝杠；5-手轮；6-固定座；7-空心轴；7a-滑槽；8-滑块；9-齿圈；10-齿轮；11-安装环；12-支撑杆；13-紧固螺栓；14-连接件；15-过丝环；16-锥齿轮组；17-传动连杆；18-手轮安装板；20-丝材；30-芯管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，所述丝材增强复合管材可以为钢丝增强复合塑料管，即包括位于内层的塑料材质(如聚乙烯)的芯管、缠绕于芯管外周的钢丝层(不限于一层)及包覆于钢丝层外侧的外管。但应当理解的是，本发明所述丝材并不限于钢丝，芯管和外管也不限于塑料材质。

典型的丝材增强复合管材生产线通常包括沿直线依次布置的芯管挤出机、芯管挤出模头、芯管冷却箱、第一牵引机、缠绕机、粘接剂挤出机、外管挤出机、外管冷却箱、第二牵引机和切断机等。其中，由芯管挤出机和芯管挤出模头等芯管成型设备形成的芯管沿水平方向穿过该缠绕机并在轴向移动，随着缠绕机的主回转盘环绕芯管转动，其上的钢丝逐渐被释放并缠绕于芯管外周，以在芯管的外周面上形成增强层。在本实用新型中，为了便于清楚说明，各部件的构造主要以芯管的轴线为基准，如第一导丝环的外圆半径是指该第一导丝环的环体外轮廓线所构成的环绕芯管轴线的圆周的半径、所述轴向通常是指平行于芯管轴线所在的直线的方向等。

参照图1至图5所示，用于根据本实用新型优选实施方式的丝材增强复合管材生产线中的导丝装置，设置于缠绕机上，能够引导例如为钢丝的丝材20向由芯管成型设备成型的芯管30的外周面缠绕。具体地，导丝装置包括彼此相间隔地同轴布置的第一导丝环1和第二导丝环2，该第二导丝环2的内圆半径小于或等于第一导丝环1的外圆半径。由缠绕机的丝盘释放的丝材20依次贴合经过第二导丝环2的内圆面和第一导丝环1的外圆面延伸，即首先经过第二导丝环2的下侧，然后经过第一导丝环1的上侧，并与该第一导丝环1和第二导丝环2的环体贴合，并释放为以张紧状态缠绕至芯管30的外周。

可以理解的是，在生产过程中，为了避免因频繁换盘带来的生产效率低等问题，缠绕机通常在其主回转盘上设有多组丝盘，其中部分丝盘引出的丝材20被牵引至芯管30的外表面实施缠绕，作为在用丝盘；其余丝盘则作为备用丝盘，在当前在用丝盘上的丝材20用尽时接续缠绕。本实用新型所述的丝材20的延伸路劲主要是指当前在用丝盘所释放的、即将被缠绕至芯管30上的丝材20从丝盘至芯管30外周面的延伸路径。至于备用丝盘引出的丝材，由于其不必然地处于张紧状态，且丝头位置可以根据需要保留在丝盘位置处或牵引至靠近芯管的位置，这些丝材可以暂不经过第一导丝环1和第二导丝环2或未与导丝环环体贴合。

由此，丝材20从在用丝盘释放后，依次贴合经过径向尺寸较小的第二导丝环2的内圆面和径向尺寸相对较大的第一导丝环1的外圆面，多组丝材20先聚拢后分散，在经过第一导丝环1和第二导丝环2时的延伸方向具有明显的折弯，缠绕过程中需要较大的牵引力才能持续释放丝材20，进而提升了丝材张力。可知，本实用新型中的第一导丝环1和第二导丝环2不仅改变丝材的延伸方向，还对丝材张力产生明显影响，从而便于利用该第一导丝环1和第二导丝环2对丝材20的张力和缠绕角进行调节。

根据上述，本实用新型的丝材增强复合管材生产线通过使得丝材20在经过第一导丝环1和第二导丝环2时明显折弯而增加其内应力以及与环体的接触面积，从而提升张力。在此基础上，可以通过改变第一导丝环1与第二导丝环2的相对位置而调节丝材20的张力。为此，可以将第一导丝环1或第二导丝环2传动连接于调节机构，该调节机构设置为能够驱动第一导丝环1和第二导丝环2中的至少一者相对于另一者运动，以改变丝材20经过其延伸时的折弯形态，实现张力调节。通过这种设置，本实用新型中的导丝装置不再主要地用于改变和引导丝材延伸方向，还开创性地使之参与丝材的张力调节，用户可以根据需要操作调节机构设定适当的丝材张力和缠绕角。

其中，调节机构可以用于驱动第一导丝环1或第二导丝环2中的一者运动，而另一者保持固定；或者，该调节机构也可以驱动第一导丝环1和第二导丝环2同时相对彼此运动，只要能够改变其相对位置即可。调节机构的调节方式可以为对第一导丝环1和第二导丝环2的径向相对位置或轴向相对位置的调节等。

参照图1和图2所示，根据本实用新型第一种优选实施方式的丝材增强复合管材生产线中的导丝装置，具有能够驱动第二导丝环2的调节机构，该调节机构能够驱动第二导丝环2沿轴向运动，以改变该第二导丝环2与第一导丝环1之间的轴向间距L。结合图2，当第二导丝环2被驱动为靠近第一导丝环1时，二者之间的轴向间距L缩小，丝材20在二者之间延伸的部分倾斜角度增加，张力增大；相反，当第二导丝环2被驱动为远离第一导丝环1时，张力减小。对于环状部件而言，驱动第二导丝环2沿轴向运动以调节轴向相对位置相比调节径向相对位置更易实现，结构简单，且张力调节效果相比驱动第一导丝环1运动更明显。

调节机构可以设置为多种不同形式，如电动推杆、液压缸驱动等机动形式。本实用新型一种优选实施方式采用丝杠螺母机构实现第二导丝环2的轴向调节，由此便于以简单的结构实现手动调节。具体地，丝杠螺母机构的螺母3与第二导丝环2固连为一体，丝杠4沿轴向延伸，由此当丝杠4转动时可驱动螺母3沿轴向位移，从而驱动第二导丝环2轴向移动，以相对第一导丝环1改变轴向间距。此处，螺母3可以与丝杠4构成滑动副或滚珠丝杠副。为便于手动操纵，可使丝杠4传动连接有手轮5，其可选连接方式将在随后详述。

在该优选实施方式中，形成为丝杠螺母机构的调节机构驱动第二导丝环2沿轴向运动，需要将丝杠4的轴向位置固定，以在其转动过程中实现螺母3及第二导丝环2的轴向位移。在一种典型的缠绕机中，丝盘安装于主回转盘上以随该主回转盘绕芯管转动，导丝装置具有同轴连接至主回转盘中心的空心轴7，以允许芯管30穿过该主回转盘和空心轴7的中心延伸并轴向移动。在此情形下，第一导丝环1可以固定安装于空心轴7上，第二导丝环2滑动安装于空心轴7上，作为调节机构的丝杠螺母机构中的丝杠4可以通过固定座6安装于空心轴7的外周面上。

在图示优选实施方式中，第一导丝环1和第二导丝环2分别通过支撑杆12同心地连接有安装环11，该安装环11与空心轴7的外周面相适配。连接第一导丝环1的安装环11可以通过紧固螺栓13固定在空心轴7的预定轴向位置处，连接第二导丝环2的安装环11可在空心轴7上沿轴向滑动，丝杠螺母机构的螺母3可通过连接件14固连于该安装环11或直接形成在该安装环11上。为了引导第二导丝环2沿轴向滑动，本实用新型优选实施方式中可在空心轴7上形成沿轴向延伸的滑槽7a，第二导丝环2连接有与该滑槽7a配合的滑块8，由此在第二导丝环2被驱动为在空心轴7上轴向滑动时可避免因周向运动导致的丝材20周向位置的意外偏移。

在缠绕作业过程中，导丝装置随主回转盘转动，因此在停机或作业过程中导丝装置的转动方位并非是确定的。若在需要调节丝材张力时丝杠螺母机构恰在远离操作人员的位置，则可能导致张力调节不及时或调节操作困难。为此，可以在沿空心轴7的周向均布多组丝杠螺母机构。在图示优选实施方式中，环绕空心轴7的外周面上，均匀设置有三组丝杠螺母机构，从而可以在任意转动方位利用邻近的丝杠螺母机构进行调节。

在图2所示的剖视图中，第一导丝环1和第二导丝环2的环体具有圆形截面，且截面半径R相等。由此，可以利用相同原材料制成，方便原材料采购。在其他实施方式中，二者的截面半径可以不同。

正如前述，第一导丝环1的外圆半径大于或等于第二导丝环2的内圆半径。在采用相同截面半径R的情形下，第一导丝环1与第二导丝环2可以具有高差H。图2所示的优选实施方式中，第一导丝环1与第二导丝环2的高差H恰等于截面半径R。图3示出三种不同实施方式下的第一导丝环1与第二导丝环2的示意图，该第一导丝环1和第二导丝环2具有相同的截面半径。依从左至右的顺序，第二导丝环2相对第一导丝环1渐缩，丝材的张力递增，可适用于不同缠绕角的复合管材的制造。

图4所示为根据本实用新型第二种优选实施方式的丝材增强复合管材生产线中的导丝装置，该导丝装置与图2所示的优选实施方式基本相同，均在丝杠4的远离第二导丝环2的一端设置有手轮5，以能够通过旋转该手轮5而驱动固连于螺母的第二导丝环2沿轴向滑动。对于其他与前述第一种优选实施方式相同的技术内容，在此不再复述。重要地，在该优选实施方式中，对于在空心轴7的周向均布的多组丝杠螺母机构，可以利用同步机构使得其联动调节，以免发生运动卡止。具体而言，空心轴7的外周可以连接齿圈9，并在各个丝杠4上设置与该齿圈9啮合的齿轮10，由此当转动其中任意一个手轮5时，该手轮5对应的丝杠4转动的同时，其余丝杠螺母机构的丝杠也同步转动，在环绕空心轴7的圆周上，第二导丝环2可同步移动而不会与空心轴7卡死，具有较高的可靠性和操作便利性。

图5所示为根据本实用新型第三种优选实施方式的丝材增强复合管材生产线中的导丝装置，该导丝装置与图4所示的优选实施方式基本相同，均设有用于联动多组丝杠螺母机构的齿圈9和齿轮10等。对于其他与前述优选实施方式相同的技术内容，在此不再复述。在该优选实施方式中，手轮5设置为未与丝杠4同轴连接，而是通过中间传动组件传动连接，以便使其位于适当的操作位置。具体地，中间传动组件相对丝杠4至少部分地折返延伸，使得手轮5位于丝材20的包络空间的外侧。即，缠绕机上的多组丝材20在环绕空心轴7的外周形成包络空间，手轮5位于该包络空间的径向外侧。由此，操作人员无需伸入丝材区域内即可调整张力，操作安全性高，适于高速生产中实时进行调整。

此处中间传动组件可以为多种适当的形式，例如可以通过万向传动元件实现折返延伸。在图示优选实施方式中，缠绕机具有过丝环15，手轮5通过手轮安装板18安装于该过丝环15上并连接有传动连杆17，该传动连杆17设置为能够传递由手轮5输入的转矩。传动连杆17的远离手轮5的一端设有锥齿轮组16，其中一个锥齿轮设于传动连杆17的端部，另一个锥齿轮与之啮合并连接在丝杠4的远离第二导丝环2的一端，由此可在转动手轮5时操纵丝杠4转动，实现张力调节。

本实用新型还提供一种用于上述丝材增强复合管材生产线的缠绕机。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种丝材增强复合管材生产线，包括芯管成型设备和缠绕机，该缠绕机具有导丝装置，该导丝装置包括彼此相间隔地同轴布置的第一导丝环(1)和第二导丝环(2)，其特征在于，所述第二导丝环(2)的内圆半径小于或等于所述第一导丝环(1)的外圆半径，由所述缠绕机的丝盘释放的丝材(20)依次贴合经过所述第二导丝环(2)的内圆面和所述第一导丝环(1)的外圆面延伸，并释放为以张紧状态缠绕至由所述芯管成型设备成型的芯管(30)外周。

2.根据权利要求1所述的丝材增强复合管材生产线，其特征在于，所述第一导丝环(1)或第二导丝环(2)传动连接有调节机构，该调节机构设置为能够驱动所述第一导丝环(1)和第二导丝环(2)中的至少一者相对于另一者运动。

3.根据权利要求2所述的丝材增强复合管材生产线，其特征在于，所述调节机构设置为能够驱动所述第二导丝环(2)沿轴向运动以改变该第二导丝环(2)与所述第一导丝环(1)之间的轴向间距。

4.根据权利要求3所述的丝材增强复合管材生产线，其特征在于，所述导丝装置具有同轴连接至所述缠绕机的主回转盘中心的空心轴(7)，所述第一导丝环(1)固定安装于该空心轴(7)上，所述第二导丝环(2)滑动安装于所述空心轴(7)上，所述调节机构为丝杠螺母机构，该丝杠螺母机构的螺母(3)固连于所述第二导丝环(2)，丝杠(4)沿轴向延伸并传动连接有用于操纵该丝杠(4)转动的手轮(5)，以能够通过所述螺母(3)驱动所述第二导丝环(2)沿轴向滑动。

5.根据权利要求4所述的丝材增强复合管材生产线，其特征在于，所述空心轴(7)形成有沿轴向延伸的滑槽(7a)，所述第二导丝环(2)连接有与该滑槽(7a)配合的滑块(8)。

6.根据权利要求4所述的丝材增强复合管材生产线，其特征在于，所述导丝装置具有沿所述空心轴(7)的周向均布的多组所述丝杠螺母机构。

7.根据权利要求6所述的丝材增强复合管材生产线，其特征在于，所述空心轴(7)的外周连接有齿圈(9)，各个所述丝杠(4)上分别设有与该齿圈(9)啮合的齿轮(10)。

8.根据权利要求4所述的丝材增强复合管材生产线，其特征在于，所述手轮(5)设置于所述丝杠(4)的远离所述第二导丝环(2)的一端，或者，所述丝杠(4)通过相对该丝杠(4)至少部分地折返延伸的中间传动组件传动连接于所述手轮(5)，以使得该手轮(5)位于所述丝材(20)的包络空间的外侧。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的丝材增强复合管材生产线，其特征在于，所述第二导丝环(2)与所述第一导丝环(1)的环体具有相等的截面半径(R)。

10.一种缠绕机，其特征在于，该缠绕机具有丝盘和导丝装置，该导丝装置包括彼此相间隔地同轴布置的第一导丝环(1)和第二导丝环(2)，所述第二导丝环(2)的内圆半径小于或等于所述第一导丝环(1)的外圆半径，由所述丝盘释放的丝材(20)依次贴合经过所述第二导丝环(2)的内圆面和所述第一导丝环(1)的外圆面延伸。

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