CN2543701Y - 制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置。包括设置在聚合物芯管进入端和复合外层聚合物层的复合装置间沿聚合物芯管轴向移动方向的使聚合物芯管稳定进入钢丝缠绕机的芯管推送机构或牵引机构，对聚合物芯管进行加热的加热装置，钢丝缠绕机，其特征在于对聚合物芯管进行加热的加热装置设置在钢丝缠绕机前和/或钢丝缠绕机内腔中。本实用新型能生产芯管的表面与缠绕其上的钢丝及外层复合层间紧密复合，质量高的螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材。

Description

制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置

技术领域：

本实用新型涉及的是一种制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置。

背景技术：

近几年来在塑料管材内增加缠绕金属丝以加强管材强度已有报道和使用，如CN2313137Y公开了一种用金属编织成网状，与内管和外管结合成复合管。CN2202838Y同样公开了一种管子内壁层与外壁层之间夹有一层金属编织网的复合管，而CN2142168Y公开了一种在至少一层缠绕钢丝层与塑料芯管和外层塑料之间涂有粘结剂层的复合管，而CN2466468Y公开了一种在钢丝上涂覆一层粘结剂和保护层再缠绕于芯管上复合外层后形成的复合管，以上例子均有共同不足之处，钢丝在缠绕芯管时，钢丝和芯管表面没有进行加热处理，其结合面没有被“激活”，这种冷缠方式，使缠绕成形的钢丝与芯管之间存在较大的间隙，不能消除钢丝与芯管之间的间隙介面，在长期使用中因热胀冷缩因素会造成相互间剥离脱层，形成空隙，管道输送压力介质会因芯管或管端面局部损坏而从间隙中渗透造成管道***破损失效。另外，CN2465937Y方案中公开了“在芯管(1)的进入部位与用于在其外包裹外塑料层的二次挤塑机构(8)间的管件通道周围，依次设置有用于在芯管(1)外螺旋缠绕金属丝的至少一个旋转绕丝单元和加热单元”(见权利要求1)，在这种方案中，“上述结构中所说的位于旋转缠绕单元之后的加热单元”“对缠绕有金属丝的芯管进行加热”(见其说明书第2页第2段第1行和2行)，显然钢丝加热升温快，而塑料芯管加热升温慢，这是聚合物热传导系数低的特性所决定的，当生产速度加快，塑料芯管表面加热不够，没有充分活化甚至达到粘流态而不能与粘结剂或外层聚合物之间熔融连接牢固复合，为此不得不降低芯管生产和金属丝缠绕速度，既损失生产效率，也同样不能达到目的。这种方法生产的复合管其芯管表面与外层聚合物之间仍然没有真正产生熔接，至多是外层聚合物与钢丝及钢丝上涂的粘结剂产生熔接，若其表面有粘结剂，至多也只能产生粘结，还是不能真正的将芯管和外层聚合物形成连续体并将钢丝包覆形成真正的复合材料。该方案按依次位置关系将加热单元设置在旋转缠绕单元和二次挤塑机构之间，加长度是有限的，且不能对缠有金属丝的芯管强烈加温加热，担心芯管升温后软化塌扁进入二次挤塑机构承担不了熔融聚合物对芯管的复合压力，因此明显缺少对芯管以内部充气支撑其挺括、刚直的技术方案支持。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了提供一种能有效解决上述问题，有利于提高管材质量和生产效率的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置。

本实用新型的目的是这样来实现的：

本实用新型制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置包括设置在聚合物芯管进入端和复合外层聚合物层的复合装置间沿聚合物芯管轴向移动方向的使聚合物芯管稳定进入钢丝缠绕机的芯管推送机构或牵引机构，对聚合物芯管进行加热的加热装置，钢丝缠绕机，其特征是对聚合物芯管进行加热的加热装置设置在钢丝缠绕机前和/或钢丝缠绕机内腔中。

上述的对聚合物芯管加热的加热装置为装在钢丝缠绕机内腔的筒形加热器，芯管穿过筒形加热器被加热其表面，加热源采用的是热风循环烘箱或红外线加热器或石英加热器。

上述的钢丝缠绕机中的旋转的钢丝缠绕机分丝器外圆周上有对旋转的钢丝分丝器上通过的钢丝加热的钢丝加热装置，加热源采用的是热风烘箱或红外加热器或石英加热器或可能产生热辐身的热源。

上述的钢丝加热装置为高频加热器，感应加热环对钢丝接触的圆环加热，将热能传递给钢丝，或是感应加热环将与圆环接触形成闭环的钢丝加热。

上述的钢丝缠绕机上设置有钢丝加热后对钢丝表面涂覆粘结剂或粘结剂与聚合物的共混物的涂覆装置，包括壳体，位于壳体上呈圆周分布的钢丝通道，粘结剂储料腔，与粘结剂储料腔相通的料斗，将粘结剂储料腔和钢丝通道连通的粘结剂流道，防止粘结剂外流的密封盖。

上述的复合装置为具有在已缠绕上钢丝的芯管表面复合粘结剂层或粘结剂与聚合物的共混物层的成型腔和复合外层聚合物的成型腔的复合模头。

上述的复合装置由在已缠绕上钢丝的芯管表面复合粘结剂层或粘结剂与聚合物的混合物层的成型腔的复合模头和具有复合外层聚合物层的成型腔的复合模头。

上述的在钢丝缠绕机后有对芯管表面缠绕上的钢丝进行梳理、夹紧、防止钢丝回弹的钢丝定位支撑器。

上述的钢丝定径支撑器装在复合模头上。

上述的装置中有置于钢丝缠绕机前、后和/或钢丝缠绕机内腔中的稳定芯管作直线运动的稳定装置，以保证在缠绕芯管时不因钢丝缠绕力分布不均而使芯管生产位移错位从而降低管材直线度。

上述的在聚合物芯管进入端有对分段定长的聚合物芯管封堵、充气、密封和熔接的工作台。

上述的工作台中有芯管充气密封组件。

上述的芯管充气密封组件包括一对通过钢丝相连的具有钢骨架的与芯管内孔密封的弹性橡胶密封封盖，封盖上装有进排气气阀，通过进排气阀向芯管充气使芯管挺括、刚直。

上述的芯管充气密封组件包括用与芯管相同的聚合物材料制成的分别与芯管两端面和/或内孔密封连接的封盖，至少一个封盖上装有进排气阀。

上述的芯管充气密封组件包括一对位于芯管内的用钢丝连接的密封气囊，密封气囊上装有进排气阀，装在密封气囊中的含气孔的充气管与进排气阀连接。

上述的芯管充气密封组件包括一对位于芯管两端与芯管螺纹连接的封盖，嵌在封盖与芯管孔接合部起密封作用的弹簧橡胶密封环，装在封盖上的进排气阀。

上述的芯管充气密封组件包括充气布袋，位于充气布袋内的壁上有多个气孔的充气管，充气管一端连接在布袋上而伸出布袋的另一端上有与气泵配合的快换接头。

本实用新型在钢丝缠绕芯管之前先加热芯管表面，与CN2465937Y方案比较提前对芯管表面加热，并有充分的加热长度，即增加了对芯管的加热时间，可以克服因聚合物加温和升温速度慢而使芯管表面达到粘流态时间长对芯管加温和后面外层复合不利的问题，使外层复合时与芯管表面产生熔接，而不仅是靠粘结剂与外层聚合物粘结，内外层能熔接在一起并将有粘结剂的钢丝包覆，才是真正意义的复合管道，才能承受较高的工作压力。本实用新型可对钢丝进行加热，被加热的钢丝能熔融芯管表面的粘接剂层甚至芯管层，配合采用本实用新型提前加热的已达到粘流的芯管表面，使钢丝嵌入芯管中，即保证了钢丝紧密缠绕芯管，又保证了钢丝均匀分布，而且固定位置不变，当已缠绕好钢丝的芯管进入外层复合模具中复合外层时，也不会因与外层模具的磨擦或压力波动影响而导致钢丝分布混乱不均，造成最终复合好的管道承压能力下降。

本实用新型因利用了钢丝缠绕机的内腔设置加热装置，可以使加热、缠绕钢丝和复合外层的成型长度缩短，可以节约生产线场地。

本实用新型由于可以在缠绕机之前或缠绕机内腔或在两台缠绕机之间在外层聚合物的复合装置之前的紧邻的钢丝缠绕机之前的各种位置以各种组合的方式设置芯管加热装置，甚至包括钢丝的加热装置参与组合，可以使芯管在缠绕钢丝后进入外层聚合物的复合装置前有充足的空间和距离设置加热装置，可以使芯管获得足够的热能，使芯管表面甚至产生粘流态，加之有芯管内部充气密封部件单元的技术支撑，使表面粘流、芯管可能软化都不影响管的挺括、刚直，使缠绕钢丝之后的芯管能充分受力与再涂覆的粘结剂层和外层聚合物层的挤出复合而获得最佳的熔接复合。

本实用新型在对芯管表面提前进行加温时，若芯管内壁较厚时，加热的甚至表面已开始粘流的芯管能承受钢丝缠绕机的钢丝对芯管的缠绕力，芯管不会塌扁，若芯管内壁较薄时，可能缠绕钢丝时容易塌扁，这时可以采取在芯管内壁充气并密封的方式使芯管挺直，对芯管充气和密封，不论芯管是分段缠绕钢丝和复合外层还是连续生产的芯管缠绕和复合外层，内部充气和密封技术都是不难在此方案中实现的。若采用了内部充气和密封的技术来加热芯管及缠绕钢丝和复合外层，因芯管内壁较薄，还可以得到更经济的复合管。

芯管内部密封充气有多种办法，比如在连续生产的芯管内部通过与密封塞连接的铜管充气使芯管挺直，因芯管壁较薄，可以采用一对压辊将芯管压扁密封，使该段高压充气的芯管内孔与芯管挤出生产装置的大气常压分隔。也可以采取切断芯管对其端面密封充气后又熔接为连续的长芯管按上述工艺缠绕和复合成型。

本实用新型对芯管充气密封采用的方案如图11～图17所示，本实用新型有对分段定长芯管利用充气密封部件单元使芯管挺括、刚直的在加热状况下参与缠绕和外层聚合物复合，也可以利用封堵充气和熔接分段定长芯管的工作台使分段定长的已充气密封的芯管连接为连续长管参与加热、缠绕和外层聚合物层的复合，该方案有更多的工艺方案供生产复合管采用。

本实用新型由于设置用烘箱或红外加热器或石英加热器或高频加热器对钢丝加热装置和钢丝涂覆粘结剂装置，不仅可以使预先涂有粘结剂的钢丝受热后缠绕芯管和参与复合，还可以利用钢丝加热和涂覆粘结剂装置将加热的钢丝在涂覆粘结剂装置上涂上粘结剂，直接缠绕芯管和参与复合。粘结剂装置上的加热器是缠绕机开机前预热装置，使粘结剂熔融，缠绕机开机耐去掉电源，之后维持熔融状的热能靠加热的钢丝带入。由于有这些装置可以方便的调整复合管的生产工艺。

本实用新型对芯管的加热装置采用各种热源可以方便的调整加热温度，特别是采用了有冷热风循环的芯管加热烘箱，可以当芯管生产和缠绕复合两步法生产的生产线，因故临时停机时防止烤坏芯管，可心快速通入冷风减少废品，同时芯管和钢丝缠绕以及外层复合工序不因烤坏芯管而停机或无法连续开机或被迫重新换芯管启机。

本实用新型能生产出芯管的表面与缠绕其上的钢丝外层复合间紧密复合、质量高的螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材，生产效率高。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为粘结剂复合模头结构示意图。

图3为聚合物复合模头结构示意图。

图4为含两个或型腔的复合模头结构示意图。

图5为加热装置位置示意图1。

图6为加热装置位置示意图2。

图7为加热装置位置示意图3。

图8为涂覆装置位置结构示意图。

图9为图8的左视图。

图10为工作台结构示意图。

图11为充气密封组件结构示意图1。

图12为充气密封组件结构示意图2。

图13为充气密封组件结构示意图3。

图14为充气密封组件结构示意图4。

图15为充气密封组件结构示意图5。

图16为充气密封组件结构示意图6。

图17为充气密封组件结构示意图7。

具体实施方式：

参见图1，本实用新型中依次设置有钢丝缠绕机1，钢丝定径支撑器2，复合装置3，芯管牵引机4。在钢丝缠绕机内腔中有对芯管表面进行加热的筒形加热器5。筒形加热器与循环热风发生器6，冷风吹送器7连通。在旋转的钢丝缠绕机分丝器外圆周上装有高频加热器8，通过加热与钢丝接触的圆环9将热能传递与钢丝。在加热器5、钢丝缠绕机内腔分别有稳定芯管作直线运动的稳定装置装在芯管上的稳定环10、11。复合装置包括如图2所示的含粘结剂流道12的复合粘结剂复合模头13和如图3所示的含外层聚合物流道14的复合外层聚合物模头15。粘结剂挤出机16，聚合物挤出机17分别与复合粘结剂复合模头中的粘结剂流道，复合外层聚合物模头中的外层聚合物流道连通。

复合装置也可如图4所示的结构，即具有在已缠绕上钢丝的芯管表面复合粘结剂层的含粘结剂流道18的成型腔19和复合外层聚合物层的含外层聚合物流道20的成型腔21的复合模头22。粘结剂挤出机23、聚合物挤出机24分别与粘结剂流道、聚合物流道相通。

加热装置也可如图5所示的在钢丝缠绕机内腔装有对芯管表面进加热的加热器25，位于钢丝缠绕机后端的对钢丝加热的烘箱加热器26。

加热装置也可如图6所示在两钢丝缠绕机27、28、的前、后、中间及内腔中分别装有的芯管表面加热的加热器29、30、31、32，在两钢丝缠绕机旋转的分丝器上分别装有的对钢丝加热的高频加热器33、34。

加热装置也可以如图7所示在两钢丝缠绕机35、36的内腔分别装有对芯管表面进行加热的加热器37、38，在两钢丝缠绕机旋转的分丝器外圆周上对钢丝加热的高频加热器39、40。

图8、9为装于旋转的钢丝缠绕机上的涂覆装置示意图。包括壳体41，呈圆周分布的钢丝通道42，粘结剂储料腔43，与粘结剂储料腔和钢丝通道连通的粘结剂流道44，防止粘结剂外流的密封盖45。位于密封上的压盖46。粘结剂料斗47，加热器48。加热器48在开机前对壳体粘结剂熔融，开机生产时摘除电源，之后维持熔融状的热能靠被钢丝加热器加热的钢丝带入，钢丝通过钢丝通道42时，被粘结剂涂覆，涂覆有粘结剂的钢丝被钢丝缠绕机作用缠绕芯管。有这套涂覆机构可以节约挤出生产后对钢丝的涂覆机构。

参见图10，在聚合物芯管进入端有对分段定长的聚合物芯管进行封堵，充气和熔接的工作台49。

工作台1中有活动小车50、51。活动小车50上装有如图11一图17之一所示的充气密封组件52和封芯管端面的含卡管套53、加热板54的电热熔焊机55。活动小车51上装有用于芯管对接的含卡管套56、加热板57的电热熔焊机58。

图11为充气密封组件结构示意图1。包括一对通过钢丝59连接的装于芯管中与芯管配套的有钢骨架的弹性橡胶密封的封盖60。其中一个封盖上有进排气阀61。通过进排气阀向芯管内充气。

图12为充气密封组件结构示意图2。包括一对可置于芯管内通过钢丝62连接的含充气阀63的密封气囊64。装于气囊内的含气孔的充气管65伸出气囊的一端上装有进排气阀66。通过进排气阀向气囊内充气。

图13为充气密封组件的结构示意图3。包括位于芯管两端与芯管热熔焊接的封盖67，带进排气阀的带阀封盖68。通过进排气阀向芯管充气。

图14为充气密封组件的结构示意图4。包括位于芯管两端与芯管热熔焊接的两密封板69，其中一个密封板上装有进排气阀70。

图15为充气密封组件的结构示意图5。包括两个分别位于芯管两端内与芯管螺纹连接的带有外螺纹的金属封盖71，位于金属封盖与芯管相对端面间的弹性橡胶密封环72。其中一个金属封盖上装有进排气阀273。

图16为充气密封组件的结构示意图6。包括充气布袋74，位于充气布袋内的壁上有多个气孔的充气管75一端连接在充气布袋上而伸出布袋的另一端上装有与气泵配合的快换接头76。充气时，将充气布袋置于芯管内，向内充气即可。

图17为充气密封组件的结构示意图7。包括分别与芯管两端成电热丝热熔焊接的无阀封盖77，有充气单向阀78的密封封盖79。

图11～图17中的序号80为聚合物芯管。

参见图10，被切割成一段段定长的聚合物芯管在工作台上被依次封堵充气、密封后再被热熔接为连接长的芯管，以连续生产的方式送入钢丝缠绕机中缠绕钢丝后再依次经过为粘结剂层复合模头和复合外层模头而成为充气螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材。

Claims (17)

1、一种制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，包括设置在聚合物芯管进入端和复合外层聚合物层的复合装置间沿聚合物芯管轴向移动方向的使聚合物芯管稳定进入钢丝缠绕机的芯管推送机构或牵引机构，对聚合物芯管进行加热的加热装置，钢丝缠绕机，其特征在于对聚合物芯管进行加热的加热装置设置在钢丝缠绕机前和/或钢丝缠绕机内腔中。

2、根据权利要求1所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于对聚合物芯管加热的加热装置为装在钢丝缠绕机内腔的筒形加热器。

3、根据权利要求1所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特特征在于在钢丝缠绕机中的旋转的钢丝缠绕机分丝器外圆周上有对旋转的钢丝分丝器上通过的钢丝加热的钢丝加热装置。

4、根据权利要求3所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于钢丝加热装置为高频加热器。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于钢丝缠绕机上设置有钢丝加热后对钢丝表面涂覆粘结剂或粘结剂与聚合物的共混物的涂覆装置，包括壳体，位于壳体上呈圆周分布的钢丝通道，粘结剂储料腔，与粘结剂储料腔相通的料斗，将粘结剂储料腔和钢丝通道连通的粘结剂流道，防止粘结剂外流的密封盖。

6、根据权利要求1或2或3或4所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于复合装置为具有在已缠绕上钢丝的芯管表面复合粘结剂层或粘结剂与聚合物的共混物层的成型腔和复合外层聚合物的成型腔的复合模头。

7、根据权利要求1或2或3或4所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于复合装置由在已缠绕上钢丝的芯管表面复合粘结剂层或粘结剂与聚合物的混合物层的成型腔的复合模头和具有复合外层聚合物层的成型腔的复合模头。

8、根据权利要求1或2或3或4所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于在钢丝缠绕机后有对芯管表面缠绕上的钢丝进行梳理、夹紧、防止钢丝回弹的钢丝定位支撑器。

9、根据权利要求8所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于钢丝定径支撑器装在复合模头上。

10、根据权利要求1或2或3或4所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于有置于钢丝缠绕机前、后和/或钢丝缠绕机内腔中的稳定芯管作直线运动的稳定装置。

11、根据权利要求1或2或3或4所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于在聚合物芯管进入端有对分段定长的聚合物芯管封堵、充气、密封和熔接的工作台。

12、根据权利要求11所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于工作台中有芯管充气密封组件。

13、根据权利要求12所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于芯管充气密封组件包括一对通过钢丝相连的具有钢骨架的与芯管内孔密封的弹性橡胶密封封盖，封盖上装有进排气气阀。

14、根据权利要求12所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于芯管充气密封组件包括用与芯管相同的聚合物材料制成的分别与芯管两端面和/或内孔密封连接的封盖，至少一个封盖上装有进排气阀。

15、根据权利要求12所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于芯管充气管密封组件包括一对位于芯管内的用钢丝连接的密封气囊，密封气囊上装有进排气阀，装在密封气囊中的含气孔的充气管与进排气阀连接。

16、根据权利要求12所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于芯管充气密封组件包括一对位于芯管两端与芯管螺纹连接的封盖，嵌在封盖与芯管孔接合部起密封作用的弹簧橡胶密封环，装在封盖上的进排气阀。

17、根据权利要求12所述的制造螺旋缠绕钢丝增强复合塑料管材的装置，其特征在于芯管充气密封组件包括充气布袋，位于充气布袋内的壁上有多个气孔的充气管，充气管一端连接在布袋上而伸出布袋的另一端上有与气泵配合的快换接头。

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