[發(fā)明專利]一種增強(qiáng)結(jié)構(gòu)壁管材及其制造設(shè)備、制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410151721.2
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103925428B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張娟
• 申請（專利權(quán)）人: 張娟
• 主分類號: F16L9/16
• 分類號: F16L9/16;F16L9/18;F16L11/10;F16L11/24;F16L11/20;B29C69/00;B29C53/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增強(qiáng)結(jié)構(gòu)壁管材，還涉及這種管材的制造設(shè)備、制造方法。

背景技術(shù)

在城市的下水管和各種排污管中，各種形式的塑料管材的使用越來越多。由于其管內(nèi)通常不存在有壓力，為提高其抵抗外來壓力或沖擊的性能，在管壁外周設(shè)置有不同形式的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。目前這種結(jié)構(gòu)形式的塑料管材及相應(yīng)的制備方法可有如下幾種：

一種是采用直接擠出成型的塑料管材，最具代表性的是直接擠出成型的雙壁波紋管和環(huán)向加筋管，其內(nèi)壁層都是連續(xù)平順的表面，這兩種管材管壁的軸向局部剖面結(jié)構(gòu)分別如圖1的(a)和(b)所示，雙壁波紋管的外壁層是中空的波形結(jié)構(gòu)，環(huán)向加筋管的外壁層是實(shí)心的環(huán)狀肋型結(jié)構(gòu)。制造時，這類管材的內(nèi)壁層是由熔融狀態(tài)下的塑料擠出形成的連續(xù)管材；作為加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的外壁層，則是在管內(nèi)壁層的塑料還沒有完全冷卻的情況下，將另一具有中空波形或環(huán)肋等適當(dāng)結(jié)構(gòu)形式的連續(xù)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)層的相應(yīng)“波谷”部位熔接在管壁的外周面上。該管材外壁層的中空波形或環(huán)肋等形式的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)雖然能有效的增強(qiáng)管材的剛性，但其制造設(shè)備的價格非常昂貴，推廣應(yīng)用難度很大。

另一種類型是以螺旋纏繞成型的塑料管材，其中最具有代表性的是雙重壁管和螺旋波紋管。

雙重壁管的管壁軸向局部剖面結(jié)構(gòu)如圖2所示，雙重壁管的制造，是先由第一擠塑機(jī)擠出斷面為矩形的管坯，經(jīng)冷卻定型后成為矩形管，然后使該矩形管連續(xù)有規(guī)律的并排螺旋纏繞在裝有多只可主動旋轉(zhuǎn)小滾筒的大圓筒上；與此同時，再由第二擠塑機(jī)不斷地向并排螺旋纏繞的該矩形管的相鄰側(cè)面間隙中擠出熔融的塑料條，并在使矩形管產(chǎn)生側(cè)向壓力的情況下，將相鄰的矩形管相互溶解在一起，隨著主動小滾筒的不斷旋轉(zhuǎn)，即形成為連續(xù)的雙重壁管材。

螺旋波紋管的管壁軸向局部剖面結(jié)構(gòu)如圖3所示，螺旋波紋管的制造方法與雙重壁管的制造方法類似，不同的是由第一擠塑機(jī)擠出的不是普通形狀的矩形管，而是在底部兩側(cè)各帶有一個相互熔接用的適當(dāng)形狀翼片異形矩形管。該帶有兩側(cè)翼片的矩形管經(jīng)定徑冷卻后，先用火焰把將作相互熔接的相鄰兩矩形管的相鄰翼片的相應(yīng)兩側(cè)加熱至熔融狀態(tài)，然后再纏繞在大圓筒上，并使各相鄰兩矩形管的相鄰翼片相互搭接，并經(jīng)內(nèi)外相對設(shè)置的壓輪碾壓，使相互搭接的兩側(cè)翼片熔接在一起，冷卻后即形成為連續(xù)的管壁。

由上述雙重壁管和螺旋波紋管的制造過程可以看出，這類管材都是在普通形式或是帶有翼片的異形矩形管被擠出并徹底冷卻定型后，再經(jīng)過二次加熱至熔融狀態(tài)，使相鄰矩形管間的側(cè)壁或是相鄰的翼片相互熔接形成相應(yīng)管材的管壁。因此這些管材的管壁結(jié)構(gòu)中，通過二次加熱并形成的熔接縫都是貫穿于其整個管壁內(nèi)外層的。因而，這些管材的質(zhì)量完全取決于該二次加熱后所形成的熔接縫的質(zhì)量。由于這些貫穿于整個管壁內(nèi)外間的熔接縫很長，例如直徑500毫米排水管上，每100米管材的熔接縫長度可達(dá)5000米，一旦這些貫穿于整個管壁結(jié)構(gòu)的熔接縫的某一局部出現(xiàn)開裂，必然導(dǎo)致了整個管材失效。

眾所周知，使管材的熔接部位能盡量保持與母材等強(qiáng)度和等壽命是保證其質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通過采用二次加熱方式將兩個常溫下的塑料制品熔接成一個整體，并要使其熔接縫處的強(qiáng)度和壽命與母材一致，在工藝上的要求是很高的。首先對加熱溫度的控制必須在一個很窄的范圍內(nèi)；其次是對熔接面施加的正壓力大小的要求范圍也很窄，加壓時間較長，在有一定正壓力下對熔接面的冷卻時間要求很長。這些條件和要求在制造管材的過程中常常不能得到保證。無論是在制造工藝溫度上有變化，還是受到外界環(huán)境溫度變化的影響(如在有極大溫差的冬夏兩季)，或是對熔接縫施加正壓力的大小或時間的變化等，都對熔接縫處的質(zhì)量與母材等強(qiáng)度和等壽命有較大影響。特別是在上述螺旋波紋管的制造過程中，為熔接而對該異形矩形管兩側(cè)的翼片加熱時，通常都采用的是高于1000℃的火焰直接燒烤。火焰所到之處的翼片表面雖熔融了，但高溫同時也極易造成塑料大分子的分解和斷裂，其熔接縫部位的質(zhì)量就更難以保證。因此在實(shí)際使用中可見到這些管材在裝卸、運(yùn)輸或施工過程中受到摔碰或局部受到擠壓時，常易造成管材的熔接縫部位開裂，或是呈螺旋彈簧狀散開而破壞的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種增強(qiáng)結(jié)構(gòu)壁管材，本發(fā)明還提供了對該增強(qiáng)結(jié)構(gòu)壁管材的制造設(shè)備及其制造方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：