[發明專利]一種連續纖維增強壓力管及其成型工藝

有效

• 申請號: 201510544866.3
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105587942B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 談剛強;施經東
• 申請（專利權）人: 浙江雙林機械股份有限公司
• 主分類號: F16L9/12
• 分類號: F16L9/12;B29C53/60
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 林寶堂

技術領域

本發明涉及管道制造技術領域，尤其涉及一種連續纖維增強壓力管及其成型工藝。

背景技術

連續型纏繞管是近年來廣泛應用的大口徑管道制造方法，采用塑料等能熔融材料進行加工，并復合成多種結構的管成品。如專利公告號為CN203051987U提供的一種熱塑性復合材料管，包括熱塑性塑料管管體，在管體的外周壁上包覆一層或一層以上連續纖維增強熱塑性復合材料預浸紗層，在連續纖維增強熱塑性復合材料預浸紗層外擠塑包覆有熱塑性保護層。又如專利公開號為CN102700253A公開的一種螺旋纏繞管外壁及加強筋表面連續噴刻標記的方法，管材由芯管和螺旋纏繞在芯管外壁上的加強筋組成，目的是給管材外壁做連續螺旋噴刻，留下永久即時可追溯的信息標記、標示。再如專利公開號為CN1614286A涉及的一種高密度聚乙烯鋼增強纏繞管承插式連接裝置，設一個連接插口，連接插口所套的橡膠密封圈，一個連接承口，連接承口所套的加強套管，兩支對接的高密度聚乙烯鋼增強纏繞管，套有橡膠密封圈的連接插口焊接在某一支高密度聚乙烯鋼增強纏繞管的一端，帶有加強套管的連接承口焊接在對接的另一支高密度聚乙烯鋼增強纏繞管的一端，施工時，將兩對接管材中心調直，帶連接插口的某一支管材的插口端插入對接的另一支管材的連接承口。該裝置主要是為了解決連接件的環剛度不足及由此使管件受壓而產生的過量變形，保證連接的密封性。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有管道中纖維層與塑料層之間不能充分熔融產生分層而影響管道力學性能，外加強筋與基管之間脫層，以及加強筋自身結構不合理、不能連續纏繞、造成成本高、環剛度低的問題，提供一種結構設計合理，使各組成部分完全相互熔融為一體、具有較理想承重結構的連續纖維增強壓力管及其成型工藝。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種連續纖維增強壓力管，包括由塑料層、纖維層組成的基管，其特征是在所述的基管外表面纏繞并熔融螺旋狀管式加強筋。本方案產品主要用于地下供排水管網，需要具有較大的承重抗壓能力，單一的基管顯然不合理，在基管外層加實心加強筋雖然工藝簡單，但由于實心加強筋熔化過程難以控制，耗能大，與基體熔融時易脫層、變形。管式加強筋因其管壁厚度可控，在保證強度的前提下，使管壁層材料完全處理塑化狀態，并在保證基管也處于塑化狀態下使兩者配合表面完全熔融，而又不會影響加強管的主體變形。

作為優選，所述的基管包括內層塑料層，中間部位的纖維層，外表的外層塑料層。根據產品要求進行層厚的往復纏繞，得到各組合層的不同厚度。

作為優選，所述的管式加強筋為圓管加強筋，圓管內設有PP襯管。圓管加強筋需要設置PP襯管才能完全保證工藝的實現，也才能在應用時得到較大的承載能力，但其纏繞過程得不到連續，因為襯管不可能無限長。

作為優選，所述的管式加強筋為方管加強筋。方管是本技術方案的主要設計對象，一是方管加強筋無需內置襯管，完全可以憑四角形成自身骨架；二是在纏繞過程中是面面結合在基管上；三是冷卻定型作為產品，在埋于地面之后是以平面的方式支承整個管體，環剛度大大提高。

作為優選，所述的一種連續纖維增強壓力管的成型工藝，其特征在于包括以下步驟：

（一）將塑料擠出帶纏繞在旋轉的圓柱形高溫模具上，形成熔為一體的內層塑料層。

（二）在保溫狀態下，將纖維帶以40～85度角連續纏繞在熔融狀態的內層塑料層表面形成纖維層，經多層往復纏繞達到目標厚度。40～85度角是指管式加強筋行走路線與基管軸線之間的角度。

（三）繼續保持纖維層塑化狀態，通過擠出機將帶狀塑料不間斷地纏繞在纖維層表面，形成整體式外層塑料層。在組合層完全處于熔融狀態下，配合面分子具有較好的流動性，使組合層相互滲透，互相緊密結合。

（四）在進行外層塑料層纏繞的同時，由擠出機擠出管式加強筋，將管式加強筋纏繞在外層塑料層表面，形成螺旋狀，并與外層塑料層粘結在一起。

（五）管式加強筋分布在每支管體的中間部位，管體的一端制成插口，管體的另一端制成承口；插口外圈設有密封槽，在連接時裝上密封膠圈套，前一節管體的插口插裝到后一節管體的承口，完成組裝。

（六）冷卻定型。完全熔合，不會分層分離。

連續纖維增強壓力管雖然已問世多年，但由于纖維層與塑料層之間不能充分熔合，兩者處于分層狀態，直接影響管道的力學性能，本技術方案采用圓柱形高溫模具，使需要熔融組合的兩種材料或相同材料均處于塑化狀態狀態。

作為優選，所述的擠出管式加強筋的擠出機模口為圓形孔模，圓形孔模擠出的塑料層包覆在PP襯管表面形成圓管加強筋。