一种PE管材及其加工方法与流程

本发明属于PE管材加工技术领域，尤其是涉及一种PE管材及其加工方法。

背景技术：

电缆导管是近年来各地电缆铺设中常用的保护管材，经常采用的塑料管如MPP、PE等，其强度较差，不能承受重压，易燃易碎，不耐热，不抗老化、寿命短。为了增强管材强度，现有的管材加工时，采用在管材外面缠绕一层带有树脂的玻璃纤维，待树脂凝固之后，和玻璃纤维一起形成保护层，以增强管材的强度。但是，加工过程中由于树脂的存在，需要有一定的时间供树脂冷却凝固，耗时较长，工作效率低。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种工作效率高、制得的管材耐划性强的PE管材及其加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种PE管材，包括管体和包覆于管体外的外层，所述管体为PE管，所述外层为玻璃纤维层；所述管体包括以下重量份数比的组分：聚乙烯15-20份，二元乙丙橡胶10-15份，聚烯烃纤维10-12份，稳定剂6-8份，石英砂3-5份，玻璃钢2-3份，活性炭2-3份。

进一步的，还包括以下重量份数比的组分：PE树脂5-8份，聚丙烯酸酯3-5份，膨润土3-5份，抗氧剂2-3份，塑化剂2-3份，消泡剂1-2份。

本发明通过在PE管材中加入了石英砂、玻璃钢、活性炭等原材料，使得最终制得的PE管材强度较大，且由于石英砂具有较强的耐腐蚀和耐磨损特性，从而制得的PE管材将具有良好的耐腐蚀性和耐磨损性，不易发生损坏，使用寿命长，且表面耐刮耐划程度得到极大程度的提高；活性炭可与石英砂产生增效作用，使得石英砂实现具有良好的凝聚力，从而相较仅加入石英砂单剂的情况而言，最终制备得到的PE管材具有更高的强度和耐腐蚀、耐磨损性能。

本发明还公开了上述PE管材的加工方法，包括以下步骤：

(1)将原料：聚乙烯，二元乙丙橡胶，聚烯烃纤维，稳定剂，石英砂，玻璃钢，活性炭投入至搅拌机中搅拌均匀后，采用成型机挤出成型管胚；

(2)通过缠绕设备在管胚外缠绕经过树脂浸泡的玻璃纤维，并在玻璃纤维的缠绕厚度达到12-14mm后，向正在缠绕玻璃纤维的管胚投放石英砂，使得玻璃纤维能够在缠绕的过程中将石英砂包覆至管胚外，待缠绕完成一层石英砂后，停止石英砂的投放；

(3)继续缠绕玻璃纤维，待玻璃纤维重新缠绕达到15-20mm厚度后，停止缠绕玻璃纤维；

(4)之后通过烘干设备对管坯进行烘干，之后制得PE管材成品。

本发明通过在管材外表面上缠绕石英砂，极大程度的提高了管材的强度，管材在使用的过程中不易出现破裂、断裂、被刮伤等情况的发生，延长管材的使用寿命；玻璃纤维浸泡树脂后，与管材之间的连接更为紧密，不易出现脱离的情况；对管材进行烘干操作，使得跟随玻璃纤维缠绕至管材外的树脂能够快速实现干燥，缩短树脂干燥凝固的时间，提高工作效率。

进一步的，所述石英砂的缠绕厚度为30-40mm；石英砂的厚度设置为较厚，从而该石英砂层能够有效的对管材进行保护，避免管材出现被划伤的情况。

进一步的，所述步骤(1)中加入的原料还包括PE树脂，聚丙烯酸酯，膨润土，抗氧剂，塑化剂，消泡剂

进一步的，所述缠绕设备包括支架、可穿入至管体内的工位杆、设于支架上用于驱动所述工位杆转动的驱动部件、用于向管体外缠绕玻璃纤维的外层加工机构、用于将所述管体从支架上取下的取料架及用于对管体进行烘干的烘干设备；所述滑座上设有储料仓，储料仓上部为开口设置，该储料仓底部设有一滚轴，该滚轴与储料仓底壁之间具有间隙。本发明通过设置烘干设备，可对加工之后的管材进行烘干操作，使得跟随玻璃纤维缠绕至管材外的树脂能够快速实现干燥，缩短树脂干燥凝固的时间，提高工作效率；设置了支撑架，从而直接采用支撑架即可方便的工位杆连通管材由机架上拆卸下来，再通过支撑架的输送将工位杆和管材直接移动至烘干设备内，无需人工对管材进行搬运，操作省力，工作效率高；通过设备实现对玻璃纤维的自动化缠绕，不仅工作效率高，且通过设备缠绕的玻璃纤维分布均匀，保证玻璃纤维层厚度均匀，加工得到的管材合格率高；储料仓内可容纳树脂，滚轴与储料仓之间的间隙可供玻璃纤维穿过，从而玻璃纤维将具有树脂，与管材之间的粘接性更强，且缠绕至管材外并凝固之后的强度更高，加工得到的管材整体牢固性好且不易被磨损或刮伤。

进一步的，所述取料架包括架体、设于架体下部的万向轮、可上下活动的设于架体内的撑料座、用于驱动该撑料架向上移动以伸出至所述架体的主驱动部件和次驱动部件；设置了滚轮，可方便的移动取料架，对管材的位置移动更为省力；通过主驱动部件和次驱动部件的操作可将撑料座由架体内向上撑起，进而将工位杆由机架上顶起，脱离机架，此时移动取料架，滚轮带动取料架向外移动即可带动工位杆和管材移动至离开机架的位置上，之后撑料座即可重新缩回架体内；。

进一步的，所述主驱动部件包括固设于所述架体上的连接座、铰接于该连接座上的扳手、设于所述撑料座上与该扳手相配合的挡部及固设于架体外的U形支撑套；该U形支撑套设于所述挡部下方，所述扳手至少部分位于该U形支撑套和挡部之间；由于扳手时铰接在连接座上的，从而扳手可形成杠杆，当下压扳手一端时，另一端将享受翘起推动挡部上移，进而带动撑料座上移，操作省力；U形支撑套的设置可对扳手的另一端进行限位，从而保证扳手与架体的角度维持在 45-60°之间，扳动扳手时的操作更为顺畅。

进一步的，所述次驱动部件包括设于架体内的操作腔、设于操作腔内的驱动块、用于连接驱动块和操作腔内壁的复位件及与所述扳手相连的活动块；该活动块下部穿入至所述操作腔内，该活动块下部设有第一倾斜面，所述驱动块一端设有与该第一倾斜面相配合的滚轮，另一端设有第二倾斜面；下压扳手时，活动块将跟随扳手的下移动作一同向下移动，从而活动块将插入至两复位件之间，从而向外推动驱动块，使得驱动块插入至撑料架下方；进而撑料架上移的过程中，驱动块也能够起到一定的推动撑料架的作用，撑料架并非完全考扳手下压的力上移，从而人施加在扳手上的力可减小，实现操作省力；同时当驱动块插入至撑料架下方后，驱动块将直接对撑料架进行支撑，此时操作人员只需要施加防止扳手自动上翻的力即可；无需在移动架体的同时还要保证施加在扳手上的力要始终维持悬空撑起撑料架，操作更为省力，且保证了架体在移动的过程中，不会出现操作人员支撑力不够而使得撑料架重新下移使得工位杆未跟随架体由机架上移动下来的情况。

进一步的，所述复位件为波浪状结构设置的不锈钢弹片；复位能力强，且不易损坏。

进一步的，所述复位件为波浪形结构设置的橡胶条；成本低吗，便于加工和制造。

进一步的，所述外层加工机构包括滑轨、可左右移动的设于滑轨上的滑座、设于滑座上的撑架、设于撑架上的垫座及设于滑座上与该垫座相配合的进料口；所述滑座上部设有料斗，该料斗下部设有出料口，所述滑座下部设有一接料架；玻璃纤维由进料口进行进料，在滑座沿滑轨移动的过程中即可带动进料口沿着管材的长度方向匀速移动，进而控制玻璃纤维均匀的缠绕至管材外，实现玻璃层的厚度均匀；料斗内可用于存放石英砂，进而在缠绕万第一层玻璃纤维后，在缠绕第二层玻璃纤维时，可同时投放石英砂，从而第二层玻璃纤维与第一层玻璃纤维之间将存在石英砂层，进而使得管材的强度更高，提高管材的品质；接料架上可放置接料箱，进而石英砂在投放的过程中，多余的石英砂将被接料箱收集，回收使用，节约资源，减少浪费。

进一步的，所述烘干设备包括箱体、设于箱体内的加热件、烘干架、设于烘干架上的传送轨道、用于驱动传动轨道转动的两驱动齿轮及延伸至该传送轨道位置的送料滑轨；所述两驱动齿轮上分别穿设一驱动轴，两驱动轴通过皮带相连；所述烘干架上设有与该驱动轴相配合的位置调节部件；通过烘干设备的设置加速树脂的凝固，通过传送轨道传送管材，传送的过程直接实现对管材的干燥，避免管材过长时间的在箱体中停留，提高工作效率；烘干时管材并未由工位杆上取出，工位杆可沿着送料轨道的弧度划入至传送轨道上，操作省力；通过位置调节部件的设置，可方便的调整齿轮的驱动齿轮的位置，从而调整传送轨道位于箱体内的长度，调整管材烘干的时间长短，对缠绕不同厚度的玻璃纤维的管材进行不同实现的烘干，管材质量更佳，烘干设备的灵活性高，适用范围广。

进一步的，所述位置调节部件包括与所述驱动轴固设的固定座、设于该烘干架上的条形槽、设于固定座上并穿过该条形槽的螺钉及设于螺钉上的螺母；所述烘干架上设有凸座，该凸座上穿设一螺杆，该螺杆与所述固定座相抵触；条形槽可固定座的运动轨迹进行限定，当松开螺母并旋动凸座上的螺钉时，即可控制固定座被向外顶出或者解除螺钉对固定座的抵触，进而方便的调整固定座的位置；同时固定座的位置确定后，可通过凸座上的螺钉的抵触和螺母的锁紧实现对固定座的双重定位，固定座不易发生移位。

进一步的，所述传送轨道包括相互之间活动连接的多个片体，该片体上设有一滚轮和突出部，该突出部和滚轮之间具有间距；多个片体的活动连接使得传送轨道不仅具有较大的撑力和强度，且可实现较大程度的弯折，进而既能适应驱动齿轮的形状，又能够输送重量较重的管材；滚轮与突出部之间形成用于容纳工位杆的凹槽，进而保证管材在烘干的过程中，不会在传送轨道上随意滚动；滚轮的设置可减小工位杆在滑入至滚轮与突出部之间时受到的摩擦力。

综上所述，本发明具有以下优点：通过在PE管材中加入了石英砂、玻璃钢、活性炭等原材料，使得最终制得的PE管材强度较大，且由于石英砂具有较强的耐腐蚀和耐磨损特性，从而制得的PE管材将具有良好的耐腐蚀性和耐磨损性，不易发生损坏，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的缠绕设备的结构示意图。

图2为驱动部件与工位杆的配合示意图。

图3为本发明取料架的结构示意图。

图4为本发明取料架的剖视图。

图5为本发明中复位件与驱动块的结构示意图。

图6为本发明烘干设备的结构示意图。

图7为本发明中PE管材的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1

一种PE管材，如图7所示，包括管体11和包覆于管体外的外层 12，所述管体11为PE管，所述外层12为玻璃纤维层，所述玻璃纤维层为玻璃纤维在管体外壁上缠绕而成；所述管体11包括以下重量份数比的组分：聚乙烯15份，二元乙丙橡胶10份，聚烯烃纤维10 份，稳定剂6份，石英砂3份，玻璃钢2份，活性炭2份，PE树脂5 份，聚丙烯酸酯3份，膨润土3份，抗氧剂2份，塑化剂2份，消泡剂1份。

一种上述PE管材的加工方法，包括以下步骤：(1)取得原料：聚乙烯15kg，二元乙丙橡胶10kg，聚烯烃纤维10kg，稳定剂6kg，石英砂3kg，玻璃钢2kg，活性炭2kg，PE树脂5kg，聚丙烯酸酯3kg，膨润土3kg，抗氧剂2kg，塑化剂2kg，消泡剂1kg；之后将上述原料：聚乙烯，二元乙丙橡胶，聚烯烃纤维，稳定剂，石英砂，玻璃钢，活性炭，PE树脂，聚丙烯酸酯，膨润土，抗氧剂，塑化剂，消泡剂投入至搅拌机中搅拌均匀后，采用成型机挤出成型管胚；(2)通过缠绕设备在管胚外缠绕经过树脂浸泡的玻璃纤维，并在玻璃纤维的缠绕厚度达到12mm后，向正在缠绕玻璃纤维的管胚投放石英砂，使得玻璃纤维能够在缠绕的过程中将石英砂包覆至管胚外，待缠绕完成一层30mm的石英砂后，停止石英砂的投放；(3)继续缠绕玻璃纤维，待玻璃纤维重新缠绕达到15mm厚度后，停止缠绕玻璃纤维；(4)之后通过烘干设备对管坯进行烘干，之后制得PE管材成品。

上述的成型机为现有技术，其工作原理也为现有技术，不再赘述。

如图1-6所示，所述缠绕设备包括支架2、可穿入至管体内的工位杆3、设于支架上用于驱动所述工位杆转动的驱动部件4、用于向管体外缠绕玻璃纤维的外层加工机构5、用于将所述管体从支架上取下的取料架6及用于对管体进行烘干的烘干设备；具体的，所述外层加工机构5包括滑轨51、可左右移动的设于滑轨上的滑座52、设于滑座上的撑架53、设于撑架53上的垫座54及设于滑座上与该垫座相配合的进料口；所述位移驱动部件为设于沿所述滑轨的长度方向设置的无杆气缸，所述滑座与无杆气缸的动子相连，无杆气缸启动时即可驱动滑座沿所述滑轨左右移动；所述垫座为不锈钢制成的垫板，所述进料口为一条形的开口，所述玻璃纤维可穿过该进料口后，在垫座上被整平，之后整齐的缠绕至管材外；作为优选，所述滑座52侧部上设有一储料仓10，该储料仓10有塑料制成，且上部为开口设置；该储料仓10底部设有一滚轴101，该滚轴101与储料仓10底壁之间具有供玻璃纤维穿过的间隙，该储料仓内设有树脂，从而玻璃纤维由间隙中穿过之后，将粘附有树脂，进而再缠绕至管体外。

进一步的，缠绕过程中，还可向管材上投放石英砂，石英砂可被包覆至两层玻璃纤维之间；具体的，所述滑座52上部设有一塑料制成的料斗56，该料斗下部设有一出料口57，石英砂可由该出料口处向外流出；优选的，所述滑座下部设有一塑料制成的接料架58，可对石英砂进行回收使用。

所述驱动部件4包括设于上的撑座41、设于撑座内的滚筒42和齿轮43以及驱动件44；撑座41为中空设置，所述滚筒42和齿轮43 都设置在撑座内，所述滚筒内设有转轴，转轴端部可转地穿设在撑座内壁上；所述驱动件41设于机架上，驱动件为市面上直接采购得到的电机，该电机的输出轴穿入至撑座内与齿轮43相连；滚筒42和齿轮43上部之间存在一个类V形的空间45，所述工位杆的端部放置在该空间内，工位杆3的端部外表面上间隔均匀的设置有条形的凸齿 31，可与齿轮啮合，从而当齿轮转动时，能够带动工位杆发生转动。

如图4-6所示，所述取料架6包括架体61、设于架体下部的万向轮62、可上下活动的设于架体内的撑料座63、用于驱动该撑料架向上移动以伸出至所述架体的主驱动部件和次驱动部件；所述架体 61和撑料座63均为金属制成，架体下部呈三角形结构设置，从而架体的结构更为稳定；具体的，所述主驱动部件包括固设于所述架体上的连接座64、铰接于该连接座上的扳手65、设于所述撑料座上与该扳手相配合的挡部66及固设于架体外的U形支撑套67；所述连接座 64由该架体侧部直接向外延伸形成，所述U形支撑套67由金属制成，且U形支撑套67与架体之间为过盈配合，从而U形支撑套67不会由架体上掉落；所述挡部为撑料座侧壁直接向外延伸形成的凸柱，该U 形支撑套67设于所述挡部下方，所述扳手65为V字形状设置，尖端部分与挡部相抵触，其中一条臂与连接座铰接，另一条臂设于U形支撑套67和挡部66之间；下压扳手与连接座铰接的那条臂，即可撬动挡部带动撑料座上移，使得撑料座上部伸出至架体。

所述次驱动部件包括设于架体内的操作腔71、设于操作腔内的驱动块72、用于连接驱动块和操作腔内壁的复位件73及与所述扳手相连的活动块74；所述活动块与所述扳手固连，当扳手下压时，活动块跟随扳手一同下移；具体的，所述活动块包括连接杆741和固连于连接杆下部的连接块742，连接块设于操作腔内，连接杆则部分穿入至操作腔内；所述活动块、驱动块均由金属制成，于本实施例中，所述复位件73为波浪状结构设置的不锈钢弹片，且复位件73设置为两个，两个复位件73分别为一端与操作腔内壁相连，另一端与驱动块相连；两复位件73之间具有供连接块穿入的间距，进一步的，所述活动块下部设有第一倾斜面743，所述驱动块一端设有与该第一倾斜面相配合的滚轮721，另一端设有第二倾斜面722；当扳手下压带动活动块下移时，活动块的第一倾斜面741将与滚轮相抵，随着活动块的下移，活动块逐渐推动驱动块向外移动，复位件被拉伸，驱动块端部的第二倾斜面插入至撑料架下方，将撑料架向上顶起；优选的，所述撑料架下部靠近驱动块的一侧上也设有一滚轮；于其他实施例中，所述复位件73也可设置为波浪形结构设置的两橡胶条。

具体的，如图7所示，所述烘干设备包括箱体81、设于箱体内的加热件82、烘干架83、设于烘干架上的传送轨道84、用于驱动传动轨道转动的两驱动齿轮85及送料滑轨86，所述送料滑轨86为不锈钢杆体，其设于烘干架上，一端伸出箱体，一端延伸至该传送轨道位置；所述加热件为市面上直接购买得到的加热管，设于所述箱体的上底壁上，箱体的左右两侧均为开口设置，进而分别形成进料口和出料口；所述传送轨道84包括相互之间活动连接的多个不锈钢片体 841，该片体上设有一滚轮842和突出部843，该突出部843和滚轮 842之间具有间距，突出部为片体841侧边上直接向外延伸形成。

所述两驱动齿轮上分别穿设一驱动轴87，两驱动轴通过皮带相连，其中一驱动轴上设有一电机，通过电机动作带动驱动轴发生转动；作为优选，所述烘干架83上设有与该驱动轴相配合的位置调节部件，该位置调节部件包括固定座91、条形槽、螺钉93及设于螺钉上的螺母94；所述固定座91与所述驱动轴固设，所述条形槽设于该烘干架上，所述螺钉93设于固定座上并穿过该条形槽，该螺钉93穿出条形槽后与所述螺母94相连；为了防止固定座的位置出现偏移，我们在所述烘干架上固设了一凸座95，该凸座上穿设有一螺杆96，该螺杆的一端与所述固定座91相抵触。

具体工作原理如下：首先将工位杆穿过管材，之后将工位杆移动至支架上，工位杆的端部置于滚轮和齿轮上；之后启动驱动件，齿轮带动工位杆转动；同时，将玻璃纤维的端部粘至管体外表面上，无杆气缸同时启动，带动滑座沿滑轨长度方向匀速移动，移动过程中玻璃纤维呈螺旋状缠绕至管材外；缠绕两层玻璃纤维后，向料斗内投入石英砂，石英砂由出料口处洒至管材上，玻璃纤维对石英砂进行包覆，待缠绕完一层之后，石英砂不再投入；之后继续缠绕玻璃纤维，带缠绕到适当厚度之后，工人控制驱动件停止；之后将取料架移动至工位杆下方，下压扳手使得撑料架上移将工位杆由齿轮上顶起，之后移动取料架，带动工位杆由机架上移开；之后松开对扳手的压动，移动取料架至烘干设备所在位置；之后工人将工位杆连同管材一同移动至传送轨道上，对管材进行烘干。

实施例2

一种PE管材，如图7所示，包括管体11和包覆于管体外的外层 12，所述管体11为PE管，所述外层12为玻璃纤维层，所述玻璃纤维层为玻璃纤维在管体外壁上缠绕而成；所述管体11包括以下重量份数比的组分：聚乙烯20份，二元乙丙橡胶15份，聚烯烃纤维12 份，稳定剂8份，石英砂5份，玻璃钢3份，活性炭3份，PE树脂8 份，聚丙烯酸酯5份，膨润土5份，抗氧剂3份，塑化剂3份，消泡剂2份。

一种上述PE管材的加工方法，包括以下步骤：(1)取得原料：聚乙烯20kg，二元乙丙橡胶15kg，聚烯烃纤维12kg，稳定剂8kg，石英砂5kg，玻璃钢3kg，活性炭3kg，PE树脂8kg，聚丙烯酸酯5kg，膨润土5kg，抗氧剂3kg，塑化剂3kg，消泡剂2kg；之后将上述原料：聚乙烯，二元乙丙橡胶，聚烯烃纤维，稳定剂，石英砂，玻璃钢，活性炭，PE树脂，聚丙烯酸酯，膨润土，抗氧剂，塑化剂，消泡剂投入至搅拌机中搅拌均匀后，采用成型机挤出成型管胚；(2)通过缠绕设备在管胚外缠绕经过树脂浸泡的玻璃纤维，并在玻璃纤维的缠绕厚度达到14mm后，向正在缠绕玻璃纤维的管胚投放石英砂，使得玻璃纤维能够在缠绕的过程中将石英砂包覆至管胚外，待缠绕完成一层40mm的石英砂后，停止石英砂的投放；(3)继续缠绕玻璃纤维，待玻璃纤维重新缠绕达到20mm厚度后，停止缠绕玻璃纤维；(4)之后通过烘干设备对管坯进行烘干，之后制得PE管材成品。

上述的成型机为现有技术，其工作原理也为现有技术，不再赘述。所述缠绕设备的结构与实施例1中相同，不再赘述。

实施例3

一种PE管材，如图7所示，包括管体11和包覆于管体外的外层 12，所述管体11为PE管，所述外层12为玻璃纤维层，所述玻璃纤维层为玻璃纤维在管体外壁上缠绕而成；所述管体11包括以下重量份数比的组分：聚乙烯20份，二元乙丙橡胶10份，聚烯烃纤维12 份，稳定剂6份，石英砂5份，玻璃钢3份，活性炭3份，PE树脂5 份，聚丙烯酸酯3份，膨润土3份，抗氧剂3份，塑化剂2份，消泡剂2份。

一种上述PE管材的加工方法，包括以下步骤：(1)取得原料：聚乙烯20kg，二元乙丙橡胶10kg，聚烯烃纤维12kg，稳定剂6kg，石英砂5kg，玻璃钢3kg，活性炭3kg，PE树脂5kg，聚丙烯酸酯3kg，膨润土3kg，抗氧剂3kg，塑化剂2kg，消泡剂2kg；之后将上述原料：聚乙烯，二元乙丙橡胶，聚烯烃纤维，稳定剂，石英砂，玻璃钢，活性炭，PE树脂，聚丙烯酸酯，膨润土，抗氧剂，塑化剂，消泡剂投入至搅拌机中搅拌均匀后，采用成型机挤出成型管胚；(2)通过缠绕设备在管胚外缠绕经过树脂浸泡的玻璃纤维，并在玻璃纤维的缠绕厚度达到12mm后，向正在缠绕玻璃纤维的管胚投放石英砂，使得玻璃纤维能够在缠绕的过程中将石英砂包覆至管胚外，待缠绕完成一层30mm的石英砂后，停止石英砂的投放；(3)继续缠绕玻璃纤维，待玻璃纤维重新缠绕达到20mm厚度后，停止缠绕玻璃纤维；(4)之后通过烘干设备对管坯进行烘干，之后制得PE管材成品。

上述的成型机为现有技术，其工作原理也为现有技术，不再赘述。所述缠绕设备的结构与实施例1中相同，不再赘述。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。