Frp增强纤维复合金属管材及其制作设备和制作方法
【专利摘要】本发明提供一种FRP增强纤维复合金属管材，其包括金属管及缠绕粘附在金属管外壁的增强纤维。该管材内部为金属管，其与水直接接触但不会对水造成二次污染；在金属管的外部缠绕有FRP增强纤维提高了管材整体的强度，避免了单独使用金属管材输水造成的管材易破裂、漏损，甚至爆管等问题。另外，本发明还提供一种FRP增强纤维复合金属管材的制作设备和制作方法。
【专利说明】FRP增强纤维复合金属管材及其制作设备和制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种输水管材，具体涉及一种FRP增强纤维复合金属管材。另外，本 发明还涉及该种管材的制作设备和制作方法。
【背景技术】
[0002] 城市输水管网的质量关乎着数千万人口的日常生活用水卫生与安全，中国改革 开放以来，输送水的管材经历了从铁管、镀锌管、塑料管到铜管等几代的输送管道发展历 程，仍然未满足生活用水卫生的相关标准要求。
[0003] 随着社会经济的持续发展，现今人们生活环境得到进一步改善，收入的增加使人 们对健康住所的健康标准和建设选材质量使用安全要求不断提高，管道的卫生与安全成为 国民最关注的问题之一。
[0004] 如何彻底解决生活饮用水管网的管道二次污染及管材易破裂、漏损，甚至爆管问 题成为当今城市输水系统急需解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明专利针对现有技术中输水管道存在的管道二次污染及管材易破裂、漏损， 甚至爆管的问题，提出一种FRP增强纤维复合金属管材。
[0006] 具体的，本发明提供的技术方案如下。
[0007] 本发明的FRP增强纤维复合金属管材，其包括金属管及缠绕粘附在金属管外壁的 增强纤维。
[0008] 优选的，所述增强纤维单方向或多方向均匀缠绕在金属管外壁。
[0009] 优选的，所述金属管为不锈钢管或铜管。
[0010] 优选的，所述增强纤维为玻璃纤维或玄武岩纤维。
[0011] 另外，本发明还提供一种用于制作FRP增强纤维复合金属管材的设备，其依次包 括纤维架、穿纱板、树脂槽、分丝模具、集束器、第一在线编织器、预成型加热固化装置、牵引 装置和切割装置，所述树脂槽内装有树脂，其特征在于：所述分丝模具包括一处于中心位置 的中心孔和数个围绕中心孔均匀分布的外围孔。
[0012] 优选的，在所述第一线编织器与所述预成型加热固化装置之间还设置有至少一个 在线编织器。
[0013] 最后，本发明还提供一种制作FRP增强纤维复合金属管材的方法，其特征在于：其 包括以下步骤：（1)启动牵引设备，增强纤维依次经过纤维纱架、穿纱板、树脂槽；（2)浸过 树脂后的增强纤维通过分丝模具的外围孔，同时金属管通过分丝模具的中心孔，此时增强 纤维均匀的分布在金属管表面；（3)增强纤维和金属管被倒入集束器后，增强纤维进入第 一在线编织器，在第一线编织器绕金属管轴向转动，使增强纤维缠绕在金属管表面；（4)经 增强纤维缠绕的金属管进入预成型加热固化装置固化成型，后经牵引设备进入切割装置， 被切割成符合要求的长度。
[0014] 优选的，在第（3)步骤后，还至少包括一个金属管在在线编织器上缠绕增强纤维的 步骤，其中，第单数个在线编织器的转动方向与第一在线编织器的转动方向相同，第双数个 在线编织器的转动方向与第一在线编织器的转动方向相反。
[0015] 本发明提供的FRP增强纤维复合金属管材与现有技术相比的有益效果是：该管材 内部为金属管，其与水直接接触但不会对水造成二次污染；在金属管的外部缠绕有FRP增 强纤维提高了管材整体的强度，避免了单独使用金属管材输水造成的管材易破裂、漏损，甚 至爆管等问题。
[0016] 【【专利附图】
【附图说明】】 图1为制备本发明FRP增强纤维复合金属管材的设备的第一种实施方式结构示意图。
[0017] 图2为本发明分丝模具结构示意图。
[0018] 图3为制备本发明FRP增强纤维复合金属管材的设备的第二种实施方式结构示意 图。
[0019] 图4为本发明FRP增强纤维复合金属管材的第一种实施方式结构示意图。
[0020] 图5为本发明FRP增强纤维复合金属管材的第二种实施方式结构示意图。
[0021] 【【具体实施方式】】 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的阐述。
[0022] 如图1所示，为制备本发明FRP增强纤维复合金属管材的设备的第一种实施方式 结构示意图。该设备依次包括纤维架1、穿纱板2、树脂槽3、分丝模具5、集束器6、第一在线 编织器7、预成型加热固化装置8、牵引装置9和切割装置10。
[0023] 树脂槽3内装有树脂，在本发明中树脂为乙烯基脂树脂胶液，是由乙烯基脂树脂、 过氧化二碳酸双（2-苯氧乙基）脂、过氧化苯甲酸叔丁酯、苯乙烯、填料与色浆混合而成；其 中，取1〇〇份所述乙烯基脂树脂，在加入其它各组分的重量比为：过氧化二碳酸双（2-苯氧 乙基)脂0.2-1.0份，过氧化苯甲酸叔丁酯0. 8-1.8份，苯乙烯2-10份，填料3-10份与色 浆 0. 5-1. 5 份。
[0024] 进一步参考图2,分丝模具5包括一处于中心位置的中心孔52和数个围绕中心孔 均匀分布的外围孔51。其中，中心孔52供金属管4通过，外围孔51共增强纤维11通过，由 于外围孔51均勻围绕中心52孔分布，可使增强纤维11均勻的分布于金属管4外壁上。
[0025] 图1所示设备经下述步骤制作FRP增强纤维复合金属管材：（1)启动牵引设备9， 增强纤维11依次经过纤维纱架1、穿纱板2、树脂槽3,在增强纤维表面包覆一层树脂；（2) 浸过树脂后的增强纤维11通过分丝模具5的外围孔51，同时金属管4通过分丝模具5的中 心孔52,此时增强纤维11均匀的分布在金属管4表面；（3)增强纤维11和金属管4被慢 慢倒入集束器6后，增强纤维11进入第一在线编织器7,第一在线编织器7绕金属管4轴 向转动，使增强纤维11缠绕在金属管4表面；增强纤维11的缠绕密度可根据对增强纤维复 合金属管材的具体性能指标要求调节在线编织器7的转动速度而实现。（4)经增强纤维11 缠绕的金属管4进入预成型加热固化装置8固化成型，后经牵引设备9进入切割装置10,被 切割成符合要求的长度。
[0026] 图4即为图1所示设备经上述步骤制得的FRP增强纤维复合金属管材，由图可见， 金属管4位于整个FRP增强纤维复合金属管材的中部，增强纤维11单方向均匀的缠绕在金 属管4的外表面。作为本发明的优选方案，所述金属管为不锈钢管或铜管，所述增强纤维为 玻璃纤维或玄武岩纤维。该管材内部为金属管，其与水直接接触但不会对水造成二次污染； 在金属管的外部缠绕有FRP增强纤维提高了管材整体的强度，避免了单独使用金属管材输 水造成的管材易破裂、漏损，甚至爆管等问题。
[0027] 如图3所示，为制备本发明FRP增强纤维复合金属管材的设备的第二种实施方式 结构示意图。其与图1相比较区别在于，其在第一在线编织器7之后又设置有第二在线编 织器71，第二在线编织器71进一步引入新的增强纤维11，对由第一在线编织器7出来的初 步缠绕的FRP增强纤维复合金属管材进行进一步缠绕，在这里，第二在线编织器71绕金属 管4轴向的转动方向与第一编织器7绕金属管4轴向的转动方向相反，经该设备制作的FRP 增强纤维复合金属管材的结构示意图如图5所示，金属管4仍位于整个FRP增强纤维复合 金属管材的中部，增强纤维11延正反两个方向均匀的缠绕在金属管4的外表面，该FRP增 强纤维复合金属管材与第一种实施方式中的FRP增强纤维复合金属管材相比，由于增加了 反方向的增强纤维11缠绕，使得纤维握裹力增强，提高了 FRP增强纤维复合金属管材的环 向强度，使其质量更稳定。
[0028] 由上述描述可知，为得到纤维握裹力更强的FRP增强纤维复合金属管材，制备本 发明FRP增强纤维复合金属管材的设备中在线编织器的数量还可继续增加，以使增强纤维 11更加紧密和多方向的缠绕金属管4,但在此需要注意，应注意在线编织器绕金属管4轴向 的转动方向，即第单数个在线编织器的转动方向与第一在线编织器7的转动方向相同，第 双数个在线编织器的转动方向与第一在线编织器7的转动方向相反。
[0029] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不 脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保 护范围。
【权利要求】
1. 一种FRP增强纤维复合金属管材，其特征在于：其包括金属管及缠绕粘附在金属管 外壁的增强纤维。
2. 如权利要求1所述的FRP增强纤维复合金属管材，其特征在于：所述增强纤维单方 向或多方向均匀缠绕在金属管外壁。
3. 如权利要求1或2所述的FRP增强纤维复合金属管材，其特征在于：所述金属管为 不锈钢管或铜管。
4. 如权利要求3所述的FRP增强纤维复合金属管材，其特征在于：所述增强纤维为玻 璃纤维或玄武岩纤维。
5. -种用于制作如权利要求1-4任一权利要求所述FRP增强纤维复合金属管材的设 备，其依次包括纤维架、穿纱板、树脂槽、分丝模具、集束器、第一在线编织器、预成型加热固 化装置、牵引装置和切割装置，所述树脂槽内装有树脂，其特征在于：所述分丝模具包括一 处于中心位置的中心孔和数个围绕中心孔均匀分布的外围孔。
6. 如权利要求5所述的设备，其特征在于：在所述第一线编织器与所述预成型加热固 化装置之间还设置有至少一个在线编织器。
7. -种采用权利要求5所述设备制作FRP增强纤维复合金属管材的方法，其特征在于： 其包括以下步骤： (1) 启动牵引设备，增强纤维依次经过纤维纱架、穿纱板、树脂槽； (2) 浸过树脂后的增强纤维通过分丝模具的外围孔，同时金属管通过分丝模具的中心 孔，此时增强纤维均匀的分布在金属管表面； (3) 增强纤维和金属管被倒入集束器后，增强纤维进入第一在线编织器，在第一线编织 器绕金属管轴向转动，使增强纤维缠绕在金属管表面； (4) 经增强纤维缠绕的金属管进入预成型加热固化装置固化成型，后经牵引设备进入 切割装置，被切割成符合要求的长度。
8. -种制作FRP增强纤维复合金属管材的方法，其特征在于：在第（3)步骤后，还至少 包括一个金属管在在线编织器上缠绕增强纤维的步骤，其中，第单数个在线编织器的转动 方向与第一在线编织器的转动方向相同，第双数个在线编织器的转动方向与第一在线编织 器的转动方向相反。
【文档编号】B29C70/30GK104100777SQ201310119042
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月8日 优先权日:2013年4月8日
【发明者】胡勇, 张 杰, 吴辉生, 何唯平 申请人:上海启鹏工程材料科技有限公司, 深圳海川新材料科技有限公司, 深圳市海川实业股份有限公司, 深圳海川环境科技有限公司