大口径压力管及其制造设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种大口径压力管以及大口径压力管制造设备，该大口径压力管包括缠绕管(101)、套设于所述缠绕管(101)外侧的外管层(102)以及套设于所述缠绕管(101)内侧的内管层(103)；所述缠绕管(101)包括缠绕管本体(104)以及设置于所述缠绕管本体(104)上的若干凸肋(105)，相邻两个凸肋(105)之间设有凹位(106)；部分所述外管层(102)嵌置于所述凹位(106)中,所述内管层(103)为通过双层共挤模头(230)挤塑形成的双层复合层。本实用新型的大口径压力管管径大，且承压能力强。
【专利说明】大口径压力管及其制造设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种压力管，更具体的涉及一种大口径压力管及其制造设备。
【背景技术】
[0002]聚烯烃给水管一般用于有压力要求的场合，例如引水、供水、给水等领域，管道直径越大，供水能力越强，且单位距离管道及施工成本越低。但是市场上目前较多的主要是聚乙烯实壁管，PCCP管和铸铁管，PCCP管和铸铁管影响水质，在腐蚀环境(如沿海高盐分土壤)中难保证耐久。尤其在要求“抗震设防”的我国广大地区目前采用的刚性传统管道式有高风险，聚乙烯实壁管最大只能做到2m，而且承压能力低，成本很高。我国大直径管道的用户和负责设计施工的工程界是在期盼和寻求新型管道。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题在于为解决现有技术中的压力管直径小、承压能力低的缺陷，提供一种大口径压力管及其制造设备。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]提供一种大口径压力管，包括缠绕管、套设于所述缠绕管外侧的外管层以及套设于所述缠绕管内侧的内管层；
[0006]所述缠绕管包括缠绕管本体以及设置于所述缠绕管本体上的若干凸肋，相邻两个凸肋之间设有凹位；部分所述外管层嵌置于所述凹位中，所述内管层为通过双层共挤模头挤塑形成的双层复合层。
[0007]所述双层复合层包括由内向外依次设置的第一内层、以及第二内层；所述第一内层、所述外管层为聚乙烯制件，所述第二内层以及所述缠绕管为玻纤增强聚乙烯制件。
[0008]所述凸肋中还嵌置有钢带。
[0009]压力管每层的厚度根据管材的规格进行设计，当压力管公称内经为2000mm时，所述第一内层的厚度为5-10mm，所述第二内层的厚度范围为25_35mm，所述缠绕管本体的厚度为25-35mm,所述外管层的厚度为5_10mm。
[0010]所述内管层为绕置于所述缠绕管内侧的内管层带状片材，所述内管层带状片材还设有用于使相邻周圆上的所述内管层带状片材紧密贴合的连接部，
[0011 ] 所述连接部包括设于由所述内管层带状片材一侧延伸出的第一连接部，以及由所述内管层带状片材相对一侧延伸出的第二连接部，所述第一连接部贴置于所述第二连接部上形成与所述内管层带状片材厚度相同的带状体。
[0012]本实用新型还提供一种大口径压力管的制作设备，用于制作上述大口径压力管，包括用于形成缠绕管的缠绕装置；用于在所述缠绕管外侧涂覆与所述缠绕管热熔结合的带状片材的外层涂覆单元，以及用于在所述缠绕管内侧敷设与所述缠绕管热熔结合的带状片材的内层涂覆单元；
[0013]所述内层涂覆单元包括与一双层共挤模头相连的第一挤塑单元以及第二挤塑单元，所述第一挤塑单元以及第二挤塑单元从所述双层共挤模头中挤出双层热熔材料并敷设于所述缠绕管内侧。
[0014]所述外层涂覆单元设置于缠绕管输出方向所在的一侧，所述内层涂覆单元与所述外层涂覆单元分别设置于所述缠绕装置的相对两侧。
[0015]还包括用于辅助从所述缠绕装置输出的所述缠绕管转动的转动辅助装置，所述转动辅助装置包括用于放置所述缠绕管的、且用于通过摩擦力带动所述缠绕管沿输出方向运动的两个托轮，以及用于驱动两个所述托轮同向等速转动的驱动装置。
[0016]还包括设置于所述外涂覆单元远离缠绕装置一侧的外管层冷却定型装置，所述外管层冷却定型装置包括定型部；
[0017]所述定型部包括机架以及至少一个设于所述机架上的、可绕自身轴线转动的定型轮，所述定型轮压置于所述外管层外侧；所述定型轮内还装设有冷却水，实现对所述外管层的冷却定型。
[0018]所述双层共挤模头包括与所述第一挤塑单元相连的第一流道以及与所述第二挤塑单元相连的第二流道；
[0019]所述第一流道内壁面渐缩形成用于增加流经所述第一流道热熔材料流速的第一缩颈部，所述第二流道内壁面渐缩形成用于增加流经所述第二流道热熔材料流速的第二缩颈部。
[0020]实施本实用新型的大口径压力管以及大口径压力管制造设备，具有以下有益效果:通过将缠绕管的外侧凹位，部分外管层嵌置于凹位中，使得外管层以及缠绕管连接牢固，同时在缠绕管的内侧通过双层共挤模头挤塑呈双层复合层从而形成内管层，该双层复合层设置于缠绕管的内侧，加强了成型的大口径压力管的强度，故本实用新型的大口径压力管制造设备可以制造大口径的压力管，同时也可以满足大口径压力管的强度需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0022]图1是本实用新型中第一实施例的大口径压力管纵向截面的部分结构示意图；
[0023]图2是本实用新型中第二实施例的大口径压力管纵向截面的部分结构示意图
[0024]图3是外层涂覆单元、内层涂覆单元以及缠绕装置的结构示意图；
[0025]图4是本实用新型在中双层共挤模具的剖面结构示意图；
[0026]图5是本实用新型中外涂覆模头一个剖面的结构示意图；
[0027]图6是本实用新型中外涂覆模头的另一剖面的结构示意图；
[0028]图7是本实用新型中转动辅助装置的结构示意图；
[0029]图8是本实用新型中外管层冷却定型装置的结构示意图；
[0030]图9是本实用新型中喷淋装置的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]为了解决现有技术中大口径压力管成型困难、且强度不高的缺陷，提供一种采用外管层102部分嵌置于缠绕管101中、内管层103为双层复合层贴置于缠绕管101内壁面的大口径压力管，同时提供制造该大口径压力管的制造设备使得大口径压力管直径大、强度高且制造成本低。
[0032]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0033]如图1所示，本实用新型提供一种大口径压力管，包括缠绕管101、套设于缠绕管101外侧的外管层102以及套设于缠绕管101内侧的内管层103 ;缠绕管101包括缠绕管本体104以及设置于缠绕管本体104上的若干凸肋105，相邻两个凸肋105之间设有凹位106，至少部分外管层102嵌置于该凹位106中，内管层103为通过双层共挤模头230挤塑形成的双层复合层。
[0034]优选选择，凸肋105的形状为螺旋状的，凹位106的形状与凸肋105的形状相适应。
[0035]通过在缠绕管101的外侧设置凹位106，使部分外管层102嵌置于凹位106中，则增强了外管层102以及缠绕管101的连接强度。凸肋105以及凹位106的宽度以及深度根据管材规格确定，此处并没有特别的限定。以大口径压力管公称内径为2000mm为例，优选选择，凸肋105的宽度为7mm,凹位106的宽度为31mm,凹位106的深度为44mm。
[0036]由于在缠绕管101内侧通过双层共挤模头230 (如图4所示)挤塑形成双层复合层，则使得该双层复合层之间复合紧密，增强了内管层103的强度，使得压力管可以制作形成很大口径，满足在大口径条件下对于压力管强度的需求；同时也可以使得该双层复合层每一层中采用不同的材料，可通过对材料的选择得到不同强度的大口径压力管。
[0037]该大口径压力管的直径范围为100mm?4000mm。本实用新型中选择大口径压力管的直径为2000mm。
[0038]具体的，双层复合层包括由内向外依次设置的第一内层107、以及第二内层108 ；第一内层107以及外管层102为聚乙烯制件，第二内层108以及缠绕管101均为玻纤增强聚乙纟布制件。
[0039]同样，大口径压力管各层的厚度根据大口径压力管的规格进行确定，此处没有特别限定，本发明中以大口径压力管的公称内径等于2000mm为例，第一内层107的厚度范围为5-10mm，第二内层108的厚度范围为25_35mm，缠绕管本体104的厚度为25_35cm，外管层102的厚度为5-10mm。优选，选择第一内层107的厚度为5mm，第二内层108的厚度均为30mm,缠绕管本体104的厚度为30mm,外管层102的厚度为7mm。通过使压力管中间层较厚，则使得压力管中间层起主要承压作用，使得内管层103不容易破裂，则增强了压力管的强度。
[0040]如图2所示，为了进一步增强大口径压力管受外压的强度，凸肋105中还嵌置有钢带 108。
[0041]又如图1以及图2所示，内管层103为螺旋绕置的内管层103带状片材，内管层带状片材还设有用于使相邻周圆上的带状片材紧密贴合的连接部，该连接部包括由内管层带状片材一侧延伸出的第一连接部109，以及由该内管层带状片材相对一侧延伸出的第二连接部110，第一连接部109贴置于第二连接部110上形成与内管层带状片材厚度相同的带状体。
[0042]优选的，该内管层103带状片材呈“Z”字形结构。本发明中内管层带状片材的宽度、第一连接部109、第二连接部110的宽度以及厚度同样根据管材规格而定。本发明中以大口径压力管的公称内径等于2000mm为例，内管层带状片材的宽度为150mm?170mm,优选选择宽度为160mm。第一连接部109以及第二连接部110的宽度为1mm?30mm，优选选择第一连接部109以及第二连接部110的宽度均为15mm。其中，第一连接部109的厚度等于第二连接部110的厚度。
[0043]如图3所示，本实用新型还提供一种大口径压力管的制造设备，用于制造上述的大口径压力管，包括用于形成缠绕管101的缠绕装置I ;用于在缠绕管101外侧涂覆与缠绕管101热熔结合的带状片材的外层涂覆单元2，以及用于在缠绕管101内侧敷设与缠绕管101热熔结合的带状片材的内层涂覆单元3 ；内层涂覆单元3包括与一双层共挤模头230相连的第一挤塑单元31以及第二挤塑单元32，第一挤塑单元31以及第二挤塑单元32从双层共挤模头230中挤出双层热熔材料并敷设于缠绕管101内侧。
[0044]如上所述，内管层103包括第一内层107以及第二内层108 (结合图1以及图2所示)，通过双层共挤模头230 (结合图4所示)在缠绕管101内壁上铺设双层热熔材料形成内管层103，使得可以通过在第一挤塑单元31以及第二挤塑单元32中分别设置不同种类的材料，来得到不同强度的压力管。
[0045]另外，由于双层复合层为同时挤出的，则，第一内层107以及第二内层108之间的粘着性较高，则使得在不改变第一内层107以及第二内层108材料的情况下，将第一内层107以及第二内层108分为两次铺设的强度远小于第一内层107以及第二内层108合同时铺设的强度，即、做相同管径、相同强度的大口径压力管，内管层103所需要的相对材料较少。
[0046]如图4示出了双层共挤模头230的结构示意图，该双层共挤模头230包括与第一挤塑单元31相连的第一流道231以及与第二挤塑单元32相连的第二流道232，第一流道231以及第二流道232出口共同连通于用于将热熔材料涂覆于缠绕管101内壁的第三流道235。
[0047]又如图4所示，第一流道231上壁面渐缩形成用于增加流经第一流道231热熔材料流速的第一缩颈部233，同样的第二流道232上壁面减缩也形成用于增加流经第二流道232热熔材料流速的第二缩颈部234。
[0048]如图3所示，外层涂覆单元2设置于缠绕管101输出方向所在的一侧，内层涂覆单元3与外层涂覆单元2分别设置于缠绕装置I的相对两侧，这样可以保证在内层涂覆单元3对准缠绕管101的缠起始位置的内侧，形成缠绕管101过程中，缠绕管101沿着输出方向运动时，内层涂覆单元3相对缠绕管101沿着背离缠绕管101输出的方向铺设形成内管层103 ;外层涂覆单元2对准缠绕起始位置的外侧，随着缠绕管101的朝向外层涂覆单元2的一侧转动，外层涂覆单元2相对缠绕管101沿着背离缠绕管101输出的方向铺设形成外管层102 ;则实现同时形成内管层103和外管层102，保证边缠绕形成缠绕管101，边形成内管层103以及外管层102，而不用将缠绕管101形成之后再进行铺设，使得加工效率高，同时也节省了搬运成本等。
[0049]结合图5以及图6所示，本实用新型中，外层涂覆单元2连接有用于挤塑热熔材料的外涂覆模头24，外涂覆模头24设置有至少一个出料流道241，每个出料流道241对应设有一个调节螺钉242，该调节螺钉242穿过外涂覆模具的外侧壁插置于出料流道241中，通过调节螺钉242置于出料流道241中的长度大小调节经由出料流道241中热熔材料的量。可以理解的是，该大口径压力管制造设备，当制造管径小于等于1500mm的压力管时，外涂覆模头24设置有三个出料流道241，当制造管径大于1500mm的压力管时，外涂覆模头24设置有四个出料流道241。
[0050]如图7所示，本实用新型的大口径压力管的制造设备还包括用于辅助从缠绕装置I输出的缠绕管101转动的转动辅助装置4，转动辅助装置4包括用于放置缠绕管101的、且用于通过摩擦力带动缠绕管101沿输出方向运动的两个托轮41，以及用于驱动两个托轮41同向等速转动的驱动装置42。
[0051]具体的，两个托轮41平行并列设置，且可绕自身轴线转动，缠绕管101夹置于两个托轮41之间。托轮41转动，通过摩擦力带动缠绕管101转动。可以理解的是，托轮41可以使槽轮或者是光轮。本实用新型中优选选用一个槽轮，一个光轮。
[0052]该转动辅助装置4包括支撑座43，以及可在支撑座43上沿相互背离以及靠近的方向滑动的滑动座44，每个滑动座44上均安装有一个托轮41。可以理解的是，滑动座44相互背离或者靠近的方向是沿着两个托轮41的排列方向的。通过使滑动座44可相互背离或靠近的滑动可以调整两个托轮41之间的距离，则进一步使转动辅助装置4适应不同直径的缠绕管101，也可以通过调整两个滑动座44之间的距离保证托轮41与缠绕管101的绝对相切，保证了形成大口径压力管的精确度。
[0053]驱动装置42包括驱动电机421和丝杆422，每个托轮41对应一个驱动电机421和一个丝杆422，该驱动电机421用于驱动托轮41转动，丝杆422用于调节两个托轮41之间的距离。可以理解的，丝杆422是采用手动独立调节两个托轮之间距离的，不用电机带动。
[0054]可以理解的是，驱动电机421驱动托轮41的方式有很多中，本实用新型中通过在驱动电机421的输出轴上安装第一带轮，在托轮41的轴心位置设置第二带轮，第一带轮以及第二带轮通过首尾相连围成的传送带相连,输出轴转动带动托轮41同步转动。丝杆422驱动滑动座44沿直线运动以实现两个托轮41之间的靠近或者远离。丝杆422驱动滑动座44沿直线运动的方式为现有技术，此处不再赘述。
[0055]如图8所示，本实用新型中，还包括设置于外层涂覆单元2远离缠绕装置I 一侧的外管层冷却定型装置5，外管层冷却定型装置5包括机架51、定型部53 ;定型部53至少一个设于机架51上的、可绕自身轴线转动的定型轮，定型轮压置于外管层102外侧；
[0056]可以理解的是，为了进一步加快冷却速度，定型轮内侧还装有冷却水，定型轮为导热材质，通过冷却水进一步加强冷却效果。通过定型部实现对外管层102的冷却定型。
[0057]上述冷却定型装置还包括置于机架51上的吹风机构52。该吹风机构52在缠绕管101外侧没有涂覆带状片材时，对缠绕管101吹热风处理，以方便涂覆的带状片材与缠绕管101进行热熔贴合。
[0058]由于形成外管层102时，热熔材料有部分是涂覆到凹位106内部的，为了将涂置于凹位106部分的热熔材料压实，则定型轮包含压实轮531以及成型轮532，压实轮531为槽轮，成型轮532为光轮。涂覆有外管层102的缠绕管101先经由槽轮进行压实，进一步通过光轮压压实，从而外管层102表面光滑的目的，通过将外管层102压实，也增强了大口径压力管的强度。
[0059]可以理解的是，定型轮的个数不少于三个，三个定性轮的轴线设置于同一周圆上，且该周圆的圆心对准压力管的轴心，此时，至少三个定型轮对压力管起到承托作用，避免在重力作用下轴心偏移。本实用新型中优选定型轮的数量为四个，其中槽轮的数量为一个，光轮的数量为三个。槽轮沿其轴向的宽度小于光轮轴向的宽度。
[0060]每个定型轮通过连接杆54固定于机架51上的,该连接杆54的一端与定型轮的转动轴固定连接，连接杆54(图中没标示)的另一端沿其长度方向依次排列有多个用于供螺纹件穿过的第一通孔，机架51上设有与第一通孔大小相适应的第二通孔，螺纹件穿设于第一通孔以及第二通孔中实现连接杆54与机架51的固定，通过将螺纹件穿设于不同的第一通孔中，则可以调节定型轮的位置，以适应不同直径的压力管。
[0061]本实用新型中缠绕装置I内侧也设有内管层冷却定型装置，可以理解的是，内管层冷却定型装置也可以设置于内层涂覆单元3上，为制造方便，本实用新型选择将内管层冷却定型装置设置于缠绕装置I上。缠绕装置I包缠绕支架，内管层冷却定型装置及为设置于支架内部的冷却压辊，该冷却压辊压制于内管层103的内侧壁面，从而实现对内管层103的定型，另外，冷却压辊内灌装有冷却水，从而实现对内管层103的冷却压实作用。
[0062]可以理解的是，该内管层定型装置与的冷却压辊的位置可以调节，其调节方式与外层涂覆装置中对定型轮位置的调节方式相同，此处便不再赘述。
[0063]如图9所示，该大口径压力管制造设备，还包括用于进一步对大口径压力管进行冷却的喷淋装置6。该喷淋装置6包括一侧边缘开设有与大口径压力管形状大致匹配的弧形缺口 61的容纳池，以及设置于容纳池的上方的、用于通过喷淋对大口径压力管进行冷却的喷淋部63。
[0064]具体的，该大口径压力管置于该弧形缺口 61上。容纳池内部还设有可调节高度的支撑部62，该大口径压力管进入至容纳池后支撑于该支撑部62上方。当为不同口径的压力管时，可以通过调节支撑部62，保持该大口径压力管不会因重力作用发生轴线偏移。
[0065]综上，通过将大口径压力管制造成在缠绕管101的外侧设置凹位106，部分外管层102嵌置于凹位106中，使得外管层102以及缠绕管101连接牢固，同时在缠绕管101的内侧通过双层共挤模头230挤塑呈双层复合层从而形成内管层103，该双层复合层设置于缠绕管101的内侧，加强了缠绕管101的强度，故可以制造大口径的压力管，同时也可以满足大口径压力管的强度需求。
[0066]上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
【权利要求】
1.一种大口径压力管，其特征在于，包括缠绕管(101)、套设于所述缠绕管(101)外侧的外管层(102)以及套设于所述缠绕管(101)内侧的内管层(103)； 所述缠绕管(101)包括缠绕管本体(104)以及设置于所述缠绕管本体(104)上的若干凸肋(105)，相邻两个凸肋(105)之间设有凹位(106);部分所述外管层(102)嵌置于所述凹位(106)中，所述内管层(103)为通过双层共挤模头(230)挤塑形成的双层复合层。
2.根据权利要求1所述的大口径压力管，其特征在于，所述双层复合层包括由内向外依次设置的第一内层(107)、以及第二内层(108);所述第一内层(107)、所述外管层(102)为聚乙烯制件，所述第二内层(108)以及所述缠绕管(101)为玻纤增强聚乙烯制件。
3.根据权利要求1所述的大口径压力管，其特征在于，所述凸肋(105)中还嵌置有钢带(108)。
4.根据权利要求2所述的大口径压力管，其特征在于，所述第一内层(107)的厚度为5-10mm，所述第二内层(108)的厚度范围为25_35mm，所述缠绕管本体(104)的厚度为25_35mm,所述外管层(102)的厚度为5_10mm。
5.根据权利要求2所述的大口径压力管，其特征在于，所述内管层(103)为绕置于所述缠绕管(101)内侧的内管层带状片材，所述内管层带状片材还设有用于使相邻周圆上的所述内管层带状片材紧密贴合的连接部， 所述连接部包括设于由所述内管层带状片材一侧延伸出的第一连接部(109)，以及由所述内管层带状片材相对一侧延伸出的第二连接部(110)，所述第一连接部(109)贴置于所述第二连接部(110)上形成与所述内管层带状片材厚度相同的带状体。
6.一种大口径压力管的制作设备，用于制作如权利要求1?5任一项所述的大口径压力管，其特征在于， 包括用于形成缠绕管(101)的缠绕装置(I);用于在所述缠绕管(101)外侧涂覆与所述缠绕管(101)热熔结合的带状片材的外层涂覆单元(2)，以及用于在所述缠绕管(101)内侧敷设与所述缠绕管(101)热熔结合的带状片材的内层涂覆单元(3)； 所述内层涂覆单元(3)包括与一双层共挤模头(230)相连的第一挤塑单元(31)以及第二挤塑单元(32)，所述第一挤塑单元(31)以及第二挤塑单元(32)从所述双层共挤模头(230)中挤出双层热熔材料并敷设于所述缠绕管(101)内侧。
7.根据权利要求6所述的大口径压力管的制作设备，其特征在于，所述外层涂覆单元(2)设置于缠绕管(101)输出方向所在的一侧，所述内层涂覆单元(3)与所述外层涂覆单元(2)分别设置于所述缠绕装置(I)的相对两侧。
8.根据权利要求7所述的大口径压力管的制作设备，其特征在于，还包括用于辅助从所述缠绕装置(I)输出的所述缠绕管(101)转动的转动辅助装置(4)，所述转动辅助装置(4)包括用于放置所述缠绕管(101)的、且用于通过摩擦力带动所述缠绕管(101)沿输出方向运动的两个托轮(41)，以及用于驱动两个所述托轮(41)同向等速转动的驱动装置(42)。
9.根据权利要求8所述的大口径压力管的制作设备，其特征在于，还包括设置于所述外层涂覆单元远离缠绕装置(I) 一侧的外管层冷却定型装置(5)，所述外管层冷却定型装置(5)包括定型部(53)； 所述定型部包括机架(51)以及至少一个设于所述机架(51)上的、可绕自身轴线转动的定型轮，所述定型轮压置于所述外管层(102)外侧；所述定型轮内还装设有冷却水，实现对所述外管层(102)的冷却定型。
10.根据权利要求6所述的大口径压力管的制作设备，其特征在于，所述双层共挤模头(230)包括与所述第一挤塑单元(31)相连的第一流道(231)以及与所述第二挤塑单元(32)相连的第二流道(232)； 所述第一流道(231)内壁面渐缩形成用于增加流经所述第一流道(231)热熔材料流速的第一缩颈部(233)，所述第二流道(232)内壁面渐缩形成用于增加流经所述第二流道(232)热熔材料流速的第二缩颈部(234)。
【文档编号】B29C47/56GK203948807SQ201420205089
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】郑能欢, 占国荣, 刘金龙, 朱曙光, 许佳润, 袁波 申请人:华瀚管道系统科技有限公司