纤维增强内衬复合管的制造设备的制作方法

本实用新型涉及复合管道技术领域，尤其涉及一种纤维增强内衬复合管的制造设备。

背景技术：

现阶段，我国玻璃钢、复合材料行业面临一个新的大发展时期，如城市化进程中大规模市政建设、大规模铁路建设、汽车工业、石化工业的发展及国家对节能减排、环境保护政策的出台，特别是市政、化工等行业，对复合材料具有广阔、巨大的发展空间。

40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强材料、50年代后，陆续发展了碳纤维、矿纤维、芳轮纤维、石墨纤维等，这些纤维能与合成树脂、碳陶瓷等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合构成各具特色的复合材料。为满足市政、化工等耐腐蚀行业对复合管的更高要求，市场上运势而生，出现了管内壁衬塑料、衬不锈钢的衬塑复合管、不锈钢复合管(以下简称内衬复合管)等，以满足不同耐腐蚀性能的需求。

但现有技术的衬塑复合管、不锈钢复合管等生产工艺中，大多采用先挤出成型管、后将成型管逐一套于专用模具设备上、再外层缠绕的生产工艺。采用上述传统生产工艺及设备，存在效率低、成本高、质量无保证、无法生产大口径、中高压力管材等缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种纤维增强内衬复合管的制造设备，可以一次性连续缠绕制造形成纤维增强内衬复合管，整个生产过程自动化程度高，制造时的工序少，生产效率高，生产成本低，生产出的产品质量好，可以生产出大口径和中高压力的复合管。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型的纤维增强内衬复合管的制造设备包括：内衬管成型机，用于对板带进行连续缠绕处理以便形成长度不断增加的内衬管；设置在内衬管成型机前方的增强材料供料装置，用于将纤维增强材料同步缠绕在内衬管外，以便在内衬管外表面形成增强层；设置在内衬管成型机前方的防护装饰材料供料装置，用于将防护装饰材料同步缠绕在增强层外，以便在增强层外表面形成防护装饰层，使内衬管被加工成复合管道；设置在在内衬管成型机前方的后处理装置，用于对复合管道进行后处理，以便制成符合要求的纤维增强内衬复合管；其中，所述内衬管成型机具有支撑主轴、套装于支撑主轴外的内成型辊筒及环设于内成型辊筒周围的多个外成型辊；其中，所述多个外成型辊与所述内成型辊筒相对旋转。

进一步的，所述内衬管成型机还具有：机架；安装在机架上的用于驱动所述内成型辊筒和所述外成型辊旋转的动力传动装置；安装在机架上的螺旋导程装置，用于对输入的板带进行螺旋输送处理；安装在支撑主轴外伸端的内衬管内壁支撑装置，用于承接内衬管成型装置向前输送的内衬管并支撑内衬管的内壁，以防止内衬管在不断向前延伸时因重力而弯曲变形；其中，所述支撑主轴与所述机架固定连接，支撑主轴的一端或两端伸出于机架。

进一步的，所述内衬管成型机还具有：设置在所述机架上且与所述动力传动装置连接的一对输送辊，位于所述支撑主轴斜下方，用于承接板带并将板带输送至所述螺旋导程装置。

优选的，所述螺旋导程装置包括：安装在所述机架面板上的螺旋轨面；安装在面板上且均匀分布于所述支撑主轴周围的多个呈弧形的螺旋导向板；其中，所述螺旋导向板的底端固定安装在所述面板上，所述螺旋导向板的顶端沿着所述支撑主轴的轴向向前伸出。

优选的，每个所述螺旋导向板设置在内成型辊筒与一个外成型辊之间。

进一步的，还包括安装在所述支撑主轴的伸出端的用于对所述内衬管内壁进行打磨抛光处理的内打磨装置。

其中，所述内衬管内壁支撑装置包括：沿着所述支撑主轴的外伸端依次设置的多个具有预设长度的支撑辊，用于承接向前移动的内衬管，并支撑内衬管的内壁。

其中，所述后处理装置包括：安装在所述支撑主轴两侧的用于对复合管道进行外表加热固化处理的加热固化装置；安装在所述支撑主轴上的用于对所述内衬管进行冷却处理的冷却装置；安装在所述支撑主轴一侧的用于对所述复合管道进行定长切断处理的定位切断装置。

优选的，所述支撑主轴的外伸端伸至所述加热固化装置处。

与现有技术相比，本实用新型实施例的纤维增强内衬复合管的制造设备具有如下优点：

1、本实用新型实施例的设备，通过连续缠绕的方法形成内衬管，并且在形成的内衬管的外表面同时缠绕上纤维增强材料及防护装饰材料，使得纤维增强内衬复合管可以一次性连续缠绕制造而成，整个生产过程自动化程度高，解决了现有技术中制造复合管时需先制造内衬管、再将内衬管逐一套在专用模具上、最后通过外层缠绕的方法制造时的工序繁多、生产效率低、生产成本高、产品质量无法保证、无法同时生产出大口径和中高压力的复合管的技术难题。

2、本实用新型实施例的设备，具有用于连续缠绕形成内衬管的内衬管成型机及向形成的内衬管外表面分别输送纤维增强材料和防护装饰材料的增强材料供料装置和防护装饰材料供料装置，从而在缠绕形成内衬管时，可同步在内衬管外表面缠绕上纤维增强材料和防护装饰材料，减少制造内衬复合管的工序，极大提高生产效率，且由于工序减少而使得制造出的复合管的质量更稳定，节省原材料，降低生产成本。

3、本实用新型实施例各装置布局紧凑，可减少场地占用面积，降低企业土地使用成本；并且，通过连续缠绕的方法制作内衬复合管，可以根据管道不同用途要求，制造出材质不同、管径更大、压力要求更高的复合管。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例的纤维增强内衬复合管的制造设备的结构简图；

图2是本实用新型实施例的内衬管成型机的结构简图；

图3是图2所示内衬管成型缠绕装置的右视图。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型实施例提供的纤维增强内衬复合管的制造设备的结构示意图。由图1可知，本实用新型实施例的设备包括：内衬管成型机1，用于对板带进行连续缠绕处理以便形成长度不断增加的内衬管；设置在内衬管成型机1前方的增强材料供料装置6和防护装饰材料供料装置7，增强材料供料装置用于将纤维增强材料同步缠绕在内衬管外，以便在内衬管外表面形成增强层，防护装饰材料供料装置用于将防护装饰材料同步缠绕在增强层外，以便在增强层外表面形成防护装饰层，使内衬管被加工成复合管道；设置在增强材料供料装置和防护装饰材料供料装置前方的后处理装置，用于对复合管道进行后处理，以便制成符合要求的纤维增强内衬复合管。其中，内衬管成型机具有支撑主轴、套装于支撑主轴外的内成型辊筒及环设于内成型辊筒周围的多个外成型辊；其中，多个外成型辊与内成型辊筒相对旋转。具体的，如图1所示，本实用新型实施例的纤维增强内衬复合管的制造设备包括：内衬管成型机1，用于对板带进行连续缠绕处理以便形成长度不断增加的内衬管；位于内衬管成型机1一侧的板带输送机2，用于将板带匀速持续不断地送往内衬管成型机1；位于内衬管成型机1与板带输送机2中间的板带除蜡清洗装置3，用于对板带表面进行粗化打磨、除蜡清洗；位于内衬管成型机1与板带除蜡清洗装置3之间的胶条供料及压槽注胶装置4，用于输送胶条并将胶条压入正在送往内衬管成型机1的板带卡槽上，同时在板带已压入胶条的卡槽上注入胶水；位于内衬管成型机1后方和上方机架上的树脂供料装置5，用于复合管缠绕生产过程中缠绕各防渗、增强层时向其输送源源不断的胶粘液；位于内衬管成型机1前方(即内衬管缠绕成型延长的方向)一侧或两侧的增强材料供料装置6和防护装饰材料供料装置7，用于向复合管缠绕生产过程中持续不断输送纤维防渗材料、各种纤维增强材料和防护装饰材料；位于防护装饰材料供料装置6前方、设置在支撑主轴上的内打磨装置8，用于对内衬管内壁板带搭接的接缝处溢出的缝隙粘结填充物进行打平磨光处理；以及设置在在内衬管成型机前方的后处理装置，包括：位于防护装饰材料供料装置6前方两侧的加热固化装置9，用于对成型复合管道进行加热固化；位于加热固化装置9中间、设置固定在支撑主轴前端的冷却装置10，用于对复合管内衬管内壁进行喷水降温固化管道；位于加热固化装置9前方一侧的定位切断装置11，用于对已固化成型的复合管道进行定长切断、倒角。

其中，如图2所示，本实用新型实施例的内衬管成型机采用如下结构，其包括：机架；安装在机架上电机101；与电机101连接的动力传动装置102；由机架支撑且与机架固定连接的支撑主轴107，其一端或两端伸出于机架，作为内衬管内壁支撑装置的支撑体，优选的，支撑主轴两端增伸出于机架，并与机架固定连接(如图2所示)，且支撑主轴前端的外伸端伸至加热固化装置9之间；安装在机架上的螺旋导程装置104，设置于支撑主轴107的外周，用于对输入的板带进行螺旋输送处理；安装在机架上的内成型辊筒106，套装于支撑主轴107外；安装在机架上且环设于内成型辊筒106周围的多个外成型辊105，均匀分布于内成型辊筒106的外周，内成型辊筒、外成型辊分别与动力传动装置102连接，在电机的驱动下相对旋转，内成型辊筒、外成型辊与螺旋导程装置104共同作用，用于对板带进行内衬管成型处理及对成型的内衬管进行向前输送处理；安装在支撑主轴107的外伸端的内衬管内壁支撑装置，具有沿支撑主轴107的外伸端依次设置的多个具有预设长度的支撑辊108，用于承接向前移动的内衬管，并支撑内衬管的内壁，与支撑主轴107共同起到防止内衬管在不断向前延伸时因重力而产生弯曲变形的作用。此外，还包括与动力传动装置102连接的一对输送辊103(如图3所示)，位于支撑主轴107斜下方，用于承接板带并将板带输送至螺旋导程装置。

其中，本实用新型实施例的内衬管成型机的机架具有竖直安置的面板，支撑主轴107水平穿设过面板，螺旋导程装置104、内衬管成型机的其它装置均安装于面板上。

其中，螺旋导程装置104具有安装在面板上的螺旋轨面及均匀分布于支撑主轴107周围的多个呈弧形的螺旋导向板，每个螺旋导向板的底端固定安装在面板上、螺旋导向板的顶端沿着支撑主轴107的轴向向前伸出。

其中，内成型辊筒、外成型辊的轴向与支撑主轴107的轴向平行，内成型辊筒与每个外成型辊之间的间距与待成型的内衬管的板带厚度相等，优选的，内成型辊筒与外成型辊之间的间距可调，以便成型出不同管壁厚度的内衬管。

其中，每个螺旋导向板设置在内成型辊筒和一个外成型辊之间，且螺旋导向板半径应与内成型辊筒的外径相当，以便板带可由一个螺旋导向板导入内成型辊筒与一个外成型辊之间，而从该处输出的板带可导入下一个螺旋导向板，并沿着下一个螺旋导向板的弧形被引导至内成型辊筒与下一个外成型辊之间。而螺旋导程装置的螺旋轨面的输出端口可与靠近螺旋轨面的一个外成型辊和内成型辊筒的缝隙对接，以便通过螺旋导程装置将板带导入到该处的内成型辊筒与外成型辊之间的缝隙内。

其中，本实施例的板带输送机2、板带除蜡清洗装置3、胶条供料及压槽注胶装置4、树脂供料装置5、增强材料供料装置6和防护装饰材料供料装置7、内打磨装置8、加热固化装置9、冷却装置10、定位切断装置11等，均可以采用现有技术的结构，在此不对其结构进行描述。

下面，结合附图，对采用本实施例的制造设备制造复合管的过程进行描述。

板带输送机2将板带持续不断均匀送至板带除蜡清洗装置3，进行板带外表除蜡、粗化，清洗其杂质；

已除蜡清洗过的板带在即将送入内衬管成型机1前，位于内衬管成型机1与板带除蜡清洗装置3之间的胶条供料及压槽注胶装置4向板带朝上一侧的卡槽输入胶条并将胶条压入板带卡槽中，同时在板带已压入胶条的卡槽上注入胶水；

压入胶条的板带随即经内衬管成型机1一对相对转动的输送辊103将其持续不断地送入螺旋导程装置104，经螺旋导程装置104的导向，板带逐步进入多个外成型辊105与内成型辊筒106之间，板带在内成型辊筒106、外成型辊105及螺旋导向板104的作用下逐步缠绕成向外移动的第一圈内衬管时，板带一侧已压有胶条的卡槽正好与后续刚进入内成型辊筒与外成型辊的板带的另一侧卡条相扣，并在其内成型辊筒、外成型辊的压力作用下紧密扣合，如此持续不断的缠绕及轴向外移的运动，就逐步缠绕成以内成型辊筒106的外径为内衬管的内径、以各外成型辊105组成圆圈的内圆为内衬管的外径的内衬管；

内衬管不断随轴向延长一定长度后，其内衬管内壁就与内衬管成型机1的支撑主轴107上的多组支撑辊筒108外圆相接触，并由支撑主轴107的支撑主轴108支撑起不断延长的内衬管；

在已形成的并经过粗化、清洁处理的内衬管外表面涂淋呈液态的特种胶粘剂，利用位于支撑主轴107一侧的防渗材料供料装置6，将纤维防渗材料持续不断地供其缠绕在内衬管外表面，使其在内衬管外表面形成防渗、过渡层；

在刚形成的内衬管的防渗、过渡层外表面，利用位于所述支撑主轴107两侧的纤维增强材料供料装置6，将浸润有粘结剂的多种或多层次的纤维增强材料依次持续不断地供其同步缠绕在刚形成的防渗、过渡层外表面，组合成为管道的增强层，且根据工艺需求与否增强层可依次缠绕分为有内结构层、填充增强层和外结构层的增强层；

在已形成的增强层外表面，利用位于支撑主轴107两侧的装饰、防护材料的供料装置7，将装饰、防护材料依次持续不断地供其同步缠绕在增强层外，以便在增强层外表面形成装饰、防护层；

装饰、防护层缠绕完结后其内衬管就初步加工形成为所述的纤维增强内衬复合管道；

就初步形成的复合管道，利用安装在所述支撑主轴107上且位于内衬管内的内打磨装置8，对内衬管内壁的板带搭接的接缝处溢出的缝隙粘结填充物进行打平磨光处理，以使内衬管内壁光洁平滑；

与此同时，通过位于支撑主轴107两侧的两台加热固化装置9对其复合管道表面进行加热，由于在缠绕各种纤维材料时所添加的树脂中配有固化剂，因此复合管道的增强层、防护装饰层在加热固化装置的热源辐射下，可以较快地固化、定型。另外，因在生产内衬管过程中，内衬管不断地朝一个方向径向转动和轴向方向不断地延伸，所以，固定的加热固化装置9的热源能均匀地辐射于复合管道的表面上；

复合管道在加热固化过程中受热产生了一定的温度，特别是当内衬管采用热塑性材料时，内衬管会受热软化，从而影响内衬管的成型稳定性，所以，本实用新型实施例在支撑主轴107的伸出端安置的内衬管冷却装置10，对内衬管内壁进行喷水冷却降温，这样纤维增强内衬管才能成功地固化成型；

成型的复合管道不断地生产延长，内衬管内壁支撑装置分段在复合管道下方对其支撑保护，并随复合管道的延长而行进，成品的复合管道在内衬管内壁支撑装置的支撑保护下前行，待复合管道行进至工艺规定长度时，定长切断装置11接受信号开始进行复合管道的切割分离；这样才全部生产完成一根符合要求的纤维增强内衬复合管。

本实用新型实施例的纤维增强内衬复合管的制造设备，具有用于连续缠绕形成内衬管的内衬管成型机及向形成的内衬管外表面分别输送纤维增强材料和防护装饰材料的增强材料供料装置和防护装饰材料供料装置，从而在缠绕形成内衬管时，可同步在内衬管外表面缠绕上纤维增强材料和防护装饰材料，减少制造内衬复合管的工序，极大提高生产效率，且由于工序减少而使得制造出的复合管的质量更稳定，节省原材料，降低生产成本；设备的各装置布局紧凑，可减少场地占用面积，降低企业土地使用成本；并且，通过连续缠绕的方法制作内衬复合管，可以根据管道不同用途要求，制造出材质不同、管径更大、压力要求更高的复合管。

其中，本实用新型实施例板带的材质根据待输送介质的要求和工艺特性确定，可以采用金属材料，也可以采用热塑性材料，还可以采用有一定韧性的复合材料。比如，板带可以为特殊断面结构的钢带或热塑性塑料带等，如采用由高分子材料制成的PVC、ABS等中空结构板带，该结构壁板带为具有一定厚度和特制断面形式，边缘带有卡槽、卡条结构的板带。

其中，在形成内衬管的过程中，利用安装在支撑主轴上的多个内衬管内壁支撑辊对已形成的内衬管内壁进行支撑保护，以防止内衬管弯曲下垂。

尽管上文对本实用新型实施例作了详细说明，但本实用新型实施例不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本实用新型实施例的原理进行修改，因此，凡按照本实用新型实施例的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型实施例的保护范围。