一种HDPE双壁缠绕管的成型方法与流程

文档序号:14397445

本发明涉及缠绕管技术领域,特别涉及一种HDPE双壁缠绕管的成型方法。



背景技术:

埋地排水管道主要应用于大型排污,排气,地铁、隧道、矿井等通风,农田低压灌溉等领域,对管材承受内压能力要求不大,但要求其抗外压的能力较高。塑料管道因环刚度低,抗外压能力差,往往会因外压负载过大而造成管材压曲变形,给很多大中城市应用塑料地下排水管道带来一定的限制。环刚度是塑料埋地排水管抗外压负载能力的综合参数,目前国际上都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小,管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之,如果环刚度选择得太高,必然采用过大的截面惯性矩,将造成用材料太多,成本过高。所以在不提高管材的制造成本的前提下,人们发明了双壁缠绕管材,双壁缠绕管材与平壁管相比,在管径和截面积相同的情况下具有较大的环刚度,承受外压荷载能力强,综合性能好,并且多以高密度聚乙烯(HDPE)和硬质聚氯乙烯(PVC-U)为主要原料。

由于在直径相同的条件下,双壁缠绕管比PE实壁管道具有质轻、环刚度高的特点,双壁缠绕管已经成为市政大口径排水、排污管道的主流产品。PE材料具有耐低温冲击性能好、柔性高的优点,但是由于双壁缠绕管对管材的环刚度有较高的要求,PE材料模量低、强度和刚度不足的缺点限制了其在双壁缠绕管生产中的应用,因此在现有的条件下提高HDPE双壁缠绕管的刚度成为一种急迫的需求。

而目前的双壁缠绕管的成型方法主要为通过模具自然成型,如中国专利CN 106084449 A中,成型的方法为,将由所述双壁缠绕管的内、外壁挤出机挤出的塑化后呈流体状的原材料经过双壁缠绕管定型模具定型,待冷却后即可得到HDPE双壁缠绕管,此方法只是通过原材料塑化后进入模具来进行简单的定型;中国专利CN 106009756 A公开的成型方法为:将金属网状柱体放在模具腔内,将原料熔液倒入模具腔,冷却之后形成缠绕管;这两种缠绕管的成型方法都不能使得现有材料的性能更优化,使得当要提高缠绕管性能的时候只能通过更改材料配方原料或者增加使用材料来达到,提高了成本。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种HDPE双壁缠绕管的成型方法,其能节约配料成本且提升了缠绕管的环刚度。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种HDPE双壁缠绕管的成型方法,包括以下步骤:

a.配料:将缠绕管内壁的原料,即内料的原料混合均匀;将缠绕管外壁的原料,即外料的原料混合均匀;

b.塑化挤出:内料通过挤出机塑化,呈带状挤出,挤出进入保温装置;外料通过挤出机塑化,呈空心圆柱状挤出,挤出进入保温装置;

c.缠绕:圆柱体形钢模自身旋转加上水平运动,由火焰持续加热钢模,达到温度125-135℃时,带状内料开始缠绕于钢模上,内料每周旋转压住上一圈的1/3-1/2部分,接着空心圆柱状外料缠绕于内料上,外料压住未重叠的2/3到1/2部分,火焰、缠绕管内壁料、外壁料保持位置不动,钢模旋转线速度大于挤出速率,约1-3%;

d.冷却:在已经缠绕好的缠绕管端,由风机持续吹冷风于钢模上的缠绕管,并持续在钢模中空部分持续吹冷风;

e.定型切割;

f.脱模。

与现有技术相比,本发明通过改善缠绕工艺:圆柱体形钢模自身旋转加上水平运动,由火焰持续加热钢模,达到温度125-135℃时,带状内料开始缠绕于钢模上,内料每周旋转压住上一圈的1/3-1/2部分,接着空心圆柱状外料缠绕于内料上,外料压住未重叠的2/3到1/2部分,火焰、缠绕管内壁料、外壁料保持位置不动,钢模旋转线速度大于挤出速率,约1-3%;极大程度地增强材料本身的性能,提高了缠绕管的环刚度。塑化挤出工序后,进入缠绕工序前,设置了一个保温装置,充分保证了缠绕工序时内料和外料的柔韧性,不会因为外界的温度而产生变化;通过反复实践证明,通过本成型方法,HDPE双壁缠绕管的环刚度可提高15-20%。

进一步地,所述步骤a中,所述内料和外料混合均匀后进行100-110℃预热后1小时后再进入步骤b。预热后的内料和外料可以使得延展性变好,有利于后续的塑化挤出步骤。

进一步地,所述步骤b中,内料与外料的挤出操作温度为200-210℃,这个温度使得后续缠绕工序的粘合性能增强。

进一步地,所述步骤c中,圆柱体形钢模自身旋转的速度为6800-7200mm/min。

进一步地,所述步骤c中,圆柱体形钢模水平运动的速度为800-1100mm/min。

进一步地,所述步骤d中,冷风温度为0-30℃。

进一步地,所述步骤e中,经过定型切割后,再经过断口检测,检测合格后进入步骤f。缠绕管的断口一定要保持平直,不然会给后续使用过程造成安全隐患。

进一步地,所述步骤f中,脱模之后,在缠绕管的两端套入支撑件。套入支撑件是为了保持缠绕管的形状,因为后续的使用需要把每段的缠绕管套接起来使用,所以支撑件的作用是为后续的使用提供保障。

进一步地,所述步骤f中,脱模之后,对缠绕管的外壁进行打磨,打磨之后,对缠绕管表面涂层,聚酯涂层由聚四氟乙烯、聚酰胺、聚乙烯和聚烯烃树脂混合而成,所述图层厚度为0.1-0.5um。对缠绕管的外壁进行涂层,是为了进一步增加缠绕管的强度,使其符合更加苛刻的条件。

附图说明

图1本发明HDPE双壁缠绕管的成型方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中的附图,对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种HDPE双壁缠绕管的成型方法,包括以下步骤:

a.配料:将缠绕管内壁的原料,即内料的原料混合均匀;将缠绕管外壁的原料,即外料的原料混合均匀;

b.塑化挤出:内料通过挤出机塑化,呈带状挤出,挤出进入保温装置;外料通过挤出机塑化,呈空心圆柱状挤出,挤出进入保温装置;

c.缠绕:圆柱体形钢模自身旋转加上水平运动,自身旋转速度为6800mm/min,水平运动的速度为800mm/min, 由火焰持续加热钢模,达到温度125-135℃时,带状内料开始缠绕于钢模上,内料每周旋转压住上一圈的1/3-1/2部分,接着空心圆柱状外料缠绕于内料上,外料压住未重叠的2/3到1/2部分,火焰、缠绕管内壁料、外壁料保持位置不动,钢模旋转线速度大于挤出速率,约1-3%;

d.冷却:在已经缠绕好的缠绕管端,由风机持续吹冷风于钢模上的缠绕管,并持续在钢模中空部分持续吹冷风;

e.定型切割;

f.脱模。

本发明通过改善缠绕工艺:圆柱体形钢模自身旋转加上水平运动,自身旋转速度为6800mm/min,水平运动的速度为800mm/min,由火焰持续加热钢模,达到温度125-135℃时,带状内料开始缠绕于钢模上,内料每周旋转压住上一圈的1/3-1/2部分,接着空心圆柱状外料缠绕于内料上,外料压住未重叠的2/3到1/2部分,火焰、缠绕管内壁料、外壁料保持位置不动,钢模旋转线速度大于挤出速率,约1-3%;极大程度地增强材料本身的性能,提高了缠绕管的环刚度。塑化挤出工序后,进入缠绕工序前,设置了一个保温装置,充分保证了缠绕工序时内料和外料的柔韧性,不会因为外界的温度而产生变化;通过反复实践证明,通过本成型方法,HDPE双壁缠绕管的环刚度提高了15%。

实施例2

一种HDPE双壁缠绕管的成型方法,包括以下步骤:

a.配料:将缠绕管内壁的原料,即内料的原料混合均匀;将缠绕管外壁的原料,即外料的原料混合均匀;再进行100-110℃预热,预热后1小时进入步骤b;

b.塑化挤出:内料通过挤出机塑化,呈带状挤出,挤出进入保温装置;外料通过挤出机塑化,呈空心圆柱状挤出,挤出进入保温装置;内料与外料的挤出操作温度为200-210℃,然后进入保温装置,保温装置的温度范围可设于100-200℃,这个温度使得后续缠绕工序的粘合性能增强。

c.缠绕:圆柱体形钢模自身旋转加上水平运动,自身旋转速度为7000mm/min,水平运动的速度为1000mm/min,由火焰持续加热钢模,达到温度125-135℃时,带状内料开始缠绕于钢模上,内料每周旋转压住上一圈的1/3-1/2部分,接着空心圆柱状外料缠绕于内料上,外料压住未重叠的2/3到1/2部分,火焰、缠绕管内壁料、外壁料保持位置不动,钢模旋转线速度大于挤出速率,约1-3%;

d.冷却:在已经缠绕好的缠绕管端,由风机持续吹冷风于钢模上的缠绕管,并持续在钢模中空部分持续吹冷风;

e.定型切割;

f.脱模。

通过在塑料挤出环节之前,增加内料和外料的预热环节,延展性变好,有利于后续的塑化挤出步骤。

实施例3

一种HDPE双壁缠绕管的成型方法,包括以下步骤:

a.配料:将缠绕管内壁的原料,即内料的原料混合均匀;将缠绕管外壁的原料,即外料的原料混合均匀;再进行100-110℃预热,预热后1小时进入步骤b;

b.塑化挤出:内料通过挤出机塑化,呈带状挤出,挤出进入保温装置;外料通过挤出机塑化,呈空心圆柱状挤出,挤出进入保温装置;内料与外料的挤出操作温度为200-210℃,然后进入保温装置,保温装置的温度范围可设于100-200℃,这个温度使得后续缠绕工序的粘合性能增强。

c.缠绕:圆柱体形钢模自身旋转加上水平运动,自身旋转速度为7000mm/min,水平运动的速度为1000mm/min,由火焰持续加热钢模,达到温度125-135℃时,带状内料开始缠绕于钢模上,内料每周旋转压住上一圈的1/3-1/2部分,接着空心圆柱状外料缠绕于内料上,外料压住未重叠的2/3到1/2部分,火焰、缠绕管内壁料、外壁料保持位置不动,钢模旋转线速度大于挤出速率,约1-3%;

d.冷却:在已经缠绕好的缠绕管端,由风机持续吹冷风于钢模上的缠绕管,并持续在钢模中空部分持续吹冷风;冷风温度20℃。

e.定型切割;

f.脱模。

在实施例2的基础上增加冷风的温度设定,是为了使得冷却效果更佳,有利于提高生产效率。

实施例4

一种HDPE双壁缠绕管的成型方法,包括以下步骤:

a.配料:将缠绕管内壁的原料,即内料的原料混合均匀;将缠绕管外壁的原料,即外料的原料混合均匀;再进行100-110℃预热,预热后1小时进入步骤b;

b.塑化挤出:内料通过挤出机塑化,呈带状挤出,挤出进入保温装置;外料通过挤出机塑化,呈空心圆柱状挤出,挤出进入保温装置;内料与外料的挤出操作温度为200-210℃,然后进入保温装置,保温装置的温度范围可设于100-200℃,这个温度使得后续缠绕工序的粘合性能增强。

c.缠绕:圆柱体形钢模自身旋转加上水平运动,自身旋转速度为7000mm/min,水平运动的速度为1000mm/min,由火焰持续加热钢模,达到温度125-135℃时,带状内料开始缠绕于钢模上,内料每周旋转压住上一圈的1/3-1/2部分,接着空心圆柱状外料缠绕于内料上,外料压住未重叠的2/3到1/2部分,火焰、缠绕管内壁料、外壁料保持位置不动,钢模旋转线速度大于挤出速率,约1-3%;

d.冷却:在已经缠绕好的缠绕管端,由风机持续吹冷风于钢模上的缠绕管,并持续在钢模中空部分持续吹冷风;冷风温度10℃。

e.定型切割;

f.脱模。

在实施例3的基础上进一步降低冷风温度,为了加速冷却,缩短时间。

实施例5

一种HDPE双壁缠绕管的成型方法,包括以下步骤:

a.配料:将缠绕管内壁的原料,即内料的原料混合均匀;将缠绕管外壁的原料,即外料的原料混合均匀;再进行100-110℃预热,预热后1小时进入步骤b;

b.塑化挤出:内料通过挤出机塑化,呈带状挤出,挤出进入保温装置;外料通过挤出机塑化,呈空心圆柱状挤出,挤出进入保温装置;内料与外料的挤出操作温度为200-210℃,然后进入保温装置,保温装置的温度范围可设于100-200℃,这个温度使得后续缠绕工序的粘合性能增强。

c.缠绕:圆柱体形钢模自身旋转加上水平运动,自身旋转速度为7000mm/min,水平运动的速度为1000mm/min,由火焰持续加热钢模,达到温度125-135℃时,带状内料开始缠绕于钢模上,内料每周旋转压住上一圈的1/3-1/2部分,接着空心圆柱状外料缠绕于内料上,外料压住未重叠的2/3到1/2部分,火焰、缠绕管内壁料、外壁料保持位置不动,钢模旋转线速度大于挤出速率,约1-3%;

d.冷却:在已经缠绕好的缠绕管端,由风机持续吹冷风于钢模上的缠绕管,并持续在钢模中空部分持续吹冷风;冷风温度10℃。

e.定型切割;切割完成后进入断口检测,检测合格后进入步骤f。缠绕管的断口一定要保持平直,不然会给后续使用过程造成安全隐患。

f.脱模。

在实施例4的基础上进一步增加了断口监测工序,这样保证了缠绕管的断口平直,提高了使用的安全性。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

再多了解一些
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