一种低温管螺旋缠绕设备及成型工艺的制作方法

[0001]
本发明涉及低温管道技术领域，特别涉及一种低温管螺旋缠绕设备及成型工艺。


背景技术：

[0002]
近年来，液化天然气lng产业迅猛发展，flng(浮式液化天然气生产装置)是海洋天然气开发的高技术船舶。低温柔性管道是flng的核心配套装备，用于外输低温液化天然气。低温柔性管道的市场潜力巨大，包含陆用、水用lng转运、过驳及加注在内的扩展应用，潜在市场达百亿级。
[0003]
目前的低温管大多为金属波纹管，低温密封效果差，有的密封效果好些但制备的设备结构复杂，制备工艺繁琐。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种结构简单的低温管螺旋缠绕设备，应用该设备制备低温管，工艺简单，可操作性强。
[0005]
为此，本发明提供一种低温管螺旋缠绕设备，其设有基座，基座开设有管道孔，基座的下方设有行走小车，行走小车设有电机，电机的输出轴连接设有主动齿轮，基座套设有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮的端面设有转盘，转盘上设有钢丝缠绕结构和纤维布缠绕结构，钢丝缠绕结构设有两个定位钢丝导轮和一个挤压钢丝导轮，定位钢丝导轮和挤压钢丝导轮的外圆周均开设有钢丝挤压沟槽，挤压钢丝导轮的钢丝挤压沟槽与定位钢丝导轮的钢丝挤压沟槽相对应；纤维布缠绕结构设有导纱轴座，导纱轴座与转盘固定连接，导纱轴座通过导纱轴转轴可转动连接设有导纱轴，导纱轴的外周缠绕设有密封膜或纤维布。
[0006]
优选的，转盘连接设有钢丝导轮滑块座，钢丝导轮滑块座连接设有钢丝导轮滑块，钢丝导轮滑块连接设有定位钢丝导轮和挤压钢丝导轮，两个定位钢丝导轮均竖直设置且不处于同一个竖直面，挤压钢丝导轮倾斜设置。
[0007]
优选的，转盘开设有定位孔，钢丝导轮滑块座设有定位柱，定位柱设于定位孔内可沿定位孔旋转。
[0008]
优选的，钢丝导轮滑块还设有钢丝导轮调整丝，调整挤压钢丝导轮与定位钢丝导轮之间的距离。
[0009]
优选的，转盘还设有四组钢丝导辊，钢丝导辊的外周缠绕设有钢丝。
[0010]
优选的,导纱轴的末端还螺接设有导纱轴压簧。
[0011]
优选的,导纱轴座还连接设有导纱压辊。
[0012]
一种低温管螺旋缠绕成型工艺，其包括以下步骤：将可变径芯模插入基座的管道孔内两端固定，钢丝的一端从定位钢丝导轮和挤压钢丝导轮之间引入，缠绕在钢丝导辊上的钢丝在定位钢丝导轮和挤压钢丝导轮的共同挤压作用下随转盘做旋转运动同时随行走小车平移，将钢丝均匀的缠绕在可变径芯模的外圆周形成低温管的内骨架层；再将导纱轴
上的密封膜或纤维布按照预设的角度、螺距、层数在转盘的旋转和行走小车平移的作用下均匀的缠绕铺设在内骨架层的外周，完成密封层或纤维布层的缠绕；最后在密封膜和纤维布的外层同样缠绕一层钢丝形成低温管的外骨架层，内外骨架层的螺旋线错开半个螺距缠绕。
[0013]
本发明提供一种低温管螺旋缠绕设备及成型工艺，有如下有益效果：
[0014]
本发明的低温管螺旋缠绕设备设有钢丝缠绕结构和纤维布缠绕结构，钢丝缠绕结构设有两个定位钢丝导轮和一个挤压钢丝导轮，钢丝在定位钢丝导轮和挤压钢丝导轮的共同挤压作用下随转盘做旋转运动同时随行走小车平移，将钢丝均匀的绕制在可变径芯模的外周形成低温管的内骨架层或外骨架层。纤维布缠绕结构设有导纱轴座，导纱轴座通过导纱轴转轴可转动连接设有导纱轴，导纱轴上的密封膜或纤维布按照预设的角度、螺距、层数在转盘的旋转和行走小车平移的作用下均匀的缠绕铺设在内骨架层的外周，完成密封层或纤维布层的缠绕。
[0015]
该低温管螺旋缠绕设备结构简单，操作方便，应用该低温管螺旋缠绕设备制作的低温管工艺可操作性强，制作的低温管密封性能良好，抗压性能提高，可广泛应用于低温管道技术领域。
附图说明
[0016]
图1是本发明的主视图的结构示意图；
[0017]
图2是本发明的右视图的结构示意图；
[0018]
图3是本发明的俯视图的结构示意图。
[0019]
图中标记：1.基座，11.管道孔，12.可变径芯模，2.行走小车，21.电机，22.主动齿轮，23.从动齿轮，3.转盘，31.钢丝导轮滑块座，32.钢丝导轮滑块，321.钢丝导轮调整丝，33.定位钢丝导轮，331.钢丝挤压沟槽，34.挤压钢丝导轮，35.导纱轴座，351.导纱压辊，36.导纱轴转轴，37.导纱轴，371.导纱轴压簧，38.定位孔，39.钢丝导辊，4.钢丝，5.密封膜或纤维布。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
[0021]
由图1-图3所示，本发明提供一种低温管螺旋缠绕设备，其设有基座1，基座1开设有管道孔11，基座1的下方设有行走小车2，行走小车2设有电机21，电机21的输出轴连接设有主动齿轮22，基座1的外圆周套设有从动齿轮23，从动齿轮23利用轴承与基座1可转动连接，主动齿轮22与从动齿轮23相啮合。在电机21的作用下，从动齿轮23做旋转运动，同时随行走小车2沿导轨做平移运动。从动齿轮23的端面设有转盘3，转盘3上设有钢丝缠绕结构和纤维布缠绕结构，钢丝缠绕结构设有两个定位钢丝导轮33和一个挤压钢丝导轮34，定位钢丝导轮33和挤压钢丝导轮34的外圆周均开设有钢丝挤压沟槽331，挤压钢丝导轮34的钢丝挤压沟槽331与定位钢丝导轮33的钢丝挤压沟槽331相对应。绕制钢丝4时，将可变径芯模12插入基座1的管道孔11内两端固定，钢丝4的一端从定位钢丝导轮33和挤压钢丝导轮34之间
的钢丝挤压沟槽331引入，钢丝4在定位钢丝导轮33和挤压钢丝导轮34的共同挤压作用下绕制成弹簧，作为低温管的内骨架层或外骨架层。纤维布缠绕结构设有导纱轴座35，导纱轴座35与转盘3固定连接，导纱轴座35通过导纱轴转轴36可转动连接设有导纱轴37，导纱轴37的外周缠绕设有密封膜或纤维布5。低温管的内骨架层绕制完成后，在内骨架层的外圆周绕制密封膜或纤维布层，密封膜或纤维布5按照预设的角度、螺距和层数在转盘3的旋转和行走小车2平移的作用下均匀的缠绕铺设在内骨架层的外周。绕制的过层中通过调整导纱轴37的角度来调整密封层或纤维布层缠绕的角度，且当导纱轴37随行走小车2走到可变径芯膜的一端时，由于导纱轴37与导纱轴座35可转动连接，在缠绕力的作用下，导纱轴37改变方向反向缠绕，反向缠绕角度与正向缠绕角度一样但方向相反，起到平衡内外扭矩的作用，以抵抗扭转形变，提高整个管道的抗拉强度，且反向缠绕层数与正向缠绕层数相同。
[0022]
进一步的，转盘3连接设有钢丝导轮滑块座31，钢丝导轮滑块座31连接设有钢丝导轮滑块32，钢丝导轮滑块32连接设有定位钢丝导轮33和挤压钢丝导轮34，两个定位钢丝导轮33均竖直设置且不处于同一个竖直面，挤压钢丝导轮34倾斜设置。通过调节两个定位钢丝导轮33与钢丝导轮滑块32之间的高度差来调节绕制成型的弹簧的螺距大小。
[0023]
进一步的，转盘3开设有定位孔38，钢丝导轮滑块座31设有定位柱，定位柱设于定位孔38内可沿定位孔38旋转，以改变钢丝导轮滑块32与可变径芯膜之间的距离，以调整钢丝4引入角度适应不同管材的制备。
[0024]
进一步的，钢丝导轮滑块32还设有钢丝导轮调整丝321，以调整挤压钢丝导轮34与定位钢丝导轮33之间的距离，调整绕制力的大小来控制绕制后弹簧的缠绕直径。
[0025]
进一步的，转盘3还设有四组钢丝导辊39，钢丝导辊39的外周缠绕设有钢丝4。
[0026]
进一步的，导纱轴37的末端还螺接设有导纱轴压簧371，导纱轴压簧371可调整密封膜或纤维布5的张紧，控制密封膜或纤维布5的缠绕力大小。
[0027]
进一步的，导纱轴座35还连接设有导纱压辊351，使绕制的密封膜或纤维布5展平。
[0028]
应用该低温管螺旋缠绕设备制备低温管的步骤为：
[0029]
首先将可变径芯模12插入基座1的管道孔11内两端固定，钢丝4的一端从定位钢丝导轮33和挤压钢丝导轮34之间引入，缠绕在钢丝导辊39上的钢丝4在定位钢丝导轮33和挤压钢丝导轮34的共同挤压作用下随转盘3做旋转运动同时随行走小车2平移，将钢丝4均匀的缠绕在可变径芯模12的外圆周形成低温管的内骨架层。再将导纱轴37上的密封膜或纤维布5按照预设的角度、螺距、层数在转盘3的旋转和行走小车2平移的作用下均匀的缠绕铺设在内骨架层的外周，完成密封层或纤维布层的缠绕，起到耐磨、密封、保温、环向纵向增强的作用。绕制的过程中通过调整导纱轴37的角度来调整密封层或纤维布层缠绕的角度。最后在密封膜和纤维布的外层同样缠绕一层钢丝4形成低温管的外骨架层，内外骨架层的螺旋线错开半个螺距绕制。内骨架层向外张力、外骨架层向内张力，内外相互挤压作用，增强低温管的密封效果和抗压效果。内外螺旋线结构避免了单层螺旋线缠绕在特殊情况下受到轴向力发生径向屈曲(沿径向突出)和侧向屈曲(沿圆柱表面侧向偏移滑动扭转变形)现象的发生。
[0030]
外骨架层绕制完成后，操作可变径芯模12，使可变径芯模12半径缩小，与内骨架层分离，低温管制作完成。
[0031]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、
“
后”、“内”、“外”、“背”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0032]
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。