专利名称：一种增强管材及加工方法
技术领域：
本发明属于给排水工程装备和部件技术领域，具体涉及一种增强管材及加工方法。
背景技术：
环刚度是用来表示管材抗外压负载能力的数值指标，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。管材环刚度的提高，通常是在材料不变的情况下，通过加大管材截面结构壁高度或改变结构形状，或加大结构材料厚度来提升管材的环刚度指标，但是，管材结构尺寸和厚度的加大会带来管材的成本相应提高和生产效率降 低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种环刚度指标高，且成本低、生产效率高的增强管材及加工方法。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种增强管材，包括芯管和设置在芯管外壁上的加强筋；其特征在于所述加强筋是螺旋缠绕在芯管外壁上的空心热塑性管，热塑性管内填充有增强材料。其中，所述加强筋为一层或多层。其中，所述热塑性管为圆管、方管、梯形管或楔形管。其中，所述增强材料为混配有纤维或颗粒填充物的环氧树脂。其中，所述混配的纤维填充物为0. 5-6MM短玻璃纤维或木纤维。其中，所述混配的颗粒填充物为矿物质、玻璃珠、陶粒、沙砾或塑料颗粒。一种增强管材的加工方法，其特征在于所述方法包括以下步骤
(1)将固定有螺旋加强筋的芯管竖直固定；
(2)利用压力泵，从螺旋缠绕的热塑性管的上端口灌注增强材料，灌注入的增强材料，利用加压以及依靠其自身的重力，从热塑性管的上端口向热塑性管的底部流动；
(3)当增强材料从热塑性管的下端口溢出时，封堵下端口，并停止灌注；
(4)静置芯管，待热塑性管内的增强材料充分固化后，将芯管平放，清理热塑性管的灌注进出口，并用PP或PE材料对进出口部位进行热熔焊接密封处理。其中，所述方法步骤(I)和(2)还包括以下技术方案将固定有螺旋加强筋的芯管水平放置，利用压力泵在热塑性管两端建立灌注和抽吸环氧树脂循环，待增强材料在热塑性管内分布均匀后停止。采用上述技术方案所产生的有益效果在于本发明的增强管材是建立在已经加工完成的管材基础上，在常温加压条件下，向管材外壁上设置的螺旋加强筋空腔内注入环氧树脂增强材料，提供均匀的支撑力，使得管材的环刚度整体增强。所用的增强材料为混填有纤维或颗粒填充物的环氧树脂，其弯曲模量比聚乙烯PE、聚丙烯PP的弯曲模量高10-15倍，形成的加强筋的形式和作用类似于塑料门窗框架内插装钢条，如此可以大幅度提高原有管材的环刚度，减少PE、PP原材料的使用；环氧树脂增强材料中的纤维或颗粒填充物为不可回收和降解材料，容易获得且成本低；灌注时利用加压和依靠自身重力，灌注方法简单易操作，生产效率高；并且环氧树脂增强材料被完全密封在PP或PE热塑性管内并固化，不会有污染物的析出，因此安全环保。本发明可应用于排水管、排污管、化工管道、低压输水管道或给水管道工程及化工容器等领域。
图I是本发明增强管材的截面结构示意 图2是本发明增强管材的连接方式示意 图3是本发明增强管材的灌注加工方法示意图；
图中，I、芯管，2、热塑性管，3、增强材料，4、压力泵，5、增强材料池。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。如图I所示为本发明增强管材的结构示意图。本发明的增强管材包括芯管I和一层设置在芯管I外壁上的加强筋，加强筋也可以设置多层；加强筋是螺旋缠绕在芯管I外壁上的空心圆形热塑性管2，热塑性管2内填充有增强材料3。增强材料3为混配有纤维或颗粒填充物的环氧树脂，其中，纤维填充物为O. 5-6MM短玻璃纤维或木纤维，以及其他金属或非金属纤维；或者，混配的颗粒填充物为矿物质、玻璃珠、陶粒、沙砾或塑料颗粒，以及其它不可降解的颗粒。此外，热塑性管2还可以为方管、梯形管或楔形管。如图2所示为本发明增强管材的连接方式示意图，图中，两个芯管首尾相连，加强筋连续均匀螺旋缠绕在两个芯管的外壁上，使得两个芯管连接紧密，彻底解决了常规管材使用水泥块通过哈夫连接固定的缺点，以及连接件的防腐和维护处理困难等问题。如图3所示为本发明的增强管材的灌注方法示意图。本发明增强管材的加工方法包括以下步骤
(1)将固定有螺旋加强筋的芯管I竖直固定；
(2)利用压力泵4，从螺旋缠绕的热塑性管2的上端口灌注增强材料3，灌注入的增强材料3，利用加压以及依靠其自身的重力，从热塑性管2的上端口向热塑性管2的底部流动；
(3)当增强材料3从热塑性管2的下端口溢出时，封堵下端口，并停止灌注；
(4)静置芯管1，待热塑性管2内的增强材料3充分固化后，将芯管I平放，清理热塑性管2的灌注进出口，并用PP或PE材料对进出口部位进行热熔焊接密封处理。并且，上述方法步骤(I)和(2)还包括以下技术方案将固定有螺旋加强筋的芯管I水平放置，利用压力泵4在热塑性管2两端建立灌注和抽吸环氧树脂循环，待增强材料3在热塑性管2内分布均匀后停止。上述方法利用常温加压灌注方法，向热塑性管2内部加注混配有纤维或颗粒填充物的环氧树脂增强材料，如图3所示，环氧树脂增强材料存储在环氧树脂池5中。其中，混配的纤维类材料为0. 5-6MM短玻璃纤维或木纤维，以及其他金属或非金属纤维；混配的颗粒类为矿物质、玻璃珠、陶粒、沙砾或塑料颗粒，以及其它不可降解的颗粒。其目的是使用较廉价的纤维或固体颗粒，在环氧树脂粘合作用下，形成高强度的弹性材料，该材料在管材热塑性管内腔中固化，形成的加强筋可大大提高管材的环刚度，既实现了提高资源利用率，又起到相伴环保处理的作用，同时降低了管材成 本。
权利要求
1.ー种增强管材，包括芯管(I)和设置在芯管(I)外壁上的加强筋；其特征在于所述加强筋是螺旋缠绕在芯管(I)外壁上的空心热塑性管(2)，热塑性管(2)内填充有增强材料(3)。
2.根据权利要求I所述的ー种增强管材，其特征在于所述加强筋为ー层或多层。
3.根据权利要求I所述的ー种增强管材，其特征在于所述热塑性管(2)为圆管、方管、梯形管或楔形管。
4.根据权利要求I所述的ー种增强管材，其特征在于所述增强材料(3)为混配有纤维或颗粒填充物的环氧树脂。
5.根据权利要求4所述的ー种增强管材，其特征在于所述混配的纤维填充物为0.5-6MM短玻璃纤维或木纤维。
6.根据权利要求4所述的ー种增强管材，其特征在于所述混配的颗粒填充物为矿物质、玻璃珠、陶粒、沙碌或塑料颗粒。
7.一种增强管材的加工方法，其特征在于所述方法包括以下步骤 (1)将固定有螺旋加强筋的芯管(I)竖直固定； (2)利用压カ泵(4)，从螺旋缠绕的热塑性管(2)的上端ロ灌注增强材料(3)，灌注入的增强材料(3)，利用加压以及依靠其自身的重力，从热塑性管(2)的上端ロ向热塑性管(2)的底部流动； (3)当增强材料(3)从热塑性管(2)的下端ロ溢出时，封堵下端ロ，并停止灌注； (4)静置芯管(1)，待热塑性管(2)内的增强材料(3)充分固化后，将芯管(I)平放，清理热塑性管(2)的灌注进出口，并用PP或PE材料对进出口部位进行热熔焊接密封处理。
8.根据权利要求7所述的ー种增强管材的加工方法，其特征在于所述方法步骤(I)和(2)还包括以下技术方案将固定有螺旋加强筋的芯管(I)水平放置，利用压カ泵(4)在热塑性管(2)两端建立灌注和抽吸环氧树脂循环，待增强材料(3)在热塑性管(2)内分布均匀后停止。
全文摘要
本发明公开了一种增强管材及加工方法，属于给排水工程装备和部件技术领域。增强管材包括芯管和设置在芯管外壁上的加强筋；其特征在于所述加强筋是螺旋缠绕在芯管外壁上的空心热塑性管，热塑性管内填充有增强材料。利用常温加压灌注方法，向热塑性管内部加注混配有纤维或颗粒填充物的环氧树脂增强材料，使得管材的环刚度整体增强，提供均匀的支撑力。本发明的增强材料容易获得且成本低，灌注方法简单易操作，管材环刚度能够获得大幅提升。本发明可应用于排水管、排污管、化工管道、低压输水管道或给水管道工程及化工容器等领域。
文档编号F16L9/16GK102661455SQ20121017993
公开日2012年9月12日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者吴东红, 吴耕田, 王子艺, 罗佳 申请人:吴耕田