一种外波纹型塑料管结构壁管材及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种外波纹型塑料管结构壁管及其生产方法。该管材包括由矩形片材螺旋缠绕而成的管体和以螺旋方式缠绕在相邻矩形片材之间的间隙上的中空加强筋，中空加强筋包括两条异型波纹管和筋片材，两条异型波纹管之间互相靠近经熔合后具有两个并列中空腔的加强筋，并在加强筋中部熔合部位形成直立的垂直于管壁的增强内肋，加强筋外包裹筋片材后以螺旋方式缠绕在相邻的矩形片材之间的间隙上后形成中空加强筋，这样，通过本发明方法得到的产品具有较轻的重量，并具有良好的环刚度和较高的强度，并且，本发明方法得到的产品的中空加强筋的宽度和高度之间的比可以小于1和中空加强筋的高度能达到壁管材直径的10%。解决普通缠绕波纹管中存在的问题。
【专利说明】一种外波纹型塑料管结构壁管材及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种外波纹型塑料管结构壁管材，还涉及这种管材的生产方法。
【背景技术】
[0002]具有中空加强筋的外波纹型塑料管结构壁管材，由于其具有良好的管土共同作用和环刚度而被广泛应用于市政排污管道建设中。
[0003]目前，具有中空加强筋的外波纹塑料缠绕结构壁管材的制造方法通常有三种。
[0004]第一种，首先有第一挤塑机挤出熔融条形塑料片材，然后使该片材连续有规律地并排螺旋缠绕在装有多只主动旋转小滚轴的圆形成型滚筒上。同时，由另外一台挤塑机挤出梯形管状加强筋，经水冷真空定型后以同样螺旋缠绕方式跨压于管壁上各条状塑料片材相邻边缘的搭接缝部位,梯形管状加强筋底面经适当加热，同时由于塑料片材处于半熔融状态，在经过压轮的碾压后，管状加强筋和两层相互搭接的条形塑料片材熔合在一起，形成具有中空加强筋的外波纹型塑料缠绕结构壁管材。然而，此工艺存在以下缺陷:(1)由于加强筋经冷却定型后缠绕，决定了其高度不能太大，所以成型后的管壁惯性矩较小；(2)加强筋与管壁的粘接很难控制，如条状塑料片温度过低，则粘接差；如温度过高，条形塑料片材则会从成型滚筒上下坠而难以控制成型；(3)在完成粘接后，加强筋的侧面始终留有隙缝，造成应力集中，在环境温度交替变化时熔接面会由隙缝逐步开裂，易造成管壁和加强筋分离而垮塌。
[0005]第二种，先由第一挤塑机挤出的是地面两侧各带有一个相互熔接用的适当形状翼片的异型矩形管，该异型矩形管经真空冷却定型后，螺旋缠绕在成型滚筒上，再由第二挤塑机不断向并排螺旋缠绕异型矩形管相邻对应的翼片连接部位挤出熔融的熔胶，经压轮碾轧而熔接在一起。此工艺存在以下缺点:该熔接位在管材的最薄弱部位，且熔接面小、熔胶量少，从而降低了管材整体抗弯强度。
[0006]第三种，先由第一挤出机挤出连续的两侧具有内含中空腔的管状凸起的塑料异型带材，该塑料异型带材并排螺旋缠绕在连续转动的成型滚筒上，使得相邻的塑料异型带材相互靠近的两个管状凸起之间形成空隙，再由第二挤出机向空隙中连续地挤入熔融的塑料溶胶，经压轮碾轧后两个管状凸起紧密地熔合成一体，两个管状凸起熔接形成管外壁的中空加强筋，两个管状凸起的侧面熔合部位形成增强内肋。此工艺存在以下缺点:该中空加强筋全部由塑料异型带材形成，这样，成型后的外波纹型塑料管结构壁管材具有很大重量，不便于运输。
[0007]并且在普通缠绕波纹管中普遍存在以下缺点:1)由于波纹管比较软，在受热包裹熔胶并被压轮碾压后，波纹管的截面变成椭圆形，导致中空加强筋的宽度与高度之间的比大于1，降低了外波纹型塑料缠绕结构壁管材的环刚度，降低壁管材的整体抗弯强度；2)由于波纹管的受热和碾压后变形，该壁管材的中空加强筋的高度只能达到壁管材直径的6 ?8%。
[0008]因此，有必要提供一种具有中空加强筋的外波纹型塑料管结构壁管材及其生产方法，以克服上述工艺和结构上的各种缺点。
【发明内容】
[0009]本发明的目的，在于提供一种外波纹型塑料管结构壁管材。
[0010]本发明还提供一种生产外波纹型塑料管结构壁管材的方法。
[0011]本发明解决其技术问题的解决方案是:
一种外波纹型塑料管结构壁管材，该管材包括由矩形片材螺旋缠绕而成的管体和以螺旋方式缠绕在相邻矩形片材之间的间隙上的中空加强筋，所述中空加强筋包括两条异型波纹管和筋片材，两条异型波纹管之间互相靠近经熔合后具有两个并列中空腔的加强筋，并在加强筋中部熔合部位形成直立的垂直于管壁的增强内肋，所述加强筋外包裹筋片材后以螺旋方式缠绕在相邻的矩形片材之间的间隙上后形成中空加强筋。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述异型波纹管的横截面为多边形，两条异型波纹管经熔合后形成一个其横截面为等腰梯形。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述异型波纹管的横截面为直角梯形，两条异型波纹管相邻的直角边经熔合后形成一个其横截面为等腰梯形。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述异型波纹管上的熔合面的外壁上设有沿异型波纹管的轴线方向贯穿的第一加强筋，与融合面相对的一面的外壁上设有与第一加强筋相对应的第二加强筋。
[0015]本发明提供上述外波纹型塑料管结构壁管材的生产方法是:
一种外波纹型塑料管结构壁管材的生产方法，两条异型波纹管之间互相靠近经熔合后具有两个并列中空腔的加强筋，并在加强筋中部熔合部位形成直立的垂直于管壁的增强内肋，加强筋外包裹筋片材后以螺旋方式缠绕管体上后形成所述的管材。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进，所述方法包括以下具体步骤，
1)用第一挤出机挤出的矩形片材；
2)将步骤I)中所得的矩形片材并排螺旋缠绕在连续转动的成型辊轴上，使得相邻的矩形片材相互靠近并形熔合形成管体；
3)用第二挤出机向相邻的两条异型波纹管之间的空隙挤入熔融的塑料溶胶；
4)向步骤3)中已挤入熔胶的两条异型波纹管施加相向的压力，使得这两条异型波纹管紧密的融合成一体后形成具有两个并列中空腔的加强筋，两条异型波纹管的侧面熔合部位形成增强内肋；
5)用第三挤出机挤出的筋片材包裹在步骤4)中形成的加强筋上后以螺旋的方式缠绕在相邻的矩形片材间的间隙上形成中空加强筋；
6)向步骤5)中的中空加强筋施加压力，使得筋片材熔合在管体上。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，在步骤4)中，用设置于第二挤出机和成型辊轴之间的对应部位处带有相应凹槽结构的加强筋压轮对两条异型波纹管进行碾压，对已挤入熔胶的两条异型波纹管施加相向的压力；在步骤6)中，用设置在成型辊轴外周对应部位处带有相应凹槽结构的压轮对中空加强筋进行碾压，对中空加强筋施加压力。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进，所述异型波纹管的软化温度高于筋片材或矩形片材的熔融温度。
[0019]本发明的有益效果是:由于本发明中的中空加强筋由两条异型波纹管熔合和筋片材形成，并且两条异型波纹管的熔合部位为增强内肋，这样，通过本发明方法得到的产品具有较轻的重量，并具有良好的环刚度和较高的强度，并且，本发明方法得到的产品的中空加强筋的宽度和高度之间的比可以小于I和中空加强筋的高度能达到壁管材直径的10%。解决普通缠绕波纹管中存在的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图及实例对本发明作进一步的说明。
[0021]图1是本发明管材的剖面示意图；
图2是本发明管材中的异型波纹管的结构示意图；
图3是使用本发明方法生产管材时的设备平面布置图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，详细说明本发明的应用。
[0023]参照图1?图2，一种外波纹型塑料管结构壁管材，该管材包括由矩形片材螺旋缠绕而成的管体I和以螺旋方式缠绕在相邻矩形片材之间的间隙上的中空加强筋，所述中空加强筋包括两条异型波纹管2和筋片材3，两条异型波纹管2之间互相靠近经熔合后具有两个并列中空腔的加强筋，并在加强筋中部熔合部位形成直立的垂直于管壁的增强内肋4，所述加强筋外包裹筋片材3后以螺旋方式缠绕在相邻的矩形片材之间的间隙上后形成中空加强筋。由于本发明中的中空加强筋由两条异型波纹管2熔合和筋片材形成，并且两条异型波纹管2的熔合部位为增强内肋，这样，通过本发明方法得到的产品具有较轻的重量，并具有良好的环刚度和较高的强度，并且，本发明方法得到的产品的中空加强筋的宽度和高度之间的比可以小于I和中空加强筋的高度能达到壁管材直径的10%。解决普通缠绕波纹管中存在的问题。
[0024]进一步作为优选的实施方式，所述异型波纹管2的横截面为多边形，两条异型波纹管2经熔合后形成一个其横截面为等腰梯形。
[0025]进一步作为优选的实施方式，所述异型波纹管2的横截面为直角梯形，两条异型波纹管2相邻的直角边经熔合后形成一个其横截面为等腰梯形。
[0026]进一步作为优选的实施方式，所述异型波纹管2上的熔合面的外壁上设有沿异型波纹管的轴线方向贯穿的第一加强筋21，与融合面相对的一面的外壁上设有与第一加强筋21相对应的第二加强筋22。由于第一加强筋21的不能弯曲，故异型波纹管2不能向任意方向弯曲，只能沿特定的方向弯曲，在与融合面相对的一面的外壁上设有与第一加强筋21相对应的第二加强筋22后，在第一加强筋21和第二加强筋22的共同导向作用下，异型波纹管2只能沿特定的一个方向和/或该特定方向的相反方向弯曲，实现了异型波纹管的双向定向弯曲。
[0027]本发明提供上述外波纹型塑料管结构壁管材的生产方法是:
一种外波纹型塑料管结构壁管材的生产方法，两条异型波纹管2之间互相靠近经熔合后具有两个并列中空腔的加强筋，并在加强筋中部熔合部位形成直立的垂直于管壁的增强内肋4，加强筋外包裹筋片材3后以螺旋方式缠绕管体上后形成所述的管材。
[0028]进一步作为优选的实施方式，如图3所示，所述方法包括以下具体步骤，
1)用第一挤出机5挤出的矩形片材；
2)将步骤I)中所得的矩形片材并排螺旋缠绕在连续转动的成型辊轴6上，使得相邻的矩形片材相互靠近并形熔合形成管体I ;
3)用第二挤出机7向相邻的两条异型波纹管2之间的空隙挤入熔融的塑料溶胶；
4)向步骤3)中已挤入熔胶的两条异型波纹管2施加相向的压力，使得这两条异型波纹管2紧密的融合成一体后形成具有两个并列中空腔的加强筋，两条异型波纹管2的侧面熔合部位形成增强内肋4 ；
5)用第三挤出机8挤出的筋片材3包裹在步骤4)中形成的加强筋上后以螺旋的方式缠绕在相邻的矩形片材间的间隙上形成中空加强筋；
6)向步骤5)中的中空加强筋施加压力，使得筋片材3熔合在管体I上。
[0029]进一步作为优选的实施方式，在步骤4)中，用设置于第二挤出机7和成型辊轴5之间的对应部位处带有相应凹槽结构的加强筋压轮对两条异型波纹管2进行碾压，对已挤入熔胶的两条异型波纹管2施加相向的压力；在步骤6)中，用设置在成型辊轴5外周对应部位处带有相应凹槽结构的压轮10对中空加强筋进行碾压，对中空加强筋施加压力。
[0030]进一步作为优选的实施方式，所述异型波纹管2的软化温度高于筋片材3或矩形片材的熔融温度。
[0031]上述方法可以通过普通缠绕结构壁管生产设备配以相应的摸头、定型套以及辅助压轮即可以生产，设备投资小，可以广泛推广应用。
[0032]以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种外波纹型塑料管结构壁管材，该管材包括由矩形片材螺旋缠绕而成的管体和以螺旋方式缠绕在相邻矩形片材之间的间隙上的中空加强筋，其特征在于:所述中空加强筋包括两条异型波纹管和筋片材，两条异型波纹管之间互相靠近经熔合后具有两个并列中空腔的加强筋，并在加强筋中部熔合部位形成直立的垂直于管壁的增强内肋，所述加强筋外包裹筋片材后以螺旋方式缠绕在相邻的矩形片材之间的间隙上后形成中空加强筋。
2.根据权利要求1所述的外波纹型塑料管结构壁管材，其特征在于:所述异型波纹管的横截面为多边形，两条异型波纹管经熔合后形成一个其横截面为等腰梯形。
3.根据权利要求2所述的外波纹型塑料管结构壁管材，其特征在于:所述异型波纹管的横截面为直角梯形，两条异型波纹管相邻的直角边经熔合后形成一个其横截面为等腰梯形。
4.根据权利要求3所述的外波纹型塑料管结构壁管材，其特征在于:所述异型波纹管上的熔合面的外壁上设有沿异型波纹管的轴线方向贯穿的第一加强筋，与融合面相对的一面的外壁上设有与第一加强筋相对应的第二加强筋。
5.一种外波纹型塑料管结构壁管材的生产方法，其特征在于:两条异型波纹管之间互相靠近经熔合后具有两个并列中空腔的加强筋，并在加强筋中部熔合部位形成直立的垂直于管壁的增强内肋，加强筋外包裹筋片材后以螺旋方式缠绕管体上后形成所述的管材。
6.根据权利要求5所述的外波纹型塑料管结构壁管材的生产方法，其特征在于:包括以下步骤: 用第一挤出机挤出的矩形片材； 将步骤I)中所得的矩形片材并排螺旋缠绕在连续转动的成型辊轴上，使得相邻的矩形片材相互靠近并形熔合形成管体； 用第二挤出机向相邻的两条异型波纹管之间的空隙挤入熔融的塑料溶胶； 向步骤3)中已挤入熔胶的两条异型波纹管施加相向的压力，使得这两条异型波纹管紧密的融合成一体后形成具有两个并列中空腔的加强筋，两条异型波纹管的侧面熔合部位形成增强内肋； 用第三挤出机挤出的筋片材包裹在步骤4)中形成的加强筋上后以螺旋的方式缠绕在相邻的矩形片材间的间隙上形成中空加强筋； 向步骤5 )中的中空加强筋施加压力，使得筋片材熔合在管体上。
7.根据权利要求6所述的外波纹型塑料管结构壁管材的生产方法，其特征在于:在步骤4)中，用设置于第二挤出机和成型辊轴之间的对应部位处带有相应凹槽结构的加强筋压轮对两条异型波纹管进行碾压，对已挤入熔胶的两条异型波纹管施加相向的压力；在步骤6)中，用设置在成型辊轴外周对应部位处带有相应凹槽结构的压轮对中空加强筋进行碾压，对中空加强筋施加压力。
8.根据权利要求6或7所述的外波纹型塑料管结构壁管材的生产方法，其特征在于:所述异型波纹管的软化温度高于筋片材或矩形片材的熔融温度。
【文档编号】F16L11/112GK104329519SQ201410559700
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】戴爱清 申请人:戴爱清