本发明属于管道连接技术领域，具体涉及一种竹缠绕变径管的制备方法及应用其制备的变径管。
背景技术：
在众多技术领域中，管道的应用均十分广泛，且其应用形式也十分多样。传统的管道因其材质的不同往往可分为金属管道、塑料管道、水泥管道以及玻璃管道等，它们各自具备不同的性能特点，也呈现不同的优缺点：如金属管道的承压能力往往较高，耐高温，易加工，但往往重量较大、易腐蚀，施工困难且使用寿命一般；塑料管道的重量往往较轻、耐腐蚀，便于加工，但耐温性能和承压能力较差、刚度小且容易老化，使用寿命较短；玻璃管道的强度往往较高、耐腐蚀，摩擦系数较小，但在大口径情况下承压能力有限、长期使用可能析出玻璃纤维，也不利于回收利用，等等。
有鉴于此，人们开始研究区别于上述传统管道的新式管道，其中便包括竹缠绕管道，其通常利用竹纤维作为主要增强材料，以缠绕粘结的形式加工成型，得到新型的生物基管道，这在本申请人的在先申请cn105715882a和cn107696592a中有相关记载，竹缠绕管道与传统的各类管道相比，不仅在耐压强度、刚度、重量、防腐和绝缘性能等多项主要指标方面均表现优良，而且原材料为可再生资源，生产过程基本无三废排放，具备低碳环保、节能减排等特点，基于上述特点，竹缠绕管道的应用范围已经越来广泛。
在竹缠绕管道的使用过程中，通常是同管径的管道进行相互对接，且管道的管径也一般为标准尺寸，使得管道的连接密封性较高；但是，在实际应用过程中，经常会遇到两不同管径管道来进行对接的情况，即异径管道对接，在现有技术中，针对异径管道对接的处理方式通常是采用专用接头来实现，专用接头的两端往往设置有不同管径的接口，以其分别对应连接不同管径的管道，这种处理方式虽然能一定程度上实现异径管道对接，但是，上述处理方式中的专用接头需要根据实际情况进行定制，其制备过程复杂，使用成本较高，间接增加了竹缠绕管道的应用成本，且专用接头的使用会使得管道连接的连接点增多，这不仅会使得施工工序变复杂，施工强度增大，还容易产生连接密封性较差从而产生泄露的隐患，因而使得竹缠绕管道的应用存在一定的局限性。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种竹缠绕变径管的制备方法及应用其制备的变径管，其通过在呈圆管状的管道本体一端外周上设置由多层竹篾层缠绕粘结而成的异径部，由异径部对应匹配连接内径大于管道本体外径的外部管道，有效实现了管道本体与内径较大的外部管道的匹配连通，减少了专用接头的使用数量和管道连接过程中连接点的数量，从而降低了两异径管道的连接成本，简化了施工工序，提升了管道连接的密封性和安全性。
为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种竹缠绕变径管的制备方法，用于制备可与外部管道直接匹配连接的竹缠绕变径管，其步骤如下：
s1：在呈圆筒状的模具外周上沿环向缠绕粘结一定厚度的竹篾层，形成所述竹缠绕变径管的管道本体；
s2：在所述管道本体用于对应连接所述外部管道的匹配连接端外周面上沿环向缠绕粘结一定厚度的竹篾层，即第一缠绕层；
s3：在所述第一缠绕层的外周面上沿环向缠绕粘结另一个具有一定厚度的竹篾层，即第二缠绕层；
s4：在所述第二缠绕层的外周面上沿环向缠绕粘结设置一定厚度的竹篾层，形成第三缠绕层，继而在所述匹配连接端的外周上形成由所述第一缠绕层、所述第二缠绕层和所述第三缠绕层依次紧密粘结而成且回转半径略大于所述外部管道内径的异径部；
s5：将所述管道本体和所述异径部固化成型，并在所述第三缠绕层靠近所述匹配连接端端面一侧的外周面上沿环向切割、打磨一定厚度，形成具有环形台阶结构的搭接台，且所述搭接台的回转半径最小值刚好与所述外部管道的内径相对应，以使得所述异径部回转半径较小的一端可同轴套嵌进所述外部管道的一端，实现所述管道本体与内径大于该管道本体外径的所述外部管道同轴匹配连接；
s6：将所述竹缠绕变径管从所述模具上脱模，完成所述竹缠绕变径管的制备。
作为本发明的进一步改进，在所述第一缠绕层和所述第二缠绕层之间沿环向缠绕粘结设置至少一个缠绕层。
作为本发明的进一步改进，在所述搭接台回转半径较小一端的外周面上沿环向开设至少一个呈环形的密封槽，并对应所述密封槽设置可套嵌其中的密封圈。
本发明的另一个方面，提供一种变径管，包括由一定厚度竹篾层缠绕粘结而成并呈圆管结构的管道本体，其特征在于，
所述管道本体的一端为匹配连接端，其外周上设置有异径部，通过所述异径部使得所述管道本体可与内径大于该管道本体外径的外部管道同轴匹配连接；且
所述异径部由多个沿环向的竹篾层依次缠绕粘结而成，其包括内周面紧贴所述匹配连接端外周面的第一缠绕层、设置在所述异径管最外侧的第三缠绕层和设置在所述第一缠绕层与所述第三缠绕层之间的第二缠绕层，其中，所述第三缠绕层靠近所述匹配连接端端面一侧的回转半径小于另一侧的回转半径，以在所述第三缠绕层的外周上形成具有环形台阶面的环形台阶结构，且所述第三缠绕层上较小的回转半径刚好与所述外部管道的内径相对应，继而所述异径部回转半径较小的一端可同轴套嵌进所述外部管道的一端，并以该异径部外周上的所述环形台阶面抵接该外部管道的端面，从而完成所述管道本体与所述外部管道的同轴匹配连接。
作为本发明的进一步改进，在所述第一缠绕层和所述第二缠绕层之间沿环向缠绕粘结设置有至少一个缠绕层。
作为本发明的进一步改进，各所述缠绕层靠近所述匹配连接端的一侧平齐或者不平齐。
作为本发明的进一步改进，各所述缠绕层的一侧端面分别与所述匹配连接端的端面平齐。
作为本发明的进一步改进，在所述第三缠绕层回转半径较小一端的外周面上沿环向开设有至少一个呈环形的密封槽，且对应所述密封槽设置有可套嵌其中的密封圈。
作为本发明的进一步改进，所述异径部中各所述缠绕层背离所述匹配连接端端面的一侧端面平齐或者不平齐。
作为本发明的进一步改进，各所述缠绕层背离所述匹配连接端端面的一侧端面不平齐，且各所述缠绕层沿轴向的长度由内及外依次缩小，从而使得所述异径部在背离所述匹配连接端端面的一侧形成多层台阶结构。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明的竹缠绕变径管的制备方法及应用其制备的变径管，其通过在呈圆管状的管道本体一端外周上设置由多个竹篾层缠绕粘结而成的异径部，由异径部对应匹配连接内径大于管道本体外径的外部管道，有效实现了管道本体与内径较大的外部管道的匹配连通，减少了专用接头的使用数量和管道连接过程中连接点的数量，降低了两异径管道的连接成本，简化了施工工序，提升了管道连接的密封性和安全性；
(2)本发明的竹缠绕变径管的制备方法及应用其制备的变径管，其通过在异径部最外侧的第三缠绕层上设置呈环形的台阶结构，即与外部管道对应连接的一端回转半径较小，使得异径部与外部管道同轴连接后，第三缠绕层上的环形台阶面可抵接外部管道的端面，实现两管道连接的有效限位，并进一步提升连接的密封性，减少泄露隐患的产生；
(3)本发明的竹缠绕变径管的制备方法及应用其制备的变径管，其通过在第三缠绕层回转半径较小的外周面上开设至少一个呈圆环形的密封槽，并对应该密封槽设置密封圈，使得密封圈可对应匹配嵌入密封槽中，从而由多个密封圈进一步提升两管道连接的密封性，保证管道应用的安全性；
(4)本发明的竹缠绕变径管的制备方法及应用其制备的变径管，其方法简单，操作简便，可控性和可调性强，能有效实现竹缠绕管道与内径较大的外部管道匹配连接，减少专用接头的应用，从而大大减少两异径管道连接的成本，简化施工的工序，降低施工的强度，保证两异径管道连接的密封性和稳定性，具有较好的应用推广价值。
附图说明
图1是本发明实施例中竹缠绕变径管的制备方法的步骤流程示意图；
图2是应用本发明实施例一中竹缠绕变径管的制备方法来制备的管道结构示意图；
图3是应用本发明实施例二中竹缠绕变径管的制备方法来制备的管道结构示意图；
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.异径部，101.第一缠绕层，102.第二缠绕层，103.第四缠绕层，104.第三缠绕层，106.密封槽；2.管道本体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明的竹缠绕变径管如两个优选实施例中所示，两个优选实施例中的竹缠绕变径管的管道结构分别如图2和图3中所示，其中，竹缠绕变径管包括异径部1和管道本体2。
进一步地，两个优选实施例中竹缠绕变径管的管道本体2如图2和图3中所示，为具有一定尺寸内径的通管结构，其优选由竹材料缠绕粘结而成，两个优选实施例中的管道本体2可以是缠绕单层竹篾材料形成的圆管形结构，也可以是竹篾材料缠绕多层后粘结形成的圆管形结构，且以竹篾材料为主体的缠绕层厚度可根据实际情况进行优选，在此不做赘述；进一步优选地，两优选实施例中的管道本体2可以是多层材料缠绕粘结而成，如竹篾材料为主体的基础层，基础层外周以稻草、秸秆为主的填充层，填充层外周的外防护层或者外保护层等，通过多层材料的粘结稳固而成，从而形成多层的管道本体结构，此并非本专利的研究重点，故而在此不做赘述。
此外，根据管道本体2应用场景的不同，其内外层可对应设置相应的结构层，如在作为管廊、管道时，可优选在管道本体2的内周面上设置内衬层和/或在管道本体2的外周面上设置外防护层，上述功能层的设置可在管道本体2的制备过程中实现，即先沿环向缠绕粘结设置一个由一定厚度兜纱布、纤维毡或者无纺布缠绕粘结而成内衬层，再在内衬层的基础上缠绕粘结设置一定厚度的竹篾层，形成管道本体2的主体结构，继而还可在主体结构的外周上缠绕粘结设置一定厚度的无纺布或者兜纱布作为粘附层，并在该粘附层外表面上涂刷一定厚度的防水涂料、防火涂料和防腐涂料，形成主体结构外周的外防护层，此亦并非本发明的研究重点，故而在此也不做赘述。
进一步地，两优选实施例中的管道本体2的一端需要与内径较大的管道进行匹配连接，将该侧端部称之为管道本体2的匹配连接端；进一步地，为实现两异径管道的直接连接，在优选实施例中管道本体2的匹配连接端上设置有异径部1，通过异径部1与内径较大的外部管道同轴匹配连接，本发明优选实施例中的异径部1通过多层竹篾层紧密缠绕粘结而成。
进一步具体地，本发明优选实施例一中的异径部1如图2中所示，其设置在管道本体2的匹配连接端外周上；进一步地，优选实施例中的异径部1包括第一缠绕层101和设置在第一缠绕层101外周上的第二缠绕层102，第一缠绕层101沿管道本体2的环向设置，其内周壁紧贴管道本体2的外周壁，两者之间优选以粘结剂稳固连接；进一步优选地，第一缠绕层101的一端端面与管道本体2的端面平齐，其可看作是套设在管道本体2外周壁面上的环形管道，该环形管道的厚度和长度在本优选实施例中不做具体限定，可根据实际情况进行优选设置，如在优选实施例一中第一缠绕层101的长度为30～80mm，厚度为5～10mm。
进一步地，在第一缠绕层101的外周壁面上设置有第二缠绕层102，其内周壁与第一缠绕层101的外周壁紧密粘结，且优选实施例中的第二缠绕层102的一侧端面与管道本体2的匹配连接端的端面平齐，即与第一缠绕层101的一侧端面平齐；进一步优选地，第二缠绕层102的长度小于第一缠绕层101的长度，即第一缠绕层101和第二缠绕层102背离匹配连接端的两端部之间有一定距离，两者在管道本体2的外周上形成环形台阶状结构，优选实施例一中第二缠绕层102的长度优选为20～60mm，厚度为5～10mm。
进一步优选地，在第一缠绕层101和第二缠绕层102之间还沿环向设置有第四缠绕层103，其长度优选介于第一缠绕层101和第二缠绕层102的长度之间，且其一侧端面优选与管道本体2的匹配连接端的端面平齐，即第四缠绕层103背离匹配连接端的一侧端部与第一缠绕层101和第二缠绕层102的端部之间形成连续的环形台阶结构；当然，第一缠绕层101与第四缠绕层103之间和/或第四缠绕层103与第二缠绕层102之间也可设置至少一层缠绕层，这可根据实际情况进行优选，在本优选实施例中，第一缠绕层101和第二缠绕层102之间设置的缠绕层的层数为1～5层，各缠绕层靠近匹配连接端的一侧端面分别与管道本体2的端面平齐，且各缠绕层的长度随着与管道本体2外周壁的距离的不断缩小而增大，即第一缠绕层101的长度最大，第二缠绕层102的长度最小，两者之间的缠绕层长度依次设置，从而在管道本体2的外周壁面上形成连续的多层环形台阶状结构，如图2中所示。
进一步地，在第二缠绕层102的外周壁面上沿环向缠绕粘结设置有一层外接层，即第三缠绕层104，如图2中所示，其长度优选小于第二缠绕层102的长度，且其一侧端面优选平齐管道本体2的匹配连接端端面；进一步地，在第三缠绕层104靠近匹配连接端端面的端部外周壁面上沿环向切割、打磨掉一定厚度，形成具有环状台阶结构的搭接台，且打磨后的第三缠绕层104的回转半径最小值刚好对应外接管道的内径，继而搭接台上沿管道本体2径向的台阶面可在第三缠绕层104对应匹配连接外部管道后抵接外部管道的连接端端面，从而起到限位的作用；进一步优选地，在第三缠绕层104打磨一定厚度后的外周壁面上沿环向开设有至少一个密封槽106，当密封槽106为多个时，其在第三缠绕层104的外周上沿轴向间隔布置，如图2中所示，相应地，可对应设置密封圈分别套嵌进各密封槽106中，从而辅助提升异径部1与外部管道的连接密封性。
在上述优选实施例中，各缠绕层靠近匹配连接端一侧的端部分别平齐，并与匹配连接端的端部平齐，这仅为本发明优选实施例中的一种优选设置，当然，在变径管的制备过程中，异径部1中各缠绕层靠近匹配连接端端面的一侧可以平齐或者不平齐，且异径部1中各缠绕层背离匹配连接端端面的一侧也可以平齐或者不平齐，这可根据实际情况进行优选。
进一步地，在本发明的优选实施例二中，如图3中所示。在管道本体2的匹配连接端外周上由内及外依次设置有第一缠绕层101、第二缠绕层102和第三缠绕层104，并进一步优选在第二缠绕层102和第一缠绕层101之间设置有至少一层缠绕层，如第四缠绕层103；进一步地，本优选实施例中的上述缠绕层长度优选相同，且各缠绕层的两端优选平齐，且靠近匹配连接端端部的一侧端面与匹配连接端的端面平齐；进一步地，在第三缠绕层104用于匹配连接外部管道的端部外周上对应外部管道的内径大小沿环向打磨一定的厚度，形成具有一定高度台阶面的环形台阶结构，如图3中所示；进一步优选地，在该打磨后的第三缠绕层104外周壁面上沿环向开设有多个呈环状的密封槽106，以用于多个密封圈分别放置其中，实现管道连接的充分密封，多个呈环状的密封槽106在第三缠绕层104的外周上沿其轴向间隔设置；继而管道本体2通过其端部的异径部1上最外周的第三缠绕层104打磨后的端部与外部管道进行匹配连接，从而完成两异径管道的同轴连接。
进一步优选地，本发明两个优选实施例中的各缠绕层优选为竹篾层，其通过编织、缠绕和粘结成竹缠绕变径管结构，各缠绕层的厚度和长度可根据实际情况进行优选，在此不做赘述。
进一步地，制备本发明优选实施例中的竹缠绕变径管优选借助圆筒状的模具来完成，其步骤流程示意图如图1中所示，具体地，竹缠绕变径管的制备方法优选如下所示：
s1：模具准备：准备呈圆筒状的模具，保证模具的外周壁面清洁，并在模具的外周壁面上缠绕至少一层脱模薄膜，以用于竹缠绕变径管的脱模；
s2：管道本体2的制备：在模具的脱模薄膜外周上缠绕粘结一定厚度的竹篾层，形成竹缠绕变径管的管道本体；当然，根据管道本体2应用场景的不同，如作为管廊、管道等，可优选在管道本体2的内周面上设置内衬层和/或在管道本体2的外周面上设置外防护层，上述功能层的设置可在管道本体2的制备过程中实现，如在步骤s1的基础上，先缠绕一层内衬层，再在内衬层的基础上缠绕粘结设置竹篾层，形成管道本体2的主体结构，并在主体结构的外周上缠绕粘结设置一定厚度的外防护层，此并非本发明的研究重点，故而在此不做赘述；
s3：根据外部管道的内径确定异径部1的尺寸和位置，继而确定缠绕层的层数和第三缠绕层的厚度；
s4：异径部1的制备：在管道本体2用于连接外部管道的一端外周壁面上沿环向缠绕粘结第一缠绕层101，并在第一缠绕层101的外周壁面上缠绕粘结第二缠绕层102，而在优选实施例中的第一缠绕层101和第二缠绕层102之间紧贴设置有第四缠绕层103甚至更多的缠绕层，直至第二缠绕层102的回转半径满足步骤s3中的设定，继而在第二缠绕层102的外周壁面上缠绕粘结设置一定厚度的第三缠绕层104；
s5：将管道本体2和异径部1进行烘干成型，继而在第三缠绕层104靠近管道本体2端部一侧的外周壁面上沿环向切割、打磨一定的厚度，形成具有环形台阶结构的搭接台，并使得搭接台的回转半径最小值与外部管道的内径对应，从而使得管道本体2可以异径部1同轴连接外部管道，且第三缠绕层104打磨的端部外周壁面可紧贴外部管道连接端的内周壁面；
s6：优选实施例中在第三缠绕层104与外部管道匹配连接的端部外周壁面上开设有多个呈环形的密封槽106，多个密封槽106在第三缠绕层104的外周壁面上沿轴向间隔设置，各密封槽106中可对应设置密封圈，最后将成型完的竹缠绕变径管从模具上取下，从而完成竹缠绕变径管的制备。
本发明中的竹缠绕变径管，通过在圆管状的管道本体2的一端设置由多个环状的缠绕层缠绕粘结而成的异径部1主体结构，在该主体结构的最外侧，即第二缠绕层102的外周壁面上缠绕粘结设置一定厚度的第三缠绕层104，在第三缠绕层104靠近管道本体2端部的外周上沿环向切割打磨一定厚度，使得被打磨外周的回转半径与外部管道的内径相匹配，从而可通过异径部1上的第三缠绕层104实现管道本体2和外部管道的同轴匹配连接，本发明中的竹缠绕变径管，其制备方法简单，加工便捷，能通过在管道本体的匹配连接端上设置异径部，由异径部与外部管道匹配连接，从而可在不借助专用接头的情况下，有效实现两异径管道的匹配连接，不仅大大缩减了异径管道连接的成本，还有效减少了异径管道连接过程中的连接点数量，简化了施工的工序，降低了施工的强度，有效保证了异径管道连接的密封性和稳定性，具有较好的应用推广价值。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。