专利名称：连续缠绕生产线的湿法夹砂系统及制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及玻璃纤维增强塑料夹砂管道缠绕机技术领域，特别是应用于连续缠绕工艺条件下制造玻璃纤维增强塑料湿法夹砂管道系统及制造工艺。
背景技术：
目前国际上生产玻璃纤维增强塑料夹砂管道，主要有三种成型工艺:定长缠绕工艺、连续缠绕工艺及离心浇铸工艺:
I)定长缠绕工艺是在长度一定的管模上，采用螺旋缠绕和/或环向缠绕工艺在管模长度内由内至外逐层制造管材的一种生产方法。2)离心浇铸工艺是用喂料机把玻璃纤维、树脂、石英砂等按一定要求浇铸到旋转着的模具内，固化后形成管材的一种生产方法。3)连续缠绕工艺是在连续输出的模具上，把树脂、连续纤维、短切纤维和石英砂按一定要求采用环向缠绕方法连续铺层，并经固化后切割成一不定期长度的管材产品的一种生产方法。目前国内市场中占据主导地位的是定长缠绕法生产玻璃钢管道，它的主要特点是投资成本低，周转快，但同时存在着自动化程度不高、生产效率低、环境影响大的弊端。连续缠绕生产线具有自动化程度高、质量稳定、环境影响因素小的综合优点，但同时存在着投资成本高、产品成本居高不下的特点。目前国际上生产连续缠绕生产线的厂家主要有沙特阿拉伯AMIANTITTE公司及意大利VEM公司，国内连续缠绕生产线尚处于仿制阶段并未成熟。90年代初期我国河南引进了一条连续缠绕生产线，2008年上海耀华玻璃钢有限公司从VEM公司引进了一条连续缠绕生产线，由于遇到成本瓶颈市场局面一直未曾打开。不管沙特阿拉伯AMIANTITTE公司及意大利VEM公司成本居高的主要原因是采用干法夹砂生产玻璃钢管道，这种直接往纤维上喷胶后再喷砂的方法使砂浆层的树脂含量处于25-30%的高位从而影响到了管道的整体成本，同时由于是开放式夹砂方法，造成砂尘飞扬同时有害气体对环境造成影响。湿法夹砂技术是通过石英砂级配料与树脂预混后通过上砂装置实现砂浆层包覆缠绕的工艺，它的特点是树脂砂浆层混合均匀、密实，在相对密闭的空间的完成预混，环境影响因素小同时砂浆层的树脂含量可下降到12%-15%之间。由于连续缠绕生产工艺的特殊性，国内目前运用于定长缠绕工艺上的湿法并不能适用于连续缠绕生产线，对此本专利发明人通过攻关研制出了一整套湿法夹砂系统，并在生产过程中取得了良好的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种成本低，效率高的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统及制造工艺，并且质量稳定，成品性能佳，环境影响因素小。
为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，一组由编程控制器控制的双螺杆砂浆混合输送装置的出口与砂斗连接，砂斗与刮板挤出装置连接，刮板挤出装置挤出的树脂砂浆通过出砂厚度的比例调节装置调节后落在带多级振动装置的振动桥架输砂装置上，带多级振动装置的振动桥架输砂装置与旋转模具连接，旋转模具旋转同时带动带多级振动装置的振动桥架输砂装置的树脂砂浆层完成玻璃纤维增强塑料湿法夹砂管道的连续缠绕生产。所述双螺杆砂浆混合输送装置通过锁紧装置固定在支架上，由丝杆升降机构实现高度方向的调整。所述刮板挤出装置内设一组叶片刮板，通过变频电机带动旋转轴上的叶片刮板旋转，使树脂砂浆实现二级混合。所述出砂厚度的比例调节装置安装在刮板挤出装置的出砂口，其丝杆带动前行走板做横向移动，前行走板后设置出砂厚度调节板，出砂厚度调节板通过滑动销与前行走板完成联动，在前行走板水平方向移动时，出砂厚度调节板按比例沿上下方向移动。所述前行走板上开设有二道滑槽。所述出砂厚度调节板为L型板。所述带多级振动装置的振动桥架输砂装置，其振动托板通过多组拉簧与桥架相连，在振动托板与旋转模具衔接处设置过渡托板，过渡托板与旋转模具之间的开口及距离由拉杆调节，振动频率由变频电机调节。所述带多级振动装置的振动桥架输砂装置带有一组兜纱布张力调节装置。所述湿法夹砂系统置于工作平台上，工作平台高度由油缸调节，工作平台沿轨道作直线方向移动。所述旋转模具上方的工作平台上设置一组连续无捻纤维切碎装置，切碎的无捻纤维落入带多级振动装置的振动桥架输砂装置的输送带上与树脂砂浆层分层混合。所述旋转模具上方设置有多组辗压辊。一种连续缠绕生产线的湿法夹砂系统的制造工艺，包括以下的步骤:
⑴预先混合好的级配石英砂和填充剂通过气力输送装置吹送到分配管；再通过一组由编程控制器控制的伺服电机驱动级配砂输送螺杆经漏管输送到砂浆输送螺杆；预促进树脂与固化剂分别由树脂计量泵与固化剂计量泵输送至静态混合器，混合好的树脂通过管道送至砂浆输送螺杆；
⑵根据夹砂量的多少由微机控制由单螺杆或双螺杆工作，同时出砂量的多少亦可通过微机与编程控制器控制，树脂砂浆由砂浆输送螺杆输送至砂斗；
⑶通过变频电机带动旋转轴上的叶片刮板旋转，使树脂砂浆实现二级混合，同时将树脂砂浆从刮板挤出装置的出砂口挤出；
⑷出砂厚度的比例调节装置对砂层的厚度进行调节；
(5)桥架振动，使树脂砂浆层的进一步密实；
(6)兜纱布输送树脂砂浆层；
(7)—组连续无捻纤维切碎装置切碎无捻纤维，落在兜纱布上的树脂砂浆层上；
⑶模具旋转同时树脂砂浆层通过兜纱布完成缠绕铺设；
⑶固化;(10)脱膜、切割成管材产品。本发明的优越功效在于:
1)成本低，可行性强，效率高，质量稳定，成品性能佳，环境影响因素小；
2)管道夹砂层树脂含量从25-30%下降至12-15%，使管道整体成本大幅度下降；
3)构成树脂砂浆层的所有原材料实现计量输出，提高了制品质量稳定性；
4)通过多级混合辅之以振动输送，使石英砂与树脂实现良好结合的同时增加了夹砂层密实度从而提高了管道刚度；
5)夹砂层中加入短切纤维进一步提高了夹砂层的强度及抗变形能力；
6)产品厚度均匀，性能稳定；
7)生产效率大幅度提升，相对于传统的定长缠绕生产线日产量提高6-8倍； 8)环境影响因素小，彻底摒弃了原来连续缠绕生产线干法夹砂所带来的粉尘影响，进一步提升了连续缠绕生产线综合竞争优势。
图1是本发明的结构正视 图2是刮板挤出装置和砂层厚度调节装置侧视 图3是旋转叶片刮板示意 图4是出砂厚度调节板正视 图5是双螺杆砂浆混合输送装置正视 图6是双螺杆砂浆混合输送装置侧视 图7是兜纱布张力调节装置俯视 图8是本发明的制造工艺流程 图中标号说明
I一砂浆输送螺杆；2 —分配管；
3一伺服电机；4 一级配砂输送螺杆；
5一锁紧装置；6 —静态混合器；
7—工作平台；8—油缸；
9 一轨道；10 —刮板挤出装置；
II一振动桥架输砂装置；12 —变频电机；
13 —拉簧；14 一拉杆；
15 —过渡托板；16 —旋转模具；
17 一辗压辊；18 —连续无捻纤维切碎装置；
19 一短切纤维；20 —树脂砂衆；
21 —兜纱布张力调节装置；22 —兜纱布；
23 —连续缠绕机上工作平台；24 —砂斗；
25—固定销；26—变频电机；
27 一前行走板；28 —滑槽；
29—出砂厚度调节板；30 —丝杆；
31 一叶片刮板；32 —旋转轴；33 一漏管；34 — 5 纱布卷；
35 一后张力棍；36 —展平棍；
37 一树脂计量泵；38 —固化剂计量泵；
39 一振动托板；40 —前张力棍；
41 一丝杆升降机构。
具体实施例方式请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。如图1所示，本发明提供了一种连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，一组由编程控制器控制的双螺杆砂浆混合输送装置的出口与砂斗24连接，砂斗24与刮板挤出装置10连接，刮板挤出装置10挤出的树脂砂浆通过出砂厚度的比例调节装置调节后落在带多级振动装置的振动桥架输砂装置11上，带多级振动装置的振动桥架输砂装置11与旋转模具16连接，旋转模具16旋转同时带动带多级振动装置的振动桥架输砂装置11的树脂砂浆层完成玻璃纤维增强塑料湿法夹砂管道的连续缠绕生产。由双螺杆砂浆混合输送装置输送的树脂砂浆20落入砂斗24，刮板挤出装置10挤出的树脂砂浆通过出砂厚度的比例调节装置实现厚度调节后落在兜纱布22上，兜纱布22由振动桥架输砂装置11托底，振动桥架输砂装置11与架设在夹砂工作平台7上，模具16旋转同时拖动经张力调节装置21实现张力控制的兜纱布22同步缠绕。兜纱布张力调节装置21也固定在夹砂工作平台7上并与振动桥架输砂装置11保持轴线方面一致，连续缠绕机上工作平台23上设置一组连续无捻纤维切碎装置18。从而构成了连续缠绕生产线湿法夹砂设备的主体部分。如图2和图3所示，砂斗24通过固定销25与刮板挤出装置10连接。刮板挤出装置10内设一组叶片刮板31，通过变频电机26带动旋转轴32上的叶片刮板31旋转，使树脂砂浆实现二级混合同时在此过程中将树脂砂浆从出砂口挤出。如图3和图4所示，出砂厚度的比例调节装置由丝杆30带动前行走板27做横向移动，出砂厚度调节板29通过滑动销与前行走板27完成联动，在前行走板27水平方向移动时，出砂厚度调节板29按比例沿上下方向移动。出砂厚度调节板29为一 L型板，宽度可调，实现不同层数夹砂的要求。如图5和图6所示，双螺杆砂浆混合输送装置由砂浆输送螺杆1、分配管2、伺服电机3、级配砂输送螺杆4、锁紧装置5、静态混合器6构成，固定在支架上，同时可由丝杆升降机构41实现高度方向的调整。静态混合器6至与缠绕机上工作平台。通过静态混合器6混合好的树脂通过管道送至砂浆输送螺杆I，树脂砂浆通过高速旋转的螺杆实现一级预混输送。如图7所示，兜纱布张力调节装置由后张力辊35、展平辊36、前张力辊40等构成，通过连杆装置固定在夹砂工作平台7上，使所有辊能在圆周方向做摆臂转动从而实现兜纱布22的张力调节。如图8所示，本发明还提供了一种连续缠绕生产线的湿法夹砂系统的制造工艺，包括以下的步骤:
⑴预先混合好的级配石英砂和填充剂通过气力输送装置吹 送到分配管；再通过一组由编程控制器控制的伺服电机驱动级配砂输送螺杆经漏管输送到砂浆输送螺杆；预促进树脂与固化剂分别由树脂计量泵与固化剂计量泵输送至静态混合器，混合好的树脂通过管道送至砂浆输送螺杆；
⑵根据夹砂量的多少由微机控制由单螺杆或双螺杆工作，同时出砂量的多少亦可通过微机与编程控制器控制，树脂砂浆由砂浆输送螺杆输送至砂斗；
⑶通过变频电机带动旋转轴上的叶片刮板旋转，使树脂砂浆实现二级混合，同时将树脂砂浆从刮板挤出装置的出砂口挤出；
⑷出砂厚度的比例调节装置对砂层的厚度进行调节；
(5)桥架振动，使树脂砂浆层的进一步密实；
(6)兜纱布输送树脂砂浆层；
(7)—组连续无捻纤维切碎装置切碎无捻纤维，落在兜纱布上的树脂砂浆层上；
⑶模具旋转同时树脂砂浆层通过兜纱布完成缠绕铺设；
⑶固化;
(10)脱膜、切割成管材产品。
权利要求
1.一种连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，其特征在于:一组由编程控制器控制的双螺杆砂浆混合输送装置的出口与砂斗连接，砂斗与刮板挤出装置连接，刮板挤出装置挤出的树脂砂浆通过出砂厚度的比例调节装置调节后落在带多级振动装置的振动桥架输砂装置上，带多级振动装置的振动桥架输砂装置与旋转模具连接，旋转模具旋转同时带动带多级振动装置的振动桥架输砂装置的树脂砂浆层完成玻璃纤维增强塑料湿法夹砂管道的连续缠绕生产。
2.根据权利要求1所述的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，其特征在于:所述双螺杆砂浆混合输送装置通过锁紧装置固定在支架上，由丝杆升降机构实现高度方向的调整。
3.根据权利要求1所述的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，其特征在于:所述刮板挤出装置内设一组叶片刮板，通过变频电机带动旋转轴上的叶片刮板旋转，使树脂砂浆实现二级混合。
4.根据权利要求1所述的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，其特征在于:所述出砂厚度的比例调节装置安装在刮板挤出装置的出砂口，其丝杆带动前行走板做横向移动，前行走板后设置出砂厚度调节板，出砂厚度调节板通过滑动销与前行走板完成联动，在前行走板水平方向移动时，出砂厚度调节板按比例沿上下方向移动。
5.根据权利要求4所述的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，其特征在于:所述前行走板上开设有二道滑槽。
6.根据权利要求1所述的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，其特征在于:所述带多级振动装置的振动桥架输砂装置，其振动托板通过多组拉簧与桥架相连，在振动托板与旋转模具衔接处设置过渡托板，过渡托板与旋转模具之间的开口及距离由拉杆调节，振动频率由变频电机调节。
7.根据权利要求1所述的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，其特征在于:所述带多级振动装置的振动桥架输砂装置带有一组兜纱布张力调节装置。
8.根据权利要求1所述的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，其特征在于:所述湿法夹砂系统置于工作平台上，工作平台高度由油缸调节，工作平台沿轨道作直线方向移动。
9.根据权利要求1所述的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，其特征在于:所述旋转模具上方的工作平台上设置一组连续无捻纤维切碎装置，切碎的无捻纤维落入带多级振动装置的振动桥架输砂装置的输送带上与树脂砂浆层分层混合。
10.根据权利要求1所述的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，其特征在于:所述旋转模具上方设置有多组辗压辊。
11.根据权利要求1所述的连续缠绕生产线的湿法夹砂系统的制造工艺，包括以下的步骤: ⑴预先混合好的级配石英砂和填充剂通过气力输送装置吹送分配管，再通过一组由编程控制器控制的伺服电机驱动级配砂输送螺杆经漏管输送到砂浆输送螺杆；预促进树脂与固化剂输送至静态混合器，混合好的树脂通过管道送至砂浆输送螺杆； ⑵根据夹砂量的多少由微机控制由单螺杆或双螺杆工作，同时出砂量的多少亦可通过微机与编程控制器控制，树脂砂浆由砂浆输送螺杆输送至砂斗； ⑶通过变频电机带动旋转轴上的叶片刮板旋转，使树脂砂浆实现二级混合，同时将树脂砂浆从刮板挤出装置的出砂口挤出；⑷出砂厚度的比例调节装置对砂层的厚度进行调节；(5)桥架振动，使树脂砂浆层的进一步密实；(6)兜纱布输送树脂砂浆层；(7)—组连续无捻纤维切碎装置切碎无捻纤维，落在兜纱布上的树脂砂浆层上；⑶模具旋转同时树脂砂浆层通过兜纱布完成缠绕铺设；⑶固化;(10)脱膜、切割成管材产品。 ·
全文摘要
本发明公开一种连续缠绕生产线的湿法夹砂系统，一组由编程控制器控制的双螺杆砂浆混合输送装置的出口与砂斗连接，砂斗与刮板挤出装置连接，刮板挤出装置挤出的树脂砂浆通过出砂厚度的比例调节装置调节后落在带多级振动装置的振动桥架输砂装置上，带多级振动装置的振动桥架输砂装置与旋转模具连接，旋转模具旋转同时带动带多级振动装置的振动桥架输砂装置的树脂砂浆层完成玻璃纤维增强塑料湿法夹砂管道的连续缠绕生产。本发明的优点是成本低，可行性强，效率高，质量稳定，成品性能佳，环境影响因素小。
文档编号B29C70/32GK103192535SQ20131015445
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者朱文国, 俞桂华, 张鸿杰, 陈长春, 赵泉国 申请人:上海耀华玻璃钢有限公司