管材连续缠绕生产设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种管材连续缠绕生产设备，解决了现有的管材加工使用固定长度的模具芯管，限制了加工的管材的规格的缺陷，包括具有相同钮旋螺距、而钮旋方向相反的外钮旋笼和内钮旋笼，内钮旋笼设置于外钮旋笼内，外钮旋笼的辊轴和内钮旋笼的辊轴具有相同的转动线速度；外钮旋笼外周螺旋式并排缠绕有柔性带形成管材生产的内胎膜，柔性带从外钮旋笼分离后伸入到外钮旋笼内部并反向螺旋缠绕到内钮旋笼的外周，柔性带首尾相连呈一个封闭结构。柔性带为首尾相连的封闭结构，柔性带在外钮旋笼外部缠绕后，外钮旋笼钮旋一个角度，辊轴转动时产生一个轴向力，柔性带组成了长度无限延伸的内胎膜，管材缠绕加工时不受长度限制，可以加工需要的任何长度的管材，而且不需要固定长度的模具芯管，降低成本，还能实现连续加工。
【专利说明】管材连续缠绕生产设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种管材生产设备，尤其是一种以缠绕的方式能够连续不间断生产管材的管材连续缠绕生产设备。
【背景技术】
[0002]目前，随着城市建设的加快，需要更多的管材来辅助完成城市地下水管铺设，以满足城市基础建设的要求。同时也是由于旧城市内涝的存在，使得地下排水管网受到严重的考验，也需要有更多、更合理、更能满足高环刚度和大口径要求的管材。因此，高强度的PE管及玻璃钢管被研发出来。
[0003]PE管和玻璃钢管是现在市政排水管网建设的重要管材，现在有些管材如克拉管和玻璃钢夹砂管在加工的时候都需要用到成型模具，现有的成型模具中多实用固定长度和固定直径的成型模具，管材的规格越多，需要的成型模具也就越多，比如:不同直径的管材就不同直径的成型模具来完成加工，即使不同长度的同一种直径的管材也需要不同的成型模具来完成加工，这就造成管材加工成本较高，而且加工完一根管材后需要停机，更换成型模具，然后需要重新起头，还会浪费部分原材料，加工的效率也比较低。
[0004]如:中国专利局于2007年3月28日公开了一份CN196404A号文献，名称为复合缠绕承插式结构壁管材，将塑料带、钢带在线依次螺旋缠绕在转动的模具芯管上，粘结成型大口径管材。该管材就是通过在固定长度的模具芯管上螺旋缠绕成型，最长的长度也被限定在模具芯管的长度内，而且加工完一根管材后，连同模具芯管一起被移走，更换模具芯管，还要对移走的模具芯管进行脱模，更换模具芯管后还要重新牵头将塑料带缠绕到模具芯管上，加工效率低、加工成本高，至少要两支相同规格的模具芯管才能实现模具芯管更换，而且还无法加工长度较长的管材。
【发明内容】
[0005]本发明解决了现有的管材加工使用固定长度的模具芯管，限制了连续加工管材的缺陷，即断续性加工，提供一种管材连续缠绕生产设备，通过在钮旋笼的外部缠绕连续的螺旋带胎膜，螺旋带胎膜首尾相连，使得螺旋带胎膜可以保持无限转动和前进，从而保证管材加工不受模具芯管长度的限制，可以加工任何长度的管材，而且能实现连续生产，采用了螺旋带胎膜的目的是使本设备既可以生产PE类的固体单元缠绕，也可以生产如玻璃钢管的液态类树脂的缠绕。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种管材连续缠绕生产设备，包括外周均布有可转动的辊轴的两个钮旋笼，两钮旋笼具有相同的钮旋螺距，两钮旋笼分为外钮旋笼和内钮旋笼，内钮旋笼设置于外钮旋笼内，内钮旋笼的钮旋送进方向和外钮旋笼的钮旋送进方向相反，外钮旋笼的辊轴和内钮旋笼的辊轴具有相同的转动线速度；外钮旋笼外周螺旋式并排缠绕有柔性带，柔性带并排后形成管材生产的内胎膜，柔性带从外钮旋笼的辊轴两端的间隙处伸入到外钮旋笼内部并反向螺旋缠绕到内钮旋笼的外周，柔性带首尾相连呈一个封闭结构。外钮旋笼的包络面缠绕柔性带后形成的内胎膜的外径为管材的内径，柔性带为首尾相连的封闭结构，柔性带在外钮旋笼外部缠绕，外钮旋笼钮旋一个角度，辊轴转动时产生一个轴向力，柔性带组成了长度无限延伸的内胎膜，管材缠绕加工时不受长度限制，可以加工需要的任何长度的管材，而且不需要固定长度的模具芯管，降低成本，还能实现连续加工；为了使得柔性带从内胎膜尾端脱离后能重新回到起点重新并排缠绕，在外钮旋笼内部设置一个内钮旋笼，柔性带反向缠绕到内钮旋笼外包络面，内钮旋笼给予柔性带的作用力的方向与外钮旋笼给予柔性带作用的方向相反，从而实现柔性带连续并排缠绕，相互之间不会因为重叠而出现设备死机，柔性带在内钮旋笼和外钮旋笼上的缠绕轴向总宽度相等，这样柔性带从外钮旋笼上脱离进入到内钮旋笼上缠绕、从内钮旋笼上脱离进入到外钮旋笼上缠绕保证垂直缠绕，不会出现轴向分力，也就不会出现轴向的偏移?’柔性带具有适当的厚度，这个厚度需要保证其拉伸强度足够大，柔性带的宽度可以不变或者根据生产管材的口径大小作宽窄调整；内钮旋笼和外钮旋笼的辊轴的转动线速度相同，内钮旋笼和外钮旋笼具有相同的钮旋螺距，柔性带缠绕到外钮旋笼上产生的轴向移动速度和缠绕到内钮旋笼上产生的轴向移动速度相同，柔性带缠绕形成的内胎膜就不会出现松弛的现象，从而保证内胎膜始终具有设定的尺寸；柔性带只要满足设定要求的拉伸强度、耐热性能、柔性3个要素即可。
[0007]作为优选，内钮旋笼和外钮旋笼同轴设置，外钮旋笼的两端分别为外固定盘和外转动盘，外固定盘和外转动盘的外周之间均布有辊轴，内钮旋笼的两端分别为内固定盘和内转动盘，内固定盘和内转动盘外周之间均布有辊轴，外固定盘和外转动盘、内固定盘和内转动盘均支撑到同一主轴上，外固定盘和外转动盘处于内固定盘和内转动盘的外侧。转动盘可以相对固定盘偏转一个角度，该角度就是钮旋笼的钮旋角度，辊轴转动时就产生了内胎膜轴向移动所需的分力，转动盘相对固定盘偏转的角度要根据柔性带缠绕所需的螺旋角来设定。
[0008]作为优选，外钮旋笼和内钮旋笼均为多级串联结构，外钮旋笼包括最外端的外固定盘和外转动盘及若干处于外固定盘和外转动盘之间的外转动圆环，外转动圆环的内径大于内胎膜的外径，外固定盘与外转动圆环外周之间、外转动圆环与外转动圆环外周之间及外转动圆环与外转动盘外周之间均布有所述的辊轴；内钮旋笼包括最外端的内固定盘和内转动盘及若干处于内固定盘和内转动盘之间的内中间盘，内固定盘的外周和内中间盘的外周之间、内中间盘的外周与内中间盘`的外周之间及内中间盘与内转动盘外周之间均有若干所述的辊轴。一个外固定盘搭配多个平行的外转动圆环、一个内固定盘搭配多个平行的内中间盘形成多个钮旋笼串联的结构，串联成型的目的是为了确保内胎膜的长度足够长及柔性带缠绕的螺距足够大，尤其是小口径大螺距管材的生产更需要多个钮旋笼串联而成，单个钮旋笼无法满足大螺距管材缠绕需要的偏转度。
[0009]作为优选，外固定盘与外转动盘之间连接有若干相对主轴对称的副轴，外转动圆环上设置有弧形转动槽，副轴穿过转动槽并支撑外转动圆环，外转动圆环上设置有锁紧件用于锁紧副轴与外转动圆环。外钮旋笼的外固定盘与外转动盘之间为外转动圆环，是为了防止与内钮旋笼相干涉，也为了防止柔性带在内钮旋笼外表缠绕造成干扰；通过副轴支撑外转动圆环，又可以驱动外转动圆环产生设定的钮旋角；弧形的转动槽便于副轴相对外转动圆环产生偏转，通过锁紧件锁紧，防止副轴与外转动圆环在工作中出现松动，影响柔性带轴向前进。
[0010]作为优选,棍轴通过联动机构连成一体并与驱动装置相连,联动机构为链条或相互啮合的齿轮；同一钮旋笼上的同轴的辊轴之间通过连接轴连成一体，连接轴通过万向轴承连接到外转动圆环上或者内中间盘上，通过连接轴使得同一钮旋笼上的所有辊轴连成一个整体；外钮旋笼和内钮旋笼具有各自独立的驱动辊轴转动的驱动装置，或者共用同一个驱动装置。所有辊轴的转速相等，因此通过联动结构连成一体；内成型笼和外成型笼的辊筒可以联动并由一台电机带动，也可以视需求由两台电机分别带动。
[0011]作为优选，所述的外转动圆环的数量为I至7个，内中间盘的数量为I至7个，内钮旋笼上的辊轴和外钮旋笼上的辊轴直径为45至62mm，内钮旋笼上的辊轴的长度等于或小于外钮旋笼上的辊轴，长度为600至800mm，柔性带在外钮旋笼上的缠绕轴向长度和在内钮旋笼上的缠绕轴向长度相等。
[0012]具体数量根据所加工管材的特点(管材缠绕的螺距及成型所需要的旋转与送进动力大小)来决定，有时为了方便管材支撑外钮旋笼的串联数量比内钮旋笼的串联数量多一个。
[0013]作为优选，柔性带的两侧边具有可相互卡扣的金属搭边，金属搭边分为相互对称的上金属搭边和下金属搭边，上金属搭边和下金属搭边分别处于柔性带的两侧，柔性带缠绕到钮旋笼外周上后，相邻的柔性带的上金属搭边与下金属搭边卡扣连接。柔性带并排缠绕到钮旋笼上时，两侧边的金属搭边会相互连接，防止柔性带缠绕时出现重叠或者相互分离的现象，保证柔性带缠绕形成的内胎膜具有完整的圆柱面，不会出现局部凸起或者局部缝隙的现象，使得柔性带缠绕和分离比较顺利。
[0014]作为优选，柔性带包括高拉伸强度的工业牵引带和聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板通过表面处理后粘结到牵引带表面，金属搭边固定到牵引带两侧，柔性带并排缠绕成内胎膜后，聚四氟乙烯板的外表面即为管材成型内胎膜的外表面。聚四氟乙烯板具有出色的耐温性能，可以加热，允许骤冷骤热，或冷热交替操作，聚四氟乙烯板粘结到牵引带表面，牵引带柔性较大，便于弯曲，同时可以满足80-100° C的热温；聚四氟乙烯板作为内胎膜的外表，缠绕后形成光滑的圆柱面，可以缠绕热态聚乙烯类型材，也可以缠绕热固性液态玻璃钢树脂类；或者采用螺丝将聚四氟乙烯板固定后再把聚四氟乙烯板表面熨平。
[0015]进一步，聚四氟乙烯板沿着牵引带的长度方向紧密排列，聚四氟乙烯板的长度方向与牵引带的长度方向相垂直，柔性带并排缠绕后，聚四氟乙烯板的端部相互对接。因为聚四氟乙烯板比较硬，不容易弯曲，以履带式的方法固定在柔性带上，可以随柔性带弯曲并便于缠绕，又有聚四氟乙烯板作为内胎膜的外表面，充分利用了聚四氟乙烯板的性能；聚四氟乙烯板的宽度可以依据生产的管材口径大小来决定，前提是满足生产时能保持管材内壁的圆滑。
[0016]作为优选，聚四氟乙烯板外露的表面为滚花表面。滚花可增加管材缠绕时与管材内壁之间的摩擦力。
[0017]作为优选，外钮旋笼外部设置有可对内胎膜外表面进行预加热的加热设备，该加热设备采用热风加热设备。该加热装置对进入缠绕的聚四氟乙烯板外表面进行加热，如果生产工艺有必要采用高温内胎模的话，可以通过热风对聚四氟乙烯板的外表面进行预加热，从而使管材内壁光滑平整。[0018]本发明的有益效果是:外钮旋笼的包络面缠绕柔性带后形成的内胎膜的外径为管材的内径，柔性带为首尾相连的封闭结构，柔性带在外钮旋笼外部缠绕后，外钮旋笼钮旋一个角度，辊轴转动时产生一个轴向力，柔性带组成了长度无限延伸的内胎膜，管材缠绕加工时不受长度限制，可以加工需要的任何长度的管材，而且不需要固定长度的模具芯管，降低成本，还能实现连续加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明一种结构示意图；
图2是本发明图1所示结构的左视图；
图3是本发明图1所示结构的右视图；
图4是本发明一种分解示意图；
图5是本发明一种柔性带的表面结构示意图；
图6是本发明图5所示柔性带的端面剖视图；
图7是本发明一种柔性带的并排缠绕状态示意图；
图中:1、主轴，2、外钮旋笼，3、柔性带，4、副轴，5、内钮旋笼，6、转动槽，7、内固定盘，8、辊轴，9、内中间盘，10、内转动盘，11、外固定盘，12、外转动圆环，13、外转动盘，14、聚四氟乙烯板，15、下金属搭边，16、牵引带，17、上金属搭边。
【具体实施方式】
[0020]下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0021]实施例:一种管材连续缠绕生产设备(参加附图1附图2附图3)，包括相互套置的且安装到同一主轴I上的外钮旋笼2和内钮旋笼5及缠绕在外钮旋笼外表和内钮旋笼外表并连成一个封闭状的柔性带3。
[0022]外钮旋笼的直径大于内钮旋笼的直径，内钮旋笼和外钮旋笼同轴设置。内钮旋笼处于外钮旋笼内，内钮旋笼包括安装在主轴上相对主轴固定的内固定盘7及套置在主轴上可相对主轴转动的内转动盘10，内转动盘与内固定盘的直径相同，内转动盘与内固定盘相平行，内转动盘的外周与内固定盘的外周之间连接有沿着圆周均布的辊轴8。外钮旋笼包括安装主轴上相对主轴固定的外固定盘11及套置在主轴上可相对主轴转动的外转动盘13，外转动盘与外固定盘的直径相同，外转动盘与外固定盘相平行，外转动盘的外周与外固定盘的外周之间连接有沿着圆周均布的辊轴8，内、外钮旋笼上的辊轴与辊轴之间具有间隙，辊轴的两端分别与外固定盘和外转动盘相铰接，辊轴上固定有齿轮(图中未视出)。同一钮旋笼上的辊轴通过联动机构连接成一体，联动机构采用传动链，传动链与齿轮相连接，传动链连接有驱动装置，驱动装置采用电动机。外固定盘和外转动盘处于内固定盘和内转动盘的外侧，调节外转动盘相对外固定盘的钮旋角度，使得辊轴的轴线相对主轴的轴线有个夹角。该钮旋角度产生的螺距为柔性带的宽度。调节内转动盘相对内固定盘的扭旋角度，该钮旋角度产生的螺距为柔性带的宽度。外钮旋笼和内钮旋笼具有相同的钮旋螺距，内钮旋笼的钮旋送进方向和外钮旋笼的钮旋送进方向相反，外钮旋笼的棍轴和内钮旋笼的棍轴具有相同的转动线速度。
[0023]本实施例中的钮旋笼为串联结构，一个外钮旋笼包括一个外固定盘和一个外转动盘，外转动盘与外固定盘之间平行设置有三个外转动圆环12 (参见附图4)，外固定盘的外周与外转动圆环外周之间、外转动圆环与外转动圆环外周之间及外转动圆环外周与外转动盘外周之间均布有所述的辊轴。外固定盘与外转动盘之间连接有四根相对主轴对称的副轴4，外转动圆环上设置有弧形转动槽6，副轴穿过转动槽并支撑外转动圆环，外转动圆环上设置有锁紧件(图中未视出)用于锁紧副轴与外转动圆环。一个内钮旋笼包括一个内固定盘和一个内转动盘，内转动盘和内固定盘之间平行设置有三个内中间盘9，内固定盘的外周和内中间盘的外周之间、内中间盘的外周与内中间盘的外周之间及内中间盘与内转动盘外周之间均有若干所述的辊轴。内钮旋笼上的辊轴和外钮旋笼上的辊轴为相同直径，直径为50mm，或者直径不同，外钮旋笼上的辊轴直径为62mm，内钮旋笼上的辊轴的直径为45mm，单同样要保证外钮旋笼上的辊轴的转动线速度和内钮旋笼上的辊轴的转动线速度相同。外钮旋笼上的辊轴的长度与内钮旋笼上的辊轴的长度相同，均为600mm，或者内钮旋笼上的辊轴的长度比外钮旋笼上的辊轴长度小，但同样要保证柔性带在外钮旋笼上的缠绕轴向长度和在内钮旋笼上的缠绕轴向长度相等。
[0024]柔性带包括牵引带16和聚四氟乙烯板14(参见附图5附图6)，聚四氟乙烯板沿着牵引带的长度方向紧密地粘结到牵引带表面，聚四氟乙烯板的长度方向与牵引带的长度方向相垂直。柔性带的两侧边具有可相互卡扣的金属搭边，搭边分为上金属搭边15和下金属搭边17，上金属搭边和下金属搭边分别处于牵引带的两侧，柔性带缠绕到钮旋笼外周上后，相邻的柔性带的上金属搭边与下金属搭边卡扣连接(参见附图7)。柔性带在外钮旋笼外表面并排缠绕形成管材加工的内胎膜，内胎膜的外表面为光滑圆柱面。内、外钮旋笼钮旋产生的螺距与柔性带的宽度相同。柔性带从外钮旋笼的内部穿过辊轴之间的缝隙缠绕到外钮旋笼的外表面，柔性带的上金属搭边与下金属搭边相互扣接，缠绕设定长度后，柔性带从辊轴之间的缝隙穿入到外钮旋笼内部并缠绕到内钮旋笼外表面，柔性带的首尾相接。柔性带在外钮旋笼上的缠绕方向与内钮旋笼上的缠绕方向相反，内钮旋笼的偏转方向和外钮旋笼的偏转方向相反，内钮旋笼的钮旋螺距和外钮旋笼的钮旋螺距相同，内钮旋笼的辊轴和外钮旋笼的辊轴具有相同的转动线速度，如有必要，可以在内、外笼之间安装张紧轮对柔性带进行张紧。
[0025]外钮旋笼外部设置有热风加热装置，该加热装置可以对聚四氟乙烯板缠绕成的内胎膜外表面进行加热。
[0026]以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
【权利要求】
1.一种管材连续缠绕生产设备，其特征在于包括外周均布有可转动的辊轴的两个钮旋笼，两钮旋笼具有相同的钮旋螺距，两钮旋笼分为外钮旋笼和内钮旋笼，内钮旋笼设置于外钮旋笼内，内钮旋笼的钮旋送进方向和外钮旋笼的钮旋送进方向相反，外钮旋笼的辊轴和内钮旋笼的辊轴具有相同的转动线速度；外钮旋笼外周螺旋式并排缠绕有柔性带，柔性带并排后形成管材生产的内胎膜，柔性带从外钮旋笼的辊轴两端的间隙处伸入到外钮旋笼内部并反向螺旋缠绕到内钮旋笼的外周，柔性带首尾相连呈一个封闭结构。
2.根据权利要求1所述的管材连续缠绕生产设备，其特征在于内钮旋笼和外钮旋笼同轴设置，外钮旋笼的两端分别为外固定盘和外转动盘，外固定盘和外转动盘的外周之间均布有棍轴，内钮旋笼的两端分别为内固定盘和内转动盘，内固定盘和内转动盘外周之间均布有辊轴，外固定盘和外转动盘、内固定盘和内转动盘均支撑到同一主轴上，外固定盘和外转动盘处于内固定盘和内转动盘的外侧。
3.根据权利要求1或2所述的管材连续缠绕生产设备，其特征在于外钮旋笼和内钮旋笼均为多级串联结构，外钮旋笼包括最外端的外固定盘和外转动盘及若干处于外固定盘和外转动盘之间的外转动圆环，外转动圆环的内径大于内胎膜的外径，外固定盘与外转动圆环外周之间、外转动圆环与外转动圆环外周之间及外转动圆环与外转动盘外周之间均布有所述的辊轴；内钮旋笼包括最外端的内固定盘和内转动盘及若干处于内固定盘和内转动盘之间的内中间盘，内固定盘的外周和内中间盘的外周之间、内中间盘的外周与内中间盘的外周之间及内中间盘与内转动盘外周之间均有若干所述的辊轴。
4.根据权利要求3所述的管材连续缠绕生产设备，其特征在于外固定盘与外转动盘之间连接有若干相对主轴对称的副轴，外转动圆环上设置有弧形转动槽，副轴穿过转动槽并支撑外转动圆环，外转动圆环上设置有锁紧件用于锁紧副轴与外转动圆环。
5.根据权利要求3所述的管材连续缠绕生产设备，其特征在于辊轴通过联动机构连成一体并与驱动装置相连，联动机构为链条或相互哨合的齿轮；同一钮旋笼上的同轴的棍轴之间通过连接轴连成一体，连接轴通过万向轴承连接到外转动圆环上或者内中间盘上，通过连接轴使得同一钮旋笼上的所有辊轴连成一个整体；外钮旋笼和内钮旋笼具有各自独立的驱动辊轴转动的驱动装置 ，或者共用同一个驱动装置。
6.根据权利要求3所述的管材连续缠绕生产设备，其特征在于所述的外转动圆环的数量为I至7个，内中间盘的数量为I至7个，内钮旋笼上的辊轴和外钮旋笼上的辊轴直径为45至62mm，内钮旋笼上的辊轴的长度等于或小于外钮旋笼上的辊轴，长度为600至800mm，柔性带在外钮旋笼上的缠绕轴向长度和在内钮旋笼上的缠绕轴向长度相等。
7.根据权利要求1或2所述的管材连续缠绕生产设备，其特征在于柔性带的两侧边具有可相互卡扣的金属搭边，金属搭边分为相互对称的上金属搭边和下金属搭边，上金属搭边和下金属搭边分别处于柔性带的两侧，柔性带缠绕到钮旋笼外周上后，相邻的柔性带的上金属搭边与下金属搭边卡扣连接。
8.根据权利要求7所述的管材连续缠绕生产设备，其特征在于柔性带包括高拉伸强度的工业牵引带和聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板通过表面处理后粘结到牵引带表面，金属搭边固定到牵引带两侧，柔性带并排缠绕成内胎膜后，聚四氟乙烯板的外表面即为管材成型内胎膜的外表面。
9.根据权利要求8所述 的管材连续缠绕生产设备，其特征在于聚四氟乙烯板沿着牵引带的长度方向紧密排列，聚四氟乙烯板的长度方向与牵引带的长度方向相垂直，柔性带并排缠绕后，聚四氟乙烯板的端部相互对接。
10.根据权利要求1或2所述的管材连续缠绕生产设备，其特征在于外钮旋笼外部设置有可对内胎膜外表面进行预加热的加热设备，该加热设备采用热风加热设备。
【文档编号】B29C53/82GK103802304SQ201310643662
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】卢希然 申请人:卢希然