高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管的制作方法

1.本实用新型涉及hdpe管道领域，更具体地说涉及一种hdpe中空壁复合多肋增强缠绕。


背景技术：

2.hdpe中空壁缠绕管是一种内外壁光滑，为中空工字型结构，是具有较高抗外压能力的一种结构壁管材。但是hdpe中空壁缠绕管埋入地下除了地面的压力外，还需承受管内污水的压力，在夏季暴雨天气下，大量雨水流入管内，使得管内水压过大，造成管道爆裂。目前市场的hdpe中空壁缠绕管的环刚度仍然很低，无法满足当前市场的需求。


技术实现要素：

3.本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管。
4.本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现。
5.一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁和增强骨架，相邻的所述中空管壁通过hdpe热熔料竖向连接，所述中空管壁为hdpe材料，增强骨架为聚合高分子材料，其特征在于：所述中空管壁内设有所述增强骨架，且该增强骨架与所述中空管壁的侧壁之间设有空隙，所述增强骨架为椭圆形、半圆形或多边形。
6.优选地，所述中空管壁为长方形。
7.由上述任一方案优选的是，所述骨架为长半径与短半径相同的椭圆形。
8.由上述任一方案优选的是，所述骨架为长半径大于短半径的椭圆形。
9.由上述任一方案优选的是，所述骨架为六边形或八边形。
10.由上述任一方案优选的是，所述增强骨架中还设有肋柱。
11.由上述任一方案优选的是，所述肋柱呈单根设置或十字交叉设置。
12.由上述任一方案优选的是，所述肋柱为十字交叉和人字交叉相结合的结构。
13.本实用新型的有益效果为：
14.增强骨架与中空管壁之间存在空隙，在达到支撑效果的同时又节省用料；
15.圆形、椭圆形、半圆形的增强骨架，其截面形式为圆形、椭圆形或半圆形的任一种，此结构体是闭环式结构，管材在受外力时应力传递快，且均匀受力，防止管材的某个区域受力集中而损坏，其结构造型简单，特别适用于小口径大流量管道的应用中，并且在保证环刚度环柔性能达标的情况下材料成本相对低廉。圆形、椭圆形、半圆形的增强骨架的另一种形式是，在圆形、椭圆形、半圆形的增强骨架中增加单个或多个方向的肋柱作为支撑体，将整体结构分割成若干个带弦连接的拱形结构体。此多个拱形结构体互相连接、互为传导受力，将作用某个拱形结构体的集中应力传递到相邻的拱形结构体，这样大大提高了荷载集中点的承载能力，进而提高了整个管材的抗冲击能力和环刚度。
16.六棱或多棱形的增强骨架，其外表面形式为六棱、八棱或多棱形式，其内部结构又
增加纵横、斜向等形式的肋柱。此结构的最大优点在于，在多棱形的内部形成了多个三角稳定组合体，各个组合体相互连接相互受力，受力大位置的应力通过相邻连接的稳定三角形结构传递到受力小的三角组合体的位置上去，达到组合受力的效果，这样大大提高了管材的抗冲击性能和抵御外部变形的环刚度。
17.本实用新型使用过程中避免了生锈、热胀冷缩开裂的问题。
附图说明
18.图1是本实用新型结构示意图；
19.图2是实施例1结构示意图；
20.图3是实施例2结构示意图；
21.图4是实施例3结构示意图；
22.图5是实施例4的结构示意图；
23.图6是实施例5的结构示意图；
24.图7是实施例6的结构示意图；
25.图8是实施例7的结构示意图；
26.图9是实施例8的结构示意图；
27.图10是实施例9的结构示意图；
28.图11是实施例10的结构示意图；
29.图12是实施例11的结构示意图；
30.图13是实施例12的结构示意图；
31.图14是实施例13的结构示意图；
32.图15是实施例14的结构示意图；
33.图中：
34.1、排水管；2、中空管壁；3、hdpe热熔料；4-1、第一肋柱；4-2、第二肋柱；
35.4-3、第三肋柱；4-4、第四肋柱；5、增强骨架；6、空隙。
具体实施方式
36.下面通过具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
37.实施例1
38.如图1、图2所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为椭圆形，骨架5为长半径与短半径相同的椭圆形。
39.实施例2
40.如图1、图3所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为椭圆形，骨架5为长半径大于短半径的椭圆
形，即骨架5为正圆形。
41.实施例3
42.如图1、图4所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为椭圆形，椭圆形内设有第一肋柱4-1和第二肋柱4-2，第一肋柱4-1和第二肋柱4-2交叉呈十字设置。
43.实施例4
44.如图1、图5所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为椭圆形，椭圆形内设有第一肋柱4-1、第二肋柱4-2、第三肋柱4-3和第四肋柱4-4，第一肋柱4-1和第二肋柱4-2交叉呈十字设置，第三肋柱4-3和第四肋柱4-4与第一肋柱4-1呈夹角设置，第三肋柱4-3和第四肋柱4-4呈人字形。
45.第三肋柱4-3和第四肋柱4-4与第一肋柱4-1之间的夹角为30-60
°
，优先地，角度为30
°
、45
°
、50
°
、55
°
、60
°
中的任一角度。
46.实施例5
47.如图1、图6所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，优选地，中空管壁2为长方形，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为正圆形，正圆形内设有第一肋柱4-1和第二肋柱4-2，第一肋柱4-1和第二肋柱4-2交叉呈十字设置。
48.实施例6
49.如图1、图7所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为正圆形，正圆形内设有第一肋柱4-1、第二肋柱4-2、第三肋柱4-3和第四肋柱4-4，第一肋柱4-1和第二肋柱4-2交叉呈十字设置，第三肋柱4-3和第四肋柱4-4与第一肋柱4-1呈夹角设置，第三肋柱4-3和第四肋柱4-4呈人字形。
50.第三肋柱4-3和第四肋柱4-4与第一肋柱4-1之间的夹角为30-60
°
，优先地，角度为30
°
、45
°
、50
°
、55
°
、60
°
中的任一角度。
51.实施例7
52.如图1、图8所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为六边形。
53.实施例8
54.如图1、图9所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选
地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为六边形，六边形内设有第一肋柱4-1和第二肋柱4-2，第一肋柱4-1和第二肋柱4-2交叉呈十字设置。
55.实施例9
56.如图1、图10所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为六边形，六边形内设有第一肋柱4-1、第二肋柱4-2、第三肋柱4-3和第四肋柱4-4，第一肋柱4-1和第二肋柱4-2交叉呈十字设置，第三肋柱4-3和第四肋柱4-4与第一肋柱4-1呈夹角设置，第三肋柱4-3和第四肋柱4-4呈人字形。
57.第三肋柱4-3和第四肋柱4-4与第一肋柱4-1之间的夹角为30-60
°
，优先地，角度为30
°
、45
°
、50
°
、55
°
、60
°
中的任一角度。
58.实施例10
59.如图1、图11所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为半圆形。
60.实施例11
61.如图1、图12所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为半圆形，半圆形内设有第一肋柱4-1。
62.实施例12
63.如图1、图13所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为八边形。
64.实施例13
65.如图1、图14所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为八边形，八边形内设有第一肋柱4-1和第二肋柱4-2，第一肋柱4-1和第二肋柱4-2交叉呈十字设置。
66.实施例14
67.如图1、图15所示一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管，包括中空管壁2和增强骨架5，中空管壁2内设有增强骨架5，且该增强骨架5与中空管壁2的侧壁之间设有空隙6，优选地，中空管壁2为长方形，相邻的中空管壁2通过hdpe热熔料3竖向连接，中空管壁2为hdpe材料，增强骨架5为聚合高分子材料，增强骨架5为八边形，八边形内设有第一肋柱4-1、第二肋柱4-2、第三肋柱4-3和第四肋柱4-4，第一肋柱4-1和第二肋柱4-2交叉呈十字设置，第三
肋柱4-3和第四肋柱4-4与第一肋柱4-1呈夹角设置，第三肋柱4-3和第四肋柱4-4呈人字形。
68.第三肋柱4-3和第四肋柱4-4与第一肋柱4-1之间的夹角为30-60
°
，优先地，角度为30
°
、45
°
、50
°
、55
°
、60
°
中的任一角度。
69.实施例1-14中，所述中空管壁为hdpe(高密度聚乙烯)材料，为现有材料，所述增强骨架为聚合高分子材料，该聚合高分子材料，是改性hdpe(聚乙烯)或改性pp(聚丙烯)；
70.改性hdpe(聚乙烯)具体配方按重量份数为：70-80份hdpe高密度聚乙烯(100级管材料)，2-5份聚乙烯蜡，2-5份硬脂酸，1-3份耦连剂，3-5份cpe(氯化聚乙烯)，10-15份超细caco3。
71.改性pp(聚丙烯)具体配方按重量份数为：80-90份聚丙烯(pp)，其中，包括10-30份均聚聚丙烯和70-90份共聚聚丙烯，5-8份石蜡，5-8份硬脂酸，2-5份耦连剂，3-6份cpe(氯化聚乙烯)，10-15份超细caco3。
72.改性hdpe/pp主要目的是增加其材料的刚性，用这种改性材料生产的增强骨架，抗拉、抗压强度大为提高，把超细caco3进行处理后，高混耦连在其粒子表面形成了活化中心，在连续挤出，分子结构的聚合过程中，可以使乙烯、丙烯单体在超细caco3活化中心表面聚合，形成紧密包覆单体粒子的树脂，制得具有高强、高韧、高抗冲性能的复合材料。
73.本实用新型解决管材内部应力被破坏、容易造成管材脱节等问题的技术手段是通过结构的改进，形成了刚性强的结构，并不依赖于该改性hdpe和改性pp材料的改进。
74.一种高分子骨架增强中空壁多肋缠绕管的制备方法，首先用第一挤出机挤出增强骨架5，其截面为实施例1-8的任一形状并且设有多个肋柱，且二者都是聚合高分子材料，增强骨架5与多个肋柱组成具有多肋柱的增强骨架。
75.然后用第二挤出机挤出hdpe单孔或多孔管腔组合的中空管壁2，hdpe单孔或多孔管腔组合的中空管壁2的管腔与聚合高分子增强骨架5的外表面相贴合，其与具有多肋柱的增强骨架经过模具由第一挤出机、第二挤出机一起同时挤出形成初形胚体，胚体中具有多肋柱的增强骨架与中空管壁2复合为一体，然后再经过真空定型冷却，由牵引机牵引，最终形成所述的具有多肋柱的增强骨架-中空壁管腔的一体结构。
76.最后，复合有聚合高分子多肋骨架的中空壁管腔再经过缠绕设备，用第三挤出机挤出热熔的hdpe溶体将缠绕相邻的管腔粘接到一起，形成整个平滑的hdpe中空壁复合(多肋)增强缠绕管。
77.在缠绕生产的过程中，为了有效的冷却管体，达到中空壁粘接处快速冷却，粘接牢固的目的，在缠绕设备的粘接位置后端设置多组冷却喷雾设施，其特征在于喷雾设施分别置于管道内壁处和相对应外壁处，达到均匀迅速冷却，以此提高生产效率，节能环保。
78.与现有技术相比，整个管道的外表面呈成光平状，中空壁管腔内的增强骨架在管道中均匀分布，与中空壁形成一个完整的结构体。这样，当管道埋在地下后，管道所承受的压力会均匀分布到管体的表面，由hdpe中空壁复合(多肋)增强缠绕管管道的增强骨架和管腔外hdpe中空壁共同受力，从而大大提高了管材的承载能力，即增加管道的环刚度。
79.以上对本实用新型的十四个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。