一種鋼骨架鋼塑復(fù)合管及其制造生產(chǎn)線的制作方法
【專利摘要】一種鋼骨架鋼塑復(fù)合管及其制造生產(chǎn)線，其中鋼塑復(fù)合管包括芯管、鋼絲纏繞層和外層，芯管是由鋼塑復(fù)合帶材螺旋纏繞并熔融粘接形成的且內(nèi)壁為平壁結(jié)構(gòu)，兩排鋼絲交叉纏繞在所述芯管的外表面形成鋼絲網(wǎng)并使用聚乙烯熱熔膠填充；所述外層是沿著螺旋路徑鋪設(shè)并固化在外表面的一聚乙烯防護(hù)層且外壁為平壁結(jié)構(gòu)，并在所述鋼塑復(fù)合管的兩個端面上分別熱合粘接有防腐層。同時公開了該復(fù)合管的制造生產(chǎn)線。該復(fù)合管可承受內(nèi)壓，同時具有良好的衛(wèi)生性能、使用壽命長、環(huán)剛度高，消耗材料少等特點。
【專利說明】一種鋼骨架鋼塑復(fù)合管及其制造生產(chǎn)線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型專利涉及一種金屬加筋鋼塑復(fù)合耐壓輸送液體的復(fù)合管，進(jìn)一步地 說，還包括一種金屬加筋鋼塑復(fù)合管及其制造生產(chǎn)線，該管材主要用于液體輸送領(lǐng)域尤其 是給水領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 輸送水管道一般分為有壓管道和無壓管道兩種，有壓管道在室外輸送主要有球墨 鑄鐵管、水泥管、鋼管、涂塑鋼管、聚烯烴類管道，現(xiàn)在國內(nèi)國際在有壓給水管道已廣泛使用 聚乙烯塑料管材，該管材對比其它幾種管材來說特點非常突出，具有長久的使用壽命和卓 越的耐腐蝕性能，安全無毒，具有良好的衛(wèi)生性能。但由于其是全塑管材，因此在滿足使用 壓力和抗外在壓力（環(huán)剛度）時，管材一般壁厚較厚，用料大，在較大口徑時管材的原料成 本非常高，目前國內(nèi)一般做到DN f 1200mm以下，只有個別廠家可以做到DN = 1600mm，但 工作壓力最大只能達(dá)到1. 〇MPa，由于采用全塑制造，大口徑管材不圓度非常大，抵抗外壓能 力非常低，埋地深度受到限制，在很多場合使用受到限制，生產(chǎn)設(shè)備和安裝設(shè)備投資也相當(dāng) 大，造成管材生產(chǎn)成本和施工成本特別高，很難被市場上接受，推廣受到了限制。盡管近幾 年人們開發(fā)出了壓力級別更高（工作壓力可以達(dá)到2. 5MPa)、性能更好、材料更省的復(fù)合增 強壓力管材，但生產(chǎn)口徑一般也在直徑800mm以下，最有代表性的就是鋼絲網(wǎng)骨架復(fù)合結(jié) 構(gòu)壁管材，通常也只能生產(chǎn)直徑630mm以下，而且這種管材的生產(chǎn)設(shè)備也隨著生產(chǎn)管材口 徑的增大價格成倍增長，大口徑管材的生產(chǎn)目前是空白。
[0003] 目前在實心雙平壁管產(chǎn)品中，綜合性能更優(yōu)的大尺寸復(fù)合管材的生產(chǎn)還是一個缺 口，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)上和性能上的提升。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型專利要解決的技術(shù)問題是提供一種可承受內(nèi)壓，同時具有良好的衛(wèi)生 性能、使用壽命長、環(huán)剛度高，消耗材料少的綜合性能更好的液體輸送管道，同時實用新型 這種管材的制造生產(chǎn)線。
[0005] 本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種鋼骨架鋼塑復(fù)合管，該管 材的管壁為實壁型，而且在管壁的塑料內(nèi)嵌入立式鋼帶和交叉式鋼絲網(wǎng)，形成一種雙重復(fù) 合的效果，這樣既利用了塑料的防腐性能又利用了鋼帶的剛性，同時嵌入鋼絲保證了埋地 管材的耐內(nèi)壓性能和抗拉性能。同時由于管材的復(fù)合結(jié)構(gòu)，降低了塑料的用量，大幅度提高 了管材的性價比。同時這種方法能生產(chǎn)大口徑的流體輸送管道，解決了國內(nèi)及國際大口徑 塑料管材生產(chǎn)難的問題。
[0006] 所用的鋼塑復(fù)合帶材中鋼帶寬度和厚度減少，塑料部分用量增加，使得鋼帶完全 嵌入在塑料壁厚之內(nèi)，塑料壁厚和螺旋凸起部分有一定的高度差，這樣在保證環(huán)剛度的同 時也減少了鋼帶的使用量，同時聚乙烯用量增加可保證鋼筋部分不出現(xiàn)倒筋狀況，使生產(chǎn) 過程和質(zhì)量更穩(wěn)定。
[0007] 生產(chǎn)出來的鋼塑復(fù)合帶材由于獨特的結(jié)構(gòu)，其中壁厚較厚，鋼帶完全嵌在內(nèi)部，并 在外側(cè)設(shè)有螺旋狀的凸起，該凸起為芯管的前進(jìn)提供導(dǎo)向，在纏繞成型時采用外置成型模 具，管材纏繞成型過程中成型籠會提供相當(dāng)大的剪切力，使生產(chǎn)更穩(wěn)定，纏繞成型方便。
[0008] 由于所生產(chǎn)的鋼塑復(fù)合管材具有加強筋凸起，在鋼絲網(wǎng)纏繞時纏繞更方便，而且 纏繞更緊密。
[0009] 由于有加強筋凸起，大大增加了兩個面粘合時的接觸面積，在涂覆熱熔膠和外層 塑料時，內(nèi)、外層塑料結(jié)合面更大，更牢固，而且把鋼絲網(wǎng)完全包裹在外層塑料和內(nèi)層塑料 當(dāng)中，不會出現(xiàn)脫層現(xiàn)象，而內(nèi)外層塑料皆是通過螺旋連續(xù)鋪料并壓緊的方式形成的。
[0010] 由于管材為實壁結(jié)構(gòu)，同時采用鋼絲網(wǎng)增強，管材拉伸強度是同等壁厚塑料管材 的5倍以上，保證了較高的拉伸強度，可以廣泛應(yīng)用在非開挖等工程當(dāng)中，做拖拉管材使 用。
[0011] 具體的，該鋼塑復(fù)合管包括芯管、鋼絲纏繞層和外層，其特征在于，所述芯管是由 鋼塑復(fù)合帶材螺旋纏繞并熔融粘接形成的且內(nèi)壁為平壁結(jié)構(gòu)，在搭接處為直角梯形面結(jié) 構(gòu)、或斜面結(jié)構(gòu)、或梯形面與斜面組合式結(jié)構(gòu)，兩排鋼絲交叉纏繞在所述芯管的外表面形成 鋼絲網(wǎng)并使用聚乙烯熱熔膠填充形成；所述外層是沿著螺旋路徑鋪設(shè)并固化在外表面的一 聚乙烯防護(hù)層且外壁為平壁結(jié)構(gòu)，并在所述鋼塑復(fù)合管的兩個端面上分別熱合粘接有防腐 層。
[0012] 進(jìn)一步地，在所述搭接面上設(shè)有密封凹槽。
[0013] 進(jìn)一步地，在所述芯管上靠近鋼帶處的所述外表面設(shè)有螺旋狀的凸起，且在所述 凸起上設(shè)有凹槽。
[0014] 進(jìn)一步地，所述芯管的外表面為平壁。
[0015] 進(jìn)一步地，所述防腐層采用熱收縮、或PE薄片材、或塑料焊條通過加熱后粘結(jié)在 管材的端面上形成的一封邊結(jié)構(gòu)。
[0016] 這種新的管材主要分七步法一次成型，1、先生產(chǎn)鋼塑帶材或型材，2、再通過專用 纏繞成型籠生產(chǎn)出具有獨特結(jié)構(gòu)的塑鋼纏繞管管材即芯管，3、通過專用鋼絲架在所生產(chǎn)的 纏繞管上交叉纏繞鋼絲網(wǎng)，同時對芯管管材外表面及鋼絲網(wǎng)進(jìn)行加熱處理，4、在芯管外表 面和鋼絲表面涂覆專用聚乙烯熱熔膠，5、再用一臺擠出機(jī)擠出塑料（聚乙烯、聚丙烯或者 其它塑料）將鋼絲網(wǎng)包裹在管材中間。6、冷卻定長切割后形成專用鋼塑鋼絲網(wǎng)骨架增強復(fù) 合管材，7、管材斷面防腐處理。具體地，
[0017] -種制造鋼塑復(fù)合管的生產(chǎn)線，其特征在于，包括以下設(shè)備及安裝關(guān)系：
[0018] 鋼塑帶材成型部分：包括前后順次布置用于放置鋼帶的放卷機(jī)、以及鋼帶依次經(jīng) 過的鋼帶剪焊機(jī)、平帶機(jī)和高頻加熱器，并由牽引機(jī)牽引至擠出機(jī)的復(fù)合擠出模具內(nèi)，同時 與鋼帶呈90度夾角設(shè)置的向復(fù)合擠出模具內(nèi)通入熔融的聚烯烴塑料擠出機(jī)，經(jīng)擠出機(jī)擠 出后形成所述鋼塑帶材；在所述復(fù)合擠出模具后側(cè)安裝定型臺和帶材切割鋸；
[0019] 芯管成型部分：包括前后依次設(shè)置的纏繞機(jī)、吹熱風(fēng)裝置、涂膠主機(jī)、壓輪機(jī)構(gòu)和 熱壓機(jī)，所述鋼塑帶材依次經(jīng)過上述裝置后形成螺旋狀的芯管，
[0020] 鋼絲纏繞部分：包括前后設(shè)置的熱風(fēng)機(jī)、金屬絲復(fù)合纏繞裝置和熱熔膠擠出機(jī)； 金屬絲復(fù)合纏繞裝置包括滾動支承設(shè)置在機(jī)架上的貫通型回轉(zhuǎn)單元，在與貫通型回轉(zhuǎn)單元 外徑固連的支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)置有金屬絲貯放結(jié)構(gòu)和金屬絲施放結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的金屬絲張緊結(jié) 構(gòu)，金屬絲為為雙層雙向纏繞；
[0021] 外層復(fù)合部分：包括前后布置的塑料擠出機(jī)和壓輥機(jī)，所述塑料擠出機(jī)與管材成 90度布置；
[0022] 切斷與防腐處理部分，包括前后設(shè)置的切割鋸以及收縮套套置裝置。
[0023] 進(jìn)一步地，在所述鋼帶剪焊機(jī)和平帶機(jī)之間還設(shè)有一個儲帶機(jī)。
[0024] 本實用新型的有益效果是：
[0025] 1、管材中采用立式加筋結(jié)構(gòu)及鋼絲網(wǎng)骨架增強結(jié)構(gòu)，既保證了管材的環(huán)剛度最大 化，又可承載內(nèi)壓，通過調(diào)整鋼絲網(wǎng)的粗細(xì)、數(shù)量以及鋼帶的規(guī)格尺寸，塑料的厚度可以生 產(chǎn)不同環(huán)剛度、承受不同內(nèi)壓力的管材；
[0026] 2、保證環(huán)剛度和承載內(nèi)壓的同時，可以很大程度的節(jié)省塑料原材料，使管材成本 更低；
[0027] 3、獨特的芯管成型原理，解決了大口徑生產(chǎn)難的問題，設(shè)備投資高的問題，采用獨 特的加筋纏繞結(jié)構(gòu)和鋼絲網(wǎng)骨架增強，可以生產(chǎn)大口徑的輸送液體管道；
[0028] 4、帶材采用獨特結(jié)構(gòu)，鋼帶完全隱于厚壁內(nèi)，在生產(chǎn)過程中，避免了傳統(tǒng)立式鋼帶 很容易出現(xiàn)倒筋的狀況，從而保證了管材的環(huán)剛度，同時降低鋼帶的使用量；
[0029] 5、由于外壁為平壁結(jié)構(gòu)，管材強度高，堆放高度可以適當(dāng)放高，可以減少管材堆放 時占用的場地面積；
[0030] 6、由于鋼絲網(wǎng)骨架復(fù)合結(jié)構(gòu)，使管材的斷裂強度大大增強，抗拉強度高，可廣泛 應(yīng)用于多種場合；在戶外存放時，可以避免風(fēng)吹日曬造成管材出現(xiàn)倒筋或者管材開裂的情 況；
[0031] 7、由于外表面為平壁結(jié)構(gòu)，管材運輸時可以采用套裝方式，從而減少運輸成本；
[0032] 8、管材外壁為平壁結(jié)構(gòu)，且塑料的特點是摩擦阻力小，可廣泛應(yīng)用于非開挖工程， 增加了鋼絲網(wǎng)層，并在螺旋凸起中設(shè)置凹槽與鋼絲形成鎖扣結(jié)構(gòu)，結(jié)合更牢靠，也可做為拖 拉管使用，對于提高現(xiàn)場作業(yè)效率及保護(hù)路面起到了相當(dāng)大的作用；
[0033] 9、由于管材的外表面為平壁結(jié)構(gòu)，可采用外電熱熔連接方式及其它多種連接方 式，比如法蘭連接，不需要用專用的支承工裝，連接非常方便而且牢靠，且焊接材料和管材 的材料相同，焊接后形成完美的整體，保證管材的密閉性能，永不滲漏；
[0034] 10、由于主體管材采用纏繞結(jié)構(gòu)方式，設(shè)備模具體積小，投資少，且模具種類少，帶 材及管材冷卻采用水浴冷卻方式，不再使用傳統(tǒng)的真空定型冷卻方式，總體設(shè)備投資成本 小，設(shè)備占用面積也非常小；
[0035] 11、帶材、芯管和管材在一條生產(chǎn)線中完成，效率高，且前后輔助采用PLC模塊控 制，同步性好，調(diào)整生產(chǎn)速度極其方便。
[0036] 12、斷面進(jìn)行了防腐處理，防腐不是全部用熱收縮帶端面防腐，還有PE薄片材或 者焊條進(jìn)行加熱后粘結(jié)在管材的端面上，防止裸露在外面被水和空氣腐蝕污染。。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 圖1為構(gòu)成芯管的帶材的樣式一。
[0038] 圖2為構(gòu)成芯管的帶材的樣式二（平壁結(jié)構(gòu)）。
[0039] 圖3為構(gòu)成芯管的帶材的樣式三。
[0040] 圖4為構(gòu)成芯管的帶材的樣式四。
[0041] 圖5為本實用新型管材的全剖視圖。
[0042] 圖6為復(fù)合管材斷面防腐處理示意圖。
[0043] 圖7為本實用新型制造工藝流程圖及裝置。
[0044] 圖8為放卷機(jī)的主視圖。
[0045] 圖9為鋼帶剪焊機(jī)的主視圖。
[0046] 圖10為儲帶機(jī)的主視圖。
[0047] 圖11為平帶機(jī)的主視圖。
[0048] 圖12為定型臺的俯視圖。
[0049] 圖13為纏繞機(jī)的主視圖。
[0050] 圖14為纏繞機(jī)纏繞動力示意圖。
[0051] 圖15為金屬絲復(fù)合纏繞裝置原理圖。
[0052] 圖16為聚乙烯防護(hù)層在芯管上的成型示意圖。

【具體實施方式】
[0053] 如圖1至5所示，一種鋼塑帶材，包括擠塑成型的帶材本體201，且在帶材本體的內(nèi) 部肋內(nèi)鑲嵌有鋼帶202 ;這樣既利用了塑料的防腐性能又利用了鋼帶的剛性，保證了埋地 管材環(huán)剛度。
[0054] 同時在帶材本體201的側(cè)面結(jié)合處采用搭接結(jié)構(gòu)203,并在搭接面處設(shè)置密封凹 槽205,該搭接結(jié)構(gòu)最佳的結(jié)構(gòu)是梯形結(jié)構(gòu)加斜面的樣式如圖2,這種結(jié)構(gòu)在纏繞過程中具 有很好的自動找平功能，能有效的解決現(xiàn)有的帶材纏繞過程中出現(xiàn)的偏離現(xiàn)象，這種結(jié)構(gòu) 比圖1中的結(jié)構(gòu)更方便纏繞。當(dāng)然圖3和圖4中的帶材樣式也可以實現(xiàn)基本的纏繞功能。 這樣在相鄰的帶材本體結(jié)合時，大大增加了兩個側(cè)面粘合時的接觸面積，使管材粘接時更 牢固，大大提高了管材的接縫強度。密封凹槽205的存在使得搭接處的密封效果進(jìn)一步的 得到提1?。
[0055] 關(guān)于帶材的表面形式，有兩種，一種是外側(cè)為平壁，如圖2所不，另一種是外側(cè)有 凸起，如圖1所示。但無論采用哪種樣式，最后都會被覆蓋掉，形成一個整體的雙平壁實心 管材。
[0056] 通過纏繞機(jī)將平壁的帶材纏繞形成芯管結(jié)構(gòu)比較簡單，此處不再贅述，下面以表 面設(shè)有凸起的帶材為例，對其結(jié)構(gòu)和纏繞過程進(jìn)行說明。通過上述帶材的纏繞形成芯管，然 后在所述芯管上靠近鋼帶處的所述外表面設(shè)有螺旋狀的凸起204,該凸起的高度為帶材本 體厚度的五分之一左右，通過熱塑壓合的方式在凸起上形成多個凹槽，兩排鋼絲交叉纏繞 在所述芯管的外表面形成鋼絲網(wǎng)208并使用熔融聚乙烯填充；所述外層206是沿著螺旋路 徑鋪設(shè)并固化在外表面的一聚乙烯防護(hù)層，為便于成型，外層也采用螺旋式鋪設(shè)的方式進(jìn) 行，并作壓實處理。全剖面如圖5所示的樣式。
[0057] 如圖6所示，纏繞形成的管材的兩端經(jīng)過切割后，鋼帶和鋼絲網(wǎng)會裸露在外面，形 成刺狀的毛邊，此處需要防腐處理，具體地，可以采用熱收縮帶207進(jìn)行端面防腐，或者可 以采用PE薄片材或者塑料焊條進(jìn)行加熱后粘結(jié)在管材的端面上，防止裸露在外面被水和 空氣腐蝕污染。端面防腐層保證了水不被二次污染，更環(huán)保。形成所需要的鋼骨架鋼塑復(fù) 合管結(jié)構(gòu)。
[0058] 如圖5所示，該種利用鋼塑帶材制造螺旋排水管的方法，包括以下步驟：
[0059] 步驟一，將碳鋼冷軋鋼帶原材料依次經(jīng)開卷、裁焊、展平、除銹、除油、加熱后牽引 至擠出機(jī)的復(fù)合擠出模具內(nèi)，同時向復(fù)合擠出模具內(nèi)通入熔融的聚烯烴塑料，經(jīng)擠出機(jī)擠 出后形成所述鋼塑帶材；由于鋼塑帶材生產(chǎn)采用的是連續(xù)復(fù)合擠出的生產(chǎn)方式，而使用的 鋼帶則是采用一定長度的鋼帶卷繞成鋼帶盤的供應(yīng)方式，所以在生產(chǎn)過程中鋼帶需要連接 才能保證帶材生產(chǎn)的連續(xù)和穩(wěn)定。進(jìn)一步地，在步驟一中，所述的開卷、裁焊、展平和加熱工 藝中要使用放卷機(jī)、鋼帶剪焊機(jī)、平帶機(jī)和高頻加熱器，連接關(guān)系是這樣的，將碳鋼冷軋鋼 帶盤安裝在放卷機(jī)1的支撐軸上，并由N臺放卷機(jī)開卷后分別引出一根鋼帶，共N根，其中 放卷機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖7所示，工作原理：每臺放卷機(jī)由機(jī)架底盤111、回轉(zhuǎn)工作臺112和安裝 在工作臺上左右兩套相互獨立的帶盤懸掛系統(tǒng)113組成。一臺放卷機(jī)設(shè)計了兩套帶盤懸掛 系統(tǒng)用來安裝、固定鋼帶盤，可以同時各掛一盤鋼帶。注意：在帶盤懸掛系統(tǒng)上安裝鋼帶盤 時，要求鋼帶引出頭的方向相反。放卷機(jī)的帶盤懸掛系統(tǒng)113安裝在回轉(zhuǎn)工作臺上，回轉(zhuǎn)工 作臺112帶著帶盤懸掛系統(tǒng)可以圍繞機(jī)架底盤旋轉(zhuǎn)。在放卷機(jī)上設(shè)計了兩個帶盤工位，其 中一個工位是引出帶材的工作位置，另一個工位是帶盤的預(yù)備工位。當(dāng)工作位置上的鋼帶 用盡時，踩下定位銷踏板，人工使回轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)將備用帶盤轉(zhuǎn)至工作位置上，繼續(xù)為生產(chǎn) 線供應(yīng)鋼帶。放卷機(jī)上的兩套帶盤系統(tǒng)交替工作，保證源源不斷地向帶材生產(chǎn)線供給鋼帶。
[0060] 開卷后的鋼帶經(jīng)鋼帶剪焊機(jī)2和儲帶機(jī)3后進(jìn)入平帶機(jī)4,并在儲帶機(jī)3上設(shè)置 表面除銹裝置、除油裝置及表面磨砂裝置，經(jīng)平帶機(jī)4展平后的鋼帶再經(jīng)過高頻加熱器5后 對鋼帶表面進(jìn)行二次除油及加熱處理，進(jìn)行熱處理后的鋼帶進(jìn)入復(fù)合擠出模具6內(nèi)與擠出 機(jī)13熔融的聚烯烴塑料進(jìn)行復(fù)合擠出，形成鋼塑帶材；復(fù)合擠出模具的結(jié)構(gòu)與所生產(chǎn)的帶 材的形狀相對應(yīng)。
[0061] 其中，由于帶材生產(chǎn)采用的是連續(xù)復(fù)合擠出的生產(chǎn)方式，而使用的鋼帶則是采用 一定長度的鋼帶卷繞成鋼帶盤的供應(yīng)方式，所以在生產(chǎn)過程中鋼帶需要連接才能保證帶材 生產(chǎn)的連續(xù)和穩(wěn)定。設(shè)置鋼帶剪焊機(jī)的作用如下：一是對鋼帶盤的帶頭與帶尾不平直的部 分進(jìn)行剪切，保證焊接鋼帶處平和直，或者剪切去掉鋼帶盤中的不合格鋼帶。二是對正并固 定鋼帶盤的帶頭與帶尾于焊接平臺上，采用人工氬弧焊接的方法使鋼帶連接成起來，保證 向生產(chǎn)線連續(xù)供應(yīng)鋼帶。鋼帶剪焊機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示，鋼帶剪焊機(jī)由氣動系統(tǒng)、剪 刀、氬弧焊機(jī)和機(jī)架及導(dǎo)軌組成。氣動系統(tǒng)、剪刀、氬弧焊機(jī)安裝在機(jī)架上，并可以在導(dǎo)軌上 移動至需要剪切焊接的鋼帶處。轉(zhuǎn)閥22'控制剪切氣缸22,帶動剪刀上下運動，用來剪斷鋼 帶。轉(zhuǎn)閥23控制壓緊氣缸24,用于鋼帶焊接時的壓緊和松開。氬弧焊機(jī)25為人工焊接鋼 帶提供能源。將需要切斷的一根鋼帶穿過剪口并使鋼帶的側(cè)面緊靠工作臺面上的剪切定位 螺釘，用一只手扶住鋼帶，另一只手轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)閥22'，剪切氣缸推動剪刀26將鋼帶齊口剪斷， 切斷鋼帶后再轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)閥22'使剪口張開回到原來等待狀態(tài)。剪切另一根鋼帶也如前述的方 法一樣進(jìn)行操作。然后將需要連接鋼帶的兩頭固定在焊接平臺上。固定鋼帶時，先將一條 鋼帶頭的側(cè)面緊靠工作臺面上的夾緊定位螺釘，該鋼帶頭擺正后轉(zhuǎn)動一側(cè)的轉(zhuǎn)閥23,壓緊 氣缸推動壓板27將第一個鋼帶對齊夾緊在工作臺面上。再將需要對接的第二條鋼帶頭的 側(cè)面緊靠工作臺面上的夾緊定位螺釘并要將兩條焊接的端口對正，再轉(zhuǎn)動一側(cè)的轉(zhuǎn)閥23， 壓緊氣缸推動壓板將第二條鋼帶對齊夾緊在工作臺面上。人工使用氬弧焊機(jī)的焊槍對準(zhǔn)鋼 帶接頭處施焊。鋼帶焊接并連成一條后，轉(zhuǎn)動兩側(cè)的轉(zhuǎn)閥23，壓緊氣缸推動壓板松開夾緊的 鋼帶。取出鋼帶并對焊接部位進(jìn)行檢查焊接質(zhì)量，必要時用角磨機(jī)整形打磨焊口，保證鋼帶 能順利通過復(fù)合模頭。
[0062] 在復(fù)合帶材連續(xù)生產(chǎn)過程中，為了使生產(chǎn)人員擁有足夠的焊接、打磨鋼帶的時間， 在每一盤鋼帶快用完時，預(yù)先將剩余部分一定長度的鋼帶快速送入儲帶機(jī)，帶材生產(chǎn)所需 的鋼帶暫由儲帶機(jī)內(nèi)儲存的鋼帶供應(yīng)。儲帶機(jī)的作用就是可以儲存一定長度的鋼帶，保證 帶材在連續(xù)生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)人員有充裕的時間對每一盤鋼帶的頭尾焊接及打磨進(jìn)行處 理。儲帶機(jī)由機(jī)架31、移動架32、進(jìn)帶導(dǎo)輪33、電機(jī)、主動輪34、壓緊輪35、限位輪36、后 導(dǎo)輪37、出帶導(dǎo)輪38及操作按鈕、調(diào)節(jié)手柄等部件組成。如圖9所示。復(fù)合帶材生產(chǎn)準(zhǔn)備 時，鋼帶從放卷機(jī)放出后首先穿過儲帶機(jī)，鋼帶經(jīng)進(jìn)帶導(dǎo)輪、主動輪和壓緊輪之間、限位輪、 后導(dǎo)輪、出帶導(dǎo)輪后穿出。在儲帶機(jī)工作時，啟動電機(jī)帶動主動輪旋轉(zhuǎn)，按下壓緊輪的驅(qū)動 氣缸供氣電磁閥按鈕，壓緊輪升起將鋼帶緊壓在主動輪上，利用鋼帶和主動輪之間的摩擦 力將鋼帶送入儲帶機(jī)的移動架形成的儲帶倉中。在本生產(chǎn)工藝中儲鋼帶機(jī)就是為了保證生 產(chǎn)的連續(xù)性，用的一種自動儲鋼帶設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場配置的需要可以省略該設(shè)備，即改用人工 的方式進(jìn)行操作，具體的說，就是用人把鋼帶拉出來10米或者20米長，然后再焊鋼帶。 [0063] 其中，平帶機(jī)又稱七輥平帶機(jī)。作用是將從儲帶機(jī)中出來的鋼帶由水平走向方式 變?yōu)榇怪弊呦蚍绞剑瑫r將鋼帶卷中不平整的鋼帶整平以便能夠順利通過復(fù)合機(jī)頭。平帶 機(jī)主要由機(jī)架、機(jī)箱、定輥41、動輥42、手輪43、鋼帶高度調(diào)整絲桿44等組成。如10所示。 在本生產(chǎn)線中所平整的鋼帶數(shù)量為3條。
[0064] 步驟二，所述鋼塑帶材向后運行經(jīng)定型和冷卻后形成成型的連續(xù)鋼塑帶材，完成 鋼塑帶材的制備；進(jìn)一步地，在步驟二中，鋼塑帶材經(jīng)過定型臺來進(jìn)行定型和水冷卻后形成 連續(xù)的鋼塑帶材。在夏天或者生產(chǎn)任務(wù)多時，如果水溫過高，為了滿足帶材的成型需要和水 溫要求，車間外的循環(huán)水池或者車間現(xiàn)場應(yīng)配有冷水機(jī)組對定型臺7中的循環(huán)水進(jìn)行制冷 以提商生廣效率。
[0065] 其中，定型臺由機(jī)架71、冷卻水槽、前后接水盤、水箱72、前后移動裝置73、上下調(diào) 整裝置74、左右調(diào)整裝置及水泵75、真空泵76、氣水分離裝置77、供水管路等組成。定型臺 的結(jié)構(gòu)如圖11所示。在帶復(fù)合帶材的生產(chǎn)過程中，定型臺將與定型模一起完成帶材產(chǎn)品的 冷卻、定型。
[0066] 步驟三，所述連續(xù)的鋼塑帶材被牽引至纏繞機(jī)，經(jīng)纏繞形成連續(xù)的管材；纏繞同時 在鋼塑帶材兩側(cè)對接面用熱風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱處理，然后再用小型擠出機(jī)向?qū)用鏀D出熔融的塑 料，對鋼塑帶材的兩個對接面進(jìn)行粘接，同時用一個可調(diào)壓輪對內(nèi)表面進(jìn)行壓實，進(jìn)而形成 整體管材；進(jìn)一步地，在步驟三中，冷卻成型后的鋼塑帶材8連續(xù)不斷地在牽引機(jī)9和牽引 機(jī)11的共同牽引下進(jìn)入纏繞機(jī)12中，對于不合格的帶材可以用帶材切割鋸10進(jìn)行切割， 為了防止帶材過長造成拖地現(xiàn)象，在切割鋸10和牽引機(jī)11中間可以增加一個帶材托架， 在纏繞機(jī)12中有一臺小型擠出機(jī)和纏繞成型籠，纏繞成型籠是一種滾筒狀的模具；在纏繞 成型籠約束及壓合機(jī)構(gòu)的聯(lián)合作用下，鋼塑帶材被纏繞成連續(xù)的圓管狀管材，纏繞同時在 帶材對接面的左右兩側(cè)用熱風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱處理，然后再用小型擠出機(jī)向?qū)用嫣帞D出熔融的 塑料，鋼塑帶材的兩個對接面進(jìn)行粘接同時用一個可調(diào)壓輪對內(nèi)表面進(jìn)行壓實，進(jìn)而形成 整體管材，過程如圖。
[0067] 其中，纏繞機(jī)是纏繞管生產(chǎn)的主要設(shè)備，針對不同的芯管，在結(jié)構(gòu)上具有微小的差 另|J。針對帶有螺旋凸起的芯管，它由機(jī)架121、送料帶機(jī)構(gòu)122、托導(dǎo)機(jī)構(gòu)123、纏繞成型籠 124、壓合機(jī)構(gòu)125、擠出機(jī)126和風(fēng)加熱系統(tǒng)127等部件組成。纏繞機(jī)的主要組成如圖12 所示。塑鋼復(fù)合帶材經(jīng)過送料帶機(jī)構(gòu)122進(jìn)入纏繞成型籠、在壓合機(jī)構(gòu)共同作用下纏繞成 管狀，并經(jīng)從擠出機(jī)中擠出的熔融塑料進(jìn)行粘接、壓合后，形成完整的管材。纏繞成型籠124 是纏繞機(jī)的主要部件，它由側(cè)輻板、數(shù)組平輥及槽輥128和懸臂輥組成，其中槽輥用于帶有 螺旋凸起的芯管，平輥用于外表面光滑的情況，如圖13。在纏繞成型籠與壓合機(jī)構(gòu)共同作用 下，才可以將平直的帶材卷繞成管狀。一臺纏繞機(jī)在通過更換纏繞籠和壓合機(jī)構(gòu)后可以生 產(chǎn)多種規(guī)格的纏繞管材。
[0068] 針對外平壁的芯管，也可以生產(chǎn)平壁的，用來纏繞。如果外表面是平的，纏繞籠就 不一定要帶溝槽。纏繞籠的輥子在邊緣處有一個臺階，并且這些輥子依次向出管方向有個 錯位，如圖13所示，這些輥子中沒有設(shè)置環(huán)形的凹槽，為平輥，他們把管材向一側(cè)推進(jìn)。且 每一個輥子都會有一些錯位，依次向左錯一些，帶材轉(zhuǎn)一圈后正好偏離了一組帶材的寬度， 從而使兩種帶材搭接在一起，有一個壓實的輥子，稱之為壓輥或壓合機(jī)構(gòu)125,因為有鋼帶， 它的越深，鋼帶變形越大，帶材的彎度也越大，它彎的越厲害，管材的內(nèi)徑越小，成管直徑的 大小就靠它和另外輥子的共同作用來形成的，沒有它還不行，帶材不是按直線行走了，就不 能成圓了。
[0069] 其中，
[0070] 壓合機(jī)構(gòu)125在纏繞過程中的作用主要有兩個，一是與纏繞籠共同作用將平直帶 材纏繞成管狀，即使得塑鋼帶材變形形成弧狀；其次是對已涂敷了熔融塑料的管材兩個粘 合面進(jìn)行滾壓，以加強管材粘合面間的粘接強度。
[0071] 擠出機(jī)的作用是擠出條狀的熔融塑料，并涂敷在被送入帶材的粘結(jié)合面上。
[0072] 送帶機(jī)構(gòu)的主要作用是將帶材輸送至纏繞籠和壓合機(jī)構(gòu)內(nèi)，并為帶材的纏繞過 程提供動力，在推送力的作用下，成型的芯管轉(zhuǎn)動，并在拖導(dǎo)組件的作用下向后序工藝退 讓。
[0073] 托導(dǎo)組件的作用：當(dāng)每次帶材的引頭進(jìn)入纏繞籠時，在壓合機(jī)構(gòu)的壓輥處于工作 位置的情況下，確保帶材引頭能夠順利地進(jìn)入纏繞籠的第一個槽輥或者平輥中中，從而保 證纏繞過程連續(xù)地進(jìn)行。一般來說托輥采用鋼輥即可，由于復(fù)合管的直徑尺寸較大，需要增 加在托輥組件中增加具有動力的動力輥，動力輥表面設(shè)置橡膠層，增加摩擦力。
[0074] 風(fēng)加熱系統(tǒng)的主要作用：在纏繞過程中對帶材粘合面進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜幔蕴岣叱?管后帶材之間的粘接強度。風(fēng)加熱系統(tǒng)配有兩個獨立的熱風(fēng)加熱裝置，每個熱風(fēng)加熱裝置 配有加熱槍和風(fēng)管通道，其中一個風(fēng)管的風(fēng)口對料帶平直部位進(jìn)行加熱，另一個風(fēng)管的風(fēng) 口則對已經(jīng)卷繞呈管狀的料帶圓弧部位進(jìn)行加熱。
[0075] 在步驟四中，首先采用熱合裝置對成型后的芯管表面進(jìn)行處理，具體地，針對螺旋 狀的凸起部分，采用加熱的壓合刀具在其外表面形成一個個十字狀的凹槽，以便于下一步 工藝中鋼絲纏繞的進(jìn)行，并與鋼絲形成鎖扣結(jié)構(gòu)，采用一種制備金屬絲復(fù)合纏繞裝置15,該 裝置包括滾動支承設(shè)置在機(jī)架上的貫通型回轉(zhuǎn)單元151，如圖14。在回轉(zhuǎn)單元外徑固連的 支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置有金屬絲貯放結(jié)構(gòu)152和金屬絲施放結(jié)構(gòu)153及相應(yīng)的金屬絲張緊結(jié)構(gòu)，金 屬絲為雙層雙向纏繞，并采用熱風(fēng)機(jī)154進(jìn)行吹風(fēng)處理。對于外表面為光滑的芯管，則不需 要對表面進(jìn)行處理，直接纏繞鋼絲即可。
[0076] 在步驟五中，對芯管外表面加熱的熱風(fēng)機(jī)為固定式，根據(jù)加熱功率的需要，設(shè)置一 臺或兩臺加熱機(jī)，但加熱機(jī)的端口處為柔性連接，可調(diào)整加熱區(qū)域或大小。
[0077] 在步驟六中，為了增加芯管和外層塑料的粘結(jié)強度，在該步驟里設(shè)置有塑料專用 熱熔膠擠出機(jī)16,使擠出的熱熔膠掛在鋼絲網(wǎng)表面上。
[0078] 在步驟七中，如圖16,通過一臺塑料擠出機(jī)17,擠出外層塑料，在該處還有一個壓 輥，把擠出機(jī)擠出的熔融塑料壓入到鋼絲網(wǎng)內(nèi)，其中塑料擠出機(jī)17出料口模具為矩形的， 擠出的料為矩形平的板材，可以使外壁平整，如圖16,在這一過程中，擠出機(jī)擠出的為片狀 的熔融塑料，配合芯管的轉(zhuǎn)動可以實現(xiàn)將融融塑料鋪設(shè)在芯管的外表面，并通過壓輥將外 表面壓平，形成聚乙烯防護(hù)層，從外觀上看就是一個雙平壁管。
[0079] 在步驟八中，為提高管材的生產(chǎn)效率，管材的冷卻采用水冷方式對管材表面進(jìn)行 冷卻；管材連續(xù)不斷地生產(chǎn)時在固定架14上沿管材軸向方向前進(jìn)，對于要求一定長度的管 材用管材切割鋸18進(jìn)行定長切割，形成螺旋增強管成品，切割后的管材暫時放在一個可沿 管材軸向運動的移動架19上。
[0080] 在步驟九中，采用熱收縮帶或者聚乙烯焊條對端面進(jìn)行加熱焊接，將裸露在外面 的鋼帶和鋼絲網(wǎng)完全包裹在塑料當(dāng)中，防止對水造成污染。
[0081] 如果為了生產(chǎn)更高強度的管材，可以在生產(chǎn)帶材時在帶材的下部內(nèi)襯鋼絲網(wǎng)，以 提1?耐內(nèi)壓能力。
[〇〇82] 除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種鋼骨架鋼塑復(fù)合管，包括芯管、鋼絲纏繞層和外層，其特征在于，所述芯管是由 鋼塑復(fù)合帶材螺旋纏繞并熔融粘接形成的且內(nèi)壁為平壁結(jié)構(gòu)，在搭接處為直角梯形面結(jié) 構(gòu)、或斜面結(jié)構(gòu)、或梯形面與斜面組合式結(jié)構(gòu)，兩排鋼絲交叉纏繞在所述芯管的外表面形成 鋼絲網(wǎng)并使用聚乙烯熱熔膠填充；所述外層是沿著螺旋路徑鋪設(shè)并固化在外表面的一聚乙 烯防護(hù)層且外壁為平壁結(jié)構(gòu)，并在所述鋼塑復(fù)合管的兩個端面上分別熱合粘接有防腐層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼骨架鋼塑復(fù)合管，其特征在于，在所述搭接面上設(shè)有 密封凹槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鋼骨架鋼塑復(fù)合管，其特征在于，在所述芯管上靠近 鋼帶處的所述外表面設(shè)有螺旋狀的凸起，且在所述凸起上設(shè)有凹槽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鋼骨架鋼塑復(fù)合管，其特征在于，所述芯管的外表面 為平壁。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼骨架鋼塑復(fù)合管，其特征在于，所述防腐層為采用熱 收縮、或PE薄片材、或塑料焊條通過加熱后粘結(jié)在管材的端面上形成的一封邊結(jié)構(gòu)。
6. -種制造權(quán)利要求1至5中任意一項所述鋼骨架鋼塑復(fù)合管的生產(chǎn)線，其特征在于， 包括以下設(shè)備及安裝關(guān)系： 鋼塑帶材成型部分：包括前后順次布置用于放置鋼帶的放卷機(jī)、以及鋼帶依次經(jīng)過的 鋼帶剪焊機(jī)、平帶機(jī)和高頻加熱器，并由牽引機(jī)牽引至擠出機(jī)的復(fù)合擠出模具內(nèi)，同時與鋼 帶呈90度夾角設(shè)置的向復(fù)合擠出模具內(nèi)通入熔融的聚烯烴塑料擠出機(jī)，經(jīng)擠出機(jī)擠出后 形成所述鋼塑帶材；在所述復(fù)合擠出模具后側(cè)安裝定型臺和帶材切割鋸； 芯管成型部分：包括前后依次設(shè)置的纏繞機(jī)、吹熱風(fēng)裝置、涂膠主機(jī)、壓輪機(jī)構(gòu)和熱壓 機(jī)，所述鋼塑帶材依次經(jīng)過上述裝置后形成螺旋狀的芯管， 鋼絲纏繞部分：包括前后設(shè)置的熱風(fēng)機(jī)、金屬絲復(fù)合纏繞裝置和熱熔膠擠出機(jī)；金屬 絲復(fù)合纏繞裝置包括滾動支承設(shè)置在機(jī)架上的貫通型回轉(zhuǎn)單元，在與貫通型回轉(zhuǎn)單元外徑 固連的支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)置有金屬絲貯放結(jié)構(gòu)和金屬絲施放結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的金屬絲張緊結(jié)構(gòu)，金 屬絲為雙層雙向纏繞； 外層復(fù)合部分：包括前后布置的塑料擠出機(jī)和壓輥機(jī)，所述塑料擠出機(jī)與管材成90度 布置； 切斷與防腐處理部分，包括前后設(shè)置的切割鋸以及收縮套套置裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制造鋼骨架鋼塑復(fù)合管的生產(chǎn)線，其特征在于，在所述 鋼帶剪焊機(jī)和平帶機(jī)之間還設(shè)有一個儲帶機(jī)。
【文檔編號】B29D23/00GK203892739SQ201420304369
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】張永杰 申請人:張永杰