一種連續(xù)纖維多層纏繞熱塑性復(fù)合管道的加工方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料成型加工領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)纖維多層纏繞熱塑性復(fù)合管道的加工方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]相比于傳統(tǒng)的金屬管道，纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合管道由于其抗腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，安裝成本低，環(huán)境破壞小等特點(diǎn)，在石油、天然氣等管道輸送市場(chǎng)受到了廣泛的關(guān)注，現(xiàn)今生產(chǎn)的纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合管道分為兩大類。
[0003]第一類是纖維增強(qiáng)熱固性塑料復(fù)合管道，玻璃鋼管是其典型的代表，熱固性塑料在熔融狀態(tài)下的黏度很低，容易實(shí)現(xiàn)纖維與基體塑料的均勻浸漬，纏繞時(shí)不需要加熱，管道成型工藝簡(jiǎn)單，然而熱固性塑料本身韌性差，難以成型可盤卷的連續(xù)長(zhǎng)管供用戶使用，此外，纖維增強(qiáng)熱固性塑料復(fù)合管道無(wú)法進(jìn)行回收再利用，生產(chǎn)應(yīng)用受到了限制。
[0004]第二類是纖維增強(qiáng)熱塑性塑料復(fù)合管道，熱塑性塑料具有高熱性和高損傷容限，所以纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合管道的抗沖擊、耐疲勞等性能要高于纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合管道，同時(shí)還存在著能夠進(jìn)行二次加工和回收再利用等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于使用者來說具有巨大的吸引力。
[0005]不同于熱固性復(fù)合管道，熱塑性復(fù)合管道在纏繞過程中要始終保持浸漬帶的熔融狀態(tài)，而要保證制備的管道到達(dá)要求的強(qiáng)度，通常需要進(jìn)行多層纏繞，常用的方法是浸漬帶加熱到熔融狀態(tài)后層與層之間直接纏繞，由于連續(xù)纖維浸漬帶的厚度很小，兩者直接纏繞形成的粘結(jié)層很小，或者難免會(huì)因有連續(xù)纖維裸露在浸漬帶表面，直接纏繞會(huì)造成兩者纖維直接接觸的區(qū)域根本沒有粘結(jié)，導(dǎo)致層間的粘結(jié)不結(jié)實(shí)，對(duì)制品強(qiáng)度的提高效果有限，因此，研究新的連續(xù)纖維浸漬帶層與層之間的粘結(jié)方式顯示尤其必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、可靠的連續(xù)纖維多層纏繞熱塑性復(fù)合管道的加工方法及設(shè)備。解決現(xiàn)有技術(shù)浸漬帶與熱塑性復(fù)合管道之間層間粘結(jié)不結(jié)實(shí)的技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種連續(xù)纖維多層纏繞熱塑性復(fù)合管道的加工設(shè)備，包括連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3、用于安裝和控制熱塑性塑料內(nèi)管I軸向及圓周運(yùn)動(dòng)的控制裝置5、用于輸送熔融塑料的熔體供給裝置6;
[0009]所述熔體供給裝置6前端裝有一平縫模頭4，平縫模頭4具有一上端面、一下弧形端面和一流道4-1，流道4-1連通該熔體供給裝置6，平縫模頭4的上端面與連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3的端頭接觸并對(duì)其進(jìn)行加熱，平縫模頭4的下弧形端面與熱塑性塑料內(nèi)管I的外壁面接觸并對(duì)其進(jìn)行加熱；該平縫模頭4用于將連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3貼附、并纏繞在熱塑性塑料內(nèi)管I的外表面。
[0010]所述平縫模頭4上方安裝有一個(gè)用于牽引連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3的牽引架7和控制連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3張緊度的張力夾8。張力夾8調(diào)節(jié)經(jīng)牽引架7牽引的連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3以穩(wěn)定的張力與熱塑性塑料內(nèi)管I纏繞成型，連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3是通過平縫模頭4的上端面(平面)進(jìn)行加熱，而熱塑性塑料內(nèi)管I則是平縫模頭4的下弧形端面進(jìn)行加熱。
[0011]所述平縫模頭4上安裝有溫度傳感器4-2和壓力傳感器4-3。實(shí)際應(yīng)用中該平縫模頭4的流道4-1的寬度可適當(dāng)小于連續(xù)長(zhǎng)玻纖浸漬帶的寬度，或者相等。
[0012]所述連續(xù)纖維多層纏繞熱塑性復(fù)合管道的加工設(shè)備，還包括一個(gè)冷卻風(fēng)機(jī)9。
[0013]所述熔體供給裝置6為螺桿式擠出機(jī)或者柱塞式擠出機(jī)。
[0014]所述加壓輥2的表面為圓弧面，壓力輥2用于對(duì)貼附在熱塑性塑料內(nèi)管I圓周面上的連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3施加壓力，以增加連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3與熱塑性塑料內(nèi)管I圓周面的粘結(jié)力度。
[0015]上連續(xù)纖維多層纏繞熱塑性復(fù)合管道的加工方法如下:
[0016]步驟(I)牽引架7將連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3的端頭牽引至平縫模頭4的上端面上，并進(jìn)行加熱，與此同時(shí)，平縫模頭4的下弧形端面與熱塑性塑料內(nèi)管I的外壁面接觸并對(duì)其進(jìn)行加熱；
[0017]步驟(2)熔體供給裝置6輸送塑化好的熔體到連續(xù)纖維浸漬帶3的起始纏繞端與熱塑性塑料內(nèi)管I外周面之間，作為兩者的粘結(jié)劑3-1，在對(duì)熱塑性塑料內(nèi)管I外周面的纏繞過程中，控制裝置5控制熱塑性塑料內(nèi)管I旋轉(zhuǎn)及逐漸軸線移動(dòng)，直至該連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3依次纏滿整個(gè)熱塑性塑料內(nèi)管I的圓周面；
[0018]步驟(3)在纏繞過程中，加壓輥2同時(shí)對(duì)已經(jīng)纏繞在熱塑性塑料內(nèi)管I上的連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3同步進(jìn)行加壓，以增加連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3與熱塑性塑料內(nèi)管I圓周面的粘結(jié)力度；最后通過冷卻風(fēng)機(jī)9對(duì)纏繞完畢的熱塑性塑料內(nèi)管I部分進(jìn)行冷卻，使其定型；即可得到連續(xù)纖維多層纏繞熱塑性復(fù)合管道。
[0019]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0020]本發(fā)明牽引架將連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶的端頭牽引至平縫模頭的上端面上，并進(jìn)行加熱，與此同時(shí)，平縫模頭的下弧形端面與熱塑性塑料內(nèi)管的外壁面接觸并對(duì)其進(jìn)行加熱；熔體供給裝置輸送塑化好的熔體(熔體材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯或者聚氯乙烯等熱塑性熔融塑料)到連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶的起始纏繞端與熱塑性塑料內(nèi)管外周面之間，作為兩者的粘結(jié)劑，保證了連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶、粘結(jié)劑和熱塑性塑料內(nèi)管的塑料的充分融合。
[0021]本發(fā)明連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶在纏繞過程中，熱塑性塑料內(nèi)管旋轉(zhuǎn)同時(shí)沿軸線移動(dòng)，加壓輥通過加壓進(jìn)一步促進(jìn)已纏繞的連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶同熱塑性塑料內(nèi)管之間的層間全熔接，并通過后續(xù)的冷卻風(fēng)機(jī)冷卻定型，完成單層纏繞，改變熱塑性塑料內(nèi)管的旋轉(zhuǎn)方向，可進(jìn)行下一層纏繞，直到纏繞層數(shù)達(dá)到要求。該工藝，可使長(zhǎng)纖維浸漬帶與熱塑性塑料內(nèi)管之間具有可靠的熔接，不僅設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0022]本發(fā)明熔體供給裝置將熔體直接輸送到連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶與連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶之間、連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶與熱塑性塑料內(nèi)管之間，起到“粘結(jié)劑”作用，有效提高了連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶層間的良好熔接。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為圖1的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明平縫模頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明連續(xù)纖維多層纏繞熱塑性復(fù)合管道的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0028]實(shí)施例
[0029]如圖1至4所示。本發(fā)明連續(xù)纖維多層纏繞熱塑性復(fù)合管道的加工設(shè)備，包括連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬帶3、用于安裝和控制熱塑性塑料內(nèi)管I軸向及圓周運(yùn)動(dòng)的控制裝置5、用于輸送熔融塑料的熔體供給裝置6 ;
[0030]所述熔體供給裝置6前端裝有一平縫模頭4，平縫模頭4具有一上端面、一下弧形端面和一流道4-1，流道4-1連通該熔體供給裝置6，平縫模頭4的上端面與連續(xù)長(zhǎng)