一種纖維預(yù)浸帶、束混編的熱塑性連續(xù)管的生產(chǎn)線的制作方法
【專利摘要】一種纖維預(yù)浸帶、束混編的熱塑性連續(xù)管的生產(chǎn)線，包括前熱塑管材擠出機(jī)、牽引機(jī)、纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組、熱烘箱、后熱塑管材擠出機(jī)、冷卻裝置、收卷機(jī)，其特征在于：纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組為若干臺(tái)扁帶纏繞機(jī)與若干臺(tái)條束纏繞機(jī)交錯(cuò)混編的縱向排列；第二方案是：纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組與臺(tái)數(shù)增加的熱烘箱組合成若干個(gè)結(jié)構(gòu)層塑化單元組合，結(jié)構(gòu)層塑化單元組合由一至三臺(tái)條束纏繞機(jī)與一至三臺(tái)扁帶纏繞機(jī)間隔交錯(cuò)混編的縱向排列與后續(xù)的一個(gè)熱烘箱組成，在牽引機(jī)與后熱塑管材擠出機(jī)之間是若干個(gè)上述結(jié)構(gòu)層塑化單元組合的縱向排列。優(yōu)點(diǎn)在于：提高性價(jià)比，適應(yīng)各種檔次要求。塑化單元提高各纖維結(jié)構(gòu)層間的二次熱熔均勻度，加強(qiáng)了連續(xù)管抗拉承壓力度。
【專利說明】一種纖維預(yù)浸帶、束混編的熱塑性連續(xù)管的生產(chǎn)線
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及復(fù)合材料管材加工設(shè)備，特別是一種纖維預(yù)浸帶、束混編的熱塑性連續(xù)管的生產(chǎn)線。
[0002]【背景技術(shù)】:
管道在液氣輸送過程中，要求具備高強(qiáng)度、小阻力、抗腐蝕等能力，同時(shí)在各種工況要求承受不同壓力，為了滿足從低壓至高壓的各種不同的場(chǎng)所使用，提供不同性價(jià)比產(chǎn)品，熱塑性復(fù)合材料連續(xù)管應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]中國(guó)專利201220738914.4 “一種連續(xù)纖維增強(qiáng)管”公開了這樣的復(fù)合材料管，這種復(fù)合材料管又分熱固性連續(xù)管，及熱塑性連續(xù)管，其優(yōu)點(diǎn)在于:耐壓、耐腐蝕，重量輕，同時(shí)理論上一根管可以無限長(zhǎng)，可按需取長(zhǎng)。
[0004]現(xiàn)有熱塑性連續(xù)管生產(chǎn)線由依次排列的前熱塑管材擠出機(jī)、牽引機(jī)、纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組、熱烘箱、后熱塑管材擠出機(jī)、冷卻裝置、收卷機(jī)組成。熱塑管材擠出機(jī)為常規(guī)設(shè)備，前熱塑管材擠出機(jī)注塑成型擠出塑料管后經(jīng)過外圓真空定型、再行冷卻，其終端擠推出塑料管作為連續(xù)管的內(nèi)層管。
[0005]而后內(nèi)層管進(jìn)入牽引機(jī)，牽引機(jī)由電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)上下兩副履帶，履帶上的活節(jié)塊外側(cè)呈梯形槽狀，上下活節(jié)塊梯形槽夾持內(nèi)層管上下外圓，將其往前推送進(jìn)入纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)。現(xiàn)有生產(chǎn)線上纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組是若干臺(tái)條束纏繞機(jī)縱向間隔排列、或是若干臺(tái)編織機(jī)縱向間隔排列、或是若干臺(tái)扁帶纏繞機(jī)縱向間隔排列，機(jī)種擇一使用。
[0006]纖維條原材料為預(yù)浸塑性樹脂的纖維束或纖維扁帶，即將若干根纖維絲條并攏后浸入樹脂，使之抱團(tuán)成束或纖維扁帶。國(guó)外有專業(yè)生產(chǎn)這種預(yù)浸纖維束的工廠，國(guó)內(nèi)則為生產(chǎn)熱塑性連續(xù)管的廠家自行加工后，再用在連續(xù)管生產(chǎn)線上，這種生產(chǎn)預(yù)浸纖維束技術(shù)已為常規(guī)技術(shù)。
[0007]常規(guī)設(shè)備條束纏繞機(jī)結(jié)構(gòu)為一個(gè)縱立機(jī)架中央固定的軸套外圓通過軸承套合一個(gè)轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤與電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)施傳動(dòng)連接，轉(zhuǎn)盤上環(huán)周均布若干個(gè)軸承，紗錠座下段軸套合在軸承內(nèi)圓中，紗錠座上段軸上套合一個(gè)附有阻尼力的紗錠套筒，紗錠套筒上套合纖維卷筒；紗錠套筒的作用在于紗錠套筒附有阻尼機(jī)構(gòu)，放線時(shí)不會(huì)自由放線要有一定的拉力克服阻尼力才放線，以便繃緊拉線。環(huán)周均布的若干個(gè)纖維卷筒上牽引出若干條纖維絲條向前從對(duì)應(yīng)限位桿繞過后，繞卷在穿過縱立機(jī)架中央軸套內(nèi)孔、并向前行進(jìn)的內(nèi)層管外圓上。由于轉(zhuǎn)盤是旋轉(zhuǎn)的、內(nèi)層管是前行的、纖維絲條是周向間隔的，所以纖維絲條是一根根緊挨呈螺旋線狀纏繞在內(nèi)層管外圓上。條束纏繞機(jī)是多臺(tái)呈縱向間隔排列，內(nèi)層管過一臺(tái)條束纏繞機(jī)就纏繞一層纖維絲條，相鄰的兩臺(tái)條束纏繞機(jī)轉(zhuǎn)盤旋向互為反向，所以纖維絲條纏繞層呈正反向多層次纏繞。
[0008]常規(guī)設(shè)備扁帶纏繞機(jī)與條束纏繞機(jī)的區(qū)別在于:纏繞機(jī)轉(zhuǎn)盤上安裝的是2 — 6個(gè)紗錠座，所以轉(zhuǎn)盤上只要環(huán)周均布2 — 6個(gè)軸承，將紗錠座的下段軸套合在軸承內(nèi)圓中，紗錠座上段軸上套合扁帶纖維卷筒。扁帶纖維卷筒與條束纖維卷筒一樣進(jìn)行放卷供內(nèi)層管纏繞。扁帶纏繞機(jī)紗錠座上套合的纖維卷筒是預(yù)浸纖維帶卷筒，條束纏繞機(jī)紗錠座上套合的纖維卷筒是預(yù)浸纖維束卷筒。
[0009]從終端纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)引出的內(nèi)層管外圓包裹著纖維絲條層形成的包裹管進(jìn)入熱烘箱進(jìn)行二次熱熔，熱烘箱由機(jī)架、箱形體及內(nèi)置電熱器組成。
[0010]從熱烘箱引出的已二次熱熔的雙層管進(jìn)入后熱塑管材擠出機(jī)進(jìn)行外層管注塑。
[0011]從后熱塑管材擠出機(jī)引出的三層成品管再進(jìn)入冷卻裝置進(jìn)行過水槽或水噴淋冷卻。
[0012]從冷卻裝置引出的三層成品管被收卷機(jī)牽引卷繞在連續(xù)管卷筒上。
[0013]201220738914.4 “一種連續(xù)纖維增強(qiáng)管”其結(jié)構(gòu)為內(nèi)層管外包裹“若干層預(yù)浸帶層，預(yù)浸帶層外邊緣相重疊”，熱熔后再注塑外管層，中層管的原材料為預(yù)浸帶。它的生產(chǎn)線上纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組就是使用扁帶纏繞機(jī)組縱向間隔排列。
[0014]這種“連續(xù)纖維增強(qiáng)管”的缺陷在于:
1、扁帶纏繞一般用于大型管，使用扁帶包裹比條束包裹效率高，但包裹的螺旋角較大，螺旋角越大軸向抗拉力也越大，但管內(nèi)周向承壓力便小了。單獨(dú)使用扁帶纏繞的熱塑性連續(xù)管同樣直徑的產(chǎn)品僅為一種抗拉承壓檔次的產(chǎn)品，沒有中間抗拉承壓檔次產(chǎn)品，難以加強(qiáng)周向承壓力，不能滿足不同梯次、不同性價(jià)比產(chǎn)品的需求。
[0015]2、這種多層預(yù)浸纖維束包裹后進(jìn)入熱烘箱二次熱熔時(shí)，內(nèi)層比外層受熱的溫度低，各層的熱熔度不勻，影響到產(chǎn)品機(jī)構(gòu)強(qiáng)度和品質(zhì)。
[0016]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種纖維預(yù)浸帶、束混編的熱塑性連續(xù)管的生產(chǎn)線。
[0017]本發(fā)明的第一方案是:包括前熱塑管材擠出機(jī)、牽引機(jī)、纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組、熱烘箱、后熱塑管材擠出機(jī)、冷卻裝置、收卷機(jī)，其特征在于:纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組為若干臺(tái)扁帶纏繞機(jī)與若干臺(tái)條束纏繞機(jī)交錯(cuò)混編的縱向排列。
[0018]本發(fā)明的第二方案是:包括前熱塑管材擠出機(jī)、牽引機(jī)、纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組、熱烘箱、后熱塑管材擠出機(jī)、冷卻裝置、收卷機(jī)，其特征在于:纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組與臺(tái)數(shù)增加的熱烘箱組合成若干個(gè)結(jié)構(gòu)層塑化單元組合，結(jié)構(gòu)層塑化單元組合由一至三臺(tái)條束纏繞機(jī)與一至三臺(tái)扁帶纏繞機(jī)間隔交錯(cuò)混編的縱向排列與后續(xù)的一個(gè)熱烘箱組成，在牽引機(jī)與后熱塑管材擠出機(jī)之間是若干個(gè)上述結(jié)構(gòu)層塑化單元組合的縱向排列。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:預(yù)浸纖維束纏繞螺旋角小，周向承壓力大。預(yù)浸纖維帶、預(yù)浸纖維條混編能兼容協(xié)調(diào)連續(xù)管軸向抗拉、周向承壓要求，提高性價(jià)比，適應(yīng)各種承壓檔次要求。同時(shí)塑化單元還提高了各纖維結(jié)構(gòu)層間的二次熱熔均勻度，同時(shí)也加強(qiáng)了連續(xù)管的抗拉承壓力度。
[0020]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明第一方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明第二方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為熱塑管材擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為條束纏繞機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 【具體實(shí)施方式】:
本發(fā)明結(jié)構(gòu)的第一方案是:包括前熱塑管材擠出機(jī)1、牽引機(jī)2、纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組、熱烘箱7、后熱塑管材擠出機(jī)6、冷卻裝置9、收卷機(jī)8，其特征在于:纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組為若干臺(tái)扁帶纏繞機(jī)5與若干臺(tái)條束纏繞機(jī)4交錯(cuò)混編的縱向排列。
[0024]本發(fā)明的第二方案是:包括前熱塑管材擠出機(jī)1、牽引機(jī)2、纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組、熱烘箱7、后熱塑管材擠出機(jī)6、冷卻裝置9、收卷機(jī)8，其特征在于:纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組與臺(tái)數(shù)增加的熱烘箱7組合成若干個(gè)結(jié)構(gòu)層塑化單元組合，結(jié)構(gòu)層塑化單元組合由一至三臺(tái)條束纏繞機(jī)4與一至三臺(tái)扁帶纏繞機(jī)5間隔交錯(cuò)混編的縱向排列與后續(xù)的一個(gè)熱烘箱7組成，在牽引機(jī)2與后熱塑管材擠出機(jī)6之間是若干個(gè)上述結(jié)構(gòu)層塑化單元組合的縱向排列。
[0025]第一方案纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組中增加若干臺(tái)編織機(jī)作為混編成員機(jī)。
[0026]第二方案并列的結(jié)構(gòu)層塑化單元組合中增加由一臺(tái)或縱向間隔排列的若干臺(tái)編織機(jī)與后續(xù)的一個(gè)熱烘箱7組成的結(jié)構(gòu)層塑化單元組合，若干個(gè)這種單元組合參于牽引機(jī)2與后熱塑管材擠出機(jī)6之間的縱向排列混編。
[0027]可在冷卻裝置9、收卷機(jī)8之間插入一臺(tái)牽引機(jī)，加強(qiáng)牽引力。
[0028]纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組為若干臺(tái)扁帶纏繞機(jī)5與若干臺(tái)條束纏繞機(jī)4交錯(cuò)混編的縱向排列，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)浸纖維帶與預(yù)浸纖維束的混編。預(yù)浸纖維帶保證了連續(xù)管軸向抗拉強(qiáng)度，預(yù)浸纖維束小螺旋角纏繞加大了結(jié)續(xù)管周向承壓力度，二者間軸向、周向機(jī)械強(qiáng)度可以由二者的纏繞層數(shù)的比例來調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)管異向、多檔次的不同梯次、不同性價(jià)比產(chǎn)品的需求。
[0029]將原纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組分割成若干個(gè)小單元機(jī)組，分別與一臺(tái)臺(tái)熱烘箱7組合形成結(jié)構(gòu)層塑化單元的作用在于:每個(gè)小單元機(jī)組中可以是一臺(tái)或少量的幾臺(tái)纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)，它只包裹了一層或少量幾層纖維束后在熱烘箱7內(nèi)二次熱熔各層受熱均勻，小單元塑化后再進(jìn)入下一個(gè)小單元塑化，可以是包裹一層就熱熔一層，也可以是包裹少量幾層再熱熔少量幾層，這樣塑化均勻度提高、承壓效果也同樣提高。若是按原方法幾十層全包裹后再二次熱熔，內(nèi)層與外層間距大受熱度則有較大的溫差。此外，幾十層疊加二次熱熔時(shí)，層與層之間的間隙會(huì)疊加產(chǎn)生較大的幾何空間積累間隙，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生層內(nèi)氣泡；而單層或少量幾層疊合后馬上二次熱熔，熱熔過程也是排氣、塑料密實(shí)過程，容易消除小單元內(nèi)間隙；分道次逐個(gè)消除小單元內(nèi)間隙，則大為縮小了這種幾何空間積累間隙，加強(qiáng)了連續(xù)管承壓力度。
[0030]預(yù)浸纖維束進(jìn)入編織機(jī)進(jìn)行網(wǎng)狀編織，其網(wǎng)狀編織層軸向、周向拉伸力比較均衡，所以還可以將編織機(jī)加入纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組中、或是結(jié)構(gòu)層塑化單元中作為混編成員機(jī)，增強(qiáng)編隊(duì)組合的選擇性。
【權(quán)利要求】
1.一種纖維預(yù)浸帶、束混編的熱塑性連續(xù)管的生產(chǎn)線，包括前熱塑管材擠出機(jī)(I)、牽引機(jī)(2)、纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組、熱烘箱(7)、后熱塑管材擠出機(jī)(6)、冷卻裝置(9)、收卷機(jī)(8)，其特征在于:纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組為若干臺(tái)扁帶纏繞機(jī)(5)與若干臺(tái)條束纏繞機(jī)(4)交錯(cuò)混編的縱向排列。
2.—種纖維預(yù)浸帶、束混編的熱塑性連續(xù)管的生產(chǎn)線，包括前熱塑管材擠出機(jī)(I)、牽引機(jī)(2)、纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組、熱烘箱(7)、后熱塑管材擠出機(jī)(6)、冷卻裝置(9)、收卷機(jī)(8)，其特征在于:纖維結(jié)構(gòu)層成型機(jī)組與臺(tái)數(shù)增加的熱烘箱(7)組合成若干個(gè)結(jié)構(gòu)層塑化單元組合，結(jié)構(gòu)層塑化單元組合由一至三臺(tái)條束纏繞機(jī)(4)與一至三臺(tái)扁帶纏繞機(jī)(5)間隔交錯(cuò)混編的縱向排列與后續(xù)的一個(gè)熱烘箱(7)組成，在牽引機(jī)(2)與后熱塑管材擠出機(jī)(6)之間是若干個(gè)上述結(jié)構(gòu)層塑化單元組合的縱向排列。
【文檔編號(hào)】B29C47/00GK103878990SQ201410084435
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
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