[实用新型]一种热塑性缠绕增强塑料复合管的生产装置

说明书

技术领域

本实用新型属于机械加工和材料技术领域，涉及一种热塑性缠绕增强塑料复合管的生产装置。

背景技术

现有技术中的塑料管因其强度低，使得管材只能应用于低压管道领域，同时需要较大的壁厚，成本较高，这一劣势在大口径管道上体现的更加明显。因此，增强塑料管（简称RTP管）应运而生，现有的增强塑料复合管主要是钢丝缠绕增强塑料复合管。

现有的钢丝缠绕增强塑料复合管生产设备，主要包括内管挤出成型装置、左旋钢丝缠绕机、加热装置、右旋钢丝缠绕机、粘结剂挤出机、外管挤出成型装置。钢丝缠绕增强塑料复合管及其生产工艺设备存在一个致命的缺点就是：钢丝层与塑料内外管粘结强度差，在长期使用中因热胀冷缩及交变载荷作用下会造成分层，大大降低产品性能和使用效果，甚至报废。

连续纤维增强的热塑性复合材料具备非常高的强度及与内外管相同的基质两大优势，使其用做增强塑料复合管的增强材料具有得天独厚的优势，因此开发一款适合该产品的生产设备及工艺非常紧迫。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为克服现有技术中的缺陷而提供一种热塑性缠绕增强塑料复合管的生产装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种热塑性缠绕增强塑料复合管的生产装置，该设备包括从左到右依次设置的内管挤出模块、增强层缠绕模块、外管挤出模块和切割模块，其中内管挤出模块用于挤出塑料内管，增强层缠绕模块用于将连续纤维增强热塑性复合材料缠绕复合在内管上形成增强层，外管挤出模块用于挤出外管并复合到增强层表面。

所述的内管挤出模块包括从左到右依次排列的内管挤出机、真空定径槽、喷淋冷却槽、履带牵引机。

所述的增强层缠绕模块包括的加热装置和连续纤维增强热塑性复合材料缠绕装置为2组或2组以上；其中加热装置和连续纤维增强热塑性复合材料缠绕装置间隔排列。

所述的增强层缠绕模块包括从左到右依次排列的第一加热装置、第一连续纤维增强热塑性复合材料缠绕装置、第二加热装置和第二连续纤维增强热塑性复合材料缠绕装置。

所述的外管挤出模块包括从左到右依次排列的加热装置、外管挤出机、真空定径槽、喷淋冷却槽、履带牵引机。

所述的切割模块包括复合切割机。

所述加热装置的加热方式选自热风箱、红外线加热器、高频感应加热器或者电阻丝加热器中的一种或者一种以上，优选红外线加热器。

所述的加热装置内壁设置有测温仪。

所述的连续纤维增强热塑性复合材料缠绕装置包括底座、伺服电机和旋转机架，所述的旋转机架中心部位设有供内管通过的通孔，通孔通过轴承与底座转动连接，旋转机架上安装有放卷盘、导向辊和张力调节装置，放卷盘上导出的带状连续纤维增强热塑性复合材料依次通过导向辊和张力调节装置导至内管的表面，伺服电机带动旋转机架旋转使带状连续纤维增强热塑性复合材料缠绕到内管上。

优选的，所述的旋转机架上设有1～6个放卷盘和与之配套的导向辊及张力调节装置，从而在一个连续纤维增强热塑性复合材料缠绕装置上实现同时多个放卷盘同时放卷缠绕，提升缠绕效率。

所述的伺服电机可以控制旋转机架左旋转或者右旋转。

所述连续纤维增强热塑性复合材料缠绕装置上可以分别同时设置1～6个放卷盘。

一种利用上述设备生产热塑性缠绕增强塑料复合管的生产方法，包括以下步骤：

（1）经挤出机挤出内管，通过履带牵引机牵引，内管通过真空定径槽定径和喷淋水冷却槽冷却定型；

（2）冷却定型后的内管经过加热装置加热，经过连续纤维增强热塑性复合材料缠绕装置将连续纤维增强热塑性复合材料缠绕到内管表面，再经过加热装置加热，经过连续纤维增强热塑性复合材料缠绕装置将连续纤维增强热塑性复合材料缠绕到管材表面，经过上述加热和缠绕在内管外面制得增强层；

（3）步骤（2）中制得的带有增强层的管材经过加热装置加热，然后通过外管挤出机模头，在增强层外包覆一层塑料外管，然后通过真空定径槽定径和喷淋水冷却槽冷却定型，最后牵引、切割，得到热塑性缠绕增强塑料复合管。

步骤（1）中所述的内管的外径为80～400mm；

步骤（2）中所述的连续纤维增强热塑性复合材料缠绕装置上卷盘放置的数量为1～6个；缠绕过程中的缠绕角度为55°～75°；增强层的厚度为0.5～5mm。

步骤（2）中所述的连续纤维增强热塑性复合材料的宽度d=（π×D×cosα）/n；其中D表示内管外径，n表示缠绕满一层需要的缠绕装置上设置放卷盘数量。