[发明专利]一种连续纤维增强复合管的成型设备

说明书

本发明提供了一种连续纤维增强复合管的成型设备，属于复合管道技术领域。它解决了现有技术中的复合管道强度较弱的问题。本连续纤维增强复合管的成型设备包括成型模具和外管，成型模具的外模套与芯模之间形成有成型腔道，外管的一端由外模套的前端口伸入外模套内，外管的外周壁与外模套的内周壁之间形成供纤维穿过的环形腔道，成型腔道内设有套设在芯模外部的圆筒状的支撑筒，支撑筒上遍布设有过料孔，支撑筒的外周壁与外模套的内周壁之间具有间隙，外管中还设有用于将熔融料注入支撑筒内的进料通道。本成型设备所生产的复合管道具有强度高、韧性好的优点。

技术领域

本发明属于复合管道技术领域，涉及一种连续纤维增强复合管的成型设备。

背景技术

随着城市的不断扩大建设、以及石油和天然气的不断开采，对运输管道的需求也越来越大。传统的钢制管道耐腐蚀性较差且不易搬运，已无法适应当前的需要。同时，我国主要石油及天然气多分布于沙漠、沼泽或山区，自然环境较为恶劣，铺设钢制管道时受自然环境的影响十分严重，又由于地面沉降、山体滑坡等原因使输送管道极其容易出现损坏现象。纤维增强复合管道由于其密度小，强度高，具有优异的机械性能，如良好的加工性能及其很好的耐化学稳定性能和耐热性能等，在一些复杂的环境中仍然可以长期稳定使用，因此受到广泛的应用。

现有的纤维增强复合管主要是连续纤维增强复合管，目前连续纤维增强复合管在制造时，常规技术是通过挤出机先挤出管坯，然后再通过缠绕机将增强纤维缠绕在管坯表面，并通过粘结剂粘合，形成增强纤维复合管道。如中国专利文献公开的一种塑料管道成型流水线(申请号：201811640324.6；申请公开号：CN109664479A)。该制造工艺所生产的复合管道要保证制备的管道到达要求的强度，通常需要进行多层缠绕，而由于连续纤维的厚度很小，其直接缠绕在内管表面形成的粘结层很小，同时各层纤维依次缠绕往往也会造成纤维之间接触的区域粘接力有限或者根本没有粘结，导致层间的粘结不结实，对复合管道质量尤其是强度的提高效果有限。

另外，除了连续增强纤维复合管之外，还有通过将将短切纤维混入热熔体中，进行多层共挤形成多层结构的纤维增强复合管。如中国专利文献公开的一种防鼠硅芯管的共挤模具(申请号：202022849645.6)，在成型芯前侧连接合流芯，使其生产出来的防鼠硅芯管呈三层结构；其外层和内层中含有的玻璃纤维占比较小，中层含有的玻璃纤维占比较大，从而使该防鼠硅芯管在能够保证良好的力学性能。由于该模具结构的特性，无法实现连续纤维复合管的共挤，而只能将短切纤维混入热熔体中，进行多层共挤形成多层结构的纤维增强复合管道，相对于连续纤维增强复合管道而言，其管道性能尤其是抗剪切强度差异较为明显。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种连续纤维增强复合管的成型设备，本发明解决的技术问题是：如何提升纤维增强复合管道的强度。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种连续纤维增强复合管的成型设备，包括成型模具，所述成型模具的外模套与芯模之间形成有成型腔道，其特征在于，本成型设备还包括外管，所述外管的一端由外模套的前端口伸入外模套内，所述外管的外周壁与外模套的内周壁之间形成供纤维穿过的环形腔道，所述成型腔道内设有套设在芯模外部的圆筒状的支撑筒，所述支撑筒上遍布设有过料孔，所述支撑筒的外周壁与外模套的内周壁之间具有间隙，所述外管中还设有用于将熔融料注入支撑筒内的进料通道。

在进行管道生产的过程中，都需要利用牵引机向前牵拉制造成型的管道，以使管道连续不断地从成型模具内伸出，实现连续生产。本成型设备通过设置外管，在制造时，依靠现有的纤维缠绕装置如绕线机将连续增强纤维缠绕在外管的外周壁上，此时，由于外管的外周壁与外模套的内周壁之间形成供增强纤维穿过的环形腔道，因此在牵引机的作用下，增强纤维会持续不断地经过成型模具的成型腔道，并在到达支撑筒的后端脱离支撑筒之后，与熔融料交汇形成复合状态，最终形成纤维增强复合管道从成型模具的后端伸出，经过定径冷却设备之后连接牵引机。