一种纤维预浸带、束混编的热塑性连续管的生产线

1.一种纤维预浸带、束混编的热塑性连续管的生产线，包括前热塑管材挤出机(1)、牵引机(2)、纤维结构层成型机组、热烘箱(7)、后热塑管材挤出机(6)、冷却装置(9)、收卷机(8)，其特征在于：纤维结构层成型机组与台数增加的热烘箱(7)组合成若干个结构层塑化单元组合，结构层塑化单元组合由一至三台条束缠绕机(4)与一至三台扁带缠绕机(5)间隔交错混编的纵向排列与后续的一个热烘箱(7)组成，在牵引机(2)与后热塑管材挤出机(6)之间是若干个上述结构层塑化单元组合的纵向排列；所述热烘箱(7)的台数与结构层塑化单元组合的个数对应。

一种纤维预浸带、束混编的热塑性连续管的生产线\n[0001] 技术领域：\n[0002] 本发明涉及复合材料管材加工设备，特别是一种纤维预浸带、束混编的热塑性连续管的生产线。\n[0003] 背景技术：\n[0004] 管道在液气输送过程中，要求具备高强度、小阻力、抗腐蚀等能力，同时在各种工况要求承受不同压力，为了满足从低压至高压的各种不同的场所使用，提供不同性价比产品，热塑性复合材料连续管应运而生。\n[0005] 中国专利201220738914.4“一种连续纤维增强管”公开了这样的复合材料管，这种复合材料管又分热固性连续管，及热塑性连续管，其优点在于：耐压、耐腐蚀，重量轻，同时理论上一根管可以无限长，可按需取长。\n[0006] 现有热塑性连续管生产线由依次排列的前热塑管材挤出机、牵引机、纤维结构层成型机组、热烘箱、后热塑管材挤出机、冷却装置、收卷机组成。热塑管材挤出机为常规设备，前热塑管材挤出机注塑成型挤出塑料管后经过外圆真空定型、再行冷却，其终端挤推出塑料管作为连续管的内层管。\n[0007] 而后内层管进入牵引机，牵引机由电机传动机构带动上下两副履带，履带上的活节块外侧呈梯形槽状，上下活节块梯形槽夹持内层管上下外圆，将其往前推送进入纤维结构层成型机。现有生产线上纤维结构层成型机组是若干台条束缠绕机纵向间隔排列、或是若干台编织机纵向间隔排列、或是若干台扁带缠绕机纵向间隔排列，机种择一使用。\n[0008] 纤维条原材料为预浸塑性树脂的纤维束或纤维扁带，即将若干根纤维丝条并拢后浸入树脂，使之抱团成束或纤维扁带。国外有专业生产这种预浸纤维束的工厂，国内则为生产热塑性连续管的厂家自行加工后，再用在连续管生产线上，这种生产预浸纤维束技术已为常规技术。\n[0009] 常规设备条束缠绕机结构为一个纵立机架中央固定的轴套外圆通过轴承套合一个转盘，转盘与电机传动机构实施传动连接，转盘上环周均布若干个轴承，纱锭座下段轴套合在轴承内圆中，纱锭座上段轴上套合一个附有阻尼力的纱锭套筒，纱锭套筒上套合纤维卷筒；纱锭套筒的作用在于纱锭套筒附有阻尼机构，放线时不会自由放线要有一定的拉力克服阻尼力才放线，以便绷紧拉线。环周均布的若干个纤维卷筒上牵引出若干条纤维丝条向前从对应限位杆绕过后，绕卷在穿过纵立机架中央轴套内孔、并向前行进的内层管外圆上。由于转盘是旋转的、内层管是前行的、纤维丝条是周向间隔的，所以纤维丝条是一根根紧挨呈螺旋线状缠绕在内层管外圆上。条束缠绕机是多台呈纵向间隔排列，内层管过一台条束缠绕机就缠绕一层纤维丝条，相邻的两台条束缠绕机转盘旋向互为反向，所以纤维丝条缠绕层呈正反向多层次缠绕。\n[0010] 常规设备扁带缠绕机与条束缠绕机的区别在于：缠绕机转盘上安装的是2－6个纱锭座，所以转盘上只要环周均布2－6个轴承，将纱锭座的下段轴套合在轴承内圆中，纱锭座上段轴上套合扁带纤维卷筒。扁带纤维卷筒与条束纤维卷筒一样进行放卷供内层管缠绕。\n扁带缠绕机纱锭座上套合的纤维卷筒是预浸纤维带卷筒，条束缠绕机纱锭座上套合的纤维卷筒是预浸纤维束卷筒。\n[0011] 从终端纤维结构层成型机引出的内层管外圆包裹着纤维丝条层形成的包裹管进入热烘箱进行二次热熔，热烘箱由机架、箱形体及内置电热器组成。\n[0012] 从热烘箱引出的已二次热熔的双层管进入后热塑管材挤出机进行外层管注塑。\n[0013] 从后热塑管材挤出机引出的三层成品管再进入冷却装置进行过水槽或水喷淋冷却。\n[0014] 从冷却装置引出的三层成品管被收卷机牵引卷绕在连续管卷筒上。\n[0015] 201220738914.4“一种连续纤维增强管”其结构为内层管外包裹“若干层预浸带层，预浸带层外边缘相重叠”，热熔后再注塑外管层，中层管的原材料为预浸带。它的生产线上纤维结构层成型机组就是使用扁带缠绕机组纵向间隔排列。\n[0016] 这种“连续纤维增强管”的缺陷在于：\n[0017] 1、扁带缠绕一般用于大型管，使用扁带包裹比条束包裹效率高，但包裹的螺旋角较大，螺旋角越大轴向抗拉力也越大，但管内周向承压力便小了。单独使用扁带缠绕的热塑性连续管同样直径的产品仅为一种抗拉承压档次的产品，没有中间抗拉承压档次产品，难以加強周向承压力，不能满足不同梯次、不同性价比产品的需求。\n[0018] 2、这种多层预浸纤维束包裹后进入热烘箱二次热熔时，内层比外层受热的温度低，各层的热熔度不匀，影响到产品机构强度和品质。\n[0019] 发明内容：\n[0020] 本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种纤维预浸带、束混编的热塑性连续管的生产线。\n[0021] 本发明的第一方案是：包括前热塑管材挤出机、牵引机、纤维结构层成型机组、热烘箱、后热塑管材挤出机、冷却装置、收卷机，其特征在于：纤维结构层成型机组为若干台扁带缠绕机与若干台条束缠绕机交错混编的纵向排列。\n[0022] 本发明的第二方案是：包括前热塑管材挤出机、牵引机、纤维结构层成型机组、热烘箱、后热塑管材挤出机、冷却装置、收卷机，其特征在于：纤维结构层成型机组与台数增加的热烘箱组合成若干个结构层塑化单元组合，结构层塑化单元组合由一至三台条束缠绕机与一至三台扁带缠绕机间隔交错混编的纵向排列与后续的一个热烘箱组成，在牵引机与后热塑管材挤出机之间是若干个上述结构层塑化单元组合的纵向排列。\n[0023] 本发明的优点在于：预浸纤维束缠绕螺旋角小，周向承压力大。预浸纤维带、预浸纤维条混编能兼容协调连续管轴向抗拉、周向承压要求，提高性价比，适应各种承压档次要求。同时塑化单元还提高了各纤维结构层间的二次热熔均匀度，同时也加强了连续管的抗拉承压力度。\n[0024] 附图说明：\n[0025] 图1为本发明第一方案的结构示意图。\n[0026] 图2为本发明第二方案的结构示意图。\n[0027] 图3为热塑管材挤出机的结构示意图。\n[0028] 图4为条束缠绕机的结构示意图\n[0029] 具体实施方式：\n[0030] 本发明结构的第一方案是：包括前热塑管材挤出机1、牵引机2、纤维结构层成型机组、热烘箱7、后热塑管材挤出机6、冷却装置9、收卷机8，其特征在于：纤维结构层成型机组为若干台扁带缠绕机5与若干台条束缠绕机4交错混编的纵向排列。\n[0031] 本发明的第二方案是：包括前热塑管材挤出机1、牵引机2、纤维结构层成型机组、热烘箱7、后热塑管材挤出机6、冷却装置9、收卷机8，其特征在于：纤维结构层成型机组与台数增加的热烘箱7组合成若干个结构层塑化单元组合，结构层塑化单元组合由一至三台条束缠绕机4与一至三台扁带缠绕机5间隔交错混编的纵向排列与后续的一个热烘箱7组成，在牵引机2与后热塑管材挤出机6之间是若干个上述结构层塑化单元组合的纵向排列。\n[0032] 第一方案纤维结构层成型机组中增加若干台编织机作为混编成员机。\n[0033] 第二方案并列的结构层塑化单元组合中增加由一台或纵向间隔排列的若干台编织机与后续的一个热烘箱7组成的结构层塑化单元组合，若干个这种单元组合参于牵引机2与后热塑管材挤出机6之间的纵向排列混编。\n[0034] 可在冷却装置9、收卷机8之间插入一台牵引机，加強牵引力。\n[0035] 纤维结构层成型机组为若干台扁带缠绕机5与若干台条束缠绕机4交错混编的纵向排列，可以实现预浸纤维带与预浸纤维束的混编。预浸纤维带保证了连续管轴向抗拉强度，预浸纤维束小螺旋角缠绕加大了结续管周向承压力度，二者间轴向、周向机械强度可以由二者的缠绕层数的比例来调节，实现连续管异向、多档次的不同梯次、不同性价比产品的需求。\n[0036] 将原纤维结构层成型机组分割成若干个小单元机组，分别与一台台热烘箱7组合形成结构层塑化单元的作用在于：每个小单元机组中可以是一台或少量的几台纤维结构层成型机，它只包裹了一层或少量几层纤维束后在热烘箱7内二次热熔各层受热均匀，小单元塑化后再进入下一个小单元塑化，可以是包裹一层就热熔一层，也可以是包裹少量几层再热熔少量几层，这样塑化均匀度提高、承压效果也同样提高。若是按原方法几十层全包裹后再二次热熔，内层与外层间距大受热度则有较大的温差。此外，几十层叠加二次热熔时，层与层之间的间隙会叠加产生较大的几何空间积累间隙，严重的会产生层内气泡；而单层或少量几层叠合后马上二次热熔，热熔过程也是排气、塑料密实过程，容易消除小单元内间隙；分道次逐个消除小单元内间隙，则大为缩小了这种几何空间积累间隙，加強了连续管承压力度。\n[0037] 预浸纤维束进入编织机进行网状编织，其网状编织层轴向、周向拉伸力比较均衡，所以还可以将编织机加入纤维结构层成型机组中、或是结构层塑化单元中作为混编成员机，增强编队组合的选择性。