一種鋼塑復(fù)合帶材及纏繞管的制作方法
【專利摘要】一種鋼塑復(fù)合帶材及纏繞管，包括聚乙烯材質(zhì)的帶材本體，其特征在于，所述帶材本體兩側(cè)設(shè)有凹凸搭接配合的搭接面，且在所述帶材本體中設(shè)有與帶材內(nèi)外表面平行的鋼絲網(wǎng)層，在所述帶材本體中設(shè)有若干立式鋼帶，且所述帶材本體、鋼絲網(wǎng)和立式鋼帶是通過復(fù)合擠出模具一體成型的帶狀體。帶材可以通過復(fù)合擠出成型工藝一次成型，降低成型的成本和難度，同時(shí)介紹使用該帶材進(jìn)行纏繞的復(fù)合管材，該復(fù)合管材是雙平壁管材，具有很好的內(nèi)外承壓效果。
【專利說明】一種鋼塑復(fù)合帶材及纏繞管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專利涉及給排水領(lǐng)域中使用的鋼塑復(fù)合管材，以及這種管材的帶材。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)給水管道已廣泛使用聚乙烯塑料管材，該管材由于具有長久的使用壽命、卓越的耐腐蝕性能，同時(shí)具有良好的衛(wèi)生性能，較好地解決了城鎮(zhèn)飲用水的二次污染問題，同時(shí)由于是全塑管材，管材可以采用熱熔連接方式，該種連接方式安全可靠，尤其是熱熔連接方式，其安全不滲漏得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可和使用，但由于其是全塑管材，管材的壁厚和使用壓力滿足以下關(guān)系:
[0003]管材的公稱壓力(PN)與設(shè)計(jì)應(yīng)力σ s、標(biāo)準(zhǔn)尺寸比(SDR)之間的關(guān)系為:
[0004]PN = 2 σ s/ (SDR — I).........................(I)
[0005]式中:PN與σ s的單位均為兆帕。通過此式不難看出，管材的公稱壓力和設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大允許值σ s，Mpa以及標(biāo)準(zhǔn)尺寸比SDR(管材的公稱外徑與公稱壁厚的比值，SDR = dn/en。)有關(guān)，因此人們盡可能的選擇Qs目大的材料，目前國際國內(nèi)成功開發(fā)PE100級(jí)的管材專用料，它的設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大允許值os = 8Mpa。那么如果材料一定，對(duì)于式(I)而言，如果想要使PN不變，SDR則不變，對(duì)于越大公稱外徑dn的管材，壁厚en越厚，也就是說對(duì)于較大口徑的管材，在滿足使用壓力時(shí)，管材一般壁厚較厚、用料較多，同時(shí)要求擠出機(jī)的電機(jī)功率也要非常大，包括配套的機(jī)筒、螺桿、模具、真空定型機(jī)、冷卻水箱、牽引機(jī)、切割機(jī)等一切輔助設(shè)備，總體設(shè)備造價(jià)極高，有市場分析表明，在DN ^ 450mm 口徑時(shí)，PE管材占優(yōu)勢，但高于450mm時(shí)，管材成本則相對(duì)球墨鑄鐵管高，因此，目前國內(nèi)一般做到DN含630mm以下，只有個(gè)別廠家可以做到DN = 1600mm,同時(shí)隨著管材的口徑增大，管材的價(jià)格和施工費(fèi)用也增強(qiáng)很快。同時(shí)我們根據(jù)公式(I)，也不難發(fā)現(xiàn)，要想讓管材能有更高的工作壓力，則對(duì)于純PE管材來說，壁厚就更厚，那么對(duì)于大口徑管材來講，由于管材口徑、管材的壁厚、塑料的特點(diǎn)、不圓度、下垂以及多大口徑用多大的模具等多種因素，生產(chǎn)起來是非常困難的，成本也是非常高的。雖然人民近年來開發(fā)了鋼絲網(wǎng)骨架復(fù)合管材，可以承受較高的壓力(PN=2.5MPa),而且壁厚也較薄，但該設(shè)備和生產(chǎn)聚乙烯純塑管材原理一樣，也是要先生產(chǎn)一個(gè)聚乙烯內(nèi)管，再用兩臺(tái)鋼絲纏繞設(shè)備左右螺旋纏繞在內(nèi)管上，再用一臺(tái)擠熱熔膠的機(jī)器將膠均勻的擠在聚乙烯內(nèi)管外壁和鋼絲網(wǎng)上，這里的擠熱熔膠的模具要比聚乙烯內(nèi)管要直徑要大10mm以上，同時(shí)再用一臺(tái)擠出機(jī)，擠出聚乙烯外層塑料把鋼絲網(wǎng)和聚乙烯內(nèi)管包起來，該擠出機(jī)的模具同樣也是要比生產(chǎn)出來的管材要大至少10mm以上。因此生產(chǎn)線比同樣的聚乙烯全塑生產(chǎn)線長50%以上，擠出機(jī)多兩臺(tái)，設(shè)備價(jià)格更高，目前國內(nèi)口徑最大生產(chǎn)到DN = 630mm。以上這兩管材盡管可以承受一定的內(nèi)壓，但在抗外壓能力上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，人們發(fā)明了能承受外在壓力的管材，主要是塑鋼纏繞管和鋼帶增強(qiáng)管，而且這種管材均采用纏繞工藝，管徑生產(chǎn)達(dá)到DN = 2600mm以上，但這種管材由于不承受內(nèi)壓，主要用在無壓輸送領(lǐng)域。實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種鋼塑復(fù)合帶材，這種帶材可以通過復(fù)合擠出成型工藝一次成型，降低成型的成本和難度，同時(shí)介紹使用該帶材進(jìn)行纏繞的復(fù)合管材及成型方法，該復(fù)合管材是雙平壁管材，具有很好的內(nèi)外承壓效果。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種鋼塑復(fù)合帶材，包括聚乙烯材質(zhì)的帶材本體，其特征在于,所述帶材本體兩側(cè)設(shè)有凹凸搭接配合的搭接面，且在所述帶材本體中設(shè)有與帶材內(nèi)外表面平行的鋼絲網(wǎng)層，在所述帶材本體中設(shè)有若干立式鋼帶。
[0009]進(jìn)一步地，所述帶材本體、鋼絲網(wǎng)和立式鋼帶是通過復(fù)合擠出模具一體成型的帶狀體。
[0010]進(jìn)一步地,至少一根立式鋼帶位于搭接面處的所述帶材本體中，以提高在搭接處的承載能力。
[0011]進(jìn)一步地，所述鋼絲網(wǎng)層位于搭接面所在的平面層中。
[0012]進(jìn)一步地，所述鋼絲網(wǎng)位于立式鋼帶上側(cè)且與所述立式鋼帶接觸。
[0013]進(jìn)一步地，所述立式鋼帶為均勻分布的三根或者四根。
[0014]一種鋼塑復(fù)合纏繞管，包括纏繞管本體，其特征在于，所述纏繞管本體為使用上述的鋼塑復(fù)合帶材纏繞形成的一種雙平壁實(shí)壁管材，在所述搭接面處采用熱熔膠粘接連接。
[0015]所述纏繞管本體斷面為圓形管、橢圓形管、方形管、或者多邊形管中的一種。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]1.本實(shí)用新型生產(chǎn)的鋼塑復(fù)合帶材一次成型，含有鋼絲網(wǎng)層、立式鋼帶和聚乙烯層，三者一體，使帶材具有了足夠的強(qiáng)度，而且立式鋼帶和鋼絲網(wǎng)相互輔助，使管材的耐內(nèi)壓能力和抗外壓能力得到了充分的發(fā)揮，同時(shí)一體成型效率更高；
[0018]2.生產(chǎn)管材時(shí)采用纏繞工藝，生產(chǎn)口徑最大能達(dá)到DN = 2600_，甚至更大，是目前國內(nèi)最大口徑的鋼塑復(fù)合實(shí)壁管材；
[0019]3.本實(shí)用新型由于采用纏繞工藝，生產(chǎn)設(shè)備投資小，生產(chǎn)成本低；
[0020]4.生產(chǎn)該種管材所用的帶材本體設(shè)計(jì)在搭接結(jié)構(gòu)處包含有一個(gè)立筋，搭接面經(jīng)焊接后強(qiáng)度和管材其它處一樣高；
[0021]5.管材內(nèi)外壁均為聚乙烯材料，具有聚乙烯類管材的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于復(fù)合了鋼帶及鋼絲網(wǎng)耐沖擊強(qiáng)度等作用增加明顯，管道系統(tǒng)安全性更高；
[0022]6.由于管材的外壁為平壁結(jié)構(gòu)，且管材為實(shí)壁管材，可以用在非開挖工程當(dāng)中，廣泛用于給排水領(lǐng)域；
[0023]7.由于管材內(nèi)壁也是平壁結(jié)構(gòu)，管材無論是在儲(chǔ)存還是運(yùn)輸過程中，可以采用套管方式，節(jié)約空間，降低成本；
[0024]8.由于采用了鋼塑復(fù)合結(jié)構(gòu)，尤其是鋼絲網(wǎng)層，在保證耐壓的同時(shí)，很大程序減少了聚乙烯材料的用量，管材的壁厚薄近1/2，管材的有效流通面積變大，大大的提高輸送液體的能力；
[0025]9.由于管材內(nèi)外壁均為平壁，管材的連接可以采用多種連接方式，根據(jù)壓力需要選擇不同的連接方法；
[0026]10.管材端面用同種聚乙烯材料進(jìn)行熱熔保護(hù)處理，防止端面裸露的鋼帶和鋼絲網(wǎng)銹蝕而對(duì)水造成二次污染；
[0027]11.可以采用分體制造工藝，先生產(chǎn)鋼塑復(fù)合帶材，再將帶材運(yùn)送到工地纏繞成聚乙烯管材，也可以在非開挖工程中在地下纏繞成矩形或者其它形狀的管材。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本專利的帶材樣式一。
[0029]圖2為本專利的帶材樣式二。
[0030]圖3為圖2樣式的一種變形。
[0031]圖4為圖2樣式的一種變形。
[0032]圖5擠出帶材的模具示意圖。
[0033]圖6為纏繞管斷面示意圖之一。
[0034]圖7為纏繞管斷面示意圖之二。
[0035]圖8為纏繞管斷面示意圖之三。
[0036]圖9為管材的管壁示意圖。
[0037]圖中:I帶材本體，2搭接面，3鋼絲網(wǎng)層，4鋼帶，5模具，6熱熔膠粘接連接。

【具體實(shí)施方式】
[0038]如圖5所示，通過一臺(tái)聚乙烯擠出機(jī)及專用復(fù)合擠出模具，通過將熔融塑料、鋼絲網(wǎng)和鋼帶進(jìn)行復(fù)合擠出，擠出如圖1或者圖2所示的鋼塑復(fù)合帶材。該帶材本體I兩側(cè)設(shè)有凹凸搭接配合的搭接面2，且在所述帶材本體I中設(shè)有與帶材內(nèi)外表面平行的鋼絲網(wǎng)層3，在所述帶材本體中設(shè)有三根立式鋼帶4，且至少一根立式鋼帶位于搭接面處的所述帶材本體中。這樣的復(fù)合結(jié)構(gòu)，使得帶材的強(qiáng)度、剛度和承壓性能得到保證。進(jìn)一步地還包括圖3和圖4中所示的樣式，其中的鋼絲網(wǎng)與鋼帶可以接觸也可以不接觸，都不構(gòu)成對(duì)保護(hù)范圍的限制。
[0039]熔融的聚乙烯材料進(jìn)入模具5后與鋼絲網(wǎng)、立式鋼帶進(jìn)行復(fù)合，剛剛形成的帶材通過牽引機(jī)的作用經(jīng)過冷卻水槽進(jìn)行冷卻定型進(jìn)入到下一道工序，再通過一臺(tái)纏繞擠出機(jī)，將帶材在纏繞機(jī)上進(jìn)行纏繞。
[0040]利用上述的復(fù)合帶材纏繞形成的一種雙平壁管，在所述搭接面2處采用熱熔膠粘接連接6，如圖9所示。纏繞成型的方式有兩種，下面分別進(jìn)行介紹:
[0041]一種是在工廠制作，
[0042]在工廠中使用纏繞成型機(jī)進(jìn)行纏繞作業(yè)，并在纏繞過程中要對(duì)搭接面處進(jìn)行加熱處理，同時(shí)用一臺(tái)小型擠出機(jī)擠聚乙烯熱熔膠，將搭接面焊接成一體成為鋼塑復(fù)合實(shí)壁管材，在管材的外壁還有一個(gè)滾輪，對(duì)外壁溢出的膠進(jìn)行壓平以保證外壁的平滑的。最后進(jìn)行定長切割和管口防腐處理即可。
[0043]另一種是現(xiàn)場制作,首先將鋼塑復(fù)合帶材通過一臺(tái)帶材收卷機(jī),收卷起來，放入倉庫存放，然后將帶材運(yùn)輸至工地再纏繞成所需要形狀的管材。主要針對(duì)是非開挖的管道施工中，具體的，
[0044]將纏繞設(shè)備運(yùn)至待鋪設(shè)的坑道內(nèi)，然后將帶材一端續(xù)入坑道內(nèi)，并在纏繞設(shè)備的作用下以坑道為外模進(jìn)行鋪設(shè)，在鋪設(shè)的過程中用一臺(tái)小型擠出機(jī)擠聚乙烯熱熔膠，將搭接面焊接成一體成為鋼塑復(fù)合實(shí)壁管材，在管材的內(nèi)壁還有一個(gè)滾輪，對(duì)外壁溢出的膠進(jìn)行壓平以保證內(nèi)壁的平滑的，最后形成的管材的斷面圖如圖6至圖8所示。
[0045]除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼塑復(fù)合帶材，包括聚乙烯材質(zhì)的帶材本體，其特征在于，所述帶材本體兩側(cè)設(shè)有凹凸搭接配合的搭接面，且在所述帶材本體中設(shè)有與帶材內(nèi)外表面平行的鋼絲網(wǎng)層，在所述帶材本體中設(shè)有若干立式鋼帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼塑復(fù)合帶材，其特征是，其中，至少一根立式鋼帶位于搭接面處的所述帶材本體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鋼塑復(fù)合帶材，其特征是，所述帶材本體、鋼絲網(wǎng)和立式鋼帶是通過復(fù)合擠出模具一體成型的帶狀體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋼塑復(fù)合帶材，其特征是，所述鋼絲網(wǎng)層位于搭接面所在的平面層中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋼塑復(fù)合帶材，其特征是，所述鋼絲網(wǎng)層位于立式鋼帶上側(cè)且與所述立式鋼帶接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼塑復(fù)合帶材，其特征是，所述立式鋼帶為均勻分布的三根或者四根。
7.—種鋼塑復(fù)合纏繞管，包括纏繞管本體，其特征在于，所述纏繞管本體為使用權(quán)利要求I至6中任意一項(xiàng)所述的鋼塑復(fù)合帶材纏繞形成的一種雙平壁實(shí)壁管材，在所述搭接面處采用熱熔膠粘接連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋼塑復(fù)合纏繞管，其特征是，所述纏繞管本體斷面為圓形管、橢圓形管、方形管、或者多邊形管中的一種。
【文檔編號(hào)】F16L9/16GK204083549SQ201420456735
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】張永杰 申請(qǐng)人:張永杰