具体实施方式

本发明公开了一种钢骨架聚烯烃管道的生产装置，如图3所示，所述生产装置包括呈流水线依次设置的管材内层挤出机1、第一定型装置2、第一冷却装置3、第一牵引装置4、行星辊压缠绕机5、行星钢带排列机6、行星钢带定型机7、加热装置8、管外层包覆挤出机9、第二定型装置10、第二冷却装置11、第二牵引装置12、切割装置13和翻管架14。

其中，所述管材内层挤出机1用于挤出管材内层405；

所述第一定型装置2用于对挤出的管材内层405进行定型；

所述第一冷却装置3用于对定型后的管材内层405进行冷却；

所述第一牵引装置4用于将管材内层405牵引至后续生产装置；

所述行星辊压缠绕机5用于将钢带滚压缠绕在所述管材内层405的外壁上；

所述行星钢带排列机6用于对缠绕在管材内层405上的钢带进行排列；

所述行星钢带定型机7用于对排列好的钢带进行进一步定型；

所述加热装置8用于对消除所述钢带上的应力；

所述管外层包覆挤出机9用于对缠绕钢骨架的管材内层进行包覆；

所述第二定型装置10用于对管材外层进行定型；

所述第二冷却装置11用于对管材外层进行冷却；

所述第二牵引装置12用于将加工好的聚烯烃管材牵引至切割装置13进行切割。

以下分别对部分结构进行详细描述。

1、行星辊压缠绕机5

如图4-图7和图4-A所示，所述行星辊压缠绕机5包括第一机架102和设置在第一机架102上的缠绕单元、钢带调速单元、上料单元。各单元具体结构描述如下：

1.1.缠绕单元

所述缠绕单元包括第一行星转盘117、驱使第一行星转盘117绕其中心轴C自转的缠绕驱动、上压辊106、下压辊114和驱使上压辊106和下压辊有速度差从而传送待缠绕钢带的钢带驱动。所述第一行星转盘117中心部分开设有管材内层405可同轴穿过的第一内孔。

具体的，所述上压辊106和下压辊114组成压辊组件，多组压辊组件设置在所述第一行星转盘117上，待缠绕的管材内层405穿过所述行星辊压缠绕机5中心的第一内孔，且所述管材内层405与所述第一行星转盘117同轴设置。

所述缠绕驱动包括安装在第一机架102上的第一转盘驱动电机108，所述第一行星转盘117通过转盘回转支承107设置在第一机架102上，且同轴固定连接有支承外齿轮119，所述第一转盘驱动电机108的输出端的齿轮与所述支承外齿轮119啮合连接。

具体的，所述第一转盘驱动电机108安装在第一机架102的外圆筒111上，所述第一行星转盘117通过转盘回转支承107与所述第一机架102活动连接，所述第一行星转盘117同轴固定连接有支承外齿轮119，所述第一转盘驱动电机108输出端的齿轮与所述支承外齿轮119啮合连接，第一行星转盘117在第一转盘驱动电机108的作用下绕中心轴C转动。所述第一转盘驱动电机108转动，带动所述支承外齿轮119转动，从而带动与支承外齿轮119同轴固定连接的第一行星转盘117转动。

所述钢带驱动包括设置在第一机架102上的第二调速齿轮109，所述第二调速齿轮109与上压辊106或下压辊114上对应的压辊齿轮啮合，所述第二调速齿轮109与第一行星转盘117同轴设置且存在转速差，实现上压辊106或下压辊114自转从而传送钢带。具体地说，所述下压辊114与下压辊齿轮118通过下压辊轴同轴设置，所述上压辊106和下压辊轴分别对应通过上压辊轴承121和下压辊轴承122固定在第一行星转盘117上。在该方案中，第二调速齿轮109与下压辊齿轮118啮合实现下压辊114的自转。待缠绕的钢带在所述钢带驱动的作用下，依次进入多组压辊组件中，最终缠绕在所述管材内层405的外壁上。

进一步地，作为钢带驱动的第二调速齿轮109可以固定在第一机架102上，为了改变钢带的传送速度，还可以设置调整第二调速齿轮109转速的钢带调速单元。

优选的，如图7和图8所示，缠绕单元还包括通过对应轴承设置在第一行星转盘117上的导向轮116和变径辊120。所述导向轮116用于将待缠绕的钢带导向至临近的压辊组件中进行传送，具体的，钢带的缠绕方式为滚压缠绕；所述变径辊120用于改变钢带辊压成型圆弧的半径。图7中虚线所代表的是钢带，钢带在钢带调速单元的作用下经过导向轮116后依次进入环形设置在第一行星转盘117上的压辊组件中，最终在变径辊120的作用下，将钢带一圈圈的缠绕在管材内层的外壁上。

1.2钢带调速单元

如图4、图5、图6所示，所述钢带调速单元包括连接管道112、所述第二调速齿轮109同轴固定在连接管道112的一端，所述连接管道112的另外一端同轴固定有第一调速齿轮113，与第一调速齿轮113同侧安装于所述第一机架102的压辊调速电机115；所述压辊调速电机115的输出端上的齿轮与所述第一调速齿轮113啮合连接。

连接管道112通过驱动齿轮支承110安装在所述第一机架102上。

所述钢带调速单元的原理为：设置在第一行星转盘117上的压辊组件绕第一行星转盘117的中心轴C转动，即可定义为公转。

当第二调速齿轮109固定在第一机架102上时，由于第一行星转盘117与第二调速齿轮109之间有转速差，下压辊齿轮118与第二调速齿轮109啮合，下压辊齿轮118绕第二调速齿轮109公转带动下压辊齿轮118旋转，从而使得与下压辊齿轮118同轴连接的下压辊114自转。

当第二调速齿轮109通过钢带调速单元设置在第一机架102上，压辊调速电机115使得第二调速齿轮109有一定的转速，从而调整与第一行星转盘117之间的转速差，即对应调节下压辊114自转速度。具体的，当所述第二调速齿轮109旋转方向与所述第一行星转盘117的旋转方向一致时，所述下压辊114减速；旋转方向相反时所述下压辊114加速。

1.3.上料单元

所述上料单元包括顶料气缸101、顶料机构103和设置在第一行星转盘117上的钢带上料区104和钢带储料区105；

所述钢带上料区104设置在钢带储料区105内且靠近顶料机构103的一侧，所述钢带储料区105的另一侧上端部设置有限位辊123；

顶料气缸101驱使所述顶料机构103沿着垂直于第一行星转盘117板面的方向来回移动，所述顶料机构103包括两个工位，第一工位是位于所述钢带上料区104外侧，第二工位位于钢带上料区104上方，从第一工位运动到第二工位时，将卷在钢带上料区104的钢带推送到限位辊123下方处的钢带储料区105内。

所述上料单元即可将位于生产装置外的钢带首先缠绕到钢带上料区104上，钢带上料区104上的钢带缠绕到设定厚度后，顶料机构103将钢带卷推送到钢带储料区105内，其中钢带卷最外层的端部与钢带上料区104上的钢带连接，从而实现了不停机的状态下持续送料。

2、行星钢带排列机

如图9所示，所述行星钢带排列机6包括第二机架201、第二转盘驱动电机202、传动链条203、压紧轮204、钢带排列导向轮205、用于将钢带定型在管材内层405上的定型压轮组206、轮支架207、第二行星转盘208、转盘支承209和转盘驱动齿轮210。

所述第二行星转盘208通过转盘支承209设置在所述第二机架201上，所述第二转盘驱动电机202通过轮支架207固定设置在所述第二机架201上。所述第二行星转盘208中心部分开设缠绕有钢带的管材内层405可穿过的第二内孔。

所述第二转盘驱动电机202通过传动链条203与所述转盘驱动齿轮210连接，所述转盘驱动齿轮210与所述第二行星转盘208同轴连接，在所述第二转盘驱动电机202的作用下，所述第二行星转盘208匀速转动。

所述压紧轮204、钢带排列导向轮205、定型压轮组206通过多个轮支架207安装在所述第二行星转盘208上。

行星钢带排列机6的工作原理如下：缠绕有钢骨架的管材内层405在牵引机的作用下穿过第二内孔，所述压紧轮204、钢带排列导向轮205和定型压轮组206在第二行星转盘208转动过程中绕管材内层405外壁做圆周运动。所述钢带排列导向轮205和所述压紧轮204设置在所述第二行星转盘208的左侧，通过调节钢材内层405的移动速度和第二行星转盘208的转动速度，所述钢带排列导向轮205可调节钢带缠绕所述管材内层上的排列间隔。通过调节所述压紧轮204的轮支架，控制所述压紧轮与所述钢带之间的距离。经过钢带排列导向轮205调整后，将钢带均匀的压实在所述管材内层405上。所述定型压轮组206设置在所述第二行星转盘208的右侧，通过同样的原理对钢带进行二次排列和压紧，进一步保证钢带缠绕的施工质量。

进一步的，所述轮支架207可以上下调节，以此适应不同直径管材的加工范围。

3、行星钢带定型机

如图10所示，所述行星钢带定型机包括第三轮支架302，第三传动链条306，第三驱动电机308，第三机架301，第三定型压轮组304，第三行星转盘303，第三转盘支承305和第三转盘驱动齿轮307。所述第三行星转盘303中心部分开设经过加工后的管材可穿过的第三内孔。

所述第三行星转盘303通过第三转盘支承305固定在所述第三机架301上，所述第三转盘驱动电机308通过支架固定设置在所述第三机架301上。

所述第三转盘驱动电机308通过第三传动链条306与所述第三转盘驱动齿轮307连接，所述第三转盘驱动齿轮307与所述第三行星转盘303同轴连接，在所述第三驱动电机308的作用下，所述第三行星转盘303绕管材中心轴转动。所述第三定型压轮组304通过多个第三轮支架302安装在所述第三行星转盘303上。

所述行星钢带定型机的工作原理与所述行星钢带排列机的工作原理相同，通过多组第三定型压轮组304进一步保证钢带缠绕的施工质量。

进一步的，第三轮支架302为固定第三定型压轮组304所用，所述第三轮支架302可调整以适应不同直径管材的加工范围。

在发明还公开了一种使用上述实施例生产的钢骨架聚烯烃管道，所述钢骨架聚烯烃管道包括管材内层405、钢骨架407和管材外层406。所述钢骨架407位于所述管材内层405和管材外层406之间。其中，管材内层405和管材外层406使用聚烯烃材料。示例性的，聚烯烃材料为聚乙烯、聚丙烯等可塑性聚合物。

示例性的，所述钢骨架407由缠绕在所述管材内层405外侧的钢带实现。所述管材外层406包覆在所述钢骨架407外侧；所述钢骨架407两面包覆粘接材料。通过粘接材料使得所述管材内层405和管材外层406与所述钢骨架407连接更加紧密。

所述钢带根据管材的使用场合使用不同几何结构的钢带，承受内压的管材为带多孔的异形结构的钢带，承受外压的管材使用无孔带加强立筋结构的钢带；如管材同时承受内外压力可将两种结构叠加使用。钢带的结构包括多个实施方式，具体如下：

实施例1

如图1所示，所述钢骨架407为带多孔异形结构的钢带，孔的设置加强所述粘接材料的效果，使钢带与塑料管材粘合的更加紧密，管材外层406包覆时，熔融的塑料通过钢带上的多孔结构将所述管材内层405、钢骨架407和管材外层406连接为一个整体结构，增强了所述管材内层405、钢骨架407和管材外层406之间连接的紧密性。

进一步的，所述钢骨架407的形状为“凸字形”，“凸字形”可以增加管材径向承载能力。所述钢骨架407上等距离设置凸起，后一圈的钢骨架407压住前一圈的钢骨架407的一部分，使得上面钢骨架407的凸起与下面钢骨架407的凸起形状位置相匹配。利用钢骨架407本身对钢骨架407位置进行固定，使钢骨架407增强层更加牢固可靠。

实施例2

如图2所示，所述钢骨架407为无孔带加强筋结构的钢带。所述钢骨架407使得聚烯烃管道能够具备较强的径向承压能力，并且由于采用粘接材料使得所述管材内层405、钢骨架407和管材外层406形成一个整体结构，管道轴向无粘接点，避免了缠绕类成型管材因粘接点过多存在开胶开裂的风险。因管材的内外层均为一次挤出成型将钢骨架407完全包覆在管材内部形成整体，有效解决因两种不同材料因收缩率不同导致应力开裂的问题。通过增加钢骨架407增强，解决了纯塑管径向承载力小，变形等问题，尤其是在较大口径的管材表现更为显著。

实施例3

为了达到更好的效果，在管材外层406和管材内层405之间设置多层钢骨架407。示例性的，多孔异形结构的钢带靠近所述管材内层405设置，将内压力进行分散，达到更好的抗内压效果。无孔带加强筋结构的钢带靠近所述管材外层406设置，进一步加强管材的抗外压效果。

值得说明的是，本发明中所提到的钢骨架407并不仅限于与钢带这一种材质，也适用于其他具有一定硬度的增强结构。

本发明还公开了一种钢骨架聚烯烃管道的生产方法，所述钢骨架聚烯烃管道的生产方法具体包括以下步骤：

S1：使用挤出机生产管材内层，进行定型冷却；

S2：将表层涂有粘接材料的多孔钢带进行辊压弯曲，缠绕在管材内层外壁；

S3：对所述多孔钢带进行加热，加热多孔钢带能够在软化粘接材料的同时也能消除所述多孔钢带应缠绕而产生的应力；在加热好的钢带外壁包覆管道外层，使得软化后的粘接材料能够通过多孔结构将管道内层和管道外层连接成一个整体，并能够表面包覆粘接材料；

S4：对缠绕多孔钢带的管材内层进行包覆。

S5：对包覆后的管材内层进行冷却定型。

所述管材内层和管材外层一体成型，并且由于粘接材料通过孔洞直接将管材外层、多孔钢带和管材内层粘接在一起，全程没有使用焊接，使得三者粘接更加牢固。

进一步的，本发明实施例中的钢带并不仅限于钢这一种材质，也可以是其他的硬质结构。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。