一种结构壁管材及其制造方法
阅读说明：本技术 一种结构壁管材及其制造方法 (Structural wall pipe and manufacturing method thereof ) 是由 郑君豪 魏作友 陈建福 于 2021-09-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种结构壁管材及其制造方法,包括：管体,还包括螺旋缠绕在所述管体外侧壁上的缠绕管,所述缠绕管包括多个依次拼接成圆环状结构的扇形骨架,所述扇形骨架包括圆弧部、一体连接在所述圆弧部一侧的第一啮合部以及一体连接在所述圆弧部另一侧的第二啮合部,所述第一啮合部和所述第二啮合部远离所述圆弧部的一侧一体连接,所述第一啮合部上设有第一啮合条,所述第二啮合部上设有与第一啮合条配合的第二啮合条；相邻的两个所述扇形骨架中,其中一个所述扇形骨架上的所述第一啮合部与另一个所述扇形骨架上的所述第二啮合部相互啮合。相邻啮合部之间通过啮合条互相啮合,使得缠绕管在受到外力作用时不易变形,抗压能力较好。(The invention discloses a structural wall pipe and a manufacturing method thereof, wherein the manufacturing method comprises the following steps: the pipe body further comprises a winding pipe spirally wound on the outer side wall of the pipe body, the winding pipe comprises a plurality of fan-shaped frameworks which are sequentially spliced into a circular ring-shaped structure, each fan-shaped framework comprises an arc part, a first meshing part and a second meshing part, the first meshing part is integrally connected to one side of the arc part, the second meshing part is integrally connected to the other side of the arc part, one side, far away from the arc part, of each first meshing part and one side, far away from the arc part, of each second meshing part are integrally connected, a first meshing strip is arranged on each first meshing part, and a second meshing strip matched with the first meshing strip is arranged on each second meshing part; in two adjacent fan-shaped skeletons, one of them first meshing portion on the fan-shaped skeleton with another second meshing portion on the fan-shaped skeleton intermeshing. Adjacent meshing parts are meshed with each other through the meshing strips, so that the winding pipe is not easy to deform when being subjected to external force, and the pressure resistance is good.)
技术领域
本发明涉及一种管材，特别涉及一种结构壁管材，属于塑料增强管领域。
背景技术
现有技术中结构壁管材的缠绕管多数采用中空的聚丙烯肋管进行缠绕，有部分采用在中空缠绕管中增设一道加强肋的方式以此来增加整体管材的结构强度，但是在对缠绕管缠绕的过程中，具有加强肋的缠绕管中的加强肋容易变形易位，让缠绕管的性能受损，使缠绕后的结构壁管材之间强度较低，在强压下容易发生裂缝或者解体现象，且较大口径的结构壁管材在地质变化时承压压力的面积较大，更易容易被挤压坍塌变形。
为此，本案申请人于2020.09.28向国家知识产权局申请了一种大口径结构壁管材，申请号为CN202022176357.9，其授权公告号为CN212297968U，名称为"一种内肋组合加强的大口径结构壁管材"，包括若干个扇形骨架组合胶粘组合而成的圆柱形内肋结构，所述扇形骨架靠近轴心位置的一端设置有组合部，所述组合部与组合部之间接触的位置采用朝向轴心的圆弧结构过渡并且构成类圆形空腔，圆弧过渡结构的末端即远离轴心的一端连接有贴合部，所述贴合部远离组合部的一端设置有缠绕部，所述缠绕部与所述缠绕部之间通过贴合部连接在一起并且组合为类圆形结构，所述圆柱形内肋结构用于缠绕在管体的外圆周面。
采用这种圆柱形内肋结构，让结构壁管材在缠绕完成后整体的密封性和强度得到提高，然而这种结构壁管材使用的扇形骨架之间是通过黏胶粘合的，在受到外力作用时容易变形，其抗压能力有待进一步提高。
鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不易变形且抗压能力较好的结构壁管材。
为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：
一种结构壁管材，包括：管体，其特征在于，还包括螺旋缠绕在所述管体外侧壁上的缠绕管，所述缠绕管包括多个依次拼接成圆环状结构的扇形骨架，所述扇形骨架包括圆弧部、一体连接在所述圆弧部一侧的第一啮合部以及一体连接在所述圆弧部另一侧的第二啮合部，所述第一啮合部和所述第二啮合部远离所述圆弧部的一侧一体连接，所述第一啮合部上设有第一啮合条，所述第二啮合部上设有与所述第一啮合条配合的第二啮合条；所述扇形骨架展开成平面后所述第一啮合条的长度方向与所述第一啮合部的长度方向相同，所述第二啮合条的长度方向与所述第二啮合部的长度方向相同，相邻的两个所述扇形骨架中，其中一个所述扇形骨架上的所述第一啮合部与另一个所述扇形骨架上的所述第二啮合部相互啮合。
进一步的，所述圆弧部上还设有与所述缠绕管的轴线垂直布置的加强筋。
进一步的，所述缠绕管展开成直线后，所述缠绕管在位于相邻两个所述扇形骨架之间的位置处形成有长槽。
进一步的，所述缠绕管展开成直线后，所述缠绕管中的各个所述扇形骨架呈螺旋状布置，相邻的两个所述扇形骨架中的所述圆弧部之间相互贴合。
进一步的，同一个所述缠绕管中，所述缠绕管中部形成十字型空腔。
进一步的，同一所述扇形骨架中，所述圆弧部、所述第一啮合部和所述第二啮合部依次围绕形成空腔。
进一步的，所述管体外部绕设有聚乙烯层。
一种结构壁管材的制造方法，包括以下步骤：
S1:骨架成型：通过具有扇形模具的波纹管挤出机挤出扇形骨架，所述扇形骨架包括圆弧部、一体连接在所述圆弧部一侧的第一啮合部以及一体连接在所述圆弧部另一侧的第二啮合部，所述第一啮合部和所述第二啮合部远离所述圆弧部的一侧一体连接，所述第一啮合部上设有第一啮合条，所述第二啮合部上设有与所述第一啮合条配合的第二啮合条；
S2：骨架拼接：将两个以上的所述扇形骨架呈圆环状依次拼接，相邻的两个所述扇形骨架中，其中一个所述扇形骨架上的所述第一啮合条与另一个所述扇形骨架上的所述第二啮合条相互啮合，获得缠绕管；
S3：骨架旋转：将所述缠绕管的一端固定，以所述缠绕管的轴线为轴线将所述缠绕管的另一端进行扭转，所述缠绕管的扭转角度与所述缠绕管的长度成正比；
S4：缠绕管定型：使用热风枪烘烤已旋转过的所述缠绕管，烘烤温度范围为100-110℃，烘烤时间为3-4分钟，烘烤完再进行冷却定型；
S5：缠绕管定型后包膜：将定型后的所述缠绕管接入包膜挤出机，通过包膜挤出机挤出的包覆膜将所述缠绕管包覆；
S6:将包膜后的所述缠绕管螺旋缠绕在管体的外侧壁上，形成结构壁管材。
进一步的，所述冷却定型方式为自然冷却。
进一步的，所述缠绕管的扭转角度与所述缠绕管的长度比例为360°-450°：1。
通过采用前述设计方案，本发明的有益效果是：通过多个带有第一啮合条和第二啮合条的扇形骨架组合成缠绕管，相邻啮合部之间通过啮合条互相啮合，使得缠绕管在受到外力作用下，内部不容易产生变形，抗压能力较好。
缠绕管中的各个扇形骨架呈螺旋状相互啮合，一方面增强扇形骨架之间的相互作用使其不易散开，另一方面减小缠绕管整体结构的挠度即增加了缠绕管整体结构的刚度。
使用本发明的结构壁管材螺旋缠绕在管体上，使管体抵抗外部压力和内部压力的能力都得到极大的提高，管体的整体性能得到大大提升。
附图说明
图1为本发明提供的缠绕管缠绕在管体的结构示意图。
图2为本发明提供的扇形骨架横截面的结构示意图。
图3为本发明提供的缠绕管横截面的结构示意图。
图4为本发明提供的扇形骨架的立体结构示意图。
图5为本发明提供的缠绕管展开成直线的立体结构示意图。
图6为本发明提供的缠绕管展开成直线后各个扇形骨架呈螺旋状的立体结构示意图。
图7是本发明提供的缠绕管包膜后的的横截面示意图。
图8是本发明提供的扇形模具的结构示意图。
图中：
1-管体； 2-扇形骨架；
21-圆弧部； 22-第一啮合部；
23-第二啮合部； 211-加强筋；
221-第一啮合条； 231第二啮合条；
3-缠绕管； 4-扇形模具；
41-圆弧成型部； 42-第一啮合成型部；
43-第二啮合成型部； 5-长槽。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种结构壁管材，包括：管体1和扇形骨架2，四个扇形骨架2呈圆环状依次拼接形成缠绕管3，缠绕管3螺旋缠绕在管体1外侧壁上，圆环状结构就是缠绕管3的结构。
如图2所示，扇形骨架2展开成平面后，扇形骨架2包括圆弧部21，圆弧部21的两端分别连接有第一啮合部22和第二啮合部23，第一啮合部22与第二啮合部23的长度相同，第一啮合部22与第二啮合部23远离圆弧部21的一侧相连；圆弧部21、第一啮合部22与第二啮合部23为一体成型，圆弧部21、第一啮合部22和第二啮合部23两两之间的连接处均具有倒圆角，扇形骨架2的内部形成有扇形空腔，抗压效果更强，在受到压力时结构之间更不容易发生解体。
如图3、图4和图5所示，缠绕管3展开成直线后，圆弧部21远离扇形空腔的一侧具有与缠绕管3的轴线垂直布置且间距相同的加强筋211，第一啮合部22远离扇形空腔的一侧设置有第一啮合条221，第二啮合部23远离扇形空腔的一侧设置有与第一啮合条221配合的第二啮合条231；扇形骨架2上的第一啮合条221的长度方向与所述第一啮合部22的长度方向相同，第二啮合条231的长度方向与第二啮合部23的长度方向相同，相邻的两个扇形骨架2中，其中一个扇形骨架2上的第一啮合部22上的第一啮合条221与另一个扇形骨架2上的第二啮合部23上的第二啮合条231相互啮合，四个扇形骨架2之间通过第一啮合部22与第二啮合部23相互啮合的方式，依次拼接形成缠绕管3；各个扇形骨架2之间相互啮合，在缠绕管3中部形成有十字形空腔，缠绕管3在受到外部压力时，十字形空腔具有缓冲、减小压力的作用；多个啮合部对整个缠绕管3起到支撑的作用。相邻两个扇形骨架2之间的第一啮合条221和第二啮合条231互相啮合，使得缠绕管3在受到外力时，各个扇形骨架之间不容易发生错位；由于本实施例中第一啮合条221和第二啮合条231并没有布满整个第一啮合部22和第二啮合部23，所以相邻的两个扇形骨架2中的圆弧部21之间，即相邻的两个扇形骨架2之间靠近缠绕管3外侧面的部分具有长槽5，长槽5的长度方向与缠绕管3的长度方向相同。
如图6所示，为了更好的提高缠绕管的整体抗压能力，缠绕管3展开成直线后，缠绕管3中的各个所述扇形骨架2呈螺旋状相互啮合，相邻的两个扇形骨架2中的圆弧部21之间的长槽5被消除，即相邻的两个扇形骨架2之间靠近缠绕管3外侧面的部分相互贴合，这样一方面增强扇形骨架2之间的相互作用使其不易散开，另一方面减小缠绕管3整体的挠度即增加了缠绕管3整体的刚度。
本发明实施例中结构壁管材的制造方法，包括如下步骤：
S1，骨架成型：使用具有如图8所示的扇形模具4的波纹管挤出机挤出如图4所示的扇形骨架2，扇形骨架2包括圆弧部21、一体连接在圆弧部21一侧的第一啮合部22以及一体连接在圆弧部21另一侧的第二啮合部23，第一啮合部22和第二啮合部23远离圆弧部21的一侧一体连接，第一啮合部22上设有第一啮合条221，第二啮合部23上设有与第一啮合条221配合的第二啮合条231；
S2，骨架拼接：将挤出的四个扇形骨2架呈圆环状依次拼接，两个相邻的扇形骨架2中，其中一个扇形骨架2上的第一啮合条221与另一个扇形骨架2上的第二啮合条231相互啮合，拼接后获得如图5所示的缠绕管3；
S3，缠绕管旋转：将所述缠绕管的一端固定，以所述缠绕管的轴线为轴线将所述缠绕管的另一端进行扭转，所述缠绕管的扭转角度与所述缠绕管的长度的比例为360°-450°：1，获得如图6所示的旋转后的缠绕管3；
S4，旋转后定型：使用热风枪烘烤已旋转过的缠绕3管，烘烤温度范围为100-110℃，烘烤时间为3-4分钟，烘烤完再进行自然冷却定型，获得定型后的已旋转过的缠绕管3；
S5，定型后包膜：将定型后的缠绕管3接入包膜挤出机(图中未示出)，通过包膜挤出机挤出的包覆膜将缠绕管3包覆，包膜后的缠绕管3的横截面如图7所示。
S6，将包膜后的缠绕管3螺旋缠绕在管体1的外侧壁上，形成如图1所示的结构壁管材。
包膜挤出机为现有的市场上能购买到的常规的圆形包膜挤出机，在此不再赘述。
缠绕管3包覆膜后螺旋缠绕在管体1的外侧壁上，螺距可以根据不同环刚度需求来调整，在此不做限定；根据环刚度需求的不同，可选择在已缠绕缠绕管3的管体1上再缠绕一层聚乙烯层，用以提高整个结构壁管材的强度与刚度。
需要说明的是，本发明的扇形骨架2是由常规的波纹管挤出机使用通过如图8所示的扇形模具4挤出形成，波纹管挤出机具有往模具里注入材料的注入管(图中未示出)，扇形模具4分为两部分，这两部分分别呈环形布置在波纹管挤出机的两侧，两部分拼合起来形成中间具有扇形模腔的扇形模具4，扇形模具4具有圆弧成型部41、第一啮合成型部42和第二啮合成型部43；扇形模具的挤出步骤为：将材料加入注入管中，再由注入管从波纹管挤出机的入口注入扇形模具4中，此时波纹管挤出机带动模具开始工作，分别布置在波纹管挤出机两侧的扇形模具4同时呈环形开始做往复运动，扇形模具4由两侧向中间闭合并将成型好的扇形模具4从波纹管挤出机的出口送出；波纹管挤出机构为本领域的公知技术，具体细节在此不再详述。
本发明的实施例中，缠绕管3是由四个扇形骨架2组成，相邻两个扇形骨架2之间的第一啮合部22的延长线夹角为九十度，也可以采用三个扇形骨架2组合成，相邻两个扇形骨架2之间的第一啮合部22的延长线夹角为一百二十度，也可采用五个扇形骨架2组合成，相邻两个扇形骨架2之间的第一啮合部22的延长线夹角为七十二度，采用不同的组合个数时扇形模具4要根据需要调整成相应的模具形状；扇形骨架2可以采用不同的组合个数，只要能以相同的组合方式达到提高结构壁管材的耐压效果即可。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。