一种叠筋增高高筋波纹缠绕管及制造方法
阅读说明：本技术 一种叠筋增高高筋波纹缠绕管及制造方法 (Laminated rib heightening high-rib corrugated winding pipe and manufacturing method thereof ) 是由 戴爱芳 于 2020-12-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种叠筋增高高筋波纹缠绕管由管材本体和螺旋缠绕并经熔胶粘合于其上的中空加强筋构成,中空加强筋由中空底筋和中空增高筋叠加粘合而成,中空底筋和中空增高筋均由冷却定形后的异型单壁波纹管包覆热熔胶形成；所述中空底筋的底部与管材本体以及中空底筋顶部与中空增高筋的底部均通过包覆的热熔胶在成形过程中自相粘合。本发明还公开制造这类管材的方法。本方案采用常用规格的异型单壁波纹管相叠加的结构和方法,无需特制大规格的异型单壁波纹管,在无需改变现有模具、设备、厂房的情况下就可大幅增加波纹(高筋)的高度,使得经济性地制造大口径高环刚度管道成为可行；本方案的波纹缠绕管制造方法能够有效提高生产效率,节约生产成本,极具市场竞争力。(The invention discloses a rib-stacked heightening high-rib corrugated winding pipe which is composed of a pipe body and a hollow reinforcing rib which is spirally wound and adhered to the pipe body through a melt adhesive, wherein the hollow reinforcing rib is formed by stacking and adhering a hollow bottom rib and a hollow heightening rib, and the hollow bottom rib and the hollow heightening rib are formed by coating the melt adhesive on a special-shaped single-wall corrugated pipe which is cooled and shaped; the bottom of the hollow bottom rib and the pipe body as well as the top of the hollow bottom rib and the bottom of the hollow increasing rib are bonded by the coated hot melt adhesive in the forming process. Methods of making such pipes are also disclosed. The scheme adopts a structure and a method for superposing the special-shaped single-wall corrugated pipes with common specifications, special-made large-size special-shaped single-wall corrugated pipes are not needed, and the height of the corrugations (high ribs) can be greatly increased under the condition of not changing the existing moulds, equipment and plants, so that the economical manufacture of large-caliber high-ring-stiffness pipelines becomes feasible; the manufacturing method of the corrugated winding pipe can effectively improve the production efficiency, saves the production cost and has great market competitiveness.)
技术领域
本发明涉及塑料管道技术，尤其是塑料结构壁管，具体是一种叠筋增高高筋波纹缠绕管以及这类管道的制造方法。
背景技术
塑料缠绕管是通过挤出的塑料带材，于缠绕设备上螺旋缠绕而成形的管道，大量的运用在埋地排水、排污等工程项目中。因为这类管道需要埋于地下深层，因此，管道的承压环刚度(抗外压强度)对于管道而言十分重要，而波纹缠绕管正是由于具有在经济的材料成本下提高环刚度而得以非常广泛的运用。
本发明人曾独创有采用将异型单壁波纹管(以PP材质制成的可单向弯曲的中空波纹管，如附图6所示的管材，也可以采用比PE材质软化温度高的其他塑料材质制成的异型单壁波纹管)缠绕粘合于管材本体上制备塑料波纹缠绕管。但在制造大口径管需要更强的管道承压环刚度时，若要经济性地提高其抗外压强度，除提高材料力学性能外，从结构上说主要是提高管材波纹的高度，也就是说要使用到更大规格(更大尺寸)的异型单壁波纹管以形成更高的波纹，这在技术上会存在以下问题：1、因异型单壁波纹管需要提前制备并上卷绕架，置于管材成形设备旁供管材制造时使用，增大异型单壁波纹管的规格将导致厂房空间、储存空间及卷绕架的规格很难满足生产要求；2、制备大规格异型单壁波纹管的工艺难度远大于小规格的异型单壁波纹管，需要重新开发专用模具和配套设备，成本成倍增加；3、大规格的异型单壁波纹管其内应力相较于小规格异型单壁波纹管强许多，这就导致缠绕难度增大，且与管材本体的结合稳定性较差。
本发明是针对上述现有技术中所存在的诸多问题，提供了一种独特结构的叠筋增高高筋波纹缠绕管及相应的制造方法，尤其是针对大口径的塑料波纹缠绕管。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种无需扩大异型单壁波纹管规格就能获得增高高筋以提高环刚度的波纹缠绕管。
为实现该技术目的，本发明的方案是：一种叠筋增高高筋波纹缠绕管，所述缠绕管由管材本体和螺旋缠绕并经熔胶粘合于其上的中空加强筋构成，其中，管材本体由带状热塑片材螺旋缠绕搭接粘合而成，所述中空加强筋由中空底筋和中空增高筋叠加粘合而成，中空增高筋叠加粘合于中空底筋之上；所述中空底筋和中空增高筋均由冷却定形后的异型单壁波纹管包覆热熔胶形成；所述中空底筋的底部与管材本体通过包覆的热熔胶在成形过程中自相粘合，所述中空底筋顶部与中空增高筋的底部亦通过包覆的热熔胶在成形过程中自相粘合。
作为优选的，所述中空底筋和中空增高筋均为一条异型单壁波纹管包覆热熔胶形成；所述异型单壁波纹管的横截面为中空腔结构，其上部和下部为波纹结构，左右两侧于上部和下部相结合的部位平滑无波纹。
作为优选的，所述中空底筋为一条异型单壁波纹管包覆热熔胶形成；所述中空增高筋由至少两条异型单壁波纹管经熔胶侧向相邻粘合后包覆热熔胶形成；所述异型单壁波纹管的横截面为中空腔结构，其上部和下部为波纹结构，左右两侧于上部和下部相结合的部位平滑无波纹。
作为优选的，所述中空底筋由至少两条异型单壁波纹管经熔胶侧向相邻粘合后包覆热熔胶形成；所述中空增高筋为一条异型单壁波纹管包覆热熔胶形成；所述异型单壁波纹管的横截面为中空腔结构，其上部和下部为波纹结构，左右两侧于上部和下部相结合的部位平滑无波纹。
作为优选的，所述中空底筋由至少两条异型单壁波纹管经熔胶侧向相邻粘合后包覆热熔胶形成；所述中空增高筋由至少两条异型单壁波纹管经熔胶侧向相邻粘合后包覆热熔胶形成；所述异型单壁波纹管的横截面为中空腔结构，其上部和下部为波纹结构，左右两侧于上部和下部相结合的部位平滑无波纹。
为了便于叠加时的定位对位，所述中空底筋顶部构造为横截面呈中部凹进或凸起的结构，中空增高筋的底部亦相应的构造为横截面呈中部凸起或凹进的结构用以匹配中空底筋的顶部。
作为优选的，所述异型单壁波纹管均采用PP材质，所述带状热塑片材和包覆热熔胶均采用PE材质。
此外，本发明还提供制造这类波纹缠绕管的方法。
具体的方法方案之一：一种叠筋增高高筋波纹缠绕管的制造方法，该波纹缠绕管的中空底筋具有一条PP异型单壁波纹管，中空增高筋具有两条PP异型单壁波纹管，所述带状热塑片材和包覆热熔胶均采用PE材质，具体以如下方法制造：利用PP异型单壁波纹管制备设备制备出一条用于中空底筋的异型单壁波纹管和两条用于中空增高筋的异型单壁波纹管；通过PE塑料挤出设备的挤出模头挤出高温柔性的带状热塑片材经由管材成形设备螺旋缠绕形成管材本体，于此同时，在管材成形设备旁逐步将用于中空底筋的异型单壁波纹管用热熔PE进行整体包覆，以及逐步将用于中空增高筋的两条异型单壁波纹管通过热熔PP胶侧向粘合后用热熔PE进行整体包覆；在用于包覆的热熔PE、热熔PP胶和管材本体均尚未冷却之前，先将包覆好的中空底筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于管材本体上自相粘合，再将包覆好的中空增高筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于中空底筋上自相粘合。
具体的方法方案之二：一种叠筋增高高筋波纹缠绕管的制造方法，该波纹缠绕管的中空底筋具有两条PP异型单壁波纹管，其中空增高筋具有一条PP异型单壁波纹管，所述带状热塑片材和包覆热熔胶均采用PE材质，具体以如下方法制造：利用PP异型单壁波纹管制备设备制备出两条用于中空底筋的异型单壁波纹管和一条用于中空增高筋的异型单壁波纹管；通过PE塑料挤出设备的挤出模头挤出高温柔性的带状热塑片材经由管材成形设备螺旋缠绕形成管材本体，于此同时，在管材成形设备旁逐步将用于中空底筋的两条异型单壁波纹管通过热熔PP胶侧向粘合后用热熔PE进行整体包覆，以及逐步将用于中空增高筋的异型单壁波纹管用热熔PE进行整体包覆；在用于包覆的热熔PE、热熔PP胶和管材本体均尚未冷却之前，先将包覆好的中空底筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于管材本体上自相粘合，再将包覆好的中空增高筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于中空底筋上自相粘合。
具体的方法方案之三：一种叠筋增高高筋波纹缠绕管的制造方法，该波纹缠绕管的中空底筋和中空增高筋都具有两条PP异型单壁波纹管，所述带状热塑片材和包覆热熔胶均采用PE材质，具体以如下方法制造：利用PP异型单壁波纹管制备设备制备出两条用于中空底筋的异型单壁波纹管和两条用于中空增高筋的异型单壁波纹管；通过PE塑料挤出设备的挤出模头挤出高温柔性的带状热塑片材经由管材成形设备螺旋缠绕形成管材本体，于此同时，在管材成形设备旁逐步将用于中空底筋的两条异型单壁波纹管通过热熔PP胶侧向粘合并用热熔PE进行整体包覆，以及逐步将用于中空增高筋的两条异型单壁波纹管通过热熔PP胶侧向粘合后用热熔PE进行整体包覆；在用于包覆的热熔PE、热熔PP胶和管材本体均尚未冷却之前，先将包覆好的中空底筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于管材本体上自相粘合，再将包覆好的中空增高筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于中空底筋上自相粘合。
本发明的有益效果是：本方案采用常用规格的异型单壁波纹管相叠加的结构和方法，无需特制大规格的异型单壁波纹管，在无需改变现有模具、设备、厂房的情况下就可大幅增加波纹(高筋)的高度，使得经济性地制造大口径高环刚度管道成为可行；本方案的波纹缠绕管制造方法能够有效提高生产效率，节约生产成本，极具市场竞争力。
附图说明
图1为本发明的塑料缠绕管之立体结构图；
图2为本发明实施例一的中空加强筋横截面示意图；
图3为本发明实施例二的中空加强筋横截面示意图；
图4为本发明实施例三的中空加强筋横截面示意图；
图5为本发明实施例四的中空加强筋横截面示意图；
图6为本发明中异型单壁波纹管具体实施例的结构示意图。
其中：1.管材本体、2.中空加强筋、3.异型单壁波纹管、4.PE熔胶包覆层、5.PP熔胶、11.带状热塑片材、21.中空底筋、22.中空增高筋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
本发明为一种波纹缠绕管，这类管道主要使用塑料制成，可以是PE、PP、复合塑料等等，具体使用的塑料材质由本领域技术人员根据现有技术和性能要求选定，所述的波纹即为缠绕在管材本体上的其加强管道环刚度及管土共性的中空加强筋；本发明所涉的增高高筋波纹缠绕管是由管材本体1和螺旋缠绕并经熔胶粘合于其上的中空加强筋2构成，其中，管材本体1由带状热塑片材11螺旋缠绕搭接粘合而成，如附图1所示出的，所述中空加强筋2由中空底筋21和中空增高筋22叠加粘合而成，中空增高筋22叠加粘合于中空底筋21之上形成增高高筋的中空加强筋2；本发明中所述的中空底筋21和中空增高筋22均由冷却定形后的异型单壁波纹管3包覆热熔胶形成，所述热熔胶的软化温度较异型单壁波纹管材质的软化温度要低；所述中空底筋21的底部与管材本体1通过包覆的热熔胶在成形过程中自相粘合，所述中空底筋21顶部与中空增高筋22的底部亦通过包覆的热熔胶在成形过程中自相粘合。本发明采用如图6所示的异型单壁波纹管3，其横截面为中空腔结构，其上部和下部为波纹结构，左右两侧于上部和下部相结合的部位平滑无波纹。这种结构的好处是具有定向弯曲的功能效果，而且被热熔胶包覆时，波纹部分能够与热熔胶形成更大面积的接触，可形成极为稳定的包覆关系。
如图2-5所示的，中空底筋21的顶部构造为横截面呈中部凹进或凸起的结构，中空增高筋22的底部亦相应的构造为横截面呈中部凸起或凹进的结构用以匹配中空底筋的顶部，这种结构凹凸结合的结构有利于中空增高筋22叠加于中空底筋21上时的定位对位，防止滑偏等情况发生，确保管材的环刚度。
在具体的运用实施中，至少有以下优选的实施例：
实施例一：形成增高高筋的中空加强筋2的中空底筋21和中空增高筋22均为一条异型单壁波纹管包覆热熔胶形成，所成型的结构剖视图为“吕”字型。在最佳实施例中，异型单壁波纹管采用的是PP材质，相应的熔胶为PP熔胶，而包覆异型单壁波纹管的热熔胶是与制备管材本体的带状热塑片材材质相同，在最佳实施例中，采用PE材质，PP材质的软化温度高于PE材质，因此PE在包覆PP异型单壁波纹管时不会导致异型单壁波纹管软化(确保PE包覆时始终得到未被软化的PP异型单壁波纹管的支撑)，此外，之所以热熔胶与异型单壁波纹管必须是包覆结构，是因为材质不同并不必然产生粘合效果，因此只有通过包覆才能实现异型单壁波纹管与管材本体的结合，使得异型单壁波纹管通过包覆热熔胶(冷却之后即为PE熔胶包覆层4)得以通过PE熔胶与管材本体之稳定结合，取得有效支撑环刚度的技术效果。
实施例二：形成增高高筋的中空加强筋2的中空底筋21为一条异型单壁波纹管包覆热熔胶形成；而叠加在中空底筋21上的中空增高筋22由至少两条异型单壁波纹管经熔胶侧向相邻粘合后包覆热熔胶形成。这里需要强调的是，粘合两条异型单壁波纹管的熔胶一般采用与异型单壁波纹管材质相同的料进行熔融得到，在最佳实施例中，异型单壁波纹管采用的是PP材质，相应的熔胶为PP熔胶5，而包覆异型单壁波纹管的热熔胶是与制备管材本体的带状热塑片材材质相同，在最佳实施例中，采用PE材质，PP材质的软化温度高于PE材质，因此PE在包覆PP异型单壁波纹管时不会导致异型单壁波纹管软化，此外，之所以热熔胶与异型单壁波纹管必须是包覆结构，是因为材质不同并不必然产生粘合效果，因此只有通过包覆才能实现结合，使得异型单壁波纹管通过包覆热熔胶(冷却之后即为PE熔胶包覆层4)得以与管材本体之稳定结合，取得有效支撑环刚度的技术效果。
实施例三：形成增高高筋的中空底筋21由至少两条异型单壁波纹管经熔胶侧向相邻粘合后包覆热熔胶形成；所述中空增高筋22为一条异型单壁波纹管包覆热熔胶形成。形成增高高筋的中空加强筋2的中空底筋21为一条异型单壁波纹管包覆热熔胶形成；而叠加在中空底筋21上的中空增高筋22由至少两条异型单壁波纹管经熔胶侧向相邻粘合后包覆热熔胶形成。这里需要强调的是，粘合两条异型单壁波纹管的熔胶一般采用与异型单壁波纹管材质相同的料进行熔融得到，在最佳实施例中，异型单壁波纹管采用的是PP材质，相应的熔胶为PP熔胶5，而包覆异型单壁波纹管的热熔胶是与制备管材本体的带状热塑片材材质相同，在最佳实施例中，采用PE材质，PP材质的软化温度高于PE材质，因此PE在包覆PP异型单壁波纹管时不会导致异型单壁波纹管软化，此外，之所以热熔胶与异型单壁波纹管必须是包覆结构，是因为材质不同并不必然产生粘合效果，因此只有通过包覆才能实现结合，使得异型单壁波纹管通过包覆热熔胶(冷却之后即为PE熔胶包覆层4)得以与管材本体之稳定结合，取得有效支撑环刚度的技术效果。
实施例四：形成增高高筋的中空底筋21由至少两条异型单壁波纹管经熔胶侧向相邻粘合后包覆热熔胶形成；所述中空增高筋22由至少两条异型单壁波纹管经熔胶侧向相邻粘合后包覆热熔胶形成。这里需要强调的是，粘合两条异型单壁波纹管的熔胶一般采用与异型单壁波纹管材质相同的料进行熔融得到，在最佳实施例中，异型单壁波纹管采用的是PP材质，相应的熔胶为PP熔胶5，而包覆异型单壁波纹管的热熔胶是与制备管材本体的带状热塑片材材质相同，在最佳实施例中，采用PE材质，PP材质的软化温度高于PE材质，因此PE在包覆PP异型单壁波纹管时不会导致异型单壁波纹管软化，此外，之所以热熔胶与异型单壁波纹管必须是包覆结构，就是因为材质不同并不必然产生粘合效果，因此只有通过包覆才能实现结合，使得异型单壁波纹管通过包覆热熔胶(冷却之后即为PE熔胶包覆层4)得以与管材本体之稳定结合，取得有效支撑环刚度的技术效果。
本发明还提供了三种制造方法，其中，方法一是针对中空底筋具有一条PP异型单壁波纹管，中空增高筋具有两条PP异型单壁波纹管之制造方法；方法二是针对中空底筋具有两条PP异型单壁波纹管，中空增高筋具有一条PP异型单壁波纹管之制造方法，其管材的剖面结构示意图如附图2和3所示出的；方法三是针对中空底筋和中空增高筋都具有两条PP异型单壁波纹管之制造方法，其管材的剖面结构示意图如附图4和5所示出的。这三种制造方法制造的管材其管材本体所用的带状热塑片材和用于对PP异型单壁波纹管进行包覆的热熔胶均采用PE材质。
方法一：
一种叠筋增高高筋波纹缠绕管的制造方法，以如下方法制造：利用PP异型单壁波纹管制备设备制备出一条用于中空底筋的异型单壁波纹管和两条用于中空增高筋的异型单壁波纹管；通过PE塑料挤出设备的挤出模头挤出高温柔性的带状热塑片材经由管材成形设备螺旋缠绕形成管材本体，于此同时，在管材成形设备旁逐步将用于中空底筋的异型单壁波纹管用热熔PE进行整体包覆，以及逐步将用于中空增高筋的两条异型单壁波纹管通过热熔PP胶侧向粘合后用热熔PE进行整体包覆；在用于包覆的热熔PE、热熔PP胶和管材本体均尚未冷却之前，先将包覆好的中空底筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于管材本体上自相粘合，再将包覆好的中空增高筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于中空底筋上自相粘合。
方法二：
一种叠筋增高高筋波纹缠绕管的制造方法，以如下方法制造：利用PP异型单壁波纹管制备设备制备出两条用于中空底筋的异型单壁波纹管和一条用于中空增高筋的异型单壁波纹管；通过PE塑料挤出设备的挤出模头挤出高温柔性的带状热塑片材经由管材成形设备螺旋缠绕形成管材本体，于此同时，在管材成形设备旁逐步将用于中空底筋的两条异型单壁波纹管通过热熔PP胶侧向粘合后用热熔PE进行整体包覆，以及逐步将用于中空增高筋的异型单壁波纹管用热熔PE进行整体包覆；在用于包覆的热熔PE、热熔PP胶和管材本体均尚未冷却之前，先将包覆好的中空底筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于管材本体上自相粘合，再将包覆好的中空增高筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于中空底筋上自相粘合。
方法三：
一种叠筋增高高筋波纹缠绕管的制造方法，以如下方法制造：利用PP异型单壁波纹管制备设备制备出两条用于中空底筋的异型单壁波纹管和两条用于中空增高筋的异型单壁波纹管；通过PE塑料挤出设备的挤出模头挤出高温柔性的带状热塑片材经由管材成形设备螺旋缠绕形成管材本体，于此同时，在管材成形设备旁逐步将用于中空底筋的两条异型单壁波纹管通过热熔PP胶侧向粘合并用热熔PE进行整体包覆，以及逐步将用于中空增高筋的两条异型单壁波纹管通过热熔PP胶侧向粘合后用热熔PE进行整体包覆；在用于包覆的热熔PE、热熔PP胶和管材本体均尚未冷却之前，先将包覆好的中空底筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于管材本体上自相粘合，再将包覆好的中空增高筋于同一管材成形设备上螺旋缠绕于中空底筋上自相粘合。
尽管以上方法所针对的异型单壁波纹管采用的是PP材质，热熔胶和带状热塑片材采用的是PE材质，但作为本领域普通技术人员都很容易想到采用类似的材质对上述的PP和PE材质进行替换，这种替换并不改变整个制造方法以及所产出管材的结构，亦属于本发明所保护的范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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