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一種復合直飲水管及其生產工藝.pdf

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一種 復合 飲水 及其 生產工藝
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摘要
申請專利號:

CN201510569482.7

申請日:

2015.09.10

公開號:

CN105065793A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):F16L 9/12申請公布日:20151118|||實質審查的生效IPC(主分類):F16L 9/12申請日:20150910|||公開
IPC分類號: F16L9/12 主分類號: F16L9/12
申請人: 山東融匯管通股份有限公司
發明人: 張傳強; 劉可嶺; 劉煥章
地址: 250101山東省濟南市高新區世紀大道15612號2號樓1704號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510569482.7

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.05.25|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種復合直飲水管及其生產工藝。本發明通過超高分子量聚乙烯膜片纏繞形成內壁,內壁外復合高強度鋼絲,該生產工藝大幅度提高了管材的生產口徑,減少了塑料的使用量,降低了管材的成本,同時也提高了管材的抗內壓性能。管材的外壁采用了內襯PP增強管的圓狀PE管螺旋加強肋結構,大幅度提高了管材的抗外壓性能,增加了管材施工的埋深。

權利要求書

1.一種復合直飲水管,其特征在于,由內而外依次包括內管和外管,內管通過超高分子量聚乙烯膜片纏繞形成,內管外壁纏繞高強度鋼絲并用聚乙烯均勻包覆到鋼絲和內管外側,然后采用內襯PP增強管的圓狀PE管螺旋加強肋結構形成外管。2.根據權利要求1所述的一種復合直飲水管及其生產工藝,其特征在于,所述的超高分子量聚乙烯,分子量為150萬-300萬,所述高強度鋼絲強度2000MPa。3.如權利要求1所述的一種復合直飲水管生產工藝,其特征在于,包括以下步驟:(1)取超高分子量聚乙烯膜片備用、取涂塑高強度鋼絲備用;(2)將超高分子量聚乙烯膜片的一面涂覆聚乙烯粘結劑,然后繞成卷,備用;(3)將超高分子量聚乙烯膜片卷放置在纏繞成型機上,纏繞成型機上安裝有由多個鼓棒組成的圓筒纏繞模具,超高分子量聚乙烯膜片卷纏繞在纏繞模具上,纏繞模具由動力驅動,膜片連續纏繞4圈以上,調整纏繞成型機所需纏繞螺距,膜片纏繞與螺距匹配后,膜片之間的縫熱風加熱,加熱溫度350℃,同時焊接用擠出機擠出粘結樹脂,將膜片焊接形成內管;(4)將涂塑高強度鋼絲均勻纏繞到內管外,同時,粘結用擠出機擠出聚乙烯均勻包覆到鋼絲和內管外側,使得管材外壁平整;(5)開啟冷卻風管,使管材冷卻;(6)管材生產到規定要求長度,斷管,待下步工序使用;(7)將超高分子量聚乙烯膜片與鋼絲復合形成的管材套入移動成型平臺上的滾筒模具;(8)將套有復合管材的滾筒模具,放入底座小車的滾輪上;(9)底座小車在導軌上向左移動,同時順時針旋轉;(10)用紅外加熱裝置,給管材預熱,將PP增強管輸送至圓管模具,同時開啟圓管用擠出機,熱態聚乙烯包覆PP增強管,用手牽引內襯PP增強管的圓狀PE管到復合管材上進行纏繞;(11)開啟冷風,對成型后的管材冷卻到60℃;(12)待管材冷卻后,先把滾筒模具縮徑,管材從滾筒模具上脫離,管材拖出;(13)檢驗入庫,檢驗產品外觀、長度、產品物理性能,進行入庫。4.根據權利要求3所述的一種復合直飲水管生產工藝,其特征在于,步驟(2)中,涂覆聚乙烯粘結劑,涂覆厚度0.5mm,涂覆均勻、平整。5.根據權利要求3所述的一種復合直飲水管生產工藝,其特征在于,步驟(3)中,焊接用擠出機工藝溫度設置:主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-225℃。6.根據權利要求3所述的一種復合直飲水管生產工藝,其特征在于,步驟(4)中,粘結用擠出機工藝溫度設置:主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-230℃。7.根據權利要求3所述的一種復合直飲水管生產工藝,其特征在于,步驟(10)中,管材預熱溫度150℃-170℃。8.根據權利要求3所述的一種復合直飲水管生產工藝,其特征在于,步驟(10)中,PP增強管為單壁波紋管,直徑32-110mm,壁厚0.5-2.0mm。9.根據權利要求3所述的一種復合直飲水管生產工藝,其特征在于,步驟(10)中,PP增強管在復合管材上螺旋纏繞,螺距在50-200mm。10.根據權利要求3所述的一種復合直飲水管生產工藝,其特征在于,步驟(10)中,圓管用擠出機工藝溫度設置:主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-230℃。

說明書

一種復合直飲水管及其生產工藝

技術領域

本發明涉及塑料管材技術領域,尤其涉及一種復合直飲水管及其生產工藝。

背景技術

目前的塑料類直飲水管主要有聚乙烯給水管、鋼絲網骨架塑料復合管、鋼骨架塑料復合管,該類管材都采用擠出工藝成型,限制了管材的生產口徑,同時普通高密度聚乙烯的抗拉強度較低,如果需要進一步提高其承壓能力時,需要增加管道的壁厚,這使管材的生產成本大幅提高,另外,普通高密度聚乙烯彈性模量較低,管材采用實壁結構,管材的抗外壓性能較弱,環剛度低,管材埋深較淺,限制了一些埋深較深工程的使用。因此,由于管材口徑、生產成本及施工埋深所限,塑料類直飲水管材的應用領域受到了較大限制。

發明內容

本發明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供一種復合直飲水管及其生產工藝。本發明通過超高分子量聚乙烯膜片纏繞形成內壁,內壁外復合高強度鋼絲,該生產工藝大幅度提高了管材的生產口徑,減少了塑料的使用量,降低了管材的成本,同時也提高了管材的抗內壓性能。管材的外壁采用了內襯PP增強管的圓狀PE管螺旋加強肋結構,大幅度提高了管材的抗外壓性能,增加了管材施工的埋深。

本發明的一種復合直飲水管及其生產工藝技術方案,該復合直飲水管由內而外依次包括內管和外管,內管通過超高分子量聚乙烯膜片纏繞形成,內管外壁纏繞高強度鋼絲并用聚乙烯均勻包覆到鋼絲和內管外側,然后采用內襯PP增強管的圓狀PE管螺旋加強肋結構形成外管。

所述的超高分子量聚乙烯,分子量為150萬-300萬,所述高強度鋼絲強度2000MPa。

所述的一種復合直飲水管生產工藝,包括以下步驟:

(1)取超高分子量聚乙烯膜片備用、取涂塑高強度鋼絲(即高碳鋼絲,強度2000MPa,商品名:鍍銅鋼絲,山東創大鋼絲制品有限公司)備用;

(2)將超高分子量聚乙烯膜片的一面涂覆聚乙烯粘結劑,然后繞成卷,備用;

(3)將超高分子量聚乙烯膜片卷放置在纏繞成型機上,纏繞成型機上安裝有由多個鼓棒組成的圓筒纏繞模具,超高分子量聚乙烯膜片卷纏繞在纏繞模具上,纏繞模具由動力驅動,膜片連續纏繞4圈以上,調整纏繞成型機所需纏繞螺距,膜片纏繞與螺距匹配后,膜片之間的縫熱風加熱(瑞士LEISTER自送風熱風機),加熱溫度350℃,同時焊接用擠出機(SJ60/30)擠出粘結樹脂,將膜片焊接形成內管;

(4)將涂塑高強度鋼絲均勻纏繞到內管外,同時,粘結用擠出機擠出聚乙烯均勻包覆到鋼絲和內管外側,使得管材外壁平整;

(5)開啟冷卻風管,使管材冷卻;

(6)管材生產到規定要求長度,斷管,待下步工序使用;

(7)將超高分子量聚乙烯膜片與鋼絲復合形成的管材套入移動成型平臺上的滾筒模具;

(8)將套有復合管材的滾筒模具,放入底座小車的滾輪上;

(9)底座小車在導軌上向左移動,同時順時針旋轉;

(10)用紅外加熱裝置,給管材預熱,將PP增強管輸送至圓管模具,同時開啟圓管用擠出機,熱態聚乙烯包覆PP增強管,用手牽引內襯PP增強管的圓狀PE管到復合管材上進行纏繞;

(11)開啟冷風,對成型后的管材冷卻到60℃;

(12)待管材冷卻后,先把滾筒模具縮徑,管材從滾筒模具上脫離,管材拖出;

(13)檢驗入庫,檢驗產品外觀、長度、產品物理性能,進行入庫。

步驟(2)中,涂覆聚乙烯粘結劑,涂覆厚度0.5mm,涂覆均勻、平整。

步驟(3)中,焊接用擠出機工藝溫度設置:主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-225℃。

步驟(4)中,粘結用擠出機工藝溫度設置:主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-230℃。

步驟(10)中,管材預熱溫度150℃-170℃。

步驟(10)中,PP增強管為單壁波紋管,直徑32-110mm,壁厚0.5-2.0mm。

步驟(10)中,PP增強管在復合管材上螺旋纏繞,螺距在50-200mm。

步驟(10)中,圓管用擠出機工藝溫度設置:主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-230℃。

本發明具有如下有益效果:

本發明通過超高分子量聚乙烯膜片纏繞成型,大幅度提高了管材的生產口徑,最大可達3500mm,這是傳統擠出管材無法實現的。另外,使用超高分子量聚乙烯膜片作為管道內壁,由于超高分子量聚乙烯膜片的抗拉強度可達300MPa,是普通聚乙烯的10倍以上,在管材承擔相同的工作壓力條件小,管材的壁厚大幅度降低,制造成本大幅度降低。管材纏繞高強度鋼絲,鋼絲的強度可達2000MPa,可以做為抗內壓的主要載體,減少了塑料的使用量,降低了管材的成本,同時也提高了管材的抗內壓性能。該管材的抗內壓強度可達到公稱壓力2.0MPa要求,管材的最外壁采用了內襯PP增強管的圓狀螺旋加強肋,大幅度提高了管材的抗外壓性能,最大可達到16KN/m2,增加了管材施工的埋深。

本發明工藝生產的管材,可達到公稱壓力:2.0MPa,環剛度:16KN/m2,衛生指標高,可應用于市政供水、大口徑水源水管、遠距離調水等。

附圖說明

圖1所示為本發明的纏繞成型機結構示意圖;

圖2所示為本發明的移動成型平臺正面結構示意圖;

圖3所示為本發明的移動成型平臺側面結構示意圖;

圖4所示為滾筒模具結構示意圖;

圖5為本發明的產品結構示意圖;

圖6為本發明的生產工藝流程圖。

其中,1-纏繞成型機,2-焊接用擠出機,3-粘結用擠出機,4-熱風機,5-超高分子量聚乙烯膜片卷,6-超高分子量聚乙烯膜片,7-鋼絲卷,8-鋼絲調整裝置,9-纏繞模具,10-冷卻風機,11-冷卻風管,12-圓管用擠出機,13-PP增強管,14-圓管模具,15-導軌,16-底座小車,17-滾輪,18-伺服電機,19-滾筒模具,20-紅外加熱裝置,22-圓狀PE管,23-剛強度鋼絲,24-聚乙烯,25-超高分子量聚乙烯膜片層。

具體實施方式

實施例1

本發明所述的dn500PN1.0MPaSN12.5管材的生產過程:

①膜片準備:取超高分子量聚乙烯膜片6,膜片寬度100mm,膜片厚度2mm,涂膠厚度0.5mm,總厚度2.5mm,在纏繞成型機1纏繞成卷,形成超高分子量聚乙烯膜片卷5,放置機臺一側備用;

②擠出機準備:焊接用擠出機2預熱2小時以上,將粘結樹脂(馬來酸酐接枝改性聚乙烯,復合管道用粘結樹脂,上海邦中高分子材料有限公司)100份,色母料2份的比例進行混配,混合時間5分鐘,由真空吸料機把料子吸到焊接用擠出機2料斗中。粘結用擠出機3預熱2小時以上,高密度聚乙烯80份,線性低密度聚乙烯20份,色母料2份的比例進行混配,混合時間5分鐘,由真空吸料機把料子吸到粘結用擠出機3料斗中;

圓管用擠出機12預熱2小時以上,高密度聚乙烯100份,色母料2份的比例進行混配,混合時間5分鐘,由真空吸料機把料子吸到圓管用擠出機12料斗中;

③膜片纏繞焊接:將超高分子量聚乙烯膜片6放置在纏繞成型機1上,纏繞成型機1上安裝纏繞模具9,纏繞模具9是鼓棒組成的圓形結構,超高分子量聚乙烯膜片卷5在纏繞模具9中鼓棒的旋轉動力驅動下纏繞在纏繞模具9上,超高分子量聚乙烯膜片6連續纏繞4圈以上,調整纏繞成型機1所需纏繞螺距,膜片纏繞與螺距匹配后,將熱風機4開啟,熱風設置溫度350℃,使超高分子量聚乙烯膜片6之間的縫溫度達到130-150℃,同時開啟焊接用擠出機2(主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-225℃),將超高分子量聚乙烯膜片6縫焊接成型,最后逐步微調纏繞成型機1的螺距與所生產產品的螺距完全匹配,形成內管超高分子量聚乙烯膜片層25;

④鋼絲復合:將涂覆高強度鋼絲23的鋼絲卷7放置在纏繞成型機1的另一側(超高分子量聚乙烯膜片卷5對面),鋼絲通過鋼絲調整裝置8均勻分布,將高強度鋼絲23纏繞到超高分子量聚乙烯膜片6焊接后形成的內管外側,同時開啟粘結用擠出機3(主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-230℃),將熱態聚乙烯24均勻包覆在鋼絲和超高分子量聚乙烯膜片外側,使得管材外壁平整;

⑤冷卻成型:開啟冷卻風機10,通過冷卻風管11,對管材風冷卻,管材冷卻到60℃;

⑥定長切割:設置定位開關,當產品達到需要長度時,產品碰到感應開關時,自動啟動切割機進行切割,產品設置為6米,待下步工序使用;

⑦套滾筒模具19:將步驟⑥制得的管材套過滾筒模具19,將滾筒模具19旋轉至19-A狀態,將管材套入,再將滾筒模具旋轉至19-B狀態,使得管材和滾筒模具19緊密結合;

⑧圓狀PE管22纏繞:用行車把套有管材的滾筒模具19吊到底座小車16上的滾輪17上,底座小車16沿導軌15向左移動,同時在伺服電機18動力驅動下順時針旋轉,使用紅外加熱裝置20給管材預熱,預熱溫度150-170℃,將PP增強管13(直徑34mm,壁厚0.5mm)輸送至圓管模具14,同時開啟圓管用擠出機12,熱態聚乙烯包覆PP增強管13,用手牽引內襯PP增強管的圓狀PE管22套到滾筒模具19的管材上進行纏繞,螺距100mm,圓管用擠出機12工藝溫度設置:主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-230℃;

⑨冷卻成型:開啟冷卻風機10,通過冷卻風管11,對管材風冷卻,管材冷卻到60℃;

⑩脫模:待管材冷卻后,先把滾筒模具19縮徑至19-A狀態,將管材從滾筒模具19上脫離,管材拖出;

?檢驗入庫:檢驗產品外觀、長度、產品物理性能,進行入庫。

成品尺寸:內徑500mm,外徑590mm,實壁壁厚6.5mm;

物理性能:PN≥1.0MPa,SN≥12.5。

實施例2

本發明所述的dn1000PN1.0MPaSN8管材的生產過程:

①膜片準備:取超高分子量聚乙烯膜片6,膜片寬度150mm,膜片厚度3.5mm,涂膠厚度0.5mm,總厚度4.0mm,纏繞成卷,形成超高分子量聚乙烯膜片卷5,放置機臺一側備用;

②擠出機準備:焊接用擠出機2預熱2小時以上,將粘結樹脂100份,色母料2份的比例進行混配,混合時間5分鐘,由真空吸料機把料子吸到焊接用擠出機2料斗中。粘結用擠出機3預熱2小時以上,高密度聚乙烯80份,線性低密度聚乙烯20份,色母料2份的比例進行混配,混合時間5分鐘,由真空吸料機把料子吸到粘結用擠出機3料斗中;

圓管用擠出機12預熱2小時以上,高密度聚乙烯100份,色母料2份的比例進行混配,混合時間5分鐘,由真空吸料機把料子吸到圓管用擠出機12料斗中;

③膜片纏繞焊接:將超高分子量聚乙烯膜片6放置在纏繞成型機1上,纏繞成型機1上安裝纏繞模具9,纏繞模具9是鼓棒組成的圓形結構,超高分子量聚乙烯膜片卷5在纏繞模具9中鼓棒的旋轉動力驅動下纏繞在纏繞模具9上,超高分子量聚乙烯膜片6連續纏繞4圈以上,調整纏繞成型機1所需纏繞螺距,膜片纏繞與螺距匹配后,將熱風機4開啟,熱風設置溫度350℃,使超高分子量聚乙烯膜片6之間的縫溫度達到130-150℃,同時開啟焊接用擠出機2(主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-225℃),將超高分子量聚乙烯膜片6縫焊接成型,最后逐步微調成型機1的螺距與所生產產品的螺距完全匹配,形成內管超高分子量聚乙烯膜片層25;

④鋼絲復合:將涂覆高強度鋼絲23的鋼絲卷7放置在纏繞成型機1的另一側(超高分子量聚乙烯膜片卷5對面),鋼絲通過鋼絲調整裝置8均勻分布,將高強度鋼絲23纏繞到超高分子量聚乙烯膜片6焊接后形成的內管外側,同時開啟粘結用擠出機3(主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-230℃),將熱態聚乙烯24均勻包覆在鋼絲和超高分子量聚乙烯膜片外側,使得管材外壁平整;

⑤冷卻成型:開啟冷卻風機10,通過冷卻風管11,對管材風冷卻,管材冷卻到60℃;

⑥定長切割:設置定位開關,當產品達到需要長度時,產品碰到感應開關時,自動啟動切割機進行切割,產品設置為6米,待下步工序使用;

⑦套滾筒模具:將步驟⑥制得的管材套過滾筒模具19,將滾筒模具19旋轉至19-A狀態,將管材套入,再將滾筒模具旋轉至19-B狀態,使得管材和滾筒模具19緊密結合;

⑧圓狀PE管22纏繞:用行車把套有管材的滾筒模具19吊到底座小車16上的滾輪17上,底座小車16沿導軌15向左移動,同時在伺服電機18動力驅動下順時針旋轉,使用紅外加熱裝置20給管材預熱,預熱溫度150-170℃,將PP增強管13(直徑54mm,壁厚0.8mm)輸送至圓管模具14,同時開啟圓管用擠出機12,熱態聚乙烯包覆PP增強管13,用手牽引內襯PP增強管的圓狀PE管22套到滾筒模具19的管材上進行纏繞,螺距150mm,圓管用擠出機12工藝溫度設置:主機溫度165℃-200℃,模具溫度205-230℃;

⑨冷卻成型:開啟冷卻風機10,通過冷卻風管11,對管材風冷卻,管材冷卻到60℃;

⑩脫模:待管材冷卻后,先把滾筒模具19縮徑至19-A狀態,將管材從滾筒模具19上脫離,管材拖出;

?檢驗入庫:檢驗產品外觀、長度、產品物理性能,進行入庫。

成品尺寸:內徑1000mm,外徑1140mm,實壁壁厚10mm;

物理性能:PN≥1.0MPa,SN≥8。

本發明使用了MRS強度更高的超高分子量聚乙烯膜片6和高強度鋼絲23作為管材抗內壓的主要載體,在同等厚度的前提下,大大提高了管材的抗內壓性能,同時,管材的外壁采用了內襯PP增強管13的圓狀PE管22螺旋加強肋結構,大大提高了管材的抗外壓性能,提高了管材的施工埋深,拓寬了管材的使用范圍。

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