[发明专利]输水管，制造输水管的带材、方法和装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种输水管，具体的说是一种具有螺旋缠绕的外管和由纤维编织物增强塑料复合的带材沿外管内壁螺旋缠绕形成内衬管的金属增强塑料输水管。本发明还涉及制造该内衬管的带材、方法和装置。

背景技术

在用于排水管制造的金属增强结构壁管的专利ZL200510082911.4和ZL100320114847.X中公开了两种钢带增强塑料排水管道的制造方法，利用上述专利都可以制造直径大于1000mm、环刚度≥8KN/m²的大口径、高环刚度塑料排水管道。现有塑料排水管道多为无压结构壁管道，都具有足够的环刚度能支承土壤作用的外部载荷并保证长期安全使用，但只允许承受较小的内部压力，不能作为有压输水管道使用。

上述发明的排水管由于承受内压能力低而无法用于液体压力输送的压力管道领域。

有压输水塑料管道为压力管道，常见的是纯塑料原料制造的管道。为保证其使用压力和环刚度必须具有足够的管材壁厚，其单位长度上管道消耗的原材料用量就比较多。小直径压力管道通常在满足内压时，其环刚度(抵抗外部载荷能力)自然满足；但大直径压力管道，在其满足内压强度时，其抵抗外部压力的能力远远不足，如果要使大直径压力管同时具有抵抗内外压力能力，其壁厚要大幅度增加，从而使其制造成本难以被市场接受。尽管近几年开发出了级别更高、性能更好的塑料材料，也开发了为节省塑料原材料、性能更优的复合增强的压力管产品，但常见纯塑管道也只有规格730毫米及以下的产品。有代表性的钢骨架塑料复合管(ZL94104509.9)做为纯塑料管的升级产品，也只能生产直径600毫米及以下的钢塑复合压力管道。

发明内容

本发明的目的是提供一种消耗材料少、大口径、具有足够的环刚度，又可承载内压的输水管。

本发明的第二个目的是提供一种制造上述输水管的内衬管的增强复合塑料带材。

本发明的第三个目的是提供一种制造上述输水管的内衬管的方法。

本发明的第四个目的是提供一种制造上述输水管的内衬管的装置。

为实现上述第一个目的，本发明提供的输水管包括螺旋缠绕形成的增强复合外管，和由纤维增强塑料复合带材螺旋缠绕形成的增强复合内衬管。

进一步，所述的外管为金属增强塑料复合的波纹管结构或具有金属增强塑料复合竖直肋的管结构。

进一步，所述内衬管由至少二层纤维增强塑料复合的带材沿着所述外管内壁连续螺旋缠绕并贴合在外管内壁上形成，所述内衬管覆盖所述外管的螺旋缠绕接缝。

进一步，带材的宽度是外管螺旋缠绕接缝之间宽度的整数倍。

上述输水管，其外管主要用于保证输水管具有足够的环刚度；内衬管主要用于承载内压；缠绕结构可实现大口径制造；复合结构可在保证环刚度和承载内压的功能下，节省材料；至少两层带材可增加轴向抗拉强度；带材的宽度是外管螺旋缠绕接缝之间宽度的整数倍可保证对输水管全长实现内衬管覆盖外管的螺旋缠绕接缝。

为实现上述第二个目的，本发明提供的制造上述输水管的内衬管的带材，包括塑料带材基层和与带材基层复合的纤维增强层，纤维增强层是金属网或非金属纤维编织物。

进一步，所述的纤维增强层镶嵌在塑料带材基层内部，或镶嵌在塑料带材基层表面。金属网为钢丝网，非金属纤维编织物包括尼龙纤维、碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维的一种或它们的组合。

进一步，纤维增强层的经线数是纬线数的一至两倍，其纤维抗拉强度为所使用的基层塑料的5倍以上，其所用的基层塑料是PE、PP、PVC。

上述带材结构完全是针对满足输水管功能而选择的，特别是经线数和纬线数的关系，及纤维与塑料的强度关系尤为重要。

为实现上述第三个目的，本发明提供的制造上述输水管中内衬管的方法包括如下步骤：螺旋缠绕形成复合增强外管；沿着外管内壁覆盖外管接缝连续地螺旋缠绕至少二层带材，螺旋缠绕时将与外管内壁直接贴合的第一层带材焊合或粘接到外管内壁上，同时滚压第一层带材的非贴合表面使贴合表面与外管内壁均匀紧密焊合或粘合；将管端处带材平头处理后形成结合在外管内壁上的内衬管。

进一步，选择沿着外管内壁连续螺旋缠绕的带材的宽度是外管螺旋缠绕接缝之间宽度的整数倍。

进一步，焊合包括火焰加热焊合、热风加热焊合、挤出焊合。

进一步，当沿着外管内壁连续螺旋缠绕多层带材时，各层带材的螺旋缠绕方向同向或反向，同向时相邻各层带材的缠绕接缝互相覆盖，各层带材之间焊合或粘接成一体。