[实用新型]一种连续纤维多层缠绕热塑性复合管道的加工设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及高分子材料成型加工领域，尤其涉及一种连续纤维多层缠绕热塑性复合管道的加工方法及设备。

背景技术

相比于传统的金属管道，纤维增强塑料复合管道由于其抗腐蚀性强，使用寿命长，安装成本低，环境破坏小等特点，在石油、天然气等管道输送市场受到了广泛的关注，现今生产的纤维增强塑料复合管道分为两大类。

第一类是纤维增强热固性塑料复合管道，玻璃钢管是其典型的代表，热固性塑料在熔融状态下的黏度很低，容易实现纤维与基体塑料的均匀浸渍，缠绕时不需要加热，管道成型工艺简单，然而热固性塑料本身韧性差，难以成型可盘卷的连续长管供用户使用，此外，纤维增强热固性塑料复合管道无法进行回收再利用，生产应用受到了限制。

第二类是纤维增强热塑性塑料复合管道，热塑性塑料具有高热性和高损伤容限，所以纤维增强热塑性复合管道的抗冲击、耐疲劳等性能要高于纤维增强热固性复合管道，同时还存在着能够进行二次加工和回收再利用等优势，对于使用者来说具有巨大的吸引力。

不同于热固性复合管道，热塑性复合管道在缠绕过程中要始终保持浸渍带的熔融状态，而要保证制备的管道到达要求的强度，通常需要进行多层缠绕，常用的方法是浸渍带加热到熔融状态后层与层之间直接缠绕，由于连续纤维浸渍带的厚度很小，两者直接缠绕形成的粘结层很小，或者难免会因有连续纤维裸露在浸渍带表面，直接缠绕会造成两者纤维直接接触的区域根本没有粘结，导致层间的粘结不结实，对制品强度的提高效果有限，因此，研究新的连续纤维浸渍带层与层之间的粘结方式显示尤其必要。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种工艺简单、可靠的连续纤维多层缠绕热塑性复合管道的加工设备。解决现有技术浸渍带与热塑性复合管道之间层间粘结不结实的技术问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种连续纤维多层缠绕热塑性复合管道的加工设备，包括连续长纤维浸渍带3、用于安装和控制热塑性塑料内管1轴向及圆周运动的控制装置5、用于输送熔融塑料的熔体供给装置6；

所述熔体供给装置6前端装有一平缝模头4，平缝模头4具有一上端面、一下弧形端面和一流道4-1，流道4-1连通该熔体供给装置6，平缝模头4的上端面与连续长纤维浸渍带3的端头接触并对其进行加热，平缝模头4的下弧形端面与热塑性塑料内管1的外壁面接触并对其进行加热；该平缝模头4用于将连续长纤维浸渍带3贴附、并缠绕在热塑性塑料内管1的外表面。

所述平缝模头4上方安装有一个用于牵引连续长纤维浸渍带3的牵引架7和控制连续长纤维浸渍带3张紧度的张力夹8。张力夹8调节经牵引架7牵引的连续长纤维浸渍带3以稳定的张力与热塑性塑料内管1缠绕成型，连续长纤维浸渍带3是通过平缝模头4的上端面(平面)进行加热，而热塑性塑料内管1则是平缝模头4的下弧形端面进行加热。

所述平缝模头4上安装有温度传感器4-2和压力传感器4-3。实际应用中该平缝模头4的流道4-1的宽度可适当小于连续长玻纤浸渍带的宽度，或者相等。

所述连续纤维多层缠绕热塑性复合管道的加工设备，还包括一个冷却风机9。

所述熔体供给装置6为螺杆式挤出机或者柱塞式挤出机。

所述热塑性塑料内管1上方还设有一个加压辊2，该加压辊2的表面为圆弧面，加压辊2用于对贴附在热塑性塑料内管1圆周面上的连续长纤维浸渍带3施加压力，以增加连续长纤维浸渍带3与热塑性塑料内管1圆周面的粘结力度。

上连续纤维多层缠绕热塑性复合管道的加工方法如下：

步骤(1)牵引架7将连续长纤维浸渍带3的端头牵引至平缝模头4的上端面上，并进行加热，与此同时，平缝模头4的下弧形端面与热塑性塑料内管1的外壁面接触并对其进行加热；

步骤(2)熔体供给装置6输送塑化好的熔体到连续纤维浸渍带3的起始缠绕端与热塑性塑料内管1外周面之间，作为两者的粘结剂3-1，在对热塑性塑料内管1外周面的缠绕过程中，控制装置5控制热塑性塑料内管1旋转及逐渐轴线移动，直至该连续长纤维浸渍带3依次缠满整个热塑性塑料内管1的圆周面；

步骤(3)在缠绕过程中，加压辊2同时对已经缠绕在热塑性塑料内管1上的连续长纤维浸渍带3同步进行加压，以增加连续长纤维浸渍带3与热塑性塑料内管1圆周面的粘结力度；最后通过冷却风机9对缠绕完毕的热塑性塑料内管1部分进行冷却，使其定型；即可得到连续纤维多层缠绕热塑性复合管道。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：