專利名稱：用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑鋼螺旋波紋管，尤其涉及一種塑鋼螺旋波紋管帶材。
背景技術(shù)：
塑料管道作為建筑和日常所用的一種管材，廣泛應(yīng)用于管道、電纜等的鋪設(shè)施工中，在很多應(yīng)用場所中，塑料管道需要加強其自身的強度，目前常常采用外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)來提高管道承受外壓的能力，并節(jié)省材料，這種管道稱為螺旋波紋管。 螺旋波紋管的主要特點在于其外壁具有外凸?fàn)罴訌娊?，這種外凸?fàn)罴訌娊罱Y(jié)構(gòu)包括具有適當(dāng)?shù)拈_口曲線形式的截面。筋狀加強結(jié)構(gòu)的材料包括塑料、塑鋼復(fù)合以及多種材料的復(fù)合。其外凸?fàn)罴訌娊罱Y(jié)構(gòu)以螺旋狀巻繞在管壁上，這也是螺旋波紋管名稱的來源。螺旋波紋管的制作工藝是先將軋制成所需截面形狀的金屬帶材彎曲預(yù)制成相應(yīng)的螺旋盤繞狀，然后與先擠出片材再螺旋纏繞而成的塑料芯管及先擠出片材再螺旋纏繞的外層包覆塑料層逐層纏繞、就熱熔合成為整體結(jié)構(gòu)的增強型螺旋波紋管。 目前所采用的螺旋波紋管均是采用先擠出片材，再熱融合的上述制造方法，這樣的螺旋波紋管往往具有一定的規(guī)格或型號，在施工中要進(jìn)行剪裁，以適合不同的施工要求，如此，常常會造成管材的浪費。 因此，螺旋波紋管的帶材是制作的關(guān)鍵，通常情況下，螺旋波紋管的帶材是采用片材上設(shè)置一條或多條加強筋的結(jié)構(gòu)形式，片材的兩段可以通過熱融合進(jìn)行接合，加強筋就構(gòu)成對管本身的強化和保護，然而這種結(jié)構(gòu)，在加工制作中，加強筋中是需要設(shè)置剛帶的，以增加加強筋的強化和保護效果，因此在形成螺旋波紋管的過程中，剛帶雖然對加強筋有利，但是進(jìn)行螺旋盤繞勢必會帶來難度，螺旋波紋管橫向應(yīng)力的加大，產(chǎn)生橫向變形，對螺旋波紋管的制作帶來一定困難，控制不好，甚至?xí)β菪y管本身的強度帶來不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的是提供一種可采用一次擠出法生產(chǎn)的塑鋼螺旋波紋管帶材結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能夠提高生產(chǎn)效率，并保證管材的可靠性。 本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，該帶材能夠有效地消除螺旋波紋管加工過程中的橫向應(yīng)力，提高加工效率，降低設(shè)備的投資，減少制作成本。 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的 —種用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其至少包括一帶材單元，該帶才單元至少包括一基部、一凸部，基部為板狀結(jié)構(gòu)，其至少一側(cè)設(shè)置有凸部，所述的凸部具有一內(nèi)腔。 所述的凸部，其一側(cè)與基部連接，另一側(cè)呈開放式結(jié)構(gòu)，且具有一搭接端，該搭接端在形成管道過程中能夠與基部連接，這種結(jié)構(gòu)便于在形成管道過程中消除橫向變形。
所述的凸部，其設(shè)置于基部上，與基部之間形成一空心結(jié)構(gòu)。
3CN 101718375 A
所述的基本部，其至少一側(cè)設(shè)置有一個以上的凸部。 具體地說，帶材單元包括分體相連的基板和外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)，基板以所需管材中心線為軸線螺旋巻繞，并搭接在相鄰帶材的外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)底部構(gòu)成管材內(nèi)壁，外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)跨壓于管材內(nèi)壁之上，其彎曲巻繞時，較大的橫向變形可因帶材采用的開放形式得到消除。各相鄰帶材邊緣以及外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)的波谷與基板的搭接部位可通過擠出焊接壓合、碾壓就熱熔合或粘接等方式形成連續(xù)的帶有螺旋波紋形外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)和實壁管狀結(jié)構(gòu)的螺旋波紋管材。 外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)主要是指帶有金屬結(jié)構(gòu)加強體的開口曲線形式的截面，包括呈弓狀外凸帶開口的連續(xù)金屬加強體的結(jié)構(gòu)形式、呈弓狀外凸帶開口兩端具有接合翼片的非連續(xù)金屬加強體的結(jié)構(gòu)形式，或者是橫截面呈半橢圓形、橫截面近似半橢圓的結(jié)構(gòu)形式、球形或半球形結(jié)構(gòu)及類似的結(jié)構(gòu)形式。 弓狀外凸可以是開口梯形、矩形、方形、半圓、3/4圓、圓滑曲線形弓狀。 上述的外凸筋加強結(jié)構(gòu)，具有一個以上，根據(jù)帶材單元的橫向長度，通常設(shè)置為
1-3個，特別的情況也可以設(shè)置到5個，即能完全消化帶材單元在盤繞過程中產(chǎn)生的橫向應(yīng)力。 基板和外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)的材料可以是塑料，也可以是帶有金屬加強體和/或加強層的多層復(fù)合材料。塑料可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯，以及其他適用的塑料材料。
金屬加強體材料可以是鋼帶也可以是其它金屬材料以及彈性模量和強度遠(yuǎn)大于塑料的復(fù)合撓性材料。 加強層的材料為彈性模量和強度超過帶材本身的纖維編織層(如玻璃纖維、碳纖
維及其他各向異性的高分子材料)、塑料或金屬絲、帶、網(wǎng)以及其他適用的材料。 加強層可與帶材一次擠出也可外貼纏繞。其特征是基板和外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)為
分體相連的開放結(jié)構(gòu)，金屬加強體外均勻包覆塑料，整體一次性擠出為帶材，帶材經(jīng)螺旋纏
繞、可擠出焊接壓合、碾壓就熱熔合或粘接成管材。因此其工藝方法更加靈活，生產(chǎn)效率更
高，設(shè)備投資更少，并能有效地保證和提高管材的短期和長期質(zhì)量及可靠性。 當(dāng)管材需要較好的縱向撓性以克服埋地后的不均勻沉降時，帶材兩端與相鄰帶材
的纏繞搭接部位還可采用帶有一定撓性的對接自鎖插槽與對接自鎖插條配合，既可保證接
縫的密封和強度，又避免管道縱向撓性不足造成的失效。在這種情況下，外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)
的波谷與基板的搭接部位可以不焊接或粘合。帶材的生產(chǎn)工藝可采用先擠出，經(jīng)冷卻定型
后再纏繞成管。 當(dāng)管材的管徑較小、所用的金屬加強體較薄，或采用了在金屬帶材上沖孔、開口等處理措施使彎曲纏繞時的扭曲變形不足以造成金屬加強體與塑料的結(jié)合部位沖突時，帶材的基板和外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)也可采用一體化的閉合結(jié)構(gòu)形式。
本發(fā)明的優(yōu)點在于 1、通過帶材單元，可根據(jù)情況自由組合使用，便于加工各種管徑的管道；
2、帶材單元，通過凸部和基部的結(jié)合，便于在形成管道過程中消除橫向變形；
3、由帶材單元形成的管道，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有相當(dāng)?shù)膹姸龋軌蛱峁┕懿牡馁|(zhì)量及可靠性； 4、降低螺旋波紋管的制作成本。


圖1本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材實施例1帶材截面圖， 圖2為本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材實施例1纏繞搭接示意圖， 圖3為本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材實施例1管材示意圖， 圖4為本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材實施例2帶材截面圖， 圖5為本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材實施例3帶材截面圖， 圖6為本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材實施例3纏繞搭接爆炸圖， 圖7為本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材實施例4帶材截面圖， 圖8為本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材實施例5帶材截面圖， 圖9為本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材實施例6帶材截面圖， 圖10為本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材實施例7帶材截面圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施做詳細(xì)說明。
附圖1到附圖3是本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材的實施例1。 帶材本體1包括基板10和外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)20。基板10材料為塑料，外凸筋狀 加強結(jié)構(gòu)20為呈弓狀外凸帶開口的連續(xù)金屬加強體的結(jié)構(gòu)形式，具體地說就是，外凸筋狀 加強結(jié)構(gòu)20從基板10上延伸出來，向基板10的一側(cè)突出彎折，形成一個凸腔30，外凸筋狀 加強結(jié)構(gòu)20內(nèi)設(shè)有金屬加強體40，在外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)20的外側(cè)，則具有接合部50，以使 帶材本體1能夠互相接合；外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)20與基板10的連接處具有承接部60，承接 部60的高度略低于基板10的高度，且承接部60的高度與接合部50 —致，便于帶材進(jìn)行組 接。金屬加強體40為金屬材料，其外均勻包覆塑料。圖2和圖3所示，帶材本體1進(jìn)行拼 接的時候，接合部50搭接于相鄰帶材本體基板10內(nèi)側(cè)的下部，承接部60則承托相鄰帶材 本體的基板10的外側(cè)下部，使外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)20構(gòu)成一個封閉的凸腔30。
在本實施例中，塑料材料為聚乙烯，金屬材料為鋼帶?；?和外凸筋狀加強結(jié)構(gòu) 20在制作時分體相連，一次擠出。這樣帶材沿長度方向可無限延伸，連續(xù)纏繞?；逡运?管材中心線為軸線螺旋巻繞，并搭接在相鄰帶材的外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)20的承接部60處構(gòu) 成管材內(nèi)壁，外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)20跨壓于管材內(nèi)壁之上成為螺旋波紋管材?；?0和外 凸筋狀加強結(jié)構(gòu)20分體相連，外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)彎曲巻繞時，較大的橫向變形可因帶材采 用的開放形式得到消除。 這種消除橫向變形的方式適用于兩種情況。 一種情況是帶材擠出后，經(jīng)冷卻定型， 巻繞在巻筒上，再運到管材施工現(xiàn)場巻繞成管，相鄰帶材之間的搭接部位可通過擠出焊條 料進(jìn)行焊接熔合。在將帶材巻繞在巻筒上，以及運輸和開巻過程中帶材外凸筋狀加強結(jié)構(gòu) 的橫向可作一定量的彈性伸張，因此不會造成帶材的嚴(yán)重變形，影響帶材纏繞。另一種情況
是帶材擠出后，不需要冷卻定型，直接通過碾壓定型，并彎曲及螺旋巻繞成管。相鄰帶材之 間的搭接部位就熱無縫融合，不需要擠出焊接。在帶材彎曲及螺旋巻繞成管時，外凸筋狀加 強結(jié)構(gòu)的橫向變形可因帶材采用的開放形式得到消除。因此其工藝方法更加靈活，生產(chǎn)效 率更高，設(shè)備投資更少，并能有效地保證和提高管材的短期和長期質(zhì)量及可靠性。
附圖4是本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材的實施例2。其基板11部分帶有與帶材一次擠出 的加強層71，在本實施例中，加強層71的材料為復(fù)合編織帶，其作用之一是在帶材就熱巻 繞熔合的過程中可起到承托基板擠出材料的作用，其作用之二是加強基板強度和防破損性 能，并節(jié)省基板擠出材料。在該實施方式中，其余的結(jié)構(gòu)，外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)21、凸腔31、鋼 帶41及接合部51、承接部61的結(jié)構(gòu)均與圖l所示方式相同，不再贅述。
附圖5到附圖6是本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材的實施例3?；?2的一端延伸出外 凸筋狀加強結(jié)構(gòu)22，外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)22內(nèi)設(shè)置有鋼帶42，并進(jìn)行弓形彎折，形成兩個凸 腔32(即波谷)，在基板12與凸腔對于的一側(cè)，承接部62的下方具有中間帶有開口的撓性 對接自鎖插條122，同時，外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)22外端的接合部52設(shè)置有撓性對接自鎖插條 槽521，該撓性對接自鎖插條槽521在帶材搭接時嵌合所述撓性對接自鎖插條122 ;基板12 在設(shè)置搭接部的一側(cè)還設(shè)置有多個外凸斜面121，這些外凸斜面121的傾斜方向呈交錯分 別，以使基板的一端采用外凸斜面與相鄰帶材的內(nèi)凹斜面榫合，并采用圓柱狀擠出焊接料 72熔接，使帶材之間搭接牢固，在承受外壓或沖擊時，還可通過彈性變形來消除局部應(yīng)力集 中造成的焊縫開裂或滲漏。 在基板12與外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)22的分體相連部分，采用中間帶有開口的撓性對 接自鎖插條122與相鄰帶材的撓性對接自鎖插條槽521配合，及圓柱狀擠出焊接料72熔 接。圓柱狀擠出焊接料由對接自鎖插條槽521承接。撓性對接自鎖插條槽521的內(nèi)寬大于 圓柱狀擠出焊接料72的外徑。撓性對接自鎖插條與撓性對接自鎖插條槽之間相互配合的 側(cè)面留有適當(dāng)?shù)拈g隙，并可自鎖扣緊。這樣的結(jié)構(gòu)鎖緊牢固、焊接接觸面積大，并可封擋被 擠散的焊接料，從而增加搭接面的密封性。撓性對接自鎖插條與撓性對接自鎖插條槽之間 的配合間隙，可在纏繞過程中消除帶材搭接時的錯位，因此定位準(zhǔn)確。外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)22 的波谷與基板12的搭接部位可以不焊接，使弓狀外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)更具撓性。撓性對接自 鎖插條與撓性對接自鎖插條槽既可保證帶材接縫的密封和強度，又可避免帶材接縫縱向撓 性不足造成的失效?；迳线€采用了與弓狀開口內(nèi)表面的截面形狀相適應(yīng)，并沿帶材長度 方向延伸的短斜加強筋，不僅增強基板的強度，還可在纏繞過程中進(jìn)一步消除帶材搭接時 的錯位造成的相互干涉。這種帶材結(jié)構(gòu)纏繞而成的管材具有一定的縱向撓性，可以較好地 克服埋地后的不均勻沉降造成的管材縱向變形。在本實施例中，由于帶材的截面形狀比較 復(fù)雜，定型精度要求較高，帶材的生產(chǎn)工藝可采用先擠出，經(jīng)冷卻定型后再纏繞成管。
附圖7到附圖10是本發(fā)明塑鋼纏繞管帶材的另外幾個實施例。
這幾種實施例結(jié)構(gòu)類似，因此在標(biāo)識上采用尾部變化的形式進(jìn)行相同部件的標(biāo) 識，以區(qū)別不同的實施例，例如圖7所示的基板標(biāo)識為13，圖8的基板標(biāo)識為14，圖9的基板 標(biāo)識為15，圖10的基板標(biāo)識為16。這幾種方式中，都在金屬帶材上采用了沖孔、開口等處 理措施使彎曲及螺旋纏繞時的扭曲變形不足以造成金屬加強體43、44、45、46與塑料的結(jié) 合部位沖突。沖孔與開口的作用是使金屬帶材兩邊的塑料通過沖孔或開口相連，從而加強 擠出塑料與金屬帶材之間的結(jié)合，并對金屬帶材彎曲及螺旋纏繞時引起變形較為嚴(yán)重的部 位進(jìn)行分散削弱。在管材切斷時還可通過金屬帶材上的沖孔或開口來減少金屬的鋸切，保 證管材切口的平整。沖孔與開口的適當(dāng)運用，還可使基板和外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)采用一體化 的閉合結(jié)構(gòu)形式。這種外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)為帶有金屬結(jié)構(gòu)加強體的開口曲線形式的截面， 如呈弓狀外凸帶開口的連續(xù)金屬加強體的結(jié)構(gòu)形式，以及呈弓狀外凸帶開口兩端具有接合翼片的非連續(xù)金屬加強體的結(jié)構(gòu)形式。加強體也可采用彈性模量和強度遠(yuǎn)大于塑料，并更 適合這種帶材結(jié)構(gòu)纏繞成形的復(fù)合撓性材料。 圖7所示，基板13和外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)23采用一體化的閉合結(jié)構(gòu)形式，鋼帶43 貫通于兩個外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)23的波谷中，形成兩個凸腔33，凸腔33的橫截面為三角形， 基板13的一側(cè)則設(shè)置接合部53以便于帶材的搭結(jié)。 圖8所示結(jié)構(gòu)形式與圖7所示基本是一樣的，區(qū)別之處在于鋼帶44并不是連貫 的，而是中間斷開的結(jié)構(gòu)，因此，鋼帶44只包覆凸腔44，凸腔43的橫截面與圖7 —樣為三角 形。 圖9所示，其結(jié)構(gòu)方式與圖8所示一樣，區(qū)別之處在于凸腔45橫截面形成大半個 的圓形的結(jié)構(gòu)形式；圖10的結(jié)構(gòu)方式也與圖8 —樣，區(qū)別之處在于凸腔46的橫截面為具有 弧形頂?shù)亩噙呅巍?br> 權(quán)利要求
一種用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其特征在于該復(fù)合帶材至少包括一帶材單元，該帶材單元包括一基部、一凸部，凸部與基部連接于一起，構(gòu)成帶材單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其特征在于 所述的凸部，其一側(cè)與基部連接，另一側(cè)呈開放式結(jié)構(gòu)，且具有一搭接端，該搭接端在形成 管道過程中能夠與基部連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其特征在于 所述的凸部，其設(shè)置于基部上，與基部之間形成一空心結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求2所述的用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其特征在于 帶材單元包括分體相連的基板和外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)，所述凸部為外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)，所述 基部為基板，基板在制作時以所需管材中心線為軸線螺旋巻繞，并搭接在相鄰帶材的外凸 筋狀加強結(jié)構(gòu)底部構(gòu)成管材內(nèi)壁，外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)跨壓于管材內(nèi)壁之上。
5. 如權(quán)利要求4所述的用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其特征在于 所述外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)是指帶有金屬結(jié)構(gòu)加強體的橫截面具有開口的曲線結(jié)構(gòu)形式，其包 括呈弓狀外凸帶開口的連續(xù)金屬加強體的結(jié)構(gòu)形式、呈弓狀外凸帶開口兩端具有接合翼片 的非連續(xù)金屬加強體的結(jié)構(gòu)形式，或者是橫截面呈半橢圓形的結(jié)構(gòu)形式、橫截面近似半橢 圓的結(jié)構(gòu)形式、球形或半球形結(jié)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其特征在于 弓狀外凸可以是開口梯形、矩形、方形、半圓、3/4圓、圓滑曲線形弓狀的任意一種。
7. 如權(quán)利要求5所述的用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其特征在于 上述的外凸筋加強結(jié)構(gòu)，設(shè)置有1-5個。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其特征在于 所述基板和外凸筋狀加強結(jié)構(gòu)的材料是塑料，或者是帶有金屬加強體和/或加強層的多層 復(fù)合材料，加強層的多層復(fù)合材料為彈性模量和強度超過帶材本身的纖維編織層、塑料或 金屬絲、帶、網(wǎng)以及其他適用的材料的任意一種。
9. 如權(quán)利要求8所述的用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其特征在于 加強層可與帶材一次擠出，也可外貼纏繞。
10. 如權(quán)利要求1所述的用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其特征在 于基部兩端或基部的任意一端設(shè)置有用于與相鄰帶材單元的纏繞搭接的對接自鎖插槽或 對接自鎖插條，與之對應(yīng)的帶材單元則具有對接自鎖插條配合或?qū)幼枣i插槽，二者配合。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于螺旋波紋形塑鋼纏繞管的鋼帶增強復(fù)合帶材，其至少包括一帶材單元，該帶體單元包括一基部、一凸部，凸部與基部連接于一起，構(gòu)成帶材單元。通過該帶材單元，可根據(jù)情況自由組合使用，便于加工各種管徑的管道；且?guī)Р膯卧诤附舆^程中，能夠消除橫向變形；由帶材單元形成的管道，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有相當(dāng)?shù)膹姸?，能夠提供管材的質(zhì)量及可靠性，因此該帶材可廣泛應(yīng)用于各種管道的制作中。
文檔編號F16L9/16GK101718375SQ20091010972
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者鄭能歡 申請人:華瀚科技有限公司