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連續生產纖維加強塑料管的方法和實施該方法的設備的製作方法

2023-08-10 12:04:11 4

專利名稱:連續生產纖維加強塑料管的方法和實施該方法的設備的製作方法
為生產纖維加強塑料管,在實踐中有不同的方法。一種方法是在一根塑料內管的基材上生產纖維加強塑料管,該塑料內管起心軸作用。然後在該塑料內管上塗敷上一個緩衝層,這個緩衝層是粘合樹脂的形式,其內嵌埋有纏繞在該塑料內管上的雜亂纖維料形式的纖維料帶。
上述方法製造的緩衝層上,還敷置一層或多層加強層。這種加強層也是由一種帶形的或條形的纖維層和一種浸漬樹脂構成。這種纖維層可以採用不同的實施結構,即一種玻璃絲編織帶、或一種所謂的單向編織帶由一定數量的彼此平行安置的紗線或纖維藉助緯線或支持線以一定的較大的間距機械地保持成帶形;或者一種纖維條,一種由纖維彼此靠著成帶形的所謂的粗紗。浸漬樹脂敷置在加強層上的方法是將編織帶或纖維條穿過浸漬樹脂以浸上樹脂,或者將浸漬樹脂至少部份地在事前敷置到支承層上,接著將編織帶或纖維條嵌入其中。在成形加強層時,這編織帶或纖維條以一層或多層方式進行敷置。在用多層方式敷置的情況下,在管件上的編織帶或纖維是通過支架的一次或多次地反覆縱向運動來敷置的,有些情況下在管子的端部各安置一個銷柱環,以便這些編織帶或纖維條繞過這些銷柱,由此得到一種斜紋纖維層。
有時在這種加強層上敷置一種覆蓋層,它可以含有一種纖維料,但無論如何要含有一層合成樹脂層,它構成纖維加強塑料管的光滑外表面。
浸漬樹脂要經過化學反應使之硬化,大多數情況這要通過加熱來實現,從而使這種管形的層狀結構固結成管件。在固結之後,才可將管子從心軸上抽出。然後,通常將端部段從兩端切掉,因為在此處,編織物或纖維條結尾不均勻,或者,在多層加強層情況下,這編織帶或纖維條具有轉折點。這些切下的端頭段只能是無用的廢料。
這種方法的缺點之一是不能連續工作。由於不連續的工作方式,生產很費時間。在多層加強層情況下,還導致支架必須在折回位置上停下來,然後在相反的運動方向上再加速。這就意味著一個附加的時間浪費。同時,還有更大的缺點是,纖維織物或纖維條的纏繞速度以至輸送速度經受波動,這對敷置層本身尤其對樹脂浸漬產生不利影響。
這種類型的纏繞管子首先在圓周方向上總要有一種波浪形狀,也就是不均勻的外表面。並且,這樣的管子沒有進行外表面校準。所以它具有相當大的壁厚誤差,進而也具有較大的外徑誤差。
在這樣的管子中,紡織帶或纖維條的敷層或襯層沿一個相對管子縱軸線的垂直面成一個較大的螺旋角來纏繞的。由此這樣的襯層的強度不能在全部範圍內達到管壁的強度。為此,這種管子就必須製成比較厚的管壁,以便實現一個總體上的確定的抗壓強度。這種相對來說比較厚的管壁就導致管子有相應大的單位長度重量(重量/米)。
這種襯層的「交叉結構」此外還導致在溫度變化時襯層的樹脂內固有的較大的熱膨脹不能被充分吸收。因此,這管子本身也有一個較大的膨脹性,這點特別在縱向上有很大的不良影響。為此,這種管子原則上不適宜於用在其內的介質的溫度經常發生變化或甚至發生溫度突然變化的管道中。
用於緩衝層的纖維料和用於所有三個加強層的經樹脂浸漬的編織帶是由轉動輪敷置的,這些轉動輪圍繞管子軸線旋轉。在轉動輪上,相應的帶子纏繞在配料料軸上。這樣,這一纏繞方向就可連續工作。
按這種方法生產的纖維加強塑料管帶有一系列的缺點。這三個加強層的螺旋帶子彼此間並排鬆動靠置,而且僅是邊緣相互接觸。亦即這些帶子的邊緣相互不搭接,因為這些帶子太厚。如果搭接的話,就會出現螺旋形伸展的隆起。由於這些螺旋帶子只是並列安置的,所以這單個加強層的強度在垂直於其爬升角的方向上是很小的,因為帶子的邊緣任何情況下都是通過其浸漬的樹脂而彼此相連的。
在這一纏繞方向中應用的編織帶由於織物結構而具有一個總厚度,它近似地等於織物經紗與緯紗粗度的總和。這種情況導致的結果是該紡織帶在假想的包覆著該織物的兩平面內具有較大的空間,這些空間由浸漬樹脂填充。因此,這樣生產的管子具有較大量的樹脂。從而使管子具有較大的壁厚和重量。這種方法中應用的編織帶製造起來是相當昂貴的。它們只有有限的長度。因此,在連續生產管子的情況下,必須經常補入編織帶,其中新的編織帶的起始端要放置得和前一編織帶的末端儘可能地接近。這一點總是困難的。
在這種方法中,經樹脂浸漬過的編織帶中本身固有的強度只有部份被管子所利用,因為,第一加強層的經紗只是準軸向取向的,並且實際上還具有一個明顯的螺旋升角,並因為,第二和第三加強層的經紗其本身只是準切向取向,它們的螺旋升角比真正切向取向的零度升角還有相當大的距離。
由於第一加強層的經紗的僅僅是準軸向的取向和第二及第三加強層的經紗的僅僅是準切向的取向帶有較大的相對於理想方向的走向偏差,所以這種管子具有一個較大的熱膨脹係數。
這種管子的外表面並不光滑。它的壁厚和外徑都有較大的誤差。由於這兩個原因,這種管子不能藉助純金屬配件裝置相互連接,也不能連接到金屬附件上。由於這種管子的外表面不平整,因此,也不能採用以O形圈作為彈性密封件的連接裝置,因為它不能提供足夠的密封性。因此,這種管子只能藉助粘合接頭來相互連接,同時,又由於不平整的外表面和較大的外徑誤差,這種管子的插入端部還必須加工成所謂的尖錐端並同時進行光整。這些要求在施工場地是特別大的缺點。
本發明的目的在於提供一種方法,採用這種方法可以連續生產以一根塑料內管作為基材的纖維加強的塑料管,這種纖維加強塑料管具有優於用傳統方法生產的管子的較好的強度特性,並且在相同的抗壓強度下,本發明方法生產的管子具有較薄的管壁和相應地較小的單位長度重量,還具有光滑和均勻的外表面。此外,本發明的目的還在於提供一種可以實施該方法的設備。
根據本發明的方法,將一根塑料內管導引使之連續地通過各對準的相繼的工作工位。首先在該塑料內管上構成一層緩衝層,該緩衝層由一層固定厚度的粘合樹脂圓形層和嵌埋在樹脂層內的兩條雜亂纖維料形式的纖維料帶所構成,這兩條纖維料帶成形成兩個構成一個在縱向上有兩條開縫的軟管的半圓筒形半部,從而在緩衝層上構成加強層。通過將用於第一加強層的纖維首先以多個纖維條的形式導引至導引裝置中並從此起以封閉的截錐形纖維套形式導引至圍繞著心軸的環形刮板中,而且通過該環形刮板再嵌入到事先澆注的合成樹脂層中,人們就可以在第一加強層中得到一個準確軸向取向的纖維結構。由於這些纖維是從外邊嵌入到這事先澆注的合成樹脂層中而不是由一種合成樹脂浸漬的織物帶纏繞成的,所以,加強層中包含空氣以及與此相應的多孔性的危險就實際上等於零了。由於第二加強層是用筒子支架將一種狹窄的纖維條而不是用寬得多的織物帶來纏繞到塑料內管上,所以第二加強層的纖維定向是非常接近理想的真正切向取向。這一點還通過下面措施得到進一步支持,即,人們為了避免不平衡實際上至少用兩個筒子工作,為此,這兩個纖維條中的每條的纖維數就可以減少一半。此外,這些纖維條可以纏繞成使它們彼此間至少部份重疊,這樣,就進一步接近理想情況。由於第二加強層的纖維是從外面嵌入到事先澆注的合成樹脂層中,所以實際上也排除了空氣泡埋入層內。此外,在纖維條的導引元件上出現的摩擦作用就能保證纖維條以確定的基本張力進行纏繞,從而使在其下安置的軸向加強層的軸向取向的纖維向塑料內管壓縮。正由於此,這第一加強層的多餘合成樹脂被向外擠出,使軸向加強層以及切向加強層的合成樹脂量降低至最小。這樣,兩個加強層的壁厚也就減小了,與此對應,就完工塑料管的單位長度重量而言,分攤給這兩層的那部份重量也就減小了,通過這兩個加強層的這種壓實作用和多餘樹脂的向外擠出作用,就將最後的、在纖維嵌置到合成樹脂中時可能帶入的氣泡從加強層區域中擠出。
由於在切向加強層上再敷置一個軸向加強層其軸向分布的纖維通過環形刮板而嵌入到事先澆注的合成樹脂層中,或者也可嵌入到由於其下的加強層壓實作用而存有的多餘的合成樹脂中去並同時被壓縮,那麼,這其下的切向加強層首先在其外面安置的纖維被進一步壓縮。這一點同樣也適用於第二軸向加強層,只要接著在其上又敷置一個切向加強層。因為,通過相關筒子支架的相反旋轉方向,使纖維以與第一切向加強層的螺旋方向相反的方向進行纏繞,就使得這不可避免的但是很微小的與理論切向比存在的纖維切向取向的偏差得以補償,特別是這兩個切向加強層由於彼此連續的壓實過程,而很緊密地重疊安置。由於在需要時可以按相同的方式再敷置一個另外的軸向加強層和一個另外的切向加強層,甚至還可繼續敷置,這後面的塑料管就可以製成一個任意希望有尺寸以勝任對其提出的較高的和最高的各種機械特性要求。通過在這最外面的按要求是一個切向加強層的外邊敷置一個外殼,這後面的管體就可以與這樣的金屬接頭系統相連接或相配合,這些接頭為了改善連接位置的密封性而置有環形邊稜、環形刃口、環形隆起和類似結構以與塑料管的外表面配合作用,同時也不存在因為這些接頭元件而損害或破壞外面加強層纖維的危險。另外,藉助這一外殼可實現塑料管有一個光滑外表面。它優於單獨用無結頭紡織物平行安置構成的最外面加強層的外表面。藉助在該外殼上敷置一個帶形的分離膜並形成一個圍繞此殼的分離軟管,就能夠使塑料管穿過一個校準裝置,依此就能夠在用於外殼的環形刮板校準作用之後再附加一次校準工作,然後該塑料管的層狀結構在硬化裝置中進行硬化處理,並從此處出來就成為完工的塑料管。通過將連續生產完工的塑料管用分割裝置切割成一定長度的單獨縱向段,就可使塑料管不僅在輸送時而且在管道生產線中都容易地處理。
在一個生產纖維加強塑料管的過程中,從第二加強層開始,一部份用於在製造加強層中供應合成樹脂的供料裝置可以減少,因此,該方法得以簡化和縮短。
本發明還涉及實施本發明的方法的特別有利的並且獲得特別好的結果的設備。
在本發明的設備一個實施例中,在供料裝置中的合成樹脂不斷地循環,只要它沒有作為浸漬樹脂而遺留在塑料管內的一層或多層中。通過合成樹脂不斷地循環,就可避免樹脂有部份沉積下來,例如在貯存容器中沉積,沉積下來的那部份合成樹脂就可能發生化學反應,它將會導致這些合成樹脂硬化或甚至固化,而這種硬化作用還可能波及其餘的合成樹脂。此外,通過合樹脂的不斷循環,有利於以連續方式或者斷續方式添加的補充合成樹脂與滾動的基本樹脂的混合作用,從而提高了合成樹脂的粘度的均勻性。
按照本發明的設備的另一結構方案,使用於軸向加強層的纖維條能夠很均勻地圍繞著塑料內管形成一個截錐形的纖維條套。按照本發明的設備的另一結構方案,使用於軸向加強層的纖維條也能夠很均勻地成形,首先成形成一個圍繞著塑料內管的截錐形的纖維條套,然後從導引環起形成一個同樣均勻的截錐形纖維套,從而構成一個很均勻的軸向加強層結構。
按照本發明的設備的另一結構方案,合成樹脂的澆注位置與纖維套的纖維嵌入到合成樹脂構成的樹脂層中的那個位置之間的距離得以減小,從而避免了合成樹脂在其本身具有較小粘度情況下會提前從在其下安置的塑料管的層上向下流走以致在塑料管的頂部區域出現合成樹脂不足。
按照本發明的設備的另外的結構方案,設備的相關部份都有一個很緊湊的結構,因為成組地構成軸向加強層和切向加強層只需一個樹脂供料裝置,由此,收集盆的數量和各種連接管道的數量都相對地減小了,或者說,這些另部件總體積都相對地變小了。此外,生產塑料管的時間也縮短了。
在本發明的設備的一種方案中,由於增加了筒子支架上的筒子數量和因此增加了用於切向加強層的纖維條數量,使每個纖維條的纖維數量就與纖維條數量成反比例地減小,依此使纏繞纖維條的螺旋升角也可以減小,從而可更進一步地接近理論切向纏繞的理想情況。藉助每個筒子上的制動裝置可實現用於切向加強層的纖維條以一個比僅由於纖維條在導引裝置上的摩擦作用而總要存在的基本張力要大的張力進行纏繞。通過切向纖維條的提高的張力作用,在其下的軸向加強層的纖維就以顯著的程度被進一步壓實,而切向纖維條亦被強烈地從下壓縮。同時在兩個加強層中,由於纖維間的中間空間的減小,在其間的多餘的合成樹脂就從加強層擠出來,從而降低了加強層的樹脂含量。此外,還可實現兩個加強層的附加排氣作用,而這一點是根本上必要的。
在本發明的設備的一個結構方案中,一方面通過公共的驅動軸可實現筒子支架彼此間旋轉運動的連接,另一方面通過無級的可調的傳動裝置可實現每個筒子支架的旋轉速度與在其使用處存在的纏繞直徑相適應。
通過本發明的設備的一個結構方案,用於軸向加強層的纖維條獲得一個附加的預張力,這預張力超過纖維條的由於在導引裝置的摩擦作用而總會存在的基本張力,由此就可避免已經嵌入到其合成樹脂層的軸向纖維在纏繞切向纖維條時和特別在由於這些切向纖維條作用於軸向纖維而產生壓實作用時會在圓周方向上移動。
通過本發明的設備的一個結構方案,就可避免在合成樹脂硬化過程中從外邊分離軟管的縱向隙縫可能流出的少量樹脂被擠入分離軟管與導引管管壁之間並因而使外面的分離軟管和導引管相粘連或者至少使分離軟管與導引管之間的摩擦作用顯著增加。
在本發明的設備的一個結構方案中,不用特別措施就可實現合成樹脂的均勻固化時效,可用相當昂貴的紅外線可透過的玻璃管,也可採用一個多孔的金屬管。
在本發明的設備的一個結構方案中,固化時效段的絕熱裝置用一定數量的蓋罩構成,蓋罩藉助導引裝置可沿著塑料管導行。
在本發明的設備的一個結構方案中,藉助裝備著彈性材料的驅動防滑爪的鏈式輸送裝置對塑料管施加一個有效的和平穩的牽引運動,以保證塑料管實施一個可靠的穿過所有工作檯的運動。
在本發明的設備的一個結構方案中,切割裝置在切割塑料管的過程中被塑料管本身所驅動,同時,該塑料管段在切割位置的兩側被固持住並在進刀時彼此間仍保持等距,為的是在切割位置不要出現管子被壓擠和拉開。通過另一個設備方案,可以以簡單的方式實現切割裝置在夾緊裝置鬆開以後進行一個自動的返回運動,這是因為氣動活塞驅動器可以調節成使得在鬆開夾緊裝置通過氣動壓力介質連續進氣的情況下,該驅動器能使制動裝置回移到它的原始位置,而在夾緊裝置閉合的情況下,該氣動驅動器則在反向具有足夠讓性,以使切割裝置能與塑料管一起移動。
在本發明的設備的一個結構方案中,可以容易地將合成樹脂的多餘部份排出,以使塑料管的外殼保證達到一個毫無問題的構造。此外,還可使塑料管的外徑進行準確的調整,或換句話說,可實現塑料管有一個較小有直徑容差。另外,通過導引與成形裝置中的剩餘間隙以及通過後面的環形刮板中的餘隙,就可避免這樣的危險,即合成樹脂在刮除時可能分布到分離膜的整個外表面上並粘附在那裡,接著在硬化裝置中與分離膜固結在一起。
下面,本發明藉助於附圖中所描繪的實施例進行詳細說明。在附圖中

圖1至5是本發明的用於連續生產纖維加強塑料管的設備的簡化側視圖的各分段圖;圖6示出圖1所示的設備的一個環形刮板的局部俯視圖;圖7示出圖1所示的導引與成形裝置的側視示意圖;圖8示出圖1所示的設備的一個組合工作工位的局部俯視圖;圖9示出圖1至5所示的設備的一個導引與成形裝置和一個環形刮板的側視圖和縱剖面;圖1O示出圖9所示的導引與成形裝置和環形刮板的仰視圖;圖11示出圖9和圖10的導引與成形裝置和環形刮板的前視圖。
設備10是設計來用於在一根塑料內管的基材上生產纖維加強塑料管的設備,該塑料內管一般由熱塑性塑料構成。
設備10具有一個設有多個工作工位與裝置的機器部份11和一個筒子臺架12,該筒子臺架12分開一個相當距離安裝在機器部份的前面。
在筒子臺架12中,存放著較大數量的帶有纖維條14的筒子13,這些纖維條14是由相當大數目的玻璃纖維、碳纖維或者紡織纖維所構成。
筒子13按垂直取向的筒子軸線來安裝,使纖維條14有可能從內部抽出。為了這個目的,筒子臺架12上安裝了大量的導引裝置15,通過導引裝置使纖維條由筒子13抽出並導到機器部份11。在筒子臺架12與機器部份11之間也設有這樣的導引裝置15,為了清晰的目的,只部份示出。
機器部份11具有一個基座16,該機座在機器部份11的全長上伸展,並在正確的位置上容納著全部屬於機器部份11的裝置。考慮到表達的清晰性,機座16僅僅示出了少數零部件,包括底框17、以一定距離設置在底框17上方的縱向橫杆18和一些支柱19。
塑料內管140藉助一個輸送裝置141沿著後置的工作工位與裝置的對中線連續地輸送。
在設備10的機器部份11中,在第一工作工位上設置了一個用於供應粘合樹脂的供料裝置33。
該合成樹脂的供料裝置33具有一個粘合樹脂的貯存容器34和一個循環泵35以及各種管道36。一個供料管38將合成樹脂從上部的中間容器37供送到塑料內管140上。供料管38的澆注口39設置在塑料內管140的垂直子午面的上方,合成樹脂從該澆注口39澆注到塑料內管上,然後均勻地分布到兩邊,並構成一個封閉的合成樹脂層。
在隨後成形的塑料管的牽拉方向上,跟在澆注口39後面設有一個環狀的刮板,在後面簡稱為環形刮板41。這個環形刮板41設在一個導引裝置42上,這將在後面藉助附圖6加以詳細說明。該環形刮板41通過導引裝置42導引,在塑料內管140的縱向上不能位移而在塑料內管140的法向平面中總是保持與塑料內管同心地設置。通過供料裝置33在塑料內管上澆注的粘合樹脂就由環形刮板41製成一個環形的、有均勻厚度的粘合樹脂層。
在供料管38的澆注口39的下面和環形刮板41的下面設置一個公共收集盆44,它收集從塑料內管140滴下的或者由環形刮板41刮下的合成樹脂,並重新回送到貯存容器34中。
在供料裝置33的鄰近設置有一個退繞裝置144,該退繞裝置144具有兩個筒子145,其上繞有雜亂纖維料形式的纖維料帶。在其鄰近設有一個導引與成形裝置147,藉助此導引與成形裝置147把從退繞裝置144抽出的兩個纖維料帶導送到塑料內管140上並使之成形成兩個構成一個軟管的半圓筒形半部,這個軟管沿縱向在兩徑向相對側上有兩條開縫,這將在下面通過圖7進行描述。
關於退繞裝置144和導引與成形裝置147,應注意的是在圖1中描繪的這些裝置是圍繞塑料內管140的縱軸線轉動了90°角,但它們實際上是布置在通過塑料內管140的縱軸線的水平平面中。
在導引與成形裝置147鄰近設有一個合成樹脂供料裝置55,它的結構幾乎跟供料裝置33完全一樣,因此,它的細節可參見相應的對供料裝置33的說明。
緊接著導引與成形裝置147後面設有一個環形刮板148,藉助此刮板148將成兩個部份的纖維料軟管嵌入由供料裝置33和環形刮板148形成的粘合樹脂層中,從而在塑料內管140的外表面上形成一個粘合緩衝層。從此層上刮下來的多出來的粘合樹脂由一個收集盒149收集起來並從那裡送回供料裝置33的貯存容器34。
在接近供料裝置55的部位設有一個導引與成形裝置56,它也可藉助圖8作詳細的說明。這個導引與成形裝置包圍在塑料內管140的外面,並將一部份從筒子臺架12抽出的纖維條14導引至塑料內管140,首先將纖維條57沿一個截錐形的外緣表面來設置,隨後將這些纖維條57的纖維58成截錐形的閉合纖維套59的形式導入一個環形刮板61。纖維套59的纖維58通過這個環形刮板61嵌入合成樹脂層中,該合成樹脂層是由事先由供料裝置55通過其供料管62澆注在塑料內管上的合成樹脂構成的。這個合成樹脂層和在其中沿軸向嵌入的纖維58共同構成了塑料管的第一加強層,這個加強層由於其纖維的軸向取向而被稱為軸向加強層。
通過供料管62澆注在塑料內管上的合成樹脂是以超過纖維58的接受容量的過剩量來進行澆注的,該過剩量要大到不僅給第一軸向加強層足夠的用量,而且還留有足夠的合成樹脂餘量給下一個加強層,這下一加強層可緊接著第一軸向加強層構成。為此在合成樹脂供料裝置55的鄰近設有一個環形筒子支架63,它圍繞在塑料內管140的外面並藉助於環狀軸承可旋轉地支承在一個軸承支架64上。筒子架63通過一個無級的、可調的或者可控制的傳動裝置65由一個共用的驅動軸66進行驅動,該驅動軸66在圖4中示出並從設置在那裡的驅動馬達67沿著基座16伸展到所有被驅動的裝置上,包括筒子支架63的傳動裝置65。
筒子支架63具有偶數個筒子68,這些筒子68每個帶一條纖維條並可旋轉地支承在筒子支架63上。為清晰起見,在圖1中只畫出了兩個筒子68。實際上最合適的是有至少4個筒子或者6個筒子。
在筒子支架63上設有導引裝置71,藉助它將每個筒子68的纖維條69導引到塑料內管140上。筒子支架63一旦圍繞著塑料內管旋轉,纖維條69就纏繞到設在其下面的軸向加強層上,同時嵌入到餘量的合成樹脂中,這些餘量的合成樹脂是不被第一軸向加強層所容納的、並從第一加強層的纖維套中向外流出的多餘量。
以點劃線表達的分界線72純粹是為了製紙規格的需要而設,它連接著示出在第2頁上的其它的裝置。同樣情況適用於圖2至圖5中的分界線73至75。
連接在筒子支架63之後的是另一個液體合成樹脂供料裝置76,它與供料裝置55的結構相同。在這個供料裝置76的範圍內設置了一個導引與成形裝置77,它與導引與成形裝置56的結構相同。其後設有一個環形刮板78,它與環形刮板61的結構相同,當然環形刮板78的內徑稍許大於環形刮板61的內徑。通過該供料裝置76澆注一個合成樹脂層,然後從筒子臺架12拉出的纖維條14被導引與成形裝置77以一個截錐形纖維套79的形式導引到合成樹脂層上,並用環形刮板78將它們嵌入合成樹脂層中。由此產生了一個第二軸向加強層。
在供料裝置76的附近設有一個另外的帶有數個筒子82的筒子支架81,它與筒子支架63的結構相同。從筒子82抽出的纖維條83在筒子支架81旋轉時就纏繞在設在其下方的第二軸向加強層上,並嵌入到通過供料裝置76在前面以一種合適的過剩量進行澆注的合成樹脂層中。筒子支架81以與筒子支架63相反的方向旋轉。通過供料裝置76和筒子支架81構成了第二切向加強層。
然後是另一個合成樹脂供料裝置84,它的結構也相同於供料裝置76,並以一定過剩量的合成樹脂澆注在第二切向加強層上。通過一個導引與成形裝置85將纖維條14以一個截錐形纖維套86的形式導引到第二個切向加強層的外面,並用一個環形刮板87將它們嵌入合成樹脂層中。藉助於一個隨後的帶有數個筒子89的第三筒子支架88將纖維條91纏繞在環形刮板81後面構成的第三軸向加強層上,並且嵌入到過剩的合成樹脂中,由此構成了第三切向加強層。
如果需要,可以通過一個或多個另外的裝置組合來成形另外的軸向與切向加強層,該組合包括有液體合成樹脂的供料裝置、用於軸向取向截錐形纖維套的導引與成形裝置、將纖維套嵌入到合成樹脂層中的環形刮板和用於切向纏繞多根纖維條的筒子支架。
在最後一個筒子支架88後面設有一個環形刮板92。在其下面安裝了一個收集盆93。通過該環形刮板92基本上把一些剩下多餘的合成樹脂從由筒子支架88構成的最外面的切向加強層的外表面上刮掉。
在環形刮板92後面設有另外一個供料裝置94,它的結構幾乎跟第一個供料裝置33完全一樣。用作外殼的合成樹脂通過供料裝置94澆注在最外面的切向加強層上。這層合成樹脂藉助於環形刮板95形成了塑料管的外殼。這個環形刮板95象環形刮板41那樣的方式藉助一個導引裝置來導引,這導引裝置與環形刮板41的聯接在圖6中有詳細說明。
在塑料內管140的上方,緊接著環形刮板95設有一個纏繞在筒子97上的帶形分離膜98的退繞裝置96。藉助一個馬鞍形的導引與成形裝置99將分離膜98從上面引導到待固化的塑料管100上以形成一個圍繞著塑料管100的外殼的軟管。這個結構在塑料管100外部的分離軟管沿其縱向在下方開縫,分離膜的邊緣相互對接。因此分離膜98的寬度必須與塑料管100的外殼相協調一致。
在導引與成形裝置99後面還設有一個其下帶有收集盆102的環形刮板101。該環形刮板101刮掉在塑料管100上成形和敷置外分離膜時可能穿過外分離軟管的縱向縫向外流出的合成樹脂。出於這個原因,環形刮板101實際上緊挨著導引與成形裝置99設置,在圖2中為了表達清晰起見拉開一段距離來描繪。
在導引與成形裝置99和環形刮板101後面連接一個硬化裝置103,它具有熱源和/或輻射源104,最好設計成紅外線輻射源。這個輻射源104圍繞在塑料管100的周圍,為了避免誤解,輻射源104下部的部份在圖2中被刪去。
硬化裝置103配備了一個盒形的外罩105,它同時起隔熱作用,以儘可能避免輻射源104的熱能輻射出去或漏出。
在硬化裝置103的下部區域,設置了一個收集盆106,通過它收集一些在塑料管100固化時排出的反應物和汽化物,然後通過一個風機107抽出並導入一個過濾器108中,在過濾器中將運載空氣過濾,經淨化的運載空氣自由排出。
此外,硬化裝置103具有一個導引管109,它在圖2中用虛線表達,因為它設有大量的通孔,這些通孔在長度方向上和圓周方向上相互交錯地設置。通過這些通孔使熱量和輻射源104的紅外線穿過導向管109,使熱量和射線可以到達塑料管100並深入其內,因而起動了塑料管的各個塑料層的硬化過程。
導引管109的內徑至少大致等於完工的塑料管100的標稱直徑加上兩倍分離軟管的壁厚的總和,分離軟管由分離膜98構成。導引管109在其下面沿縱向有一條縫,因此在硬化過程中由塑料管100排出的反應物能通過此縫排出並能滴入收集盆106中,而不會被迫進入外分離軟管與導引管109之間的間隙內。
導引管109穿過硬化裝置節段向外伸展,該硬化裝置具有輻射線源104並由外罩105限定。導引管109至少要伸展到在塑料管的運動軌道上的、在其上塑料管100的外殼要具有足夠的形狀穩定性使之能夠支承在支承滾子111上被繼續導送的部位為止(圖3)。這些支承滾子111可根據塑料管100的高度位置進行調節,以便通過它能夠容置和繼續推送不同直徑的管子。
在硬化裝置103後面連接一個固化時效段112,它具有絕熱罩113形式的絕熱裝置。這個絕熱罩113具有一個U形或者C形的垂直截面,設置成使其縱向縫隙處在絕熱罩113的下面。這隙縫的寬度應足以使支承滾子111的支架能夠穿入。絕熱罩可藉助一個縱嚮導引裝置115沿管子100的縱向滑動導行。縱嚮導引裝置115則由導軌116和滾輪117構成。導軌116固定在基座16的支柱19上。滾輪117可轉動地安裝在絕熱罩113上。
導軌116的長度至少要比各單個蓋罩113的長度的總和大至少一個蓋罩長度。因此,單個蓋罩113在導軌116上總是可以滑動打開一個足夠的距離以便能夠接觸到導管109的每一個位置。
絕熱罩113在圖3中示出處在一個後撤的位置上。在機器部份11生產塑料管100的運轉中,蓋罩113向硬化裝置103移動,使其包圍著從硬化裝置103伸出的導引管109的縱向段,從而防止塑料管100的放置在該伸出縱向段內的節段有熱量失散,而這些熱量對於塑料管的固化時效是需要的。
在縱嚮導引裝置115的導軌116的端部設有一個牽引裝置118,該裝置具有至少兩個鏈式輸送裝置119,設置在塑料管100的直徑兩側。為了保護塑料管100,最好至少配備4個鏈式輸送裝置119。
每個鏈式輸送裝置119具有一條滾子鏈121,該滾子鏈在貼著塑料管100的牽拉段中沿著導軌122運動。滾子鏈配備有角形夾板,其上固定有由一種彈性體製成的防滑爪123。
牽引裝置118通過一個無級的可調的傳動裝置124由電動機67驅動,用來驅動各裝置的貫穿驅動軸66也連接在該傳動裝置124上。
緊接在牽引裝置118後面有一個切割裝置125,通過這切割裝置將塑料管100分割成具有設定長度尺寸的管段126(圖5)。藉助於一個縱嚮導引裝置127使切割裝置125成為可沿塑料管100的縱向移動的結構。切割裝置125配備有夾緊裝置128,它具有兩個夾緊鉗口對129,它們在塑料管100的牽拉方向上分別設置在切割裝置125的切割工具132的前面和後面。這兩個夾緊鉗口對的每個夾緊鉗口都與一個雙向作用的氣動活塞驅動裝置131相連接,通過它可以使夾緊鉗口以一定的夾緊力貼靠在塑料管100上,如圖4右邊點劃線所示,或者可以從塑料管100撤回,如圖4左邊所示。
切割裝置125與一個沒有畫出的復位裝置相連接,它具有一個氣動活塞驅動裝置。該驅動裝置由一個控制裝置操作,這控制裝置也用於夾緊裝置129的操作。最好在圖4中示出的切割裝置125拉出的起始位置上設有一個固定的限位塊,該切割裝置125藉助復位裝置復位時推靠在該限位塊上。
在與切割裝置125有一定距離的地方設置一個管子卸料裝置133(圖5),它把從連續製成的塑料管100上切割下來的管段126(圖5)從塑料管100的管線上取出,然後運送到一個鄰近設置的管子貯存場中。
由圖6可以看到環形刮板41和與它相連的導引裝置42的細節。
導引裝置42具有兩個導引臂151,它們通過一個軛架152彼此相連。在軛架152上固定著可更換的環形刮板41。這兩個導引臂151各藉助一個球關節153各向可擺動地支承著,並且在用箭頭154表示的隨後成形的塑料管100的牽拉方向上不可移動地固定著。這兩個導引臂151越過球關節153向另一側伸展,並在該處在每個導引臂上夾緊一個配重155。兩個配重155放置成使它們能與在另一側上的導引臂151、包括軛架152及環形刮板41以及兩個導輪156及其夾持臂157的動量平衡到一個確定的剩餘重力上。導輪通過這個剩餘重力貼靠在塑料內管140上。
為了實現環形刮板41既在垂直方向又在水平方向有一個好的導引,在夾持臂157上可旋轉地支承著的導輪156定位安置成使它們的運轉平面至少大約穿過塑料內管140的縱軸線,並且使兩個運轉平面的夾角處在60°與120°之間,最佳的角度值為90°。
為了使導輪156的運轉平面在塑料內管140的直徑發生變化時能夠與塑料內管140的縱軸線對準,最好是使夾持臂157圍繞它們的縱軸線可旋轉地與軛架152相連。
下面藉助圖7詳細地說明纖維料帶146的導引與成形裝置147。
導引與成形裝置147具有用於各個纖維料帶146的導引葉片161,它向著塑料內管140的內表面162至少在它的端部區域變曲成凹形,以便將原先是平的纖維料帶146成形成近似於一個半圓筒形的罩面,成為纖維料軟管半部163導引至塑料內管140上,結合後構成纖維料軟管53,該管在塑料內管140的上面和下面沿縱向開縫。
下面藉助於圖8詳細地說明纖維帶14的導引與成形裝置56。
用於纖維條14的導引與成形裝置56具有一個導引板164和一個導引環165。在導引板164上設有數目與纖維條14的數目相對應的通孔166,每個通孔有一條纖維條14穿過。這些通孔166可以分布在單一的一個圓環上,也可以分布在多個同心設置的圓環上。這些圓環的數目取決於纖維條14的數目和粗細。導引環165具有一個環形的閉合內表面167,如圖7所示,該內表面例如可以以一個裝入導引環165內的鋼絲環168的內表面的形式出現。這個鋼絲環168由彈簧鋼製成,跟用於孔的彈簧卡圈一樣,它漲開超過孔的額定內徑,並在彈性地壓縮狀態下卡入導引環165內壁的一個槽中。這樣,鋼絲環168可以在磨損的情況下很容易更換。
導引環165的標稱內表面167的內徑要比在導引板164中的通孔166的排列圖案的最小圓環的直徑小。這樣,從導引板164出來的纖維條14以一個截錐形的纖維套169的形式導引至導引環165。在較小的導引環165中纖維條14放置得如此稠密,以致於它們的纖維已經在導引環165中構成了一個閉合的、截錐形的纖維套170,這纖維套170從導引環165出來被導引至環形刮板61,此時,纖維套170的纖維在圓周方向更緊密地聚合在一起,並且跟在支承層外面的過剩合成樹脂接近到使纖維在導引環165與環形刮板61之間的一段上已經浸入到這些合成樹脂層中,隨後通過環形刮板61完全嵌入在合成樹脂層內,由此起就構成了隨後成形的塑料管100的第一軸向加強層。
在不同的導引與成形裝置中形成一種截錐形的纖維套並隨後嵌入相應的合成樹脂層中而構成一個軸向加強層的纖維條14,最好在它們進入導引與成形裝置的導引板之前,各自通過在圖中沒有示出的張緊裝置,在由於在導引裝置15上的摩擦而存在的基本張力之上進行進一步張緊。此時,要注意到纖維條之間要有一種均勻的總張力。從筒子支架抽出的、要纏繞在其下安放的軸向加強層上並嵌入到已存在的合成樹脂層中而構成一個切向加強層的纖維條同樣要進行進一步張緊。為此,在筒子支架上的筒子各通過一個制動裝置制動,其制動力由一個控制裝置根據由裝在其上的測徑規測出的筒子的相應外徑來進行控制。
下面藉助於圖9至圖11對導引與成形裝置99和與之鄰近的環形刮板101作詳細說明。
環形刮板101的工作狀況與前面使用的環形刮板61、78、87和92有點不同。不同點在於,在後面所述的環形刮板中,還存在在管坯件外面的多餘的合成樹脂被直接刮掉,而在導引與成形裝置99中,分離膜98將塑料管100的最後的或者最外面的合成樹脂層包裹住,從而將塑料管100裹起來。馬鞍形的導引與成形裝置99具有一個基體171,該基體由一個厚壁圓筒導出,該圓筒沿著一個傾斜的、同時大致弧形伸展的切割線切割而成。基體171的側壁173的邊緣172從一個放置在塑料管100上面用於導入分離膜98的導入肩174起沿著塑料管100的縱向總是圍繞著塑料管相向伸展,並在垂直的子午面上互相靠攏形成一個很小剩餘間隙175,其縫隙寬度是少許幾個十份之一毫米的數量級,部份地取決於要刮掉的合成樹脂的液體特性、諸如粘度、表面張力和類似的特性。
如圖11所示,在剩餘間隙175區域中,側面176與177從它們的內緣178起成一個一定的角度向外緣179伸展,這個角度一般是90°。
導入肩174的外段181可以與基體171製成一體,但它們也可以作為分立件制出並隨後例如使用螺紋件與基體171連接起來。
在導引與成形裝置99鄰近處設置的環形刮板101,跟成形裝置99一樣同樣不是一個完整的閉合環,而在垂直子午面的下面具有一個剩餘間隙182,其結構類似於成形裝置99的剩餘間隙175,並且與其對準設置。同樣,如在成形裝置99中那樣,在環形刮板101中,剩餘間隙182的側面183與184相互成一個角度從其內緣伸展到外緣,這個角度一般跟剩餘間隙175的兩個側176與177的夾角一樣。圖11也大體上示出了環形刮板101的軸向視圖。
在圖2中僅示出在環形刮板101的下面的收集盆102實際上也伸展到成形裝置99的下面。這個收集盆102在橫向上只向外伸展少許超過外緣179,由於它的較小的寬度,因而也可以稱為收集槽。
收集盆102的沿塑料管100的運動方向在環形刮板101那一邊的端頭上設置了刮除器185,它的刮刃186與塑料管101的外輪廓相配合一致。
刮除器185刮掉由環形刮板101的剩餘間隙182留下在塑料管下面上的殘留合成樹脂。
權利要求
1.一種用一根塑料內管作為基材連續生產纖維加強塑料管的方法,其特徵在於包含以下步驟藉助於一個輸送裝置將塑料內管沿水平方向同軸地送給設在後面的工作工位,並沿管子的牽拉方向連續運動;在該塑料內管上澆注液態粘合樹脂來形成粘合緩衝層並藉助於一個環形刮板成形成一個環形的、厚度均勻的粘合樹脂層;將兩條雜亂纖維料形式的纖維料帶導引到塑料內管上並使之成形成兩個構成一個在縱向上帶有兩條開縫的軟管的半圓筒形半部,同時連續地嵌埋入此粘合樹脂層內以形成粘合緩衝層;在此粘合緩衝層上澆注一種液態合成樹脂以形成一個合成樹脂層;從筒子臺架抽出大量的、多根纖維條形式的纖維,這些纖維被一個圍繞在塑料內管的周圍設置的導引裝置以一個閉合截錐形纖維套的形式導引至一個圍繞著塑料內管的環形刮板中,並且通過該環形刮板嵌入合成樹脂層中以構成一個軸向加強層;在此軸向加強層上澆注一種液態合成樹脂,由它構成一個合成樹脂層;用一個環形的、圍繞著塑料內管沿一個給定的旋轉方向旋轉的、具有多個每個帶有一條纖維條並可旋轉地固定在其上的筒子的筒子支架將纖維條從筒子抽出並纏繞到在其下面的軸向加強層上使之嵌入合成樹脂層中以構成一個切向加強層,設置在其下面的軸向加強層的纖維朝向塑料內管壓實;在切向加強層上澆注一種液態合成樹脂,由它構成一個合成樹脂層;將大數量的、呈多根纖維條形式的纖維從筒子臺架抽出,通過一個圍繞著塑料內管設置的導引裝置以一個閉合截錐形纖維套的形式導引至一個圍繞著塑料內管的環形刮板內,通過該環形刮板嵌入合成樹脂層內而構成第二軸向加強層;在軸向加強層上澆注一種液態合成樹脂,由它構成一個合成樹脂層;用另一個環形的、圍繞著塑料內管與前述筒子支架反向旋轉的、具有偶數個的每個帶有一條纖維條並可旋轉地固定在其上的筒子的筒子支架將纖維條從筒子抽出並纏繞到在其下面的軸向加強層上使之嵌入合成樹脂層中來構成第二切向加強層,設置在其下面的軸向加強層的纖維朝向塑料內管壓實;需要時可在這個切向加強層上再構成又另一個軸向加強層和又另一個切向加強層,其所使用的筒子支架的旋轉方向與前面對應的筒子支架的旋轉方向相反;在最外面的切向加強層構成以後,藉助於一個環形刮板把其上的多餘的樹脂刮掉;在最外面的加強層上澆注一種液態合成樹脂,並藉助一個環形刮板使其成形成塑料管的均勻厚度的外殼;藉助於一個導引與成形裝置將一條帶狀分離膜導引到外殼上,從而成形成一個裹住外殼的分離軟管,這個分離軟管沿其長度在底部具有開縫,分離膜的邊緣相互對接;這樣構成的塑料管被導引穿過一個硬化裝置,該硬化裝置具有熱源和/或輻照源以起動塑料管的各個合成樹脂層的硬化過程,至少部份地完成硬化過程;在離開硬化裝置後,完成的塑料管藉助一個切割裝置按一個確定的長度切割成分開的節段。
2.按照權利要求1的方法,其特徵在於包含以下步驟用於軸向加強層的合成樹脂以一個超過軸向加強層所需的最小量澆注到軸向加強層上,從而同時形成用於緊跟著的切向加強層的合成樹脂層;藉助於導引與成形裝置導引到塑料內管上以形成軸向加強層的纖維條通過合適的環形刮板嵌埋入先前形成的合成樹脂層內,使超過纖維條所能吸納的容積的合成樹脂穿過纖維向外擠出;將從筒子支架抽出的用於切向加強層的纖維條切向地纏繞在軸向加強層上同時嵌埋入過剩的合成樹脂中。
3.用於實施按照權利要求1的方法的設備,其特徵在於,具有一個筒子臺架(12),它具有多個筒子(13),這些筒子(13)帶有由玻璃纖維、碳纖維或者紡織纖維製成的纖維條(14);在筒子臺架(12)上設有用來將纖維條(14)從筒子(13)上抽出並進行導引的導引裝置(15);設有一個用於容置多個工作工位和裝置的基座(16);在基座(16)的前面區域設有一個塑料內管(140)的輸送裝置(141),該輸送裝置用於導引該塑料內管使之跟設在後面的工作工位與裝置對準;在第一工作工位上設有一個粘合樹脂的供料裝置(33)以將從一個貯存容器來的粘合樹脂澆注到塑料內管(140)的頂部上;設有一個環形刮板(41)將澆注到塑料內管(140)上的粘合樹脂成形成一個具有均勻厚度的粘合樹脂層;在環形刮板(41)的下方設有一個收集被環形刮板(41)刮下來的粘合樹脂;設有一個帶有兩個筒子(145)的退繞裝置(144),所述筒子(145)上繞有雜亂纖維料形式的纖維料帶(146);設有一個導引與成形裝置(147)以將纖維料帶(146)從退繞裝置(144)導引到塑料內管(140)上並使之成形成兩個構成一個在縱向上帶有兩條開縫的軟管的半圓筒形半部;設有一個環形刮板(148)以將由兩條纖維料帶(146)形成的軟管嵌埋入粘合樹脂層內以在塑料內管(140)上形成一個粘合緩衝層並同時將多出來的粘合樹脂刮掉;設有一個收集盆(149)以收集由環形刮板(148)刮下來的多出來的粘合樹脂;設有一個供給合成樹脂的供料裝置(55)以將來自貯存容器的合成樹脂在塑料內管(140)的頂部進行澆注;設有一個在外面包圍著塑料內管(140)的導引與成形裝置(56)以將從筒子臺架(12)出來的多根纖維條(14)的纖維以一個閉合截錐形纖維套(59)的形式導向塑料內管(140);設有一個環形刮板(61)以將澆注的合成樹脂成形成一個有均勻厚度的合成樹脂層並將纖維套(59)嵌入合成樹脂層中以構成一個軸向加強層;設有一個環形筒子支架(63),它包圍著塑料內管(140)並可旋轉地支承在一個軸承支架(64)上;至少有兩個由纖維條(69)構成的筒子(68)可旋轉地固定在筒子支架(63)上;筒子支架(63)與一個可調節轉數的驅動裝置(65,66,67)相連接;在筒子支架(63)上設有導引裝置(71),用以將纖維條(69)從各個裝上的筒子(68)導向塑料內管(140),並在筒子支架圍繞著塑料內管旋轉時將纖維條(69)嵌埋入合成樹脂層中以構成一個切向加強層;設有一個供應合成樹脂的供料裝置(76)以將來自貯存容器的合成樹脂在塑料內管(140)的頂部進行澆注;設有一個在外面包圍著塑料內管(140)的導引與成形裝置(77)以將從筒子臺架(12)出來的多根纖維條(14)的纖維以一個閉合的截錐形纖維套的形式導向塑料內管(140);設有一個環形刮板(78)以將澆注的合成樹脂成形成一個有均勻厚度的合成樹脂層並將纖維套(79)嵌入合成樹脂層中以構成第二軸向加強層;設有一個供應合成樹脂的供料裝置(76)以將來自貯存容器的合成樹脂在塑料內管(140)的頂部進行澆注;設有一個環形筒子支架(81),它包圍著塑料內管(140)並可旋轉地支承在一個軸承支架(64)上;至少有兩個由纖維條(83)構成的筒子(82)可旋轉地固定在筒子支架(81)上;筒子支架(81)與一個可調節轉數的驅動裝置相連接,它的旋轉方向與前面的相應的筒子支架(63)的旋轉方向相反;在筒子支架(81)上設有導引裝置,用以將纖維條(83)從各個裝上的筒子(82)導向塑料內管(140),並在筒子支架(81)圍繞著塑料內管旋轉時將纖維條(83)嵌入合成樹脂層中以構成第二切向加強層;在最後一個筒子支架(88)後面設置一個環形刮板(92)以將存在的過剩合成樹脂刮掉;設有一個供應合成樹脂的供料裝置(94)以將來自貯存容器的、用於塑料管外殼的合成樹脂在塑料內管(140)的頂部進行澆注;設有一個環形刮板(95)以將澆注的合成樹脂成形成一個厚度均勻的合成樹脂層以構成一個塑料管的外殼;設有一個用於帶狀的、纏繞在筒子(97)上的分離膜(98)的退繞裝置(96);設有一個導引與成形裝置(99)以將分離膜(98)從退繞裝置(96)導向塑料內管(140)並使分離膜(98)成形成一個外分離軟管,該分離軟管沿其長度在底部開縫並包圍著外殼,分離膜(88)的邊緣相互對接;在用於分離軟管的導引與成型裝置(99)後面設有一個在外面包圍著塑料管(100)的硬化裝置(103);該硬化裝置(103)具有圍繞著塑料管(100)設置的熱源和/或輻射源(104);該硬化裝置具有用於塑料管(100)的導引管(109),導引管的內徑至少接近等於塑料管(100)的標稱直徑加上兩倍分離軟管的壁厚的總和,這個導引管(109)的管壁可以讓從熱源和/或輻射源發出的熱或輻射透過,導引管(109)沿塑料管(100)的運動方向伸展穿過硬化裝置(103),導引管(109)的縱向尺寸要設定成使它至少在塑料管(100)在其運動軌道上到達外殼具有將塑料管支承在支承滾子(111)上所需的足夠的形狀穩定性以前將塑料管(100)包住;在硬化裝置(103)後面設有一個固化時效段(112),它具有絕熱罩(113)形式的絕熱裝置包圍著塑料管(100);在固化時效段(112)後面設有一個牽引裝置(118),用以通過摩擦作用使塑料管(100)沿其運動方向運動;在硬化裝置(103)的導引管(109)的後端與牽引裝置(118)之間設有支承滾子(111),它們可以按塑料管(100)的高度位置進行調節,並將塑料管(100)帶向牽引裝置(118);在牽引裝置(118)後面設有一個切割裝置(125),該切割裝置可以藉助一個縱嚮導引裝置(127)沿塑料管(100)的運動方向移動,該切割裝置用於將塑料管(100)按給定長度切割成單個的管段(126);切割裝置(125)具有一個夾緊裝置(128),用於在切割過程中牢固地夾緊塑料管(100);切割裝置(125)具有一個復位裝置,用於使切割裝置在切割工序結束後返回到它的起始位置上。
4.按照權利要求3的設備,其特徵在於,在帶有由用於構成第二切向加強層的纖維條構成的筒子(82)的最後一個筒子支架(81)後面設有另一個供應液體合成樹脂的供料裝置(84)以將來自貯存容器的合成樹脂在塑料內管(140)的頂部進行澆注;設有另一個導引與成形裝置(85)以將從筒子臺架(12)出來的多根纖維條(14)的纖維以一閉合的截錐形纖維套(86)的形式導向塑料內管(140);設有一個環形刮板(87)以將澆注的合成樹脂成形成一個有均勻厚度的合成樹脂層並將纖維套(86)嵌入合成樹脂層內以形成另一個軸向加強層;設有另一個供應液態合成樹脂的供料裝置(84)以將來自貯存容器的合成樹脂在塑料內管(140)的頂部進行澆注;設有另一個帶有至少兩個由纖維條構成的筒子(89)的筒子支架(88),用於將纖維條纏繞到該另一個軸向加強層上並將纖維條嵌入合成樹脂層內以形成另一切向加強層,筒子支架(88)的旋轉方向跟前一個筒子支架(81)的旋轉方向相反。
5.按照權利要求3的設備,其特徵在於,在供應液態合成樹脂的供料裝置(33,55,76,84,94)中,設置在相關環形刮板(41)下面的收集盆(44)通過一個回流管(36)與供料裝置(33)的貯存容器(34)連接。
6.按照權利要求3的設備,其特徵在於,用於構成軸向加強層的纖維條(14)和纖維的導引與成形裝置(56)具有一個導引板(164),該導引板在外面包圍著塑料內管(140);導引板(164)具有數目與其所導引的纖維條(14)的數目相對應的通孔(166),這些通孔分布在一個單一的圓環上或者分布在多個彼此同心設置的圓環上,每個通孔穿過一根纖維條(14)。
7.按照權利要求3的設備,其特徵在於,用於構成軸向加強層的纖維條(14)和纖維的導引與成形裝置(56)具有一個導引板(164)和一個導引環(165),導引板與導引環一起在外面包圍著塑料內管(140);導引板(164)具有數目與其所導引的纖維條(14)的數目相對應的通孔(166),這些通孔分布在一個單一的圓環上或者分布在多個彼此同心設置的圓環上,每個通孔穿過一根纖維條(14);導引環(165)具有一個環形的閉合內表面(167),其內徑小於在導引板(164)上的通孔(166)的排列圖案中的最小圓環的直徑,而略大於穿過它的塑料管(100)的層狀結構的外徑。
8.按照權利要求3的設備,其特徵在於,給軸向加強層供應合成樹脂的供料裝置(55)的澆注口設置在緊靠導引與成形裝置(56)的部位上。
9.按照權利要求3的設備,其特徵在於,給軸向加強層供應合成樹脂的供料裝置(55)設定供應的合成樹脂量要大於軸向加強層單獨所需要的量,至少足夠用於軸向加強層和切向加強層;相應地省掉給下一個切向加強層供應合成樹脂的專用供料裝置。
10.按照權利要求3的設備,其特徵在於,在筒子支架(63)上均勻分布地設置多於兩個的筒子(68);每個筒子(68)都設置一個制動裝置,其制動力可藉助一個控制裝置通過測量筒子(68)的外徑來進行控制。
11.按照權利要求3的設備,其特徵在於,每個筒子支架(63)通過各自的無級的可調傳動裝置(65)與一個共用的驅動軸(66)連接,該驅動軸裝在基座(16)上並從一個驅動馬達(67)伸展到所有的驅動裝置(63,81,88)。
12.按照權利要求3的設備,其特徵在於,為每根用於軸向加強層的纖維條(14)設置一個可調節的張緊裝置,用以將纖維條中的張力調節到一個給定數值,以使這些纖維條具有一個均勻的總張力;張緊裝置設置在導引與成形裝置(56)的導引板(164)的附近。
13.按照權利要求3的設備,其特徵在於,在硬化裝置(103)中的導引管(109)在其下側具有一個狹窄的縱向縫。
14.按照權利要求3的設備,其特徵在於,在硬化裝置(103)中的導引管(109)設計成可讓紅外線穿過的玻璃管。
15.按照權利要求3的設備,其特徵在於,在硬化裝置(103)中的導引管(109)設計成金屬管,這種金屬管由一種防腐蝕的和耐磨的鋼製成;這種導引管(109)設有較大數量的通孔,這些通孔在導引管(109)的縱向上和圓周方向上相互交錯地排列設置。
16.按照權利要求3的設備,其特徵在於,固化時效段(112)的絕熱裝置由多個絕熱蓋罩(113)構成,這些蓋罩至少近似地成形成空心圓筒,並且它的周壁設計成絕熱的;絕熱蓋罩(113)藉助一個縱嚮導引裝置(115)可沿著塑料管(100)縱向運動;縱嚮導引裝置(115)的長度至少比所有絕緣蓋罩(113)的長度總和長出一個單個蓋罩(113)的長度。
17.按照權利要求3的設備,其特徵在於,牽引裝置(118)由兩個或多個鏈式輸送裝置(119)構成,這些鏈式輸送裝置(119)成對地沿塑料管(100)的直徑設置;鏈式輸送裝置(119)各具有一條滾子鏈(121),這些滾子鏈至少在牽拉段中由導軌(122)導行;滾子鏈(121)配備有角形夾板,其上固定有由一種彈性體製成的防滑爪(123)。
18.按照權利要求3的設備,其特徵在於,夾緊裝置(128)具有兩對夾緊鉗口(129),按塑料管(100)的運動方向看,其中一對設置在切割裝置(125)的切割工具(132)的前面,而另一對設置在切割工具(132)的後面;夾緊鉗口(129)可用雙向作用的氣動活塞驅動裝置(131)來操縱。
19.按照權利要求3的設備,其特徵在於,切割裝置(125)的復位裝置具有一個氣動活塞驅動裝置。
20.按照權利要求3的設備,其特徵在於,用於外分離軟管的導引與成形裝置(99)的側壁(173)的邊緣(172)從放置在塑料管(100)上面用於導入分離膜(98)的導入肩(174)起沿著塑料管(100)的縱向總是圍繞著塑料管(100)相向伸展並在垂直的子午面上相互靠攏形成一個很小的剩餘間隙(175);側壁(173)的邊緣(172)的側面(176、177)至少在剩餘間隙(175)的區域中從其內緣(178)以一個確定的角度成90°向著其外緣(179)伸展;在導引與成形裝置(99)附近設置一個環形刮板(101),這環形刮板不是完全閉合的而是在一個垂直的子午面上具有一個剩餘間隙(182);環形刮板(101)的剩餘間隙(182)的側面(183、184)從其內緣(178)以一個確定的角度向著其外緣(179)伸展。
21.按照權利要求20的設備,其特徵在於,沿塑料管(100)的運動方向在環形刮板(101)的後面設置一個刮除器(185),它的刮刃(186)與塑料管(100)的外形輪廓相配合一致;在環形刮板(101)下面的收集盆(102)在一側延伸到刮除器(185)的區域中,另一側則延伸到導引與成形裝置(99)的區域中。
全文摘要
一種以塑料內管為基材的分步逐層製造從內到外含粘合緩衝層、多層交替軸向切向伸展嵌入樹脂內的纖維條的加強層、外殼與外分離膜的纖維加強塑料管的方法。製造設備在共同基座上固裝著各工作工位,沿塑料內管伸展方向設有塑料內管輸送裝置、樹脂供料裝置、緩衝層與各加強層所用的纖維條的供料和導引與成型裝置、環形刮板、硬化裝置以及帶有可移動絕熱罩的時效固化裝置、共用驅動裝置、塑料管的牽引裝置以及可隨動的定尺切割裝置。
文檔編號B29C65/08GK1147450SQ96108838
公開日1997年4月16日 申請日期1996年7月4日 優先權日1988年12月9日
發明者洛塔·艾爾斯納 申請人:洛塔·艾爾斯納

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