[发明专利]滚塑成型带钢圈塑料复合管材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于工业和民用工程领域的塑料管材，具体的说，涉及一种通过滚塑成型的带钢圈的大口径塑料复合波纹管材及其制造方法。

背景技术

由于埋地管材主要承受外压负载，因而对环刚度有较高要求，而环刚度与管壁的惯性矩和构成材料的弹性模量成正比；达到同样环刚度，结构壁管可以比实壁管节约原材料30％-70％，据资料介绍，前者管径最大可达DN2400mm，后者国内可达DN1200mm，所以通常使用结构壁管。埋地塑料结构壁管分为单/双壁波纹管、加筋管和缠绕管三大类。现在流行的埋地结构壁管有PVC-U单/双壁波纹管、PVC-U径向加筋管、聚乙烯双壁波纹管、聚乙烯缠绕结构壁管、钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管、玻璃钢夹砂管(GRP)等。PVC-U双壁波纹管主要规格为DN160-500mm，PVC-U径向加筋管主要规格为DN110-500mm，PE双壁波纹管主要规格为DN225-800mm，最大到1500mm，钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管DN600-2000mm，GRP主要规格为DN800-1400mm。这些结构壁管用量最大的是中小直径范围(约在1米以下)，主要使用双壁波纹管。其中PVC-U双壁波纹管和加筋管适用在直径500毫米以下范围，HDPE双壁波纹管适用直径在1000毫米以下范围和寒冷地区。在直径大于1米的范围，主要用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管或玻璃钢夹砂管。在缠绕螺旋管中金属增强的缠绕螺旋管，

缘环刚度较大，用材节省，故其发展空间较大；然而缠绕成型的管材因为物料一次利用率不高等多种原因，800mm以下竞争不过双壁波纹管，800mm以上管径竞争不过克拉管。上述塑料埋地管材普遍存在着生产设备投入费用高、生产控制复杂，管材成本与环刚度未达到有机的统一。特别是大直径的埋地管更是如此。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的之一在于提供一种塑料管本体和钢圈能有机结合大口径的滚塑成型带钢圈塑料复合管材。

本发明的目的之二在于提供一种利用普通滚塑设备都能制造的制造滚塑成型带钢圈塑料复合管材的方法。

本发明的技术方案如下：一种滚塑成型带钢圈塑料复合管材，包括波纹管本体，其关键在于：所述波纹管本体的波峰内包裹有钢圈，所述钢圈为空心矩钢或空心圆钢或“工”字钢或实心的半圆形刚；所述波纹管本体一端设置有滚塑成型为一体的承口。便于安装连接。上述钢圈与波纹管本体中心线重合。为一个一个独立的钢圈沿波纹管本体轴向均匀分布，相比螺旋盘绕的钢圈的复合管强度得到大大提高。

一种滚塑成型带钢圈塑料复合管材的制造方法，由如下步骤组成：

(1)制作模具，所述模具一端设置有与承口相适应的上、下模；在模具滚塑波纹管本体的上模和下模形成的通管内腔设置环形的凹槽，该凹槽沿轴向分布在模具内腔；

(2)在模具内表面涂满脱模剂；涂脱模剂是便于取出产品及防止加热时塑料原料或熔体与模具内表面由于表面氧化的作用会发生化学或物理粘接。脱模剂主要要求具备耐热性能。

(3)对钢圈进行表面处理，在钢圈的外径表面和两侧设置定位钉；一是为了让钢圈在上下模的凹槽内定位；二是让钢圈外表面和两侧与下模的凹槽的槽壁之间留有间隙，使塑料能将钢圈外表面和两侧都包裹住，让钢圈与塑料管达到真正的有机结合为一体；三是增强塑料与钢圈之间的粘接强度。在制造生产中钢圈材料可采用空心的如空心矩钢(包括方形)或圆钢，也采用实心的如工字钢、槽钢、半圆形钢等，同时材料包括各种材质和长、宽、高、厚尺寸。管材一次成型不需熔接，无熔接痕。滚塑成型可自带承口钢圈增强塑料复合管材。

(4)根据公式计算塑料管管壁体积v＝[πr²L-π(r-h)²L]×k

其中r-波纹管本体管口的外径；L-波纹管本体和承口一体的长度；

h-波纹管本体上两波峰之间管壁的厚度；

k-修正系数，根据所用钢圈的规格及用量而定，k一般取1.1～1.5；

以塑料管材的密度ρ＝930kg/m³；

通过ρ.v＝M计算得到加入模具的制造塑料管的原料的重量M；在实际操作中添加的重量可以适当多于计算量，要保证塑料管厚度能达到将钢圈内表面完全包裹。