[发明专利]一种用于制备竹缠绕复合管的自动化制造系统

说明书

技术领域

本发明属于复合管制造技术领域，具体涉及一种用于制备竹缠绕复合管的自动化制造系统。

背景技术

竹缠绕复合管是以竹子为基材，以树脂为胶黏剂，采用机械缠绕方式加工成型的生物基管道。由于该种复合管中特别是增强层采用竹基材料，其通过将竹纤维的轴向拉伸强度发挥至最大化，并在管材结构中形成无应力缺陷分布，从而使管材达到承压要求，具有成本低廉、光滑、耐腐蚀性强、环保和使用寿命长的优势，目前在给水排水、农田灌溉等领域都有所应用。

目前，常见的竹缠绕复合管的制备工艺通常包括制备内衬层、竹纤维的处理、在内衬层上缠绕竹纤维层形成增强层以及涂覆外保护层几大工艺。相应地，制造系统通常包括管模具、内衬层制备单元、增强层制备单元、固化单元以及后续的表面修整、外防护层涂覆。

例如，专利文献CN104325257A中公开了一种制备竹缠绕复合管的工艺方法，其中涉及的制造系统包括中空的钢模、钢模外缠绕的循环钢带、制衬单元、缠绕区喂料装置以及固化、打磨和修整装置，钢模转动带动钢带螺旋前进，通过位置固定的制衬区喂料装置在钢带表面采用含胶无纺布逐层进行连续缠绕制成内衬层，钢带的螺旋前进带动其上的内衬层边转动边前进，加温初步固化后的内衬层从钢模的尾端脱离钢模，钢模外的钢带通过钢模轴向的空腔回到钢模首端以便在其上重新连续制备内衬层，与此同时初步固化后的内衬层继续前进，通过数个位置固定的缠绕区喂料装置将竹篾织物缠绕在内衬层之外至设计厚度，随着钢带不断的循环，完成竹篾织物缠绕的管材继续前进，依次经过固化，打磨和修整，然后进行切割分段，最后在管材表面涂刷外防护层，并对管材端口进行加工以便互相之间的密封连接。

该技术方案的制造系统可以实现一定程度的自动化，但是，由于其中各制备单元结构复杂、可靠性和精度不高，特别是工艺流程中各制备单元的整体布局或控制不协调，使得竹缠绕复合管的生产工艺自动化程度不高，控制精度以及效率较低，无法提升竹缠绕复合管的整体制造工艺水平，使得制备的管道强度、刚度以及管道综合性能无法满足实际需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于制备竹缠绕复合管的自动化制造系统，其通过各制备单元的结构改进以及彼此之间的优化布局设置，使得其结构紧凑、布局合理，同时通过对各单元的协调控制，使得相应的竹缠绕复合管的制备工艺简单、合理，能够极大地优化竹缠绕复合管的制备过程，制备的管道其强度、刚度以及管道综合性能大大提升。

为实现上述目的，按照本发明，提供一种用于制备竹缠绕复合管的自动化制造系统，其包括内衬层制备单元、增强层制备单元、固化单元、脱模单元、管模具调动单元以及用于对上述各单元进行自动控制的控制单元，其中，

所述内衬层制备单元用于在管模具上缠绕内衬层，所述增强层制备单元用于在内衬层外周缠绕增强层，所述固化单元用于对内衬层和增强层进行成型固化，所述脱模单元用于将在管模具上制备好的制品从管模具上脱下，所述管模具调动单元可在所述内衬层制备单元、增强层制备单元、固化单元和脱模单元之间移动，以用于运送和调动管模具，所述控制单元用于接收各单元的操作指令信息或外部指令信息，并经其处理后输出相应的控制指令至各单元，控制各单元进行相应的动作以进行制备工序。

作为本发明的进一步优选，所述增强层制备单元包括第一管模具固定机构、第一轴向移动驱动机构、竹篾输送缠绕机构以及第一胶黏剂淋浇机构，其中，所述第一管模具固定机构用于支撑固定缠绕有内衬层的管模具，其包括与动力输出机构动力连接并同步旋转的第一管模具连接头、以及设置在所述管模具两端支撑轴下方的第一支撑对辊，所述第一管模具连接头可在动力输出机构的驱动力作用下回转，所述管模具一端与所述第一管模具连接头连接固定，使得所述管模具可以随第一管模具连接头的回转而同步旋转；所述第一轴向移动驱动机构包括第一轴向移动动力输出机构、与之同轴连接可同步旋转的第一齿轮，与所述第一齿轮啮合并固定在轨道上的第一齿条，所述第一管模具固定机构与所述第一齿轮连接固定，该第一齿轮受第一轴向移动动力输出机构驱动旋转，并与轨道上的第一齿条啮合移动，从而使所述第一管模具固定机构可以在轨道上沿管模具轴向直线往复移动；所述竹篾输送缠绕机构用于输送竹篾并将竹篾缠绕在管模具上的内衬层上，所述胶黏剂淋浇机构用于向缠绕中的竹篾上淋浇胶黏剂，使其浸润胶黏剂从而形成增强层。

作为本发明的进一步优选，所述第一管模具固定机构还包括设置在管模具两端的升降单元，该升降单元可带动管模具升降，以便于不同口径模具装设后调整其与竹篾输送缠绕机构间的距离。