一种CBFPE管连接成型工艺及装置的制作方法

一种cbfpe管连接成型工艺及装置
技术领域
1.本发明涉及管道连接技术领域，具体公开一种cbfpe管连接成型工艺及装置。


背景技术：

2.为了提高聚乙烯管的强度，一些技术会在聚乙烯管中增加连续增强纤维，以形成连续高性能纤维增强聚乙烯管，使管道的抗拉、抗压性能更好。管道在使用过程中，经常需要将多根管道连接在一起，以满足不同的使用工况。在管道铺设作业时，通常采用内承插接头或外承插接头将两根管道连接在一起，由于内承插接头或外承插接头多为注塑件，在生产过程中无法缠绕增强纤维，使得管道连接处的强度降低，容易出现爆管现象。为此，也有一些厂家在生产内承插接头或外承插接头时，会在内承插接头或外承插接头内部添加钢管层，以增强接头的强度。但是，由于钢管层与接头的pe材料的热胀冷缩系数不同，长时间使用后钢管层与pe材料层之间容易出现松脱，导致流体渗漏。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决上述问题，提供一种cbfpe管连接成型工艺及装置，cbfpe(continue best fibe)管为连续高性能纤维增强聚乙烯管，其具备很好的抗拉、抗压性能，本发明的cbfpe管连接成型工艺及装置能够对cbfpe管的连接处进行连接成型处理，以增强管道连接处的强度。
4.本发明的目的通过下述技术方案实现：一种cbfpe管连接成型工艺，包括以下步骤：
5.步骤1：裁剪若干根增强纤维绳；
6.步骤2：将两根管道同轴连接；
7.步骤3：在两根管道的连接端外侧周向排布增强纤维绳，并将增强纤维绳螺旋缠绕在两根管道的连接端；
8.步骤4：对两根管道的连接端和增强纤维绳进行加热，使增强纤维绳与两根管道的连接端表面融合粘接在一起；
9.步骤5：将两根管道的连接端和增强纤维绳冷却，从而在两根管道的连接处形成纤维增强层。
10.进一步的，步骤3中是在两根管道的连接端外侧周向排布内层增强纤维绳和外层增强纤维绳，并且内层增强纤维绳的缠绕方向和外层增强纤维绳的缠绕方向相反。
11.所述内层增强纤维绳和外层增强纤维绳之间的夹角为30
°
～85
°
。
12.步骤4中对两根管道的连接端和增强纤维绳进行加热时，对增强纤维绳施加张力，确保增强纤维绳处于张紧状态。
13.所述增强纤维绳外侧包裹有聚乙烯材料。
14.一种用于实施上述cbfpe管连接成型工艺的装置，其包括用于支撑两根管道的两个支撑组件，分别夹持在两根管道的连接端并用于固定内层增强纤维绳和外层增强纤维绳
两端的两个圆环组件，以及用于支撑两个圆环组件的两个支撑结构；所述圆环组件能带动所述内层增强纤维绳和外层增强纤维绳旋转，以使所述内层增强纤维绳和外层增强纤维绳螺旋缠绕在两根所述管道的连接端；两个所述圆环组件能沿所述支撑结构移动。
15.进一步的，所述圆环组件包括结构相同的上环体和下环体；所述上环体和下环体均包括中间层转环，连接在中间层转环外侧的外层固定环，以及连接在所述中间层转环内侧的内层转环；所述上环体的外层固定环和下环体的外层固定环可拆卸式连接，并且所述下环体的外层固定环与支撑结构连接；所述中间层转环和内层转环均能旋转，所述内层增强纤维绳的两端分别与两个圆环组件的内层转环连接，所述外层增强纤维绳的两端分别与两个圆环组件的中间层转环连接。
16.所述中间层转环包括相对设置的两块半圆形侧板，连接在两块所述半圆形侧板中部的半圆形中间隔板；两块所述半圆形侧板的外侧设置有半圆形外侧滑板，其内侧则设置有半圆形内侧滑板。
17.所述外层固定环的内侧设置有与所述半圆形外侧滑板相卡合的外层滑槽，所述半圆形外侧滑板能在所述外层滑槽内滑动；所述内层转环的外侧设置有与所述半圆形内侧滑板相卡合的内层滑槽，所述半圆形内侧滑板能在所述内层滑槽内滑动。
18.所述支撑组件包括支撑柱和设置在所述支撑柱顶端的弧形支撑板；所述管道被支撑在所述弧形支撑板上。
19.所述支撑结构包括相对设置的两根支撑杆和连接两根所述支撑杆的滑杆；两个所述圆环组件的外层固定环安装在所述滑杆上，并且能沿所述滑杆移动；所述滑杆上沿其长度方向设置有若干个定位孔，定位孔上插设有四根用于固定两个所述圆环组件的定位销。
20.与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：本发明通过在两根管道的连接处缠绕两层增强纤维层，增加了管道连接处的轴向和径向的抗拉、抗压强度，使连接后的管道使用寿命增加，相比传统在接头内增加钢管的方式，其连接处不会发生流体泄漏情况。另外，本发明采用两个圆环组件来对增强纤维绳进行布线，并且利用圆环组件的旋转来同时将内外两层增强纤维绳缠绕在两根管道的连接处，其施工作业方便，极大的提升了工作效率。
21.本技术的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本技术的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本技术披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
22.在此所述的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。其中，
23.图1为本发明的cbfpe管连接成型装置的使用状态结构图。
24.图2为本发明的圆环组件的剖示图。
25.图3为图2中a处的放大示意图。
26.图4为本发明的中间层转环的剖示图。
27.图5为本发明的外层增强纤维绳的结构图。
28.图6为本发明的两个圆环组件进行布线时的示意图。
29.图7为本发明的两个圆环组件缠绕增强纤维时的示意图。
30.上述附图中的附图标记为：1—管道，2—弧形支撑板，3—支撑柱，4—圆环组件，41—外层固定环，411—外层滑槽，42—中间层转环，421—半圆形中间隔板，422—半圆形侧板，423—半圆形外侧滑板，424—半圆形内侧滑板，43—内层转环，431—内层滑槽，44—固定柱，45—锁紧螺栓，5—滑杆，6—支撑杆，7—定位孔，8—定位销，9—外层增强纤维绳，91—扣环，10—内层增强纤维绳，11—底座。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
32.需要说明的是，如果本技术的说明书和权利要求书及上述附图中涉及到术语“第一”、“第二”等，其是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，如果涉及到术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
33.在本技术中，如果涉及到术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
34.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
35.此外，在本技术中，如果涉及到术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
37.实施例
38.如图1所示，本实施例公开了一种cbfpe管连接成型装置，其包括底座11，该底座11上设置有两个支撑组件，两个支撑组件分别用于支撑两根连接的管道1。另外，底座11上还设置有两个支撑结构，两个支撑结构分别位于管道1的两侧；并且，两个支撑结构位于两个
支撑组件之间。两个支撑结构上还设置有两个圆环组件4，两个圆环组件4能沿支撑结构移动。两个圆环组件4为分体式结构，二者分别夹持在两根需要连接的管道1的连接端上。
39.具体的，支撑组件包括支撑柱3和设置在支撑柱3顶端的弧形支撑板。连接时，两根管道1分别被支撑在两个支撑组件的弧形支撑板2上。
40.另外，两个支撑结构均包括相对设置的两根支撑杆6和连接两根支撑杆6的滑杆5。两个所述圆环组件4则安装在滑杆5上，并且能沿滑杆5移动。
41.两个支撑组件的高度与两个支撑结构的高度相匹配，即当两根管道1支撑在两个支撑组件上后，两根管道1的连接端分别位于两个圆环组件4的中心位置。
42.滑杆5上沿其长度方向设置有若干个定位孔7，定位孔7上插设有四根定位销8，定位销8能够插在任意的定位孔7中。当需要固定圆环组件4时，可以将两根定位销8分别插在圆环组件4前后两侧的定位孔7中，通过定位销8来限制圆环组件4移动。
43.如图2、3所示，该圆环组件4包括上环体和下环体，上环体和下环体的结构相同。具体的，上环体和下环体均包括中间层转环42，连接在中间层转环42外侧的外层固定环41，以及连接在中间层转环42内侧的内层转环43。上环体的外层固定环41和下环体的外层固定环41通过螺栓可拆卸式连接，并且下环体的外层固定环41的两端分别安装在两个支撑结构的滑杆5上。
44.如图3所示，该外层固定环41和内层转环43的截面呈“u”字形，并且外层固定环41两侧的围板端部均设置有外层滑槽411，而内层转环43两侧的围板端部则均设置有内层滑槽431。
45.如图4所示，该中间层转环42包括相对设置的两块半圆形侧板422，连接在两块半圆形侧板422中部的半圆形中间隔板421。
46.相应的，两块半圆形侧板422的外侧设置有半圆形外侧滑板423，其内侧则设置有半圆形内侧滑板424。半圆形外侧滑板423卡合在外层滑槽411内，并且半圆形外侧滑板423能在外层滑槽411内滑动；半圆形内侧滑板424则卡合在内层滑槽431内，并且半圆形内侧滑板424能在内层滑槽431内滑动。通过上述结构，中间层转环42和内层转环43均能够旋转。
47.为了方便转动中间层转环42和内层转环43，中间层转环42和内层转环43的侧面可以设置把手，手握把手即可方便的转动中间层转环42和内层转环43。
48.另外，如图3所示，该外层滑槽411和内层滑槽431上均设置有锁紧螺栓45，当拧紧锁紧螺栓45时，锁紧螺栓45的前端能够抵紧半圆形外侧滑板423和半圆形内侧滑板424，如此即可固定中间层转环42和内层转环43，使中间层转环42和内层转环43无法旋转。
49.两个圆环组件4相对的侧面上周向设置有若干根固定柱44。即，两个中间层转环42的侧面和内层转环43的侧面均周向设置若干根固定柱44。两个圆环组件4的中间层转环42上的固定柱44用于固定外层增强纤维绳9的两端，而两个圆环组件4的内层转环43上的固定柱44则用于固定内层增强纤维绳10的两端。具体设置时，如图5所示，外层增强纤维绳9和内层增强纤维绳10的两端均设置有扣环91，通过扣环91可以使外层增强纤维绳9和内层增强纤维绳10快速的与固定柱44连接。
50.加工时，首先裁剪若干根增强纤维绳，每根增强纤维绳的长度相同，例如，本实施例裁剪的增强纤维绳的长度为1.2米。然后在每根增强纤维绳的两端扣压一个扣环91，以便将增强纤维绳安装在两个圆环组件4上。
51.增强纤维绳可以是多根增强纤维组成的纤维束，增强纤维绳外侧包裹有聚乙烯材料，以便于增强纤维绳能更好的与管道熔接。增强纤维可以是玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维或芳纶纤维。
52.接着，将两根管道1同轴连接。本实施例中的管道1为塑胶管道，如pe管。两根管道1的连接方式可以是直接端部热熔对接，与可以是通过内承插式接头或外承插式接头进行连接。
53.两根管道1连接好后，将管道1放置在两个支撑组件的弧形支撑板2上，让两个支撑组件的弧形支撑板2分别支撑两根管道1的连接端。此时，两个圆环组件4的下环体位于管道1的下方，再将上环体安装在下环体上，使两个圆环组件4分别夹持在两根管道1的连接端上，如图1所示。
54.接下来就是布线，将增强纤维绳的两端扣在两个圆环组件4的中间层转环42的固定柱44和内层转环43的固定柱44上，如图6所示。位于外侧的增强纤维绳即为外层增强纤维绳9，而位于内侧的增强纤维绳则为内层增强纤维绳10。
55.布线完毕后，移动两个圆环组件4，使外层增强纤维绳9和内层增强纤维绳10覆盖两根管道1连接端的长度大致相同。接下来就是缠绕，同时旋转两个圆环组件4的中间层转环42和内层转环43，例如，一个圆环组件4的中间层转环42顺时针旋转，则该圆环组件4的内层转环43逆时针旋转；另一个圆环组件4的中间层转环42则需逆时针旋转，并且其内层转环43顺时针旋转。旋转过程中，两个圆环组件4逐渐靠近，但也确保外层增强纤维绳9和内层增强纤维绳10处于张紧状态，这样可以使外层增强纤维绳9和内层增强纤维绳10缠绕得更加均匀。通过旋转两个圆环组件4的中间层转环42和内层转环43，使得外层增强纤维绳9和内层增强纤维绳10螺旋缠绕在管道1的连接处，如图7所示。缠绕完成后，采用定位销8将两个圆环组件4固定住，并拧紧锁紧螺栓45，以锁紧中间层转环42和内层转环43。
56.在缠绕的过程中，通过调节两个圆环组件4的位置将内层增强纤维绳10和外层增强纤维绳9之间的锐角设置为30
°
～85
°
，本实施例设置为60
°
。
57.当然，在缠绕时，也可以将其中一个圆环组件4锁紧，并且同时将其上的中间层转环42和内层转环43也锁紧，只旋转另外一个圆环组件4上的中间层转环42和内层转环43，旋转过程中该活动的圆环组件4逐渐向该固定的圆环组件4靠近，这样也可以将外层增强纤维绳9和内层增强纤维绳10螺旋缠绕在管道1上。
58.缠绕完成后，采用加热设备对两根管道1的连接端和缠绕在连接端上的增强纤维绳进行加热，使两根管道1的连接端表面以及增强纤维绳上的聚乙烯材料融化粘接在一起。加热的过程中，也可以继续旋转圆环组件4上的中间层转环42和内层转环43，以对外层增强纤维绳9和内层增强纤维绳10施加张力，使外层增强纤维绳9和内层增强纤维绳10能够张紧的黏附于管道1上。
59.最后，将两根管道1和增强纤维绳冷却，即可在两根管道1的连接处形成内外两层纤维增强层，此时，拆除管道1上的两个圆环组件4即可。
60.由于增强纤维绳的端部固定在圆环组件4上而无法与管道黏合，因此成型后可以裁剪掉增强纤维绳的端部，也可以在外面包覆一层聚乙烯材料层，使其更加美观。
61.本发明通过在两根管道1的连接处缠绕两层增强纤维层，其增加了管道1连接处的轴向和径向的抗拉、抗压强度，使连接后的管道使用寿命增加，相比传统在接头内增加钢管
的方式，其连接处不会发生流体泄漏情况。同时，本发明采用两个圆环组件4对增强纤维绳进行布线，并且利用圆环组件的旋转来同时将内外两层增强纤维绳缠绕在两根管道4的连接处，其施工作业方便，极大的提升了工作效率。
62.需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
63.另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种cbfpe管连接成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：裁剪若干根增强纤维绳；步骤2：将两根管道(1)同轴连接；步骤3：在两根管道(1)的连接端外侧周向排布增强纤维绳，并将增强纤维绳螺旋缠绕在两根管道(1)的连接端；步骤4：对两根管道(1)的连接端和增强纤维绳进行加热，使增强纤维绳与两根管道(1)的连接端表面融合粘接在一起；步骤5：将两根管道(1)的连接端和增强纤维绳冷却，从而在两根管道(1)的连接处形成纤维增强层。2.根据权利要求1所述的cbfpe管连接成型工艺，其特征在于，步骤3中是在两根管道(1)的连接端外侧周向排布内层增强纤维绳(10)和外层增强纤维绳(9)，并且内层增强纤维绳(10)的缠绕方向和外层增强纤维绳(9)的缠绕方向相反。3.根据权利要求2所述的cbfpe管连接成型工艺，其特征在于，所述内层增强纤维绳(10)和外层增强纤维绳(9)之间的夹角为30
°
～85
°
。4.根据权利要求1所述的cbfpe管连接成型工艺，其特征在于，步骤4中对两根管道(1)的连接端和增强纤维绳进行加热时，对增强纤维绳施加张力，确保增强纤维绳处于张紧状态。5.根据权利要求1所述的cbfpe管连接成型工艺，其特征在于，所述增强纤维绳外侧包裹有聚乙烯材料。6.一种用于实施权利要求1～5任一项所述的cbfpe管连接成型工艺的装置，其特征在于，包括用于支撑两根管道(1)的两个支撑组件，分别夹持在两根管道(1)的连接端并用于固定内层增强纤维绳(10)和外层增强纤维绳(9)两端的两个圆环组件(4)，以及用于支撑两个圆环组件(4)的两个支撑结构；所述圆环组件(4)能带动所述内层增强纤维绳(10)和外层增强纤维绳(9)旋转，以使所述内层增强纤维绳(10)和外层增强纤维绳(9)螺旋缠绕在两根所述管道(1)的连接端；两个所述圆环组件(4)能沿所述支撑结构移动。7.根据权利要求6所述的cbfpe管连接成型装置，其特征在于，所述圆环组件(4)包括结构相同的上环体和下环体；所述上环体和下环体均包括中间层转环(42)，连接在中间层转环(42)外侧的外层固定环(41)，以及连接在所述中间层转环(42)内侧的内层转环(43)；所述上环体的外层固定环(41)和下环体的外层固定环(41)可拆卸式连接，并且所述下环体的外层固定环(41)与支撑结构连接；所述中间层转环(42)和内层转环(43)均能旋转，所述内层增强纤维绳(10)的两端分别与两个圆环组件(4)的内层转环(43)连接，所述外层增强纤维绳(9)的两端分别与两个圆环组件(4)的中间层转环(42)连接。8.根据权利要求7所述的cbfpe管连接成型装置，其特征在于，所述中间层转环(42)包括相对设置的两块半圆形侧板(422)，连接在两块所述半圆形侧板(422)中部的半圆形中间隔板(421)；两块所述半圆形侧板(422)的外侧设置有半圆形外侧滑板(423)，其内侧则设置有半圆形内侧滑板(424)；所述外层固定环(41)的内侧设置有与所述半圆形外侧滑板(423)相卡合的外层滑槽(411)，所述半圆形外侧滑板(423)能在所述外层滑槽(411)内滑动；所述内层转环(43)的外侧设置有与所述半圆形内侧滑板(424)相卡合的内层滑槽(431)，所述半圆形内侧滑板
(424)能在所述内层滑槽(431)内滑动。9.根据权利要求6所述的cbfpe管连接成型装置，其特征在于，所述支撑组件包括支撑柱(3)和设置在所述支撑柱(3)顶端的弧形支撑板；所述管道(1)被支撑在所述弧形支撑板(2)上。10.根据权利要求6所述的cbfpe管连接成型装置，其特征在于，所述支撑结构包括相对设置的两根支撑杆(6)和连接两根所述支撑杆(6)的滑杆(5)；两个所述圆环组件(4)的外层固定环(41)安装在所述滑杆(5)上，并且能沿所述滑杆(5)移动；所述滑杆(5)上沿其长度方向设置有若干个定位孔(7)，定位孔(7)上插设有四根用于固定两个所述圆环组件(4)的定位销(8)。

技术总结
本发明公开了一种CBFPE管连接成型工艺及装置，其中，CBFPE管连接成型工艺包括：首先裁剪若干根增强纤维绳，将两根管道同轴连接，然后在两根管道的连接端外侧周向排布增强纤维绳，并将增强纤维绳螺旋缠绕在两根管道的连接端等步骤。该CBFPE管连接成型装置包括用于支撑两根管道的两个支撑组件，分别夹持在两根管道的连接端并用于固定内层增强纤维绳和外层增强纤维绳两端的两个圆环组件，以及用于支撑两个圆环组件的两个支撑结构。本发明通过在两根管道的连接处缠绕两层增强纤维层，增加了管道连接处的轴向和径向的抗拉、抗压强度，使连接后的管道使用寿命增加，相比传统在接头内增加钢管的方式，其连接处不会发生流体泄漏情况。况。况。


技术研发人员：陈籽霖 余闻熙 曾星宇
受保护的技术使用者：四川金元管业有限公司
技术研发日：2023.08.21
技术公布日：2023/10/8