一种连续纤维缠绕增强压力克拉管及其制备方法与流程

本发明涉及大口径管道制作领域，具体涉及一种连续纤维缠绕增强压力克拉管，还涉及一种连续纤维缠绕增强压力克拉管的制作方法。

背景技术：

1、克拉管，又名为hdpe缠绕结构壁管，是以高密度聚乙烯树脂为主要原材料，采用热态缠绕成型工艺，以pp或pe单壁波纹管做辅助支撑管，采用热缠绕成型工艺生产的高密度聚乙烯大口径缠绕增强管，广泛应用于城市供水、排水、远距离输水及农田水利灌溉等工程。

2、但是克拉管还存在如下缺点：（1)刚性过低，特别当生产大口径、高环刚度克拉管材时，即使是增加pe材料也无法达到制造高环刚度产品的要求，因此需要生产多层结构的管材，该方法进一步降低了产品的性价比，并大幅度降低了生产效率；

3、（2）只能用于无压管道系统：现有技术中，大多数克拉管的增强方法是采用增强单壁波纹管的方式，如:在单壁波纹管的内部加设不同结构不同材质的加强筋;将单壁波纹管填充成实心的；在单壁波纹管的管壁加入钢环增强等，但采用这些方法增强后的单壁波纹管的缠绕难度增大了，同时，也增大了制造克拉管的成本，其加工工艺也更为复杂，另外，这些方法仅仅增强了缠绕有单壁波纹管的部分，未缠绕单壁波纹管的部分的刚性仍然较弱。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种连续纤维缠绕增强压力克拉管及其制备方法，能够大幅提升管材的环刚度，同时也能承受工作压力，且不影响产品的其他性能。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种连续纤维缠绕增强压力克拉管，其克拉管管身包括承压层和支撑管，所述承压层包括三层结构，三层结构之间分子熔融键合为结构功能一体化，分别为内层pe塑料层、刚性材料层以及外层pe塑料层，三者组成pe复合片材热态缠绕；

4、所述支撑管是由pe塑料层内层、连续纤维增强芯层以及pe塑料层外层组成的连续纤维增强pe粘结复合管。

5、进一步的，所述刚性材料层占承压层体积的8-30%。

6、进一步的，所述刚性材料层为连续玻璃纤维预浸单向带或者连续纤维单向层压带或连续玻璃纤维预浸双向带（0-90°）、连续钢丝预浸单项带。

7、进一步的，所述承压层中刚性材料层离开端口洁面的距离为20-50mm。

8、进一步的，所述支撑管位于所述承压层的热态缠绕的结合处。

9、一种连续纤维缠绕增强压力克拉管的制备方法，步骤一：由挤出机挤出pe材料，刚性材料经料架通过共挤模具包覆后得到包覆有刚性材料的pe复合片材；

10、步骤二：将pe复合片材牵引热态缠绕至芯模外，形成克拉管的承压层；

11、步骤三：将预制生产得到包覆pe塑料层内层的连续纤维增强芯层通过输送装置输送至支撑管包覆模具上，支撑管包覆模具通过挤出机挤挤出并包覆pe塑料层外层，得到支撑管；

12、步骤四：将得到的支撑管热态缠绕于承压层结合处，形成螺旋波纹形状，成型最终的增强克拉管管材。

13、本发明的有益技术效果是：

14、1、本发明将刚性材料层添加在pe材料中与之形成pe复合片材即承压层，以增强其刚度，而承压层缠绕在芯模后，其缠绕的结合处，通过缠绕支撑管来增加克拉管整体的抗拉强度，结构上涉及合同，制作方便快捷，实用性高，适合推广使用。

15、2、通过在pe材料中增加刚性材料层且再通过支撑管对来承压层接缝处进行加强固定，两者联合增加了克拉管的轴向拉力和环向压力以及外压负载。

技术特征：

1.一种连续纤维缠绕增强压力克拉管，其特征在于：其克拉管管身包括承压层（1）和支撑管（2），所述承压层（1）包括三层结构，三层结构之间分子熔融键合为结构功能一体化，分别为内层pe塑料层（13）、刚性材料层（12）以及外层pe塑料层（11），三者组成pe复合片材热态缠绕；

2.根据权利要求1所述的一种连续纤维缠绕增强压力克拉管，其特征在于：所述刚性材料层（12）占承压层（1）体积的8-30%。

3.根据权利要求2所述的一种连续纤维缠绕增强压力克拉管，其特征在于：所述刚性材料层（12）为连续玻璃纤维预浸单向带或者连续纤维单向层压带或连续玻璃纤维预浸双向带（0-90°）、连续钢丝预浸单项带。

4.根据权利要求3所述的一种连续纤维缠绕增强压力克拉管，其特征在于：所述承压层（1）中刚性材料层（12）离开端口洁面的距离为20-50mm。

5.根据权利要求1所述的一种连续纤维缠绕增强压力克拉管，其特征在于：所述支撑管（2）位于所述承压层（1）的热态缠绕的结合处。

6.根据权利要求1所述的一种连续纤维缠绕增强压力克拉管的制备方法，其特征在于：步骤一：由挤出机（4）挤出pe材料，刚性材料（12）经料架（6）通过共挤模具（5）包覆后得到包覆有刚性材料（12）的pe复合片材；

技术总结
本发明涉及塑料管道制造领域，尤其为一种连续纤维缠绕增强压力克拉管，其克拉管管身包括承压层和支撑管，承压层包括三层结构，三层结构之间分子熔融键合为结构功能一体化，分别为内层PE塑料层、刚性材料层以及外层PE塑料层，三者组成PE复合片材热态缠绕；支撑管是由PE塑料层内层、连续纤维增强芯层以及PE塑料层外层组成的连续纤维增强PE粘结复合管。本发明将刚性材料层添加在PE材料中与之形成PE复合片材即承压层，以增强其刚度，而承压层缠绕在芯模后，其缠绕的结合处，通过缠绕支撑管来增加克拉管整体的抗拉强度，结构上涉及合同，制作方便快捷，实用性高，适合推广使用。

技术研发人员：汪发兵
受保护的技术使用者：江苏奥瑞斯机械制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23