一种塑料排水管的增强结构及塑料排水管的制作方法

本技术涉及塑料管结构，具体涉及一种塑料排水管的增强结构及塑料排水管。

背景技术：

1、目前塑料管道开发中首先遇到的问题是：相对于金属而言，塑料的强度、刚性比较差，因此管道的壁厚比较厚，并且管道直径越大，壁厚也越厚，因此大口径塑料管道消耗材料较多，管道成本较高，一直是影响市场推广的重要因素。

2、目前，关于管道强度增强的方式，主要为采用塑料和金属复合增强来提高管道的强度，但是经过长期的市场应用实践，发现塑料和金属复合增强管道存在复合性能不稳定、容易发生脱层或者由于塑料保护层破坏引起金属腐蚀导致管道失效的风险，因此多年来，塑料和金属复合增强管道在排水领域始终没有取得突破。目前的管道市场主流产品仍然是传统的球墨铸铁管、焊接钢管、预应力钢筒混凝土管和玻璃纤维增强塑料加沙管四类。热塑性塑料管道所占的市场份额还很小，主要原因是性能有差距，材料耗费量大，成本较高，并且连接施工不方便，因此国内外都在探索开发大直径增强塑料排水管，新出现的使用连续纤维增强热塑性塑料管道，给塑料管业带来了新的技术突破和发展机遇。

3、聚氯乙烯管道是我国塑料管道最重要的品种之一，相对于聚乙烯树脂，聚氯乙烯树脂强度和刚度都有明显优势，但是由于聚氯乙烯树脂流动性差，难以生产制造大直径实壁管。高密度聚乙烯管道是国内发展最快的塑料管道品种，由于聚乙烯树脂流动性较好，可以生产制造较大直径实壁管，但是由于高密度聚乙烯的强度比较低，需要较大的壁厚，管道成本很高，大直径高密度聚乙烯管的应用被限制，往往只能用于较低载荷的领域。直径越大、要求载荷能力越高时，壁厚越厚，往往在50mm以上，挤出生产壁厚在50mm以上的聚乙烯管式很困难的，除去设备的原因，原材料的“熔垂”现象(从机头模口挤出的熔融体，受到重力影响，有向下流动的趋势，直接影响管壁厚度的分布)也是主要的技术瓶颈。

4、近年，国际上开发了“低容垂”的混配料，才使得挤出生产壁厚在50mm以上的厚壁管成为可能，但最厚的记录壁厚也仅在100mm左右，因此虽然国外报道挤出生产高密度聚乙烯管的最大直径可达到2500mm，最大壁厚有超过100mm的，但是基于成本上的考虑，大口径高密度聚乙烯管实际上应用的都是载荷较低(即壁厚较小)的场合，国内能够应用于排水管的热塑性塑料管道只有高密度聚乙烯实壁管。但是因为高密度聚乙烯强度较低，所以需要较大的壁厚，造成管材价格高。目前市场上生产的玻纤维增强聚乙烯缠绕结构壁管，由于管材内外壁有玻纤材料成分，与排水接触会污染环境。

5、因此目前用于排水的塑料管存在强度低，使得管体在外力作用下容易变形开裂造成管体排水泄露，从而影响环境保护的问题。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是目前用于排水的塑料管存在强度低，使得管体在外力作用下容易变形开裂造成管体排水泄露，从而影响环境保护的问题，提出了一种塑料排水管的增强结构及塑料排水管，解决了目前用于排水的塑料管存在强度低，使得管体在外力作用下容易变形开裂造成管体排水泄露，从而影响环境保护的问题。

2、本实用新型通过下述技术方案实现：

3、一方面，本技术提供一种塑料排水管的增强结构，包括螺旋缠绕在管体上的板带和波纹管，所述波纹管通过热熔的方式连接在管体上，所述波纹管内连接有增强体。

4、本技术通过在管体外部缠绕波纹管，且在波纹管内连接增强体，提高了管体对外力的承受能力，使整个管体的强度更高，力学性能更好，且管体和波纹管不容易变形开裂，连接波纹管后的管体环刚度增加了45％以上。

5、进一步的，所述波纹管为中空结构，所述增强体包括连接在所述波纹管的中空腔体内的加强筋。

6、进一步的，所述加强筋的形状包括一字形、十字形、y字形。

7、进一步的，所述加强筋的形状为十字形。

8、进一步的，所述加强筋的形状为一字形，且位于板带的法线方向。

9、本技术通过在波纹管内连接加强筋，不仅提高了管体的环刚度，同时也增强了波纹管的强度，使波纹管自身在外力作用下，不易变形开裂。

10、进一步的，所述波纹管的横截面为梯形结构。

11、本技术将波纹管的横截面设置为梯形结构，是为了使波纹管与土壤的接触面积更大，这样受力会更加的均匀，力学性能更高，使得管体和波纹管均不易变形和开裂，使用寿命更长。

12、进一步的，所述波纹管的外表面设置有高密度聚乙烯本体包覆层。

13、进一步的，所述波纹管的内衬设置有玄武岩纤维增强聚乙烯层。

14、本技术在波纹管的外表面设置高密度聚乙烯本体包覆层，在波纹管的内衬设置玄武岩纤维增强聚乙烯增强层，形成了玄武岩纤维增强肋聚乙烯缠绕结构壁的管道，在突然回填到波纹管道外表面上的波谷中后，相比于水泥排水管、铸铁排水管来说，成本更低，寿命更长，而且能方便的得到大直径的管道，又因内部摩擦系数小，流量也很高，而且该玄武岩纤维增强肋聚乙烯缠绕结构的管壁可以适用于各种环境。

15、同时，本技术用改性玄武岩纤维增强聚乙烯材料制作的玄武岩纤维增强聚乙烯增强层与高密度聚乙烯本体包覆层能热熔在一起，融为一体，形成实壁，受力均匀分布，不会脱层，无间隙，使得波纹管在高载荷下，也不会出现变形和开裂的情况，进一步提高了管体的环刚度；而且将玄武岩纤维包覆在最里面，不会接触到排水，则不会对环境造成污染。

16、进一步的，所述板带通过缠绕成型机以螺旋的方式缠绕在成型滚轴上，缠绕后相互搭接，并热熔在一起。采用这样的制作方式，可以得到常规的方式下得不到的大直径管道，其管道直径可以达到2m以上。

17、另一方面，本技术提供一种塑料排水管，包括上述的增强结构。

18、本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

19、(1)本技术通过在管体外部缠绕波纹管，且在波纹管内连接增强体，提高了管体对外力的承受能力，使整个管体的强度更高，力学性能更好，且管体和波纹管不容易变形开裂，连接波纹管后的管体环刚度增加了45％以上；

20、(2)本技术通过在波纹管内连接加强筋，不仅提高了管体的环刚度，同时也增强了波纹管的强度，使波纹管自身在外力作用下，不易变形开裂；

21、(3)本技术将波纹管的横截面设置为梯形结构，是为了使波纹管与土壤的接触面积更大，这样受力会更加的均匀，力学性能更高，使得管体和波纹管均不易变形和开裂，使用寿命更长；

22、(4)本技术在波纹管的外表面设置高密度聚乙烯本体包覆层，在波纹管的内衬设置玄武岩纤维增强聚乙烯增强层，形成了玄武岩纤维增强肋聚乙烯缠绕结构壁的管道，在土回填到波纹管道外表面上的波谷中后，相比于水泥排水管、铸铁排水管来说，成本更低，寿命更长，而且能方便的得到大直径的管道，又因内部摩擦系数小，流量也很高，而且该玄武岩纤维增强肋聚乙烯缠绕结构的管壁可以适用于各种环境；

23、(5)本技术用改性玄武岩纤维增强聚乙烯材料制作的玄武岩纤维增强聚乙烯增强层与高密度聚乙烯本体包覆层能热熔在一起，融为一体，形成实壁，受力均匀分布，不会脱层，无间隙，使得波纹管在高载荷下，也不会出现变形和开裂的情况，进一步提高了管体的环刚度；而且将玄武岩纤维包覆在最里面，不会接触到排水，则不会对环境造成污染。