一种铁路电缆过轨用高强度聚氨酯缠绕拉挤管道及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种铁路电缆过轨用高强度聚氨酯缠绕拉挤管道及其制备方法，该过轨管道为聚氨酯缠绕拉挤管道，其增强纤维为含量占管道总重的75～82%；该过轨管制备方法为采用垫块辅助芯棒和模具成型管道，并设置排纱布毡环节，根据过轨管道的截面图进行增强纤维的分布及排列，增加轴向增强纤维用量，提高横向抗压力；并且在注胶盒内部设置导向支架，保证注胶浸胶空间，同时采用多个方向注胶，避免胶液固化前反应，使管道达到设计的强度要求。经过专业试验，本发明专利技术管道最大应力可达505Mpa以上，完全满足过轨管强度及长寿命的设计要求，具有良好的实用价值与应用前景。良好的实用价值与应用前景。良好的实用价值与应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路电缆过轨用高强度聚氨酯缠绕拉挤管道及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种铁路电缆过轨用管道，特别是一种铁路电缆过轨用高强度聚氨酯缠绕拉挤管道及其制备方法。

技术介绍

[0002]在铺设铁路的轨道时，为了保护电缆线，需要用管道将电缆线包裹在一起，预埋在轨道内，以提高电缆线的使用寿命。由于是用于铁路轨道铺设，其对管道的强度有一定的要求，特别是过轨管道，其需要满足线缆过轨的需求。
[0003]目前，电缆过轨有两种解决方案，一种是通过设置桥架自轨道上方通过，该方式避免了电缆被挤压的处境，但是其限制因素太多，例如存在成本高、对空间有要求、有些环境不适合安装桥架等问题。另一种解决方案，也是较常用的解决方案，即采用轨道下方预埋过轨管。为保护电缆线，传统的过轨管道为采用金属钢管，由于其存在安装不便、防锈防腐处理困难、存在焊接不平伤害电缆等诸多缺点，因此近年来被非金属过轨管代替趋势。目前常用的非金属管包括PE管、PVC管、玻璃钢管等。然而PE管和PVC管的强度均不够高，其在铺设时存在因钢筋绑扎或混凝土浇筑出现变形或破裂缆线无法穿过的情况，或在后期使用过程中出现坍塌内部电缆受到破坏的问题。而玻璃钢(SMC)管虽然具有轻质坚硬、性能稳定，耐腐蚀等优点，但是其弹性模量低、容易变形，耐温性差、容易老化，且剪切强度低在过轨使用时仍然存在变形、破裂的问题。
[0004]聚氨酯，为聚氨基甲酸酯的简称，其为热塑性高分子化合物，它比PE管和PVC管有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能，被用于建筑、汽车、航空工业、保温隔热等领域。纤维材料，是纤维状物质通过纺织加工工艺形成的结构化材料，其具有很高的强度性能，与热塑性材料结合能够实现提高材料强度的目的。现有的纤维材料与聚氨酯结合的方式之一是采用缠绕拉挤工艺，即将纤维材料缠绕在内衬管或内衬层上后放入密封注胶盒内，再将双组份聚氨酯以一定的压力注入胶盒，高温固化后形成聚氨酯缠绕拉挤管道。例如，中国专利文献CN114228198A公开的一种耐高压聚氨酯缠绕拉挤管道的加工方法，将管道内衬材料包覆到芯模上形成管状的内衬层，在内衬层表面采用纤维进行环向缠绕形成环向纤维缠绕层；在环向纤维缠绕层的表面采用纤维进行交叉缠绕形成交叉纤维缠绕层；再进入浸胶工序，将双组份聚氨酯材料在高压下注入加压的浸胶工序进行渗透浸胶处理，浸胶完成后，进入固化工序高温下进行聚氨酯固化处理，得到相应的固化后的耐高压聚氨酯缠绕拉挤管道。
[0005]然而，目前缠绕拉挤工艺至少存在如下缺点：1)纤维材料含量不足，轴向支撑不够，不能满足过轨需求。现有的聚氨酯缠绕拉挤管道，其纤维材料缠绕方式，是围绕管中轴进行缠绕，缠绕的纤维量有限，且其轴向支撑不足，因此在过轨时，其轴向的支撑力度不够，导致容易出现弯折变形，线缆不易通过或损坏的问题，不能满足过轨管的使用要求。2)管体存在分层或微裂缝现象，使用过程中存在容易开裂漏水的问题。将纤维材料直接缠绕在内
衬管或内衬层上然后进行注胶固化，或为增加纤维含量，进行多层缠绕，纤维材料与内衬管层之间、或多层缠绕的纤维材料各层之间存在空隙，与聚氨酯接触不充分，不利于浸胶，容易存在浸胶不充分，出现分层或微裂缝的现象，长期使用下存在开裂漏水的问题；而不论是铁路还是在其它使用环境中，都可能出现存水的现象，一旦水进入过轨管内后，不但会腐蚀电缆，还会影响电缆信号的传输，增加维护成本，且不便排水维修。3)采用多个注胶盒注胶，固化前树脂发生反应，导致堵模。现有的聚氨酯缠绕拉挤管道，注胶时采用多个注胶盒，容易出固化前双组份聚氨酯发生反应，产生堵模现象，不利于生产的顺利进行并影响产品质量。
[0006]此外，在实际生产中，聚氨酯的各组分反应活性、组分间的注胶比例以及注胶压力均影响管道的性能，因此，如何生产出适合铁路电缆过轨用的聚氨酯管道，仍是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]针对上述存在的问题及为了达到上述的目的，本专利技术提供一种铁路电缆过轨用高强度聚氨酯缠绕拉挤管道及其制备方法，其增强纤维为含量占管道总重达75～82％，有效增加管体强度；且采用垫块辅助芯棒和模具成型管道，增加轴向增强纤维用量，并通过在注胶盒内部设置导向支架，保证浸胶空间，并采用多个方向注胶，避免固化前反应，使管道达到设计的强度要求。具体技术方案如下：
[0008]首先，本专利技术提供一种铁路电缆过轨管道，该过轨管道为聚氨酯缠绕拉挤管道，其结构包括热固性聚氨酯注塑而成的主体，分布在主体内的缠绕增强纤维体、纵向增强纤维体和网状增强隔层；并且，缠绕增强纤维体、纵向增强纤维体和网状增强隔层的含量占该过轨管道总重的75～82％。
[0009]优选的，所述缠绕增强纤维体为增强纤维束围绕过轨管道轴向多层双向缠绕而成；所述网状增强隔层沿过轨管道轴向等距间隔分布在管道过轨管道的管壁中；所述纵向增强纤维体为增强纤维束围绕过轨管道轴向纵向分布在过轨管壁中。
[0010]进一步优选的，所述缠绕增强纤维体的增强纤维束和纵向增强纤维体的增强纤维束均为玄武岩纤维制成，所述网状增强隔层为聚酯毡制成，其形状与过轨管道截面一致，面积小于过轨管道截面面积。
[0011]前述的铁路电缆过轨管道，其截面外壁为多边形，且外壁上设有向其内壁凹陷的导水槽。
[0012]其次，本专利技术提供一种用于前述的铁路电缆过轨管道的成型模具，包括芯棒、成型模壳，还包括垫块；所述芯棒的外形尺寸为过轨管道内孔孔型及尺寸，其贯穿成型模壳，并通过垫块定位在成型模壳型腔的中轴线位置处；所述成型模壳的内型腔截面为多边形，其型腔壁上设有凸起的水槽成型条。
[0013]优选的，所述芯棒和成型模壳均为Cr
12
MoV热处理后镀铬材料制成，芯棒定位在成型模壳型腔的中轴线上；所述垫块为45号钢材制成，其分布在成型模壳两端的两个牵引夹持的上下两侧，其厚度与铁路电缆过轨管道的壁厚一致。
[0014]再次，本专利技术提供一种用于前述的铁路电缆过轨管道注塑成型的注胶盒，包括注胶盒体，注胶盒体内设有与成型模壳型腔连通的注胶腔，所述注胶腔内设置有多个导向支
架，将增强纤维束隔开形成浸润空间，所述支架上设有多个浸胶孔。
[0015]优选的，所述注胶盒体上设有多个注胶孔；所述注胶孔分布于注胶盒体的侧壁上，且位于两导向支架之间或导向支架与注胶盒体的侧壁之间。
[0016]另外，本专利技术还提供一种前述的铁路电缆过轨管道的制备方法，采用前述的成型模具和注胶盒进行制备，具体包括如下步骤：
[0017]1)模具组装：将芯棒穿过过轨管道成型模壳的型腔，并通过垫块将芯棒位置调整在成型模壳型腔的中心位置处；
[0018]2)制备胶液：配制双组份热固性聚氨酯树脂，包括树脂A和树脂B；所述树脂A的组分包括氨基甲酸酯，醚，酯，脲基甲酸酯和内脱模剂；所述树脂B包含异氰酸酯；且树脂A 和树脂B的质量比为105～108:100；
[0019]3)调节芯棒：调整芯棒固定端，固定其与管道成型模壳的相对位置；
[0020]4)排纱布毡：根据过轨管道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路电缆过轨管道，其特征在于：该过轨管道为聚氨酯缠绕拉挤管道，其结构包括热固性聚氨酯注塑而成的主体，分布在主体内的缠绕增强纤维体、纵向增强纤维体和网状增强隔层；并且，缠绕增强纤维体、纵向增强纤维体和网状增强隔层的含量占该过轨管道总重的75～82%。2.根据权利要求1所述的铁路电缆过轨管道，其特征在于：所述缠绕增强纤维体为增强纤维束围绕过轨管道轴向多层双向缠绕而成；所述网状增强隔层沿过轨管道轴向等距间隔分布在管道过轨管道的管壁中；所述纵向增强纤维体为增强纤维束围绕过轨管道轴向纵向分布在过轨管壁中。3.根据权利要求2所述的铁路电缆过轨管道，其特征在于：所述缠绕增强纤维体的增强纤维束和纵向增强纤维体的增强纤维束均为玄武岩纤维制成，所述网状增强隔层为聚酯毡制成，其形状与过轨管道截面一致，面积小于过轨管道截面面积。4.根据权利要求1所述的铁路电缆过轨管道，其特征在于：其截面外壁为多边形，且外壁上设有向其内壁凹陷的导水槽。5.一种据权利要求1
‑
4任意一项所述的铁路电缆过轨管道的成型模具，包括芯棒、成型模壳，其特征在于：还包括垫块；所述芯棒的外形尺寸为过轨管道内孔孔型及尺寸，其贯穿成型模壳，并通过垫块定位在成型模壳型腔的中轴线位置处；所述成型模壳的内型腔截面为多边形，其型腔壁上设有凸起的水槽成型条。6.据权利要求5所述的铁路电缆过轨管道的成型模具，其特征在于：所述芯棒和成型模壳均为Cr
12
MoV热处理后镀铬材料制成，芯棒定位在成型模壳型腔的中轴线上；所述垫块为45号钢材制成，其分布在成型模壳两端的两个牵引夹持的上下两侧，其厚度与铁路电缆过轨管道的壁厚一致。7.一种据权利要求1
‑
4任意一项所述的铁路电缆过轨管道的注胶盒，包括注胶盒体，注胶盒体内设有与成型模壳型腔连通的注胶腔，其特征在于：所述注胶腔内设置有多个导向支架，将增强纤维束隔开形成浸润空间，所述支架上设有多个浸胶孔。8.据权利要求7所述的铁路电缆过轨管道的注胶盒，其特征在于：所述注胶盒体上设有多...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新，余雷，张宇墨，王春雷，李祺，李传勇，刘盛凯，李五一，邹少文，谈一志，林祥德，谈昱希，葛满强，史斌，刘国栋，陈坦，尹志斌，徐国华，刘勇，季学亮，曾诚，李杰，张高平，韩艳岭，何贽玺，蔡士尧，赵金观，肖礼谆，孙西敬，
申请(专利权)人：江苏高贝电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：