CN102235559A

CN102235559A - 用于运送固体、液体和/或气态物质的管状体

Info

Publication number: CN102235559A
Application number: CN2011100958977A
Authority: CN
Inventors: 沃尔夫冈·格赖纳; 斯特凡·波拉斯切克
Original assignee: Semperit AG Holding
Current assignee: Semperit AG Holding
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2011-11-09
Also published as: US20110265903A1; DE102010018799B4; DE102010018799A1

Abstract

本发明公开了一种用于运送固体、液体和/或气态物质的管状体(1)，它包括同心设置的多个层，其中至少一层被设计为承载层(2)，以及至少另外两层被设计为加强层(3)，所述加强层(3)由丝状和/或线状和/或伸长元件(6)形成，每个元件(6)形成具有设定结构角(5)的结构(4)，其中至少两个加强层(3)的结构角(5)不同。

Description

用于运送固体、液体和/或气态物质的管状体

技术领域

本发明涉及一种用于运送固体、液体和/或气态物质的管状体，它包括同心设置的多个层，其中至少一层是承载层并且至少另外两层是加强层。

背景技术

管状体，尤其是软管，被用于众多领域中。例如，管状体可作为液压设备或洗涤设备的软管。管状体也可用于运送食物、矿物油、蒸汽热水、化学品、工业用水、压缩空气或气体。软管必须显示出一定的柔韧性，从而承受弯曲负荷以及内部压力。相比之下，管子通常不能被弯曲，然而，可以想到的是提供一种因内部压力而扩张的管子。因此，这种管状体由弹性材料形成，从而显示出柔韧性。然而，通常管状体必须承受来自内部和来自外部的负荷，使得管状体常常具有增大其强度的插入件。插入件也可以增大所需的截面稳定性。为了承受管状体内部的静压力和动压力，这种插入件可由若干层组成。已知的是，在管状体中同心设置若干编织层，使得管状体可承受内部压力。然而，各个层上的负荷不同于层间的负荷。因此，各个层会过早地发生疲劳断裂，使得整个管状体的稳定性受到损坏，从而导致磨损标志。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能够承受增大的内部压力并且可以具有更长使用寿命的管状体。

上述目的借助权利要求1所述的管状体而实现。从属权利要求中限定了优选的实施例。

根据本发明的管状体用于运送固体、液体和/或气态物质，并且包括同心设置的多个层。至少一层是承载层并且至少另外两层是加强层，每个加强层由丝状和/或线状和/或伸长元件形成，每个元件形成具有设定结构角的结构。至少两个加强层的结构角不同。所述结构的丝状和/或线状和/或伸长元件可以由诸如尼龙等各种织物、钢丝或这些材料的组合制成。一个加强层可以被承载层所环绕，但是它也可以环绕承载层。所述结构角由管状体的对称轴与所述结构相对于对称轴的取向方向所形成。所述加强层特别能够承受垂直作用于结构表面的内部压力，从而当管状体扩张时增大强度。如果两个加强层的结构角不同，则这两个加强层可以根据它们的内部和外部位置承受由内部压力引起的相等应力。在至少两个加强层上的均匀负荷不会导致一侧的应变，并且可以防止在管状体中形成弱点，这些弱点可能会导致断裂或爆裂。因此，管状体的使用寿命显著延长。此外，可以施加增大的内部压力。所述结构例如可以是编织物或者具有螺旋结构。

优选地，所述管状体的至少一个承载层含有弹性或柔韧性材料，尤其是粘弹性材料。因此，所述承载层对管状体的压力弹性有贡献，并且可以满足针对软管弯曲的要求。

优选地，所述加强层被至少一个内承载层和/或至少一个外承载层所环绕。内承载层是内部元件并且是例如与将要运送的物料接触的元件，并且在阻力、卫生和稳定性方面具有所需的性能。外承载层例如是针对外部影响的保护层或者是装饰用的层。加强层优选设置在两个承载层之间，并且还可以包括中间层，例如第三承载层。因此，加强层使将要运送的物料免受影响或者免受环境影响，这样，特别是可以从提高软管或管子稳定性的角度来选用加强层。

优选地，内加强层的结构角小于外加强层的结构角。所述管状体的内部压力在管状体内侧施加的负荷大于在管状体外部施加的负荷。所述结构的元件在最内层经受的负荷最大。因此，如果内结构的结构角小于一个或多个外加强层的结构角，那么可以使线张力均匀。

根据该实施例，所述管状体包括至少三个加强层。加强层数量上的增多可以提高对抗内部压力的稳定性以及管状体对抗外界影响的稳定性。

优选地，第一加强层具有作为结构角的基角，第二加强层的结构角小于所述基角，并且第三加强层的结构角大于所述基角。基角的大小用作针对另外结构角的参照。因此，这种管状体包括相对于彼此调整的三个加强层，从而允许应力在所有层中最佳分布。

优选地，所述基角为约50°～60°，优选约53°～56°，特别优选约54.7°。当使用单层的编织软管时，这些值对应于结构角的优选大小，并因而优选用作近似值或参考值。

因此，第二加强层的结构角例如为约45°～55°，优选为约50°～52°，特别优选约51°。第三加强层的结构角为约54°～60°，优选约55°～57°，特别优选约56°。这些范围针对各个层是可调整的，并可以依据各层的材料和位置而变化。因此，在该范围内，针对加强层的多种排列，可以实现各层相对于彼此的最佳调整，因而可以在结构中实现应力均匀分布，并且使最大压力出现的可能性最小。

特别优选地，第一加强层设置在另外两个加强层之间。第二加强层设置在另外两个加强层的外侧，并且第三加强层设置在另外两个加强层的内侧。这是所希望的，因为这会导致应力分布到适当的点，并因而使管状体的使用寿命最佳。

根据另一实施例，所述结构的结构角为35°～75°。因此，加强层可以相对于彼此来调整，并且可以依据加强层的数量、加强层的位置、各个加强层之间的距离和对管状体的要求最佳地调节结构角。

例如，软管或管形体包括四个加强层，其中所述各加强层具有结构角分别为约52°、约53°、约55°和约56°的结构。

特别优选地，所有加强层的丝状和/或线状和/或伸长元件的直径具有大致相同的尺寸。因此，在所述结构的制造中可以使用相同的材料，并且如果没有层对丝状、线状或伸长元件的直径具有额外要求，那么可以设定对制造的要求和结构上的负荷，因为各元件中的压力已经被最小化或者均匀分布到各个层。因此，可以节省结构元件的材料和成本。此外，对结构的位置需求降低，这又会导致管状体的总直径因壁厚减小而达到最佳。

附图说明

从下面参照附图对本发明优选实施例的描述，可以得到本发明的进一步优点和特征，其中，不同实施例的各个技术特征可以进行组合而形成新的实施例。在附图中：

图1示意性地示出了一个实施例的管状体的立体图。

图2示意性地示出了一个实施例的管状体的剖视截面图。

图3示意性地示出了一个实施例的加强层的侧视图。

图4示出了一个实施例的加强层的剖视图。

图5示出了在一个实施例中各加强层的应力分布的示图。

具体实施方式

在附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件。图1所示的管状体1具有四个层。承载层2设置在内侧和外侧。加强层3设置在承载层2之间。该加强层由用作管状体的强度承载体的结构4形成。内承载层2符合将要运送的物料的要求，外承载层2符合外界影响对管状体1的外侧的要求。这里，各加强层3由承载层的材料保护，并且由于加强层不会从内侧或者从外侧受到损坏，所以可以承受压力要求。

图2示出了一个实施例的管状体1的剖视截面图。管状体1具有内外承载层2和设置在承载层之间的三个加强层3。在各加强层3之间还设置有承载层2，这些承载层2用作中间层。所有各层都彼此同心设置，并形成管子或软管。各加强层3形成内加强层S1’、中间加强层S2’和外加强层S3’，后面将参照图5更详细描述。

图3示出了加强层3的侧视图。编织物4由丝状元件6形成。各丝状元件6以设定距离排列，因此它们彼此间具有设定角度。这种结构具有由管状体1的对称轴S与结构4的丝状或线状或伸长元件6的取向方向形成的结构角5。

图4示出了加强层3的放大图，从而可更好地看到结构4的结构角5。结构角5由管状体的对称轴S与丝状或线状或伸长元件6的取向方向形成。结构角5可以在大于0°并小于90°之间的范围内变化。

图5示出了与没有变化结构角5的相应加强层3相比，在具有变化结构角5的各个加强层3中的应力分布。层S1’、S2’和S3’对应于图2中的各层，并且具有相对于彼此调节且彼此不同的结构角5。这里，加强层S1’、S2’和S3’中的应力基本保持相同。为进行比较，示出了三个加强层S1、S2和S3，它们的排列与图2中的各加强层相对应，然而，它们均具有相同的结构角5。由于层S1上的负荷更大，因此与层S2和S3相比，该层在结构元件6中受到更大的应力。层S3受到最小的应力，并且这种最小的应力可以有助于管状体1的压力稳定性。

附图标记列表

1 管状体 2 承载层 3 加强层

4 结构 5 结构角 6 元件

S 对称轴 S1 层1 S2 层2

S3 层3 S1’ 层1 S2’ 层2

S3’ 层3

Claims

1.一种用于运送固体、液体和/或气态物质的管状体(1)，它包括同心设置的多个层，

其中至少一层被设计为承载层(2)，以及

至少另外两层被设计为加强层(3)，所述加强层(3)由丝状和/或线状和/或伸长元件(6)形成，每个元件(6)形成具有设定结构角(5)的结构(4)，其中至少两个加强层(3)的结构角(5)不同。

2.根据权利要求1所述的管状体(1)，其中至少一个承载层(2)含有柔韧性材料，尤其是粘弹性材料。

3.根据前述权利要求中任一项所述的管状体(1)，其中所述加强层(3)被至少一个内承载层(2)和/或至少一个外承载层(2)所环绕。

4.根据前述权利要求中任一项所述的管状体(1)，其中至少一个承载层(2)设置在至少两个加强层(3)之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的管状体(1)，其中内加强层(3)的结构角(5)小于外加强层(3)的结构角(5)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的管状体(1)，其中所述管状体(1)包括至少三个加强层(3)。

7.根据权利要求6所述的管状体(1)，其中第一加强层(3)具有作为结构角(5)的基角，第二加强层(3)的结构角(5)小于所述基角，并且第三加强层(3)的结构角(5)大于所述基角。

8.根据权利要求7所述的管状体(1)，其中所述基角为约50°～60°，优选约53°～56°，特别优选约54.7°。

9.根据权利要求7或8所述的管状体(1)，其中第二加强层(3)的结构角(5)为约45°～55°，优选约50°～52°，特别优选约51°，并且第三加强层(3)的结构角(5)为约54°～60°，优选约55°～57°，特别优选约56°。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的管状体(1)，其中第一加强层(S2’)设置在另外两个加强层(S1’，S3’)之间，第二加强层(S3’)设置在另外两个加强层(S1’，S2’)的外侧，并且第三加强层(S1’)设置在另外两个加强层(S2’，S3’)的内侧。

11.根据前述权利要求中任一项所述的管状体(1)，其中所述结构(4)的结构角(5)为35°～75°。

12.根据前述权利要求中任一项所述的管状体(1)，其中所有加强层(3)的丝状和/或线状和/或伸长元件(6)的直径大致相同。