CN104081098B - 管子的构造 - Google Patents

Abstract

一种细长空心结构，例如管子(10)，以及用于构造这种细长空心结构的方法。管子(10)包括径向内部(11)和径向外部(13)，两部分(11，13)被合并到一起提供完整的管状壁结构。该方法包括：以内管(21)的形式提供径向内部(11)，将径向外部(13)围绕内管(21)组装。外部(13)包括纤维加强组合构造的外管(30)，其被柔性外壳(31)包围。使内管(21)膨胀以为外部(13)提供形态和形状。

Description

管子的构造

技术领域

本发明涉及一种组合构造的细长空心结构，特别包括管状结构。

尽管本发明被特别设计成与管子形式的管状结构的构造有关，但也能应用于其他细长空心元件的构造，细长空心元件包括：管状元件，如导管和管道；管状结构元件，如轴、梁和圆柱；以及组合构造的其他管状元件。

背景技术

下面关于背景技术的描述只是为了方便对本发明的理解。该描述并不认为或者承认所引用的任何材料是或者曾是本申请优先权日时的公知常识。

公知的采用纤维加强塑料复合材料来构成管子。通常，这种管子通过一种工艺构成，在该工艺中，纤维材料(例如玻璃纤维)长丝的粗纱被浸透热固性树脂或者热塑性组分，并且在心轴上来回缠绕形成组合构造的管壁结构。

此外，还试图通过拉挤成型生产连续管子，该成型包括经加热模具拉伸加强纤维的潮湿主体来加工管子，然后管子被缠绕在卷轴上。以这种方式形成的管子通常仅限于约1km的长度和约100mm的直径。

通常，需要这种管子能承受环向应力和轴向应力，并且该构造可以是管子所需的环向和轴向应力承受性能之间的平衡。通过以与管子轴线呈大约90°的角度缠绕长丝来优化环向强度。通过以接近管子轴线的角度缠绕加强长丝来优化轴向强度。

以这种方式构成的管子的长度指的是传输管子的心轴或者辊的长度。因此，该构造工艺并不有利于那些形成液体和气体的传输网的长管子的制造；即，比可获得的心轴长许多的那些管子以及构成在两个远站点之间连续延伸管线的长度的那些管子，这两个站点有可能隔开数百到数千公里。

如果有这么一种方式，使得可以采用在连续基础上构成的管子来形成管线，也就是说，不需要由一系列彼此相连的管段来形成，这些连接处有可能构成管线结构整体的薄弱区域。

为了解决背景技术中的这些问题和难点，提出了本发明。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于构造细长空心结构的方法，该结构包括径向内部和径向外部，两部被合并到一起提供完整的管状壁结构，该方法包括：提供径向内部；将径向外部围绕径向内部组装；以及使内部膨胀；其中外部包括由柔性外壳包围的纤维加强组合构造的外管。

优选，纤维加强组合构造的外管包括加强件和粘合剂。

加强件包括一层或多层加强织物。优选，每一层都构造成围绕径向内部布置的管状层。通常多层管状层彼此围绕布置，并且也围绕内管布置。

加强织物可以包括含有加强纤维的加强织物，该加强纤维具有四轴向纤维定向的特性。加强纤维包括玻璃纤维。四轴向纤维定向为管状结构提供必要的环向和轴向应力承载特性。

优选，粘合剂包括可固化塑料，例如树脂粘合剂，其通常被称为树脂。粘合剂凝固成树脂母体，用于将加强织物层粘结到一起，以及将加强件粘结到内部上以提供完整的管状壁结构。树脂母体还能够将加强件粘结到外壳上。

优选，内部包括内管，该内管包括内衬，织物层粘结到该内衬的一个面上，其中渗入加强纤维的粘合剂也渗入织物层中以将外部与内部结合到一起。

优选，外壳包括外层和粘结到外层的一面上的织物层，该布置使得织物层与加强件相对。采用这种布置，外壳的织物层能提供通气层，以用于空气流通。

优选，柔性外壳用于抵抗加强件的径向膨胀，从而使加强件承受径向压缩。采用这种布置，加强件被限制在膨胀的内部和柔性外壳之间的空间中。径向膨胀的内部与柔性外壳一起来限制加强件，引起加强件所在空间的容积逐渐减小。这迫使加强件中的粘合剂完全浸入加强件中；也就是说，加强织物层变得完全“浸湿”。特别是，向加强件提供压缩力，并有效地经加强织物泵送粘合剂以将粘合剂以可控和受限的方式分散到空间中。

此外，加强件所在空间的容积的逐渐减小使得空气从空间中排出，这能提高粘合剂在加强件中的浸入效果。

外壳和各加强织物管子有助于空气的排出。外壳和各个加强织物管状层构造成有助于空气的排出，例如，外壳和各个加强织物管状层包含沿着它们各自的长度间隔布置的通风孔，以助于空气的排出。此外，或者可选择地，提供通气层的外壳的织物层还有助于空气的释放，通常向上以及沿着装置释放到释放处或通风孔处。

柔性外壳具有一些弹性，从而至少能在某种程度上抵抗加强织物管状层的径向膨胀。然而，柔性外壳的弹性比内管小。在这种方式中，柔性外壳能够缓冲加强织物管状层的径向膨胀的最初阶段。特别是，希望柔性外壳具有一些弹性。柔性外壳具有一些弹性，以用于提高对粘合剂逐渐浸湿加强件的速率控制。

根据本发明的第二方面，提供一种用于构造细长空心结构的方法，该结构包括径向内部和径向外部，两部被合并到一起提供完整的管状壁结构，该方法包括：提供包括内管的径向内部，该内管包括内衬，织物层粘结到该内衬的一个面上；将径向外部围绕径向内部组装；以及使内部膨胀；其中外部包括由柔性外壳包围的纤维加强组合构造的外管，其中内部包括内管，该内管包括内衬，织物层粘结到该内衬的一个面上，渗入外管的树脂粘合剂也渗入织物层中以将外部与内部结合到一起。

根据本发明的第三方面，提供一种用于构造细长空心结构的方法，该方法包括围绕中心部形成柔性管状壁，使中心部膨胀以使管状壁结构呈现指定的横截面轮廓，对管状壁结构实行硬化、固化或其他凝固处理。

中心部包括壁结构的一部分。

柔性壁结构包括纤维加强塑性复合材料。

柔性壁结构还进一步包括可固化的塑料，例如树脂粘合剂。通常，可固化塑料包括能固化的树脂。

纤维加强塑性复合材料包括加强件，该加强件构造成包含有加强件纤维的织物。

优选，加强织物具有四轴向纤维定向。四轴向纤维定向能提供换向和轴向应力承载性能。

柔性管状壁结构还进一步包括围绕纤维加强塑性复合材料的柔性外壳。

可膨胀的中心部包括内管，该内管具有能够在管状壁结构硬化、固化或其他凝固处理之前使柔性管状壁结构膨胀的可膨胀胆。

优选，内管与管状壁结构的一部分结合并形成管状壁结构的一部分。

柔性管状壁结构的连续运动及膨胀可对加强织物内的纤维进行预加应力和对齐，从而提高构造过程中的细长空心结构整个长度上的环向应力承载性能。

优选，还对加强织物进行轴向(线性)预加应力，以提高拉伸负载承载性能。

中心部可构造成胆。

可用流体介质，如空气或水，使胆膨胀。

优选，胆是弹性可膨胀的。

在一种方案中，管状结构具有特定长度。管状结构例如可以包括管状元件，如做成特定长度的管子。

在另一种方案中，管状结构逐渐形成为任意期望的长度。管状结构，例如，可以包括管状元件，如连续形成的管子，直到获得期望长度。在这点上，管子可以是构成连续管子的长度，该连续管子提供了在两远距离位置之间延伸的管线。

与现有技术方案相反，现有技术中在两个远距离位置之间延伸的管线通常包括多个彼此相连的管段，根据本发明第一方面的管子允许该管线由一个连续的管子形成。

根据本发明第四方面，提供一种用于构造细长空心结构的方法，该方法包括形成具有内部的柔性管状壁结构，对柔性管状壁结构的内部进行膨胀以为其提供形态和形状；对柔性壁结构进行硬化，固化或其他凝固处理以提供管状元件。

柔性壁结构包括纤维加强塑性复合材料，其能固化以提供管状元件。

柔性壁结构还进一步包括围绕纤维加强塑性复合材料的柔性外壳。

在某些场合中，纤维加强塑性复合材料固化为刚性状态。在其他某些场合中，纤维加强塑性复合材料固化为柔性状态。

管状壁结构包括衬层，该衬层具有流体不能渗透的内表面。该内表面由高光滑表面限定，例如聚亚安酯层。

根据本发明第五方面，提供一种用于构造管子的方法，该方法包括形成包含纤维加强塑性复合材料的柔性管状壁结构，对柔性管状壁结构的内部进行膨胀以为其提供形态和形状；对柔性壁结构进行硬化，固化或其他凝固处理以提供管子。

管子在连续基础上构成，并且在柔性壁结构固化之前将管子逐步安装就位，从而柔性管状壁一旦处于管子的安装位置就发生固化。

根据本发明第六方面，提供一种用于在连续基础上构造管子的方法，该方法包括形成包含纤维加强塑性复合材料的柔性管状壁结构，对柔性管状壁结构的内部进行膨胀以为其提供形态和形状；对柔性壁结构进行固化以提供管子。

在根据第六实施例的方法中，柔性壁结构包括内部和外部，其中该方法进一步包括形成内部以限定内管，绕着内管形成纤维加强组合构造的外管以限定外部。

使用一层或多层加强织物形成外管，其中该方法进一步包括将各层构造成围绕内管布置的管状层，使管状层渗入树脂粘合剂，使内管膨胀以为其提供形态和形状，以及固化树脂粘合剂以使管状壁结构硬化。

柔性外壳绕着加强织物管状层安装以包含树脂粘合剂。

柔性外壳可由任何合适的材料形成，包括，例如聚乙烯。

更具体地，柔性外壳包括聚乙烯外层和粘结到该外层一面上的织物层，该结构使得织物层与加强件相对，如上所述。

外壳保持在合适的位置，并最终形成管状结构的一组成部分，或者在完成它的目的之后可移除。

外壳的外层的外面构造成粘结一包围保护套，例如混凝土壳体。这包括表面粗糙度或成型，例如外壳外层的外面上的毛簇(tufts)。

内管包括内衬，在该内衬的一面上粘结有织物层，渗入加强织物的树脂粘合剂也渗入织物层中以将外部与内部结合到一起。

该管子在移动安装设备上构成，该设备构造成车辆，其可相对于安装地点移动，从而使得连续形成的管子被逐步传递到安装地点。

根据本发明的第七方面，提供一种用于在柔性状态下构造管子的方法，将管子放置在安装地点，允许柔性管子在安装地点转变为刚性状态。

安装地点可包括管沟，管子在柔性状态下被逐渐放到管沟中。管子被直接放到管沟中，或者先沿着管沟侧放置然后逐步安装到管沟中。管沟具有沙地基础或者其他材料的基础，形成弯曲的下降，管子被搁置在该下降上以便支撑。

管子被安装到移动安装设备上，该设备相对于安装地点移动，在柔性状态下布置管子。

根据本发明的第八方面，提供根据本发明的第一、第二、第三或第四方面的方法构造的细长空心结构。

根据本发明的第九方面，提供一种管子，该管子根据本发明的第三、第六、第七方面的方法构造。

根据本发明的第十方面，提供一种组合构造的细长空心结构，包括径向内部和径向外部，其中两部分合并到一起以提供完整的管状壁结构。

外部构造成纤维加强组合构造的外管。更具体地，外部包括浸在树脂粘合剂中的加强件。

外部进一步包含围绕外管的柔性外壳。

加强件包括一层或多层加强织物，各层都构造成围绕内部布置管子。加强件可包括多层，各层都构造成彼此围绕布置的相应管子。

加强织物包括含有加强纤维的加强织物，该加强纤维具有四轴向纤维定向的特性。四轴向纤维定向为管状结构提供必要的环状和轴向应力承载性能。

内部包括内衬，织物层粘结到内衬的一面上。内衬的另一面限定了管状结构的内表面。

浸入加强织物的树脂粘合剂也浸入粘结在内衬上的织物层，以将外部与内部结合到一起。

附图说明

通过参考下面附图中所示出的各种具体实施例的描述将能更好地理解本发明，其中：

图1是根据制造过程下的第一实施例的管子的示意图；

图2是图1所示管子的横截面示意图；

图3是一段管子的片段侧视图；

图4是管子内部的横截面示意图；

图5是在管子外部构造中所使用的，混合有具有四轴向纤维定向的加强纤维的加强织物的示意图；

图6是加强织物管状层的横截面示意图，该管状层由图5所示的加强织物形成并且在管子外部的构造中使用，所示管状层处于部分组装的状态；

图7是与图6相似的视图，除了管状层处于已组装状态；

图8是已组装的管状结构的横截面示意图，根据第一实施例的管子由该管状结构构造，所示管状结构处于径向扩张(膨胀)状态；

图9是与图8相似的视图，除了示出从已组装的管状结构内的空间中排出空气的准备；

图10也与图8相似的视图，除了所示管状结构处于塌陷(非膨胀)状态；

图11是内管的横截面示意图，该内管形成已组装管状结构的一部分，所示内管塌陷成扁平状态；

图12是已组装的管状结构的横截面示意图，根据第一实施例的管子由该管状结构构造，所示管状结构具有内管，该内管采用不同的折叠方式折叠；

图13是形成图12所示已组装管状结构的一部分的内管的横截面示意图，所示内管处于折叠状态；

图14是与图13相似的视图，除了所示内管处于部分扁平状态；

图15是与图13相似的视图，除了所示内管处于全部扁平状态；

图16是用于组装图7所示管状层的组装系统的透视示意图；

图17是用于逐步将图5所示加强织物条从第一(平)状态到第二(管状)状态移动的导向系统的透视示意图；

图18是用于将加强织物条的重叠边缘固定到一起以建立使织物条保持于第二(管状)状态的连接；

图19是用于管子的组装线的示意图，有两部分，图19A和19B；

图20是管子在制造过程中一端部的横截面示意图，一端部配件被安装到该端部上；

图21是管子制造过程中管子另一端部的示意侧视图，一端部配件被安装到该端部上；

图22是图21所示管子的端部的横截面示意图，还具有对应的轮廓形成系统；

图23是根据第二实施例的用于管子的组装线的示意图，有两部分，图23A和23B；

图24是图23的组装线的一部分的片段视图；

图25是图23B的线25-25的剖视图；

图26是图23B的线26-26的剖视图；

图27是图23B的线27-27的剖视图；

图28是图23B的线28-28的剖视图；

图29是图23B的线29-29的剖视图；

图30是图23B的线30-30的剖视图；

图31是图23B的线31-31的剖视图；

图32是根据第三实施例的管子的组装线的示意图；

图33是图32的组装线的一部分的示意图，示出了用于挤压已组装管结构的元件组以及环绕它们的外壳；

图34是图32的组装线的部分片段视图；

图35是图34的线35-35的剖视图；

图36是图34的线36-36的剖视图；

图37是图34的线37-37的剖视图；

图38是图34的线38-38的剖视图；

图39是图34的线39-39的剖视图；

图40是图34的线40-40的剖视图；

图41是已组装的管结构及环绕它的外壳的横截面示意图，示出了接近完全浸在树脂粘合剂中的状态；

图42是与图41相似的视图，但是示出了完全浸在树脂粘合剂中；

图43是图39所示的结构的片段截面图；

图44是根据第四实施例的用于管子的组装线的一部分的示意图；

图45是根据第五实施例的用于管子的组装线的一部分的示意图；

图46是图45所示组装线中采用的装置的示意透视图，该装置被设置为便于管子制造中使用的加强件的相对快速浸湿；

图47是图46所示装置中使用的辊子列的提升视图；

图48是描述在管子制造过程中组装的管状结构的片段示意图，通过图46所示的装置，使该管子承受类似于蠕动按压动作的操作；

图49是描述根据第六实施例的管子的一段的片段侧视图，该段构造成直段；

图50是描述根据第六实施例的管子的另一段的片段侧视图，该段构造成弯曲段；

图51是描述根据第六实施例的管子的另一段的片段侧视图，该段构造成另一弯曲段；

图52是描述图51所示管子的另一段在被弯曲以形成所述另一弯曲段之前的片段侧视图；以及

图53是根据第七实施例的用于管子的组装线的一部分的示意图。

具体实施方式

参看图1-22，本发明的第一实施例涉及一种构造成如管子10这样的管状元件形式的细长空心结构，以及在连续基础上构造该管子的方法。

管子10是组合构造，包括径向内部11和径向外部13，两部分11和13合并到一起以提供完整的管壁结构。在所述结构中，外部13被包围在保护套14中，该保护套包含可硬化组分16，例如胶合剂或者最外表层18所包含的混凝土，最外表层18可以是任何合适的材料，例如土工布。保护套14用来对管子10提供保护，抵抗一旦在安装情况下管子有可能所遭遇的压缩负载。

内部11包括内衬套15，由树脂吸收材料制成的层17粘合到内衬套的一个面上。内衬套15的另一面限定了管子10的内表面19。通常，内衬套15在内表面19处表现为高光滑表面。例如，内衬套15可以包括聚氨酯，聚乙烯或者其他任一种有弹性的柔性材料，该材料还优选不透气，并且还可与管子10内传送的流体共存。树脂吸收层17可以例如包括毛毡或棉束。

如图4所示，内部11构造成由具有纵向侧边缘25的纵向条23形成的内管21。条23被纵向卷绕成管状结构以提供内管21，处于邻接关系的纵向边缘25提供对接接头26。内连接条27被应用于内管21的内侧，外连接条28被应用于内管21的外侧，两连接条27和28跨在对接接头26上，能在邻接的纵向侧边缘25之间提供连续的流体密封。在图4中，出于清楚的原因，连接条27、28被显示为与对接接头26隔开，但在实际应用时它们实际上与对接接头接触。

内管21限定了具有膨胀腔29的可膨胀胆24，随后将解释其目的。

外部13被构造成由柔性外壳31包围的纤维加强组合结构的外管30。更具体地，外管30包括渗入到树脂粘合剂中的加强件32。柔性外壳31绕着管子30安装以包含该树脂粘合剂，随后将对此进行详细地描述。柔性外壳31可由任何合适的材料形成，例如包括聚乙烯。外壳31保持在适当的位置并最终形成管子10的一个组成部分，或者还可在完成它的目的后被移除。

外壳31包括聚乙烯的外层和粘合到其一个面上的纤维层，该结构是纤维层面对加强件32。纤维层提供通气层，并且最终被渗入树脂粘合剂以用于该结构的整合。

提供树脂粘合剂的树脂材料可以是任何合适的类型；一种特别合适的树脂材料包括热固性树脂，例如环氧乙烯基酯或者其他合适的树脂，和热塑性树脂系。

加强件32包括加强织物34的一个或多个层33(如图5所示)，每一层都被构造成在内管21周围布置的管状层35(如图7所示)。在这个实施例中，有多个层33，这些层被构造成彼此靠近布置的相应管状层35(因此也如前所述的在内管21周围布置)。可以用任何一种合适的方式将相邻的纤维层33结合到一起，例如通过热焊化学结合，和/或机械固定，如缝或钉。

加强织物34包括合并有加强纤维的加强织物，该加强纤维具有四轴向纤维定向的特性，如图5所示。加强纤维包括轴向纤维36a(处于接近管子轴线的角度，如图3中线37所示)、横向纤维(处于与管子轴线约呈90度的角度)以及倾斜纤维(处于与管子轴线约呈45度的角度)。加强纤维可包括玻璃纤维。四轴向纤维定向为管子提供必要的环向和轴向应力承载性能。

每一加强纤维管状层35都由加强纤维材料制成的条41组成，该条具有纵向边缘43，这些边缘在接头44处以相互重叠的方式集合在一起以形成管状层35。重叠边缘43以任何一种合适的方式被安装到一起以保证该管状成型。在该实施例中，重叠边缘43使用热熔粘结剂通过热熔焊接技术连接到一起。在图6中，出于清楚的目的，重叠边缘43被显示为间隔开，但在实际中它们事实上彼此接触以提供接头44，如图7所示。然后通过将树脂粘合剂渗入加强织物34中来实现接头44的结构完整性，由加强织物可形成管状层35。特别是，树脂粘合剂渗入重叠边缘43并将它们粘合到一起，以补充和替代由热熔粘合剂建立的初始粘合。

各个管状层35被定向为使得各个接头44彼此偏离，如图8所示。在附图所示的结构中，如此定向管状层35，使得相应的接头44朝着修建中的管子10的下侧46布置。这种是非常有利的，因为下侧46是树脂粘合剂很有可能非常充足以提高各接头44处的重叠边缘43之间的粘合的区域。

渗入加强织物34的树脂粘合剂还渗入到内衬15上的毛毡层17，以将外部13与内部11整合。

在加强织物管状层35如前所述彼此靠近布置且因而还与内管21靠近布置之后，管状层35被渗入树脂粘合剂。在可替换方案中，当各加强织物管状层35被组装完成后，加强织物管状层35被渗入树脂粘合剂。被组装完成的各加强织物管状层可被连接到前一内加强织物管状层上，例如通过热熔焊接。然而，优选不如此连接相邻的加强织物管状层，从而使得各层能够彼此相对自由运动，以传递负载和应力，由此各层能够接受其负载份额。

典型地，在渗入树脂粘合剂之前，从加强织物管状层35中移除空气。

在加强织物管状层35被树脂粘合剂渗入之后，但在硬化之前，通过将膨胀流体例如空气引入膨胀腔29，而对由内管21限定的可膨胀胆24进行充气。这使得可膨胀胆24朝着柔性外壳31径向扩张，向环绕的外部13提供形态和形状。特别是，外部13表现为环形的横截面。

当可膨胀胆24移动经过压缩装置125时，可膨胀胆24的持续扩张沿着所有方向拉伸加强织物管状层35，以提高管子10的环向应力和轴向应力承载特性。特别是，该扩张用于对加强织物管状层35内的纤维预加应力，以提高环向应力承载特性，并且还轴向拉紧加强织物管状层来对其中的纤维轴向预加应力，以提高管子10的抗拉负载承载性能。

柔性外壳31用于抵抗加强织物管状层35的径向扩张，从而引起加强件32承受径向压缩。采用这种布置，加强件32被限定在扩张内管21和柔性外壳31之间的空间45内。径向扩张的内管21与柔性的外壳31一起操作，以限制加强件32，并且还能引起限制加强件32的空间45的容积逐渐减小。这迫使加强件32内的树脂粘合剂完全浸入到加强件32中；也就是说，构成管状层35的加强织物34的层33变成完全“浸湿”。特别是，还对加强件32提供压缩力，有效地将树脂粘合剂通过加强织物34的层33泵出树脂粘合剂，以使树脂粘合剂以可控和受限的方式分布在空间45内。本实施例的一个特别的特性是，向加强件传送树脂粘合剂的步骤以及使树脂粘合剂完全浸湿加强件32的步骤是分开且明显不同的行为。

此外，限制有加强件32的空间45的容积的逐渐减小也必然使空气从空间45中排出，这具有提高树脂粘合剂在加强件32中的渗透的效果。外壳31和各个加强织物管状层35设计成便于空气的排出。由外壳31的纤维内层限定的通气层有助于这种空气排出。此外，外壳31和各个加强织物管状层35可以例如包含在它们各自的长度上间隔地布置的通风孔，以便于空气的排出，如图9所示。在一种结构中，通风孔48可以形成在外壳31和各个加强织物管状层35中的穿孔，例如穿透小孔。通过这种结构，穿孔最终可由树脂粘合剂密封以保证管子10的密封完整性。在另一种结构中，通风孔可包括插入到外壳31和各个加强织物管状层35中的端口。该端口例如可以包括由一暴露于树脂粘合剂就会溶解或者降解的材料形成的管状插入件。通过这种结构，容纳端口的小孔最终由树脂粘合剂密封，以保证管子10的密封的完整性。

柔性外壳31具有一些弹性，以便于至少在某种程度上柔顺地抵抗加强织物管状层35的径向扩张。在这种方式中，柔性外壳31能够缓冲加强织物管状层35的径向外长的最初阶段。特别是，期望柔性外壳31具有某种弹性。柔性外壳31具有某种弹性，该弹性用于提高对速率的控制，该速率是指逐渐增加的树脂粘合剂上升池逐渐浸透加强件32的速率。一方面，如果树脂粘合剂在空间45中上升得太快，那么就无法使加强件32中的纤维被完全浸透，另一方面，如果树脂粘合剂在空间45中上升得太慢，那么在加强件32中的纤维被完全浸透之前，树脂粘合剂就开始硬化。

环绕加强件32安装的柔性外壳311的弹性本性在某种程度上用作环绕物，用于控制施加到树脂粘合剂上升池的外部压力。柔性外壳31的弹性可选择，以实现期望的浸湿速率。由外壳31施加的弹力对由内管21限定的可膨胀胆24所施加的张紧力提供某种程度的平衡。

可膨胀胆24保持在充气状态，直到树脂粘合剂已充分硬化能够保证管子的形态和形状，随后可以从膨胀腔29中释放膨胀流体。从而形成管子10，由内衬15限定管子内的中心流动通道。

内管21可作为管子10的构造流程的一部分而被实施或者在现场进行组装。

在预成形内管21的环境中，内管21以收缩的状态被运送到现场。内管21可用任何一种合适的方式被收缩。典型地，通过以折叠方式将内管21折叠成收缩状态，以提供横截面较紧凑的结构。在如图10和11所示的结构中，内管21通过一种折叠方式被收缩成横截面扁平的状态，该折叠方式限定了两纵向边部51和位于它们之间的折叠部52。采用这种结构，纵向边部51可以彼此邻近接触以提供紧凑形式。在如图12-15所示的结构中，使用一种折叠方式将内管21收缩成横截面扁平的状态，该折叠方式限定了两个纵向侧部53和位于它们之间的凹入折叠部54。采用这种结构，每一凹入折叠部54都从收缩的内管21的一个纵向侧向内延伸。图13是折叠状态的内管21的横截面示意图。在图14中，内管21处于部分扁平的状态。在图15中，内管21处于完全扁平状态。在管子10的制造过程中，内管21在各阶段处于不同的状态下。

加强件32围绕内管21安装。特别是，加强织物管状层35被依次围绕内管21安装。如上所述，各加强织物管状层35由各具有纵向边缘43的加强织物材料条41组装形成，这些纵向边缘在接头44处以重叠的关系连接到一起以形成管子结构。

各个管状层35被按系列36布置，该系列具有最内管状层35a、最外管状层35b以及置于最内管状层35a和最外管状层35b之间的一个或多个中间管状层35c。这一系列管状层35具有逐渐增加的直径，以提供彼此之间更好的装配和对齐，从而提供管子10的结构精度。为了适应管状层35之间逐渐增加的直径，对应的加强织物材料条41需要是不同的宽度，该宽度从最内管状层35a到最外管状层35b逐渐增加。各管状层35被设计成通过压向内管21的流体的充气作用力而被充气、打开或者展开到其最大直径，从而提供组件的完全扩张其中的纤维在操作中承受住管子10的负载。

如上所述，如此定位系列36中的各个管状层35，使得各接头44彼此偏离，如图8所示。

通过逐渐移动条41从第一状态过渡到第二状态，而由各自对应的条41组装成各管状层35，其中第一状态中条是扁平的，第二状态中条是边缘43重叠的管状构造。在图16中，所示的条14具有处于第一(扁平)状态的一部分41a以及处于第二(管状)状态的另一部分41b。在第一状态中，条41可以以卷绕形式55存放在卷轴56上，如图16所示。

装配系统60用于逐渐移动各条41从第一(扁平)状态过渡到第二(管状)状态，并用于将重叠边缘43安装到一起以建立接头44，从而形成管状层35。随着条41从第一(扁平)状态移动过渡到第二(管状)状态，其逐渐包围内管21。

装配系统60包括引导系统61，其用于逐渐移动各条41从第一(扁平)状态过渡到第二(管状)状态。如图17所示，引导系统61包括导轨62，该导轨62包括主体63，该主体63限定了入口端64、出口端65以及在入口端和出口端之间延伸的引导路径66。主体63被构造成具有纵向边缘部68的管状结构67，该纵向边缘部68以相互重叠的方式布置并且被分隔开以在它们之间限定纵向间隙69。如此构造管状结构67，使得引导路径66从入口端64向出口端65向内逐渐变细。采用这种结构，管状结构67能提供逐渐变细的引导表面67a，随着各条41沿引导路径66从入口端64向出口端65前进时，该引导表面67a被呈现于各条41，并且使条41逐渐从入口端64处的第一(扁平)状态过渡到出口端处的第二(管状)状态。随着条41沿着引导表面67a移动，通过逐渐变细的轮廓而使条的纵向边缘43逐渐向内转，条41的一侧纵向边缘43部分进入管状结构67的纵向间隙69中，另一侧纵向边缘43突出于内边缘68a之上。采用这种结构，纵向边缘43被逐渐以重叠的方式接合到一起，以备被安装到一起来建立接头44，并完成管状层35的形成。

随着条41被安装到管状结构中以形成管状层35，内管21也沿着引导路径66从入口端64向出口端65运动。以这种方式，管状层35可以绕着内管21安装并从而包围内管。

相似地，最内中间管状层35c可以围绕管状层35a和内管21安装，管状层35a绕内管21形成，然后任何其他中间管状层35c以及最终的最外管状层35b可以围绕前一管状层35安装。

管状结构67可合并用于吸引并关于引导表面37a保持条41的装置。这种装置可以包括含有在引导表面67a上的多个孔的抽吸系统，随着条沿着引导路径66运动，吸力被施加到引导表面上以将条41拉向与引导表面接触。

装配系统60还进一步包括引导辊71，各条41在其从卷轴56到管状结构67的入口端64的路径上绕辊子71转动，以便将条41准确对齐以进入管状结构67中。

装配系统60还进一步包括结合系统71，用于将重叠边缘43结合到一起以建立接头44，从而完成管状层35的形成。如图18所示，结合系统71包括装置72，该装置用于在重叠边缘43之间施加热熔粘合剂，然后将边缘连接到一起以建立接头44。在所示结构中，这种装置72包括传送头73，用于在重叠边缘43之间传递一个或多个热熔粘合剂带74。传送头73适合于通过传送线的方式接收来自于源75的热熔粘合剂供给。

结合系统71还进一步包括装置76，该装置利用重叠边缘43之间的热熔粘合剂将重叠边缘接合到一起以建立接头44。在所示结构中，这种装置76包括压头77，用于将重叠边缘43压到一起。压头77包括两个相互配合的压辊78，重叠边缘43在它们之间穿过，被压到一起以通过热熔粘合剂建立接头44。尽管在图中未示出，装配系统60还进一步包括有助于快速设置热熔粘合剂的装置。这种装置可包括向接头44附近传送冷却剂，例如冷空气的结构。

下面将详细描述根据本实施例的管子10的构造过程。在这个实施例中，管子10在连续的基础上构成，并且被逐渐放到用来容纳管子的管沟79中。该管子10在浸入到加强织物34以及内衬15的毛毡层17中的树脂粘合剂固化之前就被放到管沟79中。固化发生在管子10被放入到管沟79中之后。在这种方式中，管子10处于柔软状态，以便于它被引导放入管沟中的合适位置，并且一旦就位就发生硬化。

现在参看图1，管子10被装配到移动安装设备80上，该设备构造成车辆的形式，能够沿着管沟79移动，从而使得连续形成的管子10能从移动安装设备80弯曲到管沟79中。可以以任何一种合适的方式使管子10在管沟79中固化。在所示的结构中，提供固化单元71以沿着管沟79逐渐移动，以对最近放置的管段施加固化操作。固化单元71，例如，可以向管子10应用热或者其他放射，例如UV放射或光(根据树脂粘合剂的性能)，以有助于固化过程。在一个可选择结构中，树脂粘合剂可包含有合适的催化剂以在周围情况中固化管子。

移动安装设备80包括管子装配线82，如图19所示(其表示为两部分，图19A和19B)。

参看图19A，装配线82包括条形且存放在辊子85上的材料83的供应。材料83为内衬15提供粘附其上的树脂粘合剂材料17的层。材料83逐渐从辊子85上退绕下来，并作为条23传送到第一装配站87，在该装配站，条23形成为内管21。如前所述，条23被纵向卷绕成管状结构以提供内管21，纵向边缘25邻接以形成邻接接头26，并且连接条27被施加到内管21的内侧以搭在邻接接头26上提供连续的、流体不能渗透的的连接。

组装线82还进一步包括一个或多个材料91的供给，它们都是条形且以辊的形式55被存放在相应的卷轴56上。在图19A所示的结构中，具有两个卷轴56，也可以是其他数量。材料91提供包含加强纤维的加强织物34，该加强纤维具有四轴向纤维定向的特性。材料91从相应的卷轴56上逐渐退绕并作为条41传送到第二装配站95，在该装配站，其形成围绕内管21的各加强织物管状层35。如前所述，各加强织物管状层35由加强纤维材料条41构成，该条以重叠关系被连接到一起以形成管状层。重叠边缘43被安装到一起以保证管状形成。在这个实施例中，重叠边缘43通过热熔焊接被安装到一起。如前所述，各管状层35彼此靠近布置，并且绕着内管21布置。相邻的织物层33通过热焊或化学结合处理被结合到一起。层可包括结合剂或形成材料，以更有效地将层结合到一起。这可例如包括切股毡、毛毡或帐，以提高高强度四轴向织物层之间的层状剪切力，并且允许更容易地从层板释放空气。

加强织物管状层35以及内管21提供管子结构100。管子结构100被传送到第三站103，在该站，其在压辊105之间被压缩，以向外排出空气，并且使树脂粘合剂与加强件32和相邻的树脂吸收材料层17直接接触。

然后，管子结构100被传送给第四站105，在该站，其浸有树脂粘合剂。在所述结构中，管子结构100穿过树脂浴107，在辊子109之间环绕，以将树脂粘合剂附到毛毡17和加强织物34中。至少辊子109中的某些被驱动以辅助管子结构100的运动。

然后，管子结构100被传送到第五站111，在该站，其被扩刀辊113接合以将多余的树脂粘合剂移除，并收集在集水区域115。

然后，浸有树脂粘合剂的管子结构100被传送到第六站117，在该站，安装柔性外壳31，以完成管子结构100的组装。现在参看图19B，组装完的管子结构100被传送到第七站121，在该站，提供压缩装置125，该装置包括两个环状驱动127，其限定了管子结构100能通过的通道129。组装完的管子结构100在通道129中受到压缩，以限定堵塞区域123，该区域堵塞沿着组装完的管子结构内部的空气通道。两环状驱动127包含相对元件131，例如夹板，其能够操作来间隔捏夹管子结构100，并且关闭空气流路，同时允许管子结构中浸透的树脂粘合剂穿过堵塞通道129。

压缩装置125还向组装完的管子结构100施加牵引力，以将其沿着其路径传送。

通过向内部引入膨胀流体，例如空气，来使组装完的管子结构100的超出装置125的部段100a膨胀，该内部限定了膨胀腔29。这引起组装完的管子结构100同时径向和轴向膨胀，提供了其形态和形状。组装完的管子结构100的膨胀在所有方向拉伸加强织物管35，用于提高管子10的环向应力和轴向应力承载性能。特别是，该膨胀还用于对加强织物管状层35内的纤维进行预加应力，以提高环向应力承载性能，同时还能轴向拉伸加强织物管状层以对其中的纤维进行轴向预加应力，以提高管子10的拉伸负载承载性能。

由于如前所述，端部被组装完的管子结构100的堵塞区域封闭，所以膨胀流体不会从膨胀腔29中溢出。换句话说，压缩装置125可用作关闭管子结构100的内部的阀，以阻止膨胀流体从膨胀腔29中溢出。此外，压缩装置125还可用作闸，来保持由带有膨胀流体的内管21的充气所施加的膨胀载荷。还进一步，压缩装置125可用作在充气开始前启动工艺流程的驱动器。

如前所述，柔性外壳31用于抵抗加强织物管状层35的径向膨胀，从而使得加强件32能够承受径向压缩。加强件32被限制在膨胀内管21和柔性外壳31之间的空间45内。径向膨胀的内管21与柔性外壳31一起操作使用，引起其中限制有加强件32的空间45的容积逐渐减小。这促使加强件32中的树脂粘合剂在空间45中逐渐增多而取代空气，最终完全渗入加强件32；也就是说，构造成管状层35的加强织物34的层33变得完全“浸湿”。以这种方式，迫使树脂粘合剂穿过加强织物34的层33，以可控和受限的方式将树脂粘合剂分布在空间45中。

本实施例的一个特殊特征在于，将树脂粘合剂传送给加强件32的步骤以及将加强件32用树脂粘合剂完全浸湿的步骤是分开且明显不同的操作。特别是，在管状结构100经过受压装置125之前，将树脂粘合剂引入管状结构100中，并且在管状结构100已经穿过受压装置125之后，紧随着膨胀流体引入膨胀腔29而使树脂粘合剂完全浸湿加强件32。

此外，加强件32所在的空间45的容积的逐渐减小起到将空气从空间45内排出的作用，这具有提高加强件32中的树脂粘合剂的浸入的效果，如前所述。

在该阶段，树脂粘合剂并不固化，所以被安装在移动安装设备80中的管子10的部段10a处于柔性状态。管子10的未固化部段10a离开移动安装设备80，被引导进入管沟79中，如前所述。管子10在管沟79中以任何一种合适的方式发生固化。在所述的结构中，固化单元71沿着管沟79逐步移动，以对管子最近搁放的部段施加固化操作。

组装完的管子结构100保持在充气状态，直到树脂粘合剂已硬化到足以保持管子10的形态和形状，随后，从膨胀腔29释放膨胀流体。从而管子10成形，内衬15限定了管子10中的中心流动通道。

由于管状结构100所前所述被逐步组装，因此可以具有开始端133和终端135。典型地，用于内管21的膨胀流体，例如空气，经过管状结构100的开始端133被引入。

图20示出了开始端133。在所示结构中，开始端133与端部配件136安装到一起，该端部配件136包括端部法兰部137和套管部138。当开始端133从压缩装置125处出现时，端部配件136就被立刻安装到开始端133上。安装步骤包括将套管部138插入管状结构100的端部，然后将开始端133夹紧到套管部上，通常通过夹紧装置139，例如搭扣或者夹紧环。环(未示出)被安装到开始端133，以使其成型来接收端部配件136的套管部138。

法兰部137具有用于与流体线路142连通的供应部141，该流体线路用于将膨胀流体传送到内管21中。在所示结构中，供应部152包括端口143，流体线路142的传送端部延伸通过该端口。

图21和22示出了终端135。在所示结构中，终端135与关闭该端部的端部配件144安装到一起。端部配件144包括夹子145，该夹子适于与管状结构夹紧地接合以密封地封闭该终端135。夹子145适合于在管状结构100已完成组装后，但穿过压缩装置125之前，被安装到管状结构100上。夹子145适合于经过两环状驱动127之间的通道129，而不干扰相对元件131的运行，该相对元件相互配合以沿着通道129间隔地对管状结构进行捏夹。如此布置使得夹子145与两环状驱动127同步运动，从而使得夹子145沿着通道的位置并非在任一阶段都与管状结构100被两环状驱动127相互配合的相对元件捏夹的点相重合。以这种方式，夹子145可以在连接到管状结构100的同时沿着通道129经过，而不干扰相对元件131的操作。

在具体情况中，有可能需要管状结构100的与终端135相邻的端部具有特定横截面形状。在这种情况中，可能使用轮廓成形系统146，如图22所示。轮廓成形系统146包括与期望轮廓相对应的外部模具147，该布置方案是当管状结构100的与终端135相邻的端部离开压缩装置125之后，其穿过模具147。内部压力被施加到管状结构100的与终端135相邻的端部，以促使端部向外与模具147接触，从而便于向端部施加期望的轮廓。在所示结构中，经由包括可膨胀胆148以及相关联的柔性流体传送线149的充气组件施加内部压力，膨胀流体可沿着该线路传递以对胆148进行充气。可膨胀胆148适合于在将夹子145附接到终端135之前，被插入到管状结构100的与终端135相邻的端部。流体传递路径149延伸到管状结构100的外部，穿过在管状结构100上特地形成的孔。可膨胀胆148在泄气的状态下被插入到管状结构100的端部中，并且在泄气的状态下与柔性流体传递路径149一起穿过压缩装置125。一旦终端135从压缩装置125中出来，但在管状结构100与终端135相邻的端部被模具147接合之前，就对胆148进行充气。胆148的充气向管状结构100的与终端135相邻的端部施加内部压力，从而促使端部向外与模具147接触，从而可以向端部施加期望的轮廓。

本实施例的一个特殊特征在于，将树脂粘合剂传送给加强件32的步骤以及将加强件32用树脂粘合剂完全浸湿的步骤是分开且明显不同的操作。特别是，在管状结构100经过压缩装置125之前，将树脂粘合剂传递给加强件。在管状结构100已经穿过压缩装置125之后，对内管21进行充气。

内管的充气

现在参看图23(其包括两部分，图23A和23B)，示出了根据第二实施例的管子的管子组装线。管子组装线150与第一实施例中使用的管子组装线81在某些方面相似，相应的附图标记用于表示相应的部件。

第二实施例不使用树脂浴(如第一实施例中的情况)来对管子结构100浸湿树脂粘合剂。相反，树脂粘合剂被传送到组装完的管子结构100。

参看图23A，柔性外壳31绕着外部管子结构100的组装完部分安装以包含树脂粘合剂，随后将更详细的描述。外壳31可以由任何合适的材料形成，包括，例如聚乙烯。外壳151保持在位置处，并最终形成管子的完整部分，或者也可以在完成其目的之后移走。装配外壳31的材料153是条形并被存放在卷轴155上。材料153逐渐从卷轴155上退绕下来，并以条156传送到站157处，在该站处，条被组装到管子159中，该管子159提供外壳31。管子159由条156通过将条156的纵向边缘重叠连接到一起而组装完成，形成管子。通过任何合适的方式，例如缝、焊或订的方式将重叠边缘连接到一起以保证管状成形。

树脂粘合剂通过柔性外壳31的开口端161传送到柔性外壳31内。树脂粘合剂沿着传送线163传递，该传送线通过开口端161延伸到柔性外壳31内并具有在开口端161向内布置的出口端162。传送线163接收来自贮水池165，例如供给罐中的树脂。泵167用于将树脂沿着传送线163从贮水池165泵向出口端162。树脂粘合剂被传递到柔性外壳31中，通向管子159的底部的池子171，该管子159提供外壳31。

组装完的管子结构100被压缩以通过压缩装置125限定出堵塞区域123，该压缩装置包括两条环状驱动127。位于两个环状驱动127上的相对元件131(例如夹板)相互配合，以捏夹管子结构100并将其相对于空气通道关闭，但却允许限于柔性外壳31内的浸入的树脂粘合剂流经堵塞通道129。相互配合的元件131的动作用于间隔地捏夹组装完的管子结构100以及外壳131。这引起包含在外壳31中的以及汇集在其底部的树脂粘合剂收集在每组相互配合的元件131之间的外壳31的部段中的“污水坑”内，如图24所示。

随着组装完的管子结构100逐渐移动超过由装置125限定的压缩通道129，树脂粘合剂的池子171在内衬21和周围的柔性壳体31之间的环形空间45内逐渐上升。由于膨胀的内管21逐渐减小环形空间45的横截面大小，从而引起树脂粘合剂的池子171的水平面逐渐上升。这在图8B和图10-16中已经示意性地描述了，其中池子171的表面由附图标记177表示。环形空间45内的树脂粘合剂的上升的池子171逐渐取代环形空间内的空气。外壳31构造成有利于空气的排出。这可能包括在外壳31内沿着其长度方向间隔提供气体慢速释放阀，以及用非织造通气材料作为外壳的一部分，以利于空气从管子中沿着管子长度释放。此外，或者可选择地，可沿着管状结构100的长度方向提供真空点。

逐渐上升的池子171的表面177形成如图23B中线179所示的波浪形。

树脂粘合剂的逐渐上升的池子171逐渐浸湿加强件32以及内衬21的相邻树脂吸收层17。最终，组装完的管子结构100被树脂粘合剂完全浸入。

现在参看图32-43，示出了根据第三实施例的用于管子的管子组装线200的一部分。管子组装线200在某些方面与用于第二实施例的管子组装线150相似，相应的附图标记用于表示相应的部件。

用于第二实施例的管子组装线150采用围绕组装完的管子结构100安装的柔性外壳31，以包含树脂粘合剂以及建立树脂粘合剂的逐渐上升的池子171，用于逐渐浸湿组装完的管子构件100。

用于第三实施例的管子组装线200也采用柔性外壳31来包含组装完的外部管子结构内的树脂粘合剂以及建立树脂粘合剂的逐渐上升的池子171。

在该第三实施例中，出于提高速率控制的目的，柔性外壳31是弹性的，该速率是树脂粘合剂的逐渐上升的池子171逐渐浸湿组装完的管子结构100的速率。一方面，如果环形空间45内的树脂粘合剂的池子171上升得太快，则有可能无法实现对组装完的管子结构100内的纤维的完全浸湿。另一方面，如果环形空间45内的树脂粘合剂的池子171上升得太慢，则有可能在组装完的管子结构100内的纤维完全浸湿之前，树脂粘合剂就开始发生固化。

柔性外壳31的弹性本性在某种程度上用作环绕物，用于控制施加到树脂粘合剂的上升池171的外部压力。柔性外壳31的弹性可选择，以实现期望的浸湿速率。由外壳31施加的弹力能够对由充气内管21施加的张紧力进行某种程度的平衡。

在这个实施例中，在弹性地柔性外壳31的安装之前压缩管子结构100，以完成管子结构的组装。在所示结构中，管子结构100的压缩是通过将其穿过构造成漏斗的缩颈180而实现的。

现在参看图44，示出了根据第四实施例的用于管子的管子组装线300的一部分。管子组装线300在某些方面与用于第一实施例的管子组装线81相似，相应的附图标记用于表示相应的部件。

在这个第四实施例中，在管子结构100的组装过程中，将树脂粘合剂传送给形成加强件的各个管状层35，而非采用如第一实施例中所采用的树脂浴。通过围绕内管21形成加强织物管状层35而逐渐组装管子结构100，每个管状层35都由对应的组装系统60中各自对应的条41形成，如图44所示。随着各加强织物管状层35被组装完，一定量的树脂粘合剂沉积在管状层的内部。此外，还可以在各管状层35组装完后，将树脂粘合剂以喷涂、滚涂或者其他方式涂在各管状层35的外部。在图44所示结构中，设置有传递系统301，随着形成管状层的各相应条41从第一(扁平)状态过渡到第二(管状)状态时，传递系统301用于将树脂粘合剂料沉积在各管状层35的内部。如图44所示结构，还设置有喷涂辊子或其他系统303，用于在各管状层35的组装完成之后，且下一管状层35安装在其周围之前，将树脂粘合剂喷涂到各管状层35的外部。采用这种结构，树脂粘合剂被施加于加强件32，以填充绝大多数可用空间，同时还允许树脂粘合剂运动穿过各个管状层35，以为了随后的通风而将空气从膨胀内管21和柔性外壳31之间的空间45的较低区域转移到该空间的较高区域。

在某些场合中，有可能需要加强件32以及内衬21的相邻树脂吸收层17的相对快速浸湿，而非仅仅依赖于如前实施例所述树脂粘合剂的逐渐上升池。这种场合有可能例如涉及一种管线安装，其中管状结构100具有倾斜部，在该倾斜部，树脂粘合剂在重力的影响下向下移动而无法获得对加强件32和内衬21的相邻树脂吸收层17的令人满意的浸湿。

现在参看图45，46和47，示出了根据第五实施例的用于管子的管子组装线400的一部分。管子组装线400在某些方面与用于第一实施例的管子组装线81相似，相应的附图标记用于表示相应的部件。

在所示结构中管状结构100具有部段401，该部段陡峭地以某一程度倾斜，使得树脂粘合剂在重力影响下能够向下移动，而无法获得令人满意的对加强件32和内衬21的相邻树脂吸收层17的浸湿。

管子组装线400中包括装置403，用于帮助加强件32和内衬21的相邻树脂吸收层17的相对快速浸湿。

装置403包括以间隔关系布置的多个辊子列405。各辊子列405都包括以环形409布置的多个辊子407，其限定了中心环形空间411，组装完的管状结构100以受限的状态从该空间中穿过。

各辊子列405包括构造成环形的中心轴413，相应的辊子407被可旋转地安装在该轴上。由于中心轴413的环形构造，使得辊子407彼此呈角度地布置。辊子407还彼此靠近布置。由于辊子407的呈角度布置以及靠近排列，辊子407的圆柱形旋转表面415在环形列405的内侧416处相互配合，以提供旋转接触表面。此外，在环形列405的外侧420处，在相邻辊子407之间形成间隙419。

辊子列405彼此轴向间隔开，两相邻辊子列之间具有空间421。

环415彼此相连以将辊子列405保持在合适的位置上。在所示的结构中，轴413被连接杆426连接到一起。在环形列405外侧420处的相邻辊子407之间的间隙419的存在为连接杆423到轴413的连接提供了空间。

一旦内管21被充气，装置403就沿着组装完的管状结构100移动。在图45所示结构中，装置403靠近装置125后面布置。

通常，装置403在靠近压缩装置125后面，沿着组装完的管状结构100被拉动。

装置403还适于将振动传给管状结构100，以使树脂粘合剂激荡，并提高浸湿过程。

如图48所示，采用这种结构，当管状结构100穿过装置403时，管状结构100受到与蠕动按压动作类似的操作。特别是，当管状结构100穿过各中心环形空间411时其受到压缩，然后在内管21内的充气压力的影响下，管状结构100向中间空间419膨胀。这种连续的压缩和膨胀使组装完的管状结构100将树脂粘合剂分散并且有利于相对快速浸湿加强件32和内衬21的相邻树脂吸收层17。

前面的实施例与管子10的构造有关，该管子被逐渐放置在用于容纳管子的管沟中。

本申请，包括根据所述和所示各实施例的管子，而并不局限于被逐渐放置在用于容纳管子的管沟中的管子。

该管子还适合于被放置在地面上，直接或间接地放置在支撑装置上，例如沿着其长度放置的悬挂支架。管子还可以以抬高的状态被支撑，例如在工业或化学工厂中的设备。

根据本发明构造的管子的一个特别的特征是：它可以被构造，然后在树脂粘合剂固化之前被安装在合适的位置。在这种方式中，管子处于柔性状态，有利于其被引导到合适的安装位置，然后一旦安装到位，随着树脂粘合剂的固化，管子就随之变硬。采用这种方式，处于柔性状态的管子可被运载或传递到期望的位置，然后在树脂粘合剂固化之前被安装。

这种方式对于需要管子沿着路径迂回绕开一个或多个障碍物的情况，或者需要管子沿着曲折路径的情况是非常有利的。这对于工业或化学工厂中的管线是经常存在的。

现在参看图49-52，示出了根据第六实施例的管子10的部段。根据第六实施例的管子10包括一个或多个笔直的部段，图49中示出了其中之一，用附图标记501表示。管子10还可包括一个或多个弯曲部段，图50中示出了其中的一个可能形式，用附图标记503表示，图51还示出了其他可能形式，用附图标记505表示。

弯曲部段503构造成逐渐弯曲的曲线，具有外侧507和内侧509。柔性外壳31在外侧507拉伸，在内侧509收缩，以适应曲率。加强件32中的纤维能够打滑，以适应曲度及分散负载。

弯曲部段505构造成较尖锐的曲线，具有外侧511和内侧513。通过移除组装完的管状结构100的与内侧513相邻的部段而形成弯曲区段505，如图52所示，以沿着内侧创建凹入成形515，以利于折叠管状结构来形成组装完的管子结构100。在所示结构中，被移除的部段是V型构造，从而使得每个凹入成形515具有两个相对的倾斜侧边517，这两个侧边在弯曲部段505上以重叠的关系邻接，如图51所示。邻接边缘517被密封粘结到一起。

在某些场合中，需要管子10或者至少其长度的一段在管子的构造和树脂粘合剂的固化之后仍是柔性的。这种场合就包括能提供在水下位置和水面上的设备之间延伸有柔性管线的管子10。

图53示出了根据第七实施例的管子10，其构造成用于这种场合中。管子10，例如，可提供在海底位置和海面生产钻探平台之间的柔性升管。在这种实施例中，管子10被安装到海运船上安装设备600处，例如船或者驳船，管子10被放入水601中，水面有附图标记603表示。

安装设备600装配有管状结构100，管状结构是与前面实施例相似的方式。在这种实施例中，安装设备600采用装置403来便于相对快速地浸湿加强件32和内衬21的相邻树脂吸收层17，如前面第五实施例所述。此外，安装设备600还具有支撑结构605，用于当其被放置在水601中时，对组装完的管状结构100进行支撑。

在这个实施例中，在管子10构造过程中使用的树脂粘合剂硬化，但处于较柔软的状态(与前面实施例中所描述的硬化到刚性状态相对)。特别是，树脂粘合剂在固化后仍保持柔性，以向管子10提供所需的柔性。树脂粘合剂和其他适合于这种目的的粘合剂在组合构造领域中是公知的，其例子包括改性橡胶聚酯，改性橡胶乙烯酯，改性橡胶环氧聚亚安脂。在这个实施例中，橡胶改性乙烯酯优选作为树脂粘合剂，因为其具有高剪切强度和优异的层间粘接性，且还能为该结构提供一定的适应移动的能力。

由于搁放管子10时需要将组装完的管状结构下降到水中，因此使用空气作为对内衬21的膨胀流体可能并不合适，因为空气会对组装完的管状结构产生令人讨厌的浮力。在这个实施例中，采用水作为膨胀流体。作为膨胀流体的水来自于周围水体601。在所示结构中，下降的管状结构的底部(即其开始端133)具有接头配件607，通过该配件将水泵入管状结构100来使内衬21膨胀。引入膨胀流体以建立并维持位于水面603上方的水平面，以建立压力头，该压力头用于根据需要对水进行充分加压以使衬层21膨胀。位于水面603上方的管状结构100的水平面由附图标记611表示。

在这个实施例中，压缩装置125除了像前面实施例中那样为相对于管状结构的运动而施加牵引力外，还可用作控制组装好的管结构100升降的闸系统。

前述实施例涉及构成管线的一定长度的管子的构造，该管线在两个远距离站之间连续延伸。然而，本发明不必被局限于这么长管子的构造。本发明还可以应用于其他管子的生产，例如适合于彼此相连以形成管线的管子的生产，以及其他可用于处理和安装操作的作为独立单元的较短管子。这些管子的生产能够在生产厂房，如工厂中进行调整。

下一实施例，在附图中未示出，其指的就是这样一种管子。该实施例在某些方面与前面的实施例相似，因此在对实施例的描述中采用相应的术语。

在这个实施例中，内部被放置在适于轴向及径向膨胀的芯部(例如心轴)上，外部围绕该内部布置以提供组装好的管子结构。在将内部放置在芯部上之前，过程中和之后，将外部围绕内部布置。浸入外部的加强织物中的树脂粘合剂也能浸入内衬上的毛毡层，以将外部与内部整合到一起，如前面实施例所述。在树脂粘合剂固化之前，芯部膨胀，从而引起组装好的管子结构在径向和轴向上都膨胀，从而提供形态和形状。组装好的管子结构的膨胀使外部中的加强件在所有方向上拉伸，用于提高管子10的环向应力和轴向应力承载性能，如前面实施例所述。一旦树脂粘合剂充分固化，就将组装好的管子100从芯部上移走，从而完成管子的生产。

在这个实施例中，芯部被用于对组装好的管子结构进行径向和轴向上的膨胀，而非如前面实施例所述通过膨胀流体。

在另一方案中，相对较短的管子是首先通过根据第一、第二或第三实施例中的任何一个方法生产管子，然后将该管子切成一段段，每段都构成了短管。

根据前述任意实施例的管子在其一端或两端需要联接件。需要联接件以将管子连接到管线上的其他管子上，或者将管子与另一部件(例如过滤器，泵和阀)进行连接。此外，还有必要在管子生产构造流程的开始和结束时将联接件安装到管子上。

联接件可通过任何一种合适的方式安装到管子端部。一种方式可包括具有锚定部和联接部的联接装置，锚定部构造成用于连接到管子，联接部呈现为联接件(例如联接法兰)，用于连接到另一其他管子上的对应联接件上或连接到该管子待联接的部件上。

锚定部适合于被嵌入管子10的相邻端。锚定部可构造成与管子键接。该键接可以任何合适的方式获得，例如通过提供与管子10的外部13键接的成型。该成型包括横向突出物，例如销，其与加强件32和浸入其中的树脂粘合剂键接。或者，可选择地，该成型可以是孔，加强件32和浸入其中的树脂粘合剂可位于该孔中，起到键的作用。此外，加强件32中的纤维能够缠绕、插入或者其他方式连接到该成型上，以助于将锚定部安装到合适的位置。

前面的实施例涉及构造成管子的组合管状结构的构造。

本发明可应用于构造任何一种合适的管状结构，例如包括各种管状物体、元件、零件或其他成型。管状结构包括结构元件，例如轴、梁和柱。管状结构还可包括组合构造的空心结构段以及管道。

可以用任何一种合适的方式来构造这种管状结构。构造这种管状结构的特别方便的方法与之前那个包括用于轴向和径向膨胀的芯部(例如心轴)的实施例所述的工艺相似，外部绕着内部布置以提供构成管状结构的组装好的管子结构。

对组装好的管状结构100施加振动以使树脂粘合剂激荡并提高浸湿过程的特征，也可被用于构造根据本发明的细长空心结构中的任何一种。

从前面的描述来看，所述实施例的一个特别的特征是，将树脂粘合剂传递给加强件32的步骤与用树脂粘合剂完全浸湿加强件21的步骤是独立的且明显不同的操作。特别是，树脂粘合剂在管状结构100穿过压缩装置125之前就被引入管状结构100，并且当管状结构100穿过压缩装置125之后，随着膨胀流体被引入膨胀腔29，树脂粘合剂完全浸湿加强件32。

此外，加强件32所在的空间45的容积的逐渐减小，促使空间45内的空气排出，如前所述，这具有提高加强件32中的树脂粘合剂浸透的效果。

应该意识到本发明的范围并不仅局限于所述实施例的范围。

在整个说明书和权利要求书中，除非上下文需要，否则术语“包括”或其类似变形应该被理解为包含一个整体或者整体的组合，而并非排除其他整体或整体的组合。

Claims (34)

1.一种用于构造细长空心结构的方法，该结构包括径向内部和径向外部，这两部合并到一起以提供完整的管状壁结构，该方法包括：提供所述径向内部；围绕所述径向内部组装所述径向外部；以及径向膨胀所述内部；其中所述外部包括由柔性外壳包围的纤维加强组合构造的外层；

其中，在所述径向内部和所述柔性外壳之间有空间；

其中，所述纤维加强组合构造的外层包括加强件和粘合剂；

其中，所述柔性外壳用于抵抗所述加强件的径向膨胀，从而使该加强件承受径向压缩；以及

其中，径向膨胀的所述内部与所述柔性外壳一起操作，引起在所述径向内部和所述柔性外壳之间的所述空间的容积逐渐减小，从而使所述加强件中的所述粘合剂散布在所述径向内部和所述柔性外壳之间的所述空间中。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述纤维加强组合构造用于提高所述细长空心结构的负载承载性能。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中随着在所述径向内部和所述柔性外壳之间的所述空间的容积逐渐减小，令所述粘合剂散布在所述径向内部和所述柔性外壳之间的所述空间中。

4.如权利要求1所述的方法，其中加强件包括一层或多层加强织物。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述一层或多层加强织物中的每一层都构造成围绕径向内部布置的管状层。

6.如权利要求5所述的方法，其中有多层管状层彼此围绕布置和围绕所述内部布置。

7.如权利要求4所述的方法，其中所述径向内部包括一包括内衬的内部，织物层粘结到该内衬的一个面上，其中渗入加强纤维的粘合剂也渗入织物层中以将所述外部与所述内部结合到一起。

8.如权利要求1所述的方法，其中粘合剂被限制在膨胀的内部和柔性外壳之间的空间中，从而径向膨胀的内部与柔性外壳一起操作，引起所述空间的容积逐渐减小，从而将空气从空间中排出。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述外壳和各个加强织物管状层构造成有助于空气的排出。

10.如权利要求8或9所述的方法，其中所述外壳包括通风装置以有助于空气的排出。

11.如权利要求1所述的方法，其中柔性外壳具有一些弹性，以柔顺地抵抗加强织物管状层的径向膨胀。

12.如权利要求11所述的方法，其中柔性外壳的弹性比所述内部小，以柔顺地抵抗加强织物管状层的径向膨胀。

13.如权利要求8所述的方法，其中柔性外壳具有弹性，以用于提高对粘合剂在所述径向内部和所述柔性外壳之间的所述空间中散布的速率的控制。

14.如权利要求1所述的方法，其中通过将膨胀流体注入所述内部而令所述内部膨胀。

15.如权利要求14所述的方法，其中利用从所述细长空心结构的一末端引入的膨胀流体，令所述内部膨胀。

16.如权利要求14或15所述的方法，其中所述细长空心结构在引入所述膨胀流体的末端远侧的位置被压缩，从而所述膨胀流体不能通过所述末端远侧的位置。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述细长空心结构穿过一压缩装置，并且其中所述压缩装置压缩处于其内的所述细长空心结构，使得所述膨胀流体不能通过所述末端远侧的位置。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述细长空心结构穿过一压缩装置，其中所述压缩装置用于控制构造所述细长空心结构的速率。

19.如权利要求16所述的方法，其中所述细长空心结构穿过一压缩装置，并且其中所述压缩装置向所述细长空心结构施加牵引力，以有助于连续构造所述细长空心结构。

20.如权利要求1所述的方法，其中所述细长空心结构在连续基础上构造并且在柔性壁结构固化之前被逐步安装就位，从而柔性壁结构一旦处于管子的安装位置就发生固化。

21.如权利要求1所述的方法，其中在构造期间在所述细长空心结构中并入弯曲，从而所述细长空心结构在固化时包括至少一个整体的弯曲。

22.如权利要求1所述的方法，其中所述细长空心结构的一端被构造为牢固地接纳一锚定部，该锚定部使得所述细长空心结构能够联接至第二结构。

23.一种用于在连续基础上构造管子的方法，该方法包括形成包含径向内管、纤维加强塑性复合材料和径向外管的柔性管状壁结构，膨胀所述内管以为其提供形态和形状，以及固化所述柔性壁结构以提供所述管子；

其中，在所述内管和所述外管之间有空间；

其中，所述纤维加强组合构造包括加强件和粘合剂并且位于所述内管和所述外管之间；

其中，所述外管用于抵抗所述内管的径向膨胀，从而使该内管承受径向压缩；以及

其中，径向膨胀的所述内管与所述外管一起操作，引起在所述内管和所述外管之间的所述空间的容积逐渐减小，从而使所述粘合剂散布在所述内管和所述外管之间的所述空间中。

24.如权利要求23所述的构造管子的方法，其中所述管子处于柔性状态，该方法包括将所述管子放置在安装地点，并允许柔性的管子在所述安装地点转变为刚性状态。

25.如权利要求24所述的方法，其中管子被组装到移动安装设备上，该设备能够相对于所述安装地点移动，在柔性状态下放置管子。

26.一种用于如权利要求23所述方法构造管子的移动安装设备。

27.一种用于如权利要求1所述方法构造细长空心结构的组装线。

28.一种如权利要求1所述方法构造的细长空心结构。

29.一种组合构造的细长空心结构，包括径向的内部和径向的外部，其中这两部合并到一起以提供完整的管状壁结构；

其中，所述径向的外部构造成包括加强件的纤维加强组合构造的外管；

其中，所述径向的外部至少在构造期间被构造为用于抵抗所述加强件的径向膨胀的柔性外壳，从而令该加强件承受径向压缩，其中所述内部和所述外管间隔开；

其中，所述纤维加强组合构造包括加强件和粘合剂并且位于所述内部和外管之间；

其中，所述外管用于抵抗所述内部的膨胀并令所述内部承受压缩；以及

其中，所述粘合剂由于所述内部的膨胀而散布在所述内部和外管之间，所述内部与所述外管一起操作以引起在形成所述细长空心结构期间在所述内部和所述外管之间的空间的容积逐渐减小，从而使得粘合剂散布在所述内部和所述外管之间的空间中。

30.如权利要求29所述的细长空心结构，其中加强件包括一层或多层加强织物，各层都构造成形成围绕所述内部布置的管状层。

31.如权利要求29所述的细长空心结构，其中加强织物包括含有加强纤维的加强织物，该加强纤维具有四轴向纤维定向的特性。

32.如权利要求29所述的细长空心结构，其中所述内部包括内衬，织物层粘结到内衬的一面上。

33.如权利要求32所述的细长空心结构，其中内衬的另一面限定管状结构的内表面。

34.如权利要求32或33所述的细长空心结构，其中浸入加强织物的树脂粘合剂也浸入粘结在内衬上的织物层，以将所述外部与所述内部结合到一起。