CN107522261B - 一种缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强技术 - Google Patents

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Abstract

本实发明设计了一种缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强技术。在原水口及浓水口的开口处，采用纤维沿着产品轴向呈±30°角的圆形T700碳纤维织物做补强，铺放的碳纤维织物尺寸由大到小，相邻的碳纤维织物中后一次铺放的较前一次铺放的直径小10mm～20mm。原水口及浓水口的尺寸规格为2.5"产品中压力等级6.9MPa、8.3MPa铺放碳纤维编织的数量分别5层、7层；原水口及浓水口的尺寸规格为3"产品中压力等级6.9MPa、8.3MPa铺放碳纤维编织的数量分别8层、10层；原水口及浓水口的尺寸规格为4"产品中压力等级6.9MPa、8.3MPa铺放碳纤维编织的数量分别12层、15层。

Description

一种缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强技术
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，涉及一种缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强技术。
背景技术
在膜法海水淡化技术领域，膜外壳皆为缠绕成型玻璃钢制造，其端部设置的原水口与浓水口为成型后机械加工形成。根据工程产水通量的需要，原水口及浓水口的尺寸规格常为1.5"、2"、2.5"、3"、4"几种。玻璃钢海水淡化膜外壳的开口后，由连续纤维被切断导致模量与强度损失都很大，为此需要对该处实施补强。
目前，缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强技术是采用玻璃纤维螺旋缠绕铺放，这样在后续开口加工过程中，依然存在补强层连续纤维被切断的现象，补强效率低，需要铺放的补强层厚度大，形成了一定程度的浪费，产品质量大，不利于安装使用。因此，解决现有技术问题已成为急需。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明设计了一种缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强技术。在原水口及浓水口的开口处，采用纤维沿着产品轴向呈±30°角的圆形T700碳纤维织物做补强，铺放的碳纤维织物尺寸由大到小，相邻的碳纤维织物中后一次铺放的较前一次铺放的直径小10mm～20mm。原水口及浓水口的尺寸规格为2.5"产品中压力等级6.9MPa、8.3MPa铺放碳纤维编织的数量分别5层、7层；原水口及浓水口的尺寸规格为3"产品中压力等级6.9MPa、8.3MPa铺放碳纤维编织的数量分别8层、10层；原水口及浓水口的尺寸规格为4"产品中压力等级6.9MPa、8.3MPa铺放碳纤维编织的数量分别12层、15层。
附图说明
图1为本发明补强铺层示意图；
图2为本发明铺层剖面视图。
具体实施方式
第一部分：本发明方法的完整步骤
下面结合附图1和具体实施方式对本发明进行详细说明。在完成制品结构层缠绕后，开始本发明方法的操作。
铺放第一层补强层：在膜外壳一端的开口处铺放圆形T700碳纤维织物，碳纤沿着产品轴向呈±30°角，然后在第一层碳纤维上缠绕环向玻璃纤维1层以压实碳纤维织物，第一层补强层铺放结束。
铺放第二层补强层：在第一层补强层的基础上铺放第二层圆形T700碳纤维织物，碳纤沿着产品轴向呈±30°角，第二层补强层较第一层补强层的直径小10mm～20mm，以减少然补强层的应力集中，然后在第二层碳纤维上缠绕环向玻璃纤维1层以压实碳纤维织物，第二层补强层铺放结束。
其它补强：以此类推，铺放第三层补强层、第四层补强层......,直至最后一层补强层铺放完毕，在膜外壳另一端的开口处按照同样的操作方式实施补强操作。
各规格产品补强量：原水口及浓水口的尺寸规格为2.5"产品中压力等级6.9MPa、8.3MPa铺放碳纤维编织的数量分别5层、7层，原水口及浓水口的尺寸规格为3"产品中压力等级6.9MPa、8.3MPa铺放碳纤维编织的数量分别8层、10层，原水口及浓水口的尺寸规格为4"产品中压力等级6.9MPa、8.3MPa铺放碳纤维编织的数量分别12层、15层。
第二部分：该方法的可行性和效果
采用计算机辅助设计技术，利用有限元理论对开口处应力、应变实施模拟，开口后应力情况见表1。
表1开口处应力情况表
 开口后应变情况见表2。
表2开口处应变情况表
现有技术采用玻璃纤维螺旋缠绕补强，玻璃纤维的拉伸强度为900MPa，拉伸模量为45GPa；为了提高补强结构效率，本发明技术采用与轴向呈±30°角的T700碳纤维补强，T700碳纤维的拉伸强度为4900MPa，拉伸模量为230GPa；采用本发明方法对缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强后，补强效率大大提高，产品重量减少，更加便于安装使用。
第三部分：用证据来说明该方法的有益效果
本发明技术按照GB/T30300-2013《分离膜外壳》的要求做了工艺评定，产品指标均符合要求。产品与现有技术产品爆破压力情况见表3。
表3本发明技术产品与现有技术产品爆破压力情况表
本发明技术产品与现有技术产品重量情况见表4。
表4本发明技术产品与现有技术产品重量比较表
从试验结果来看，本发明技术方法具有技术可靠性，采用本发明技术方法的产品补强结构更加高效，产品重量相比现有技术有较大下降，更加便于工程安装使用。

Claims (4)

1.一种缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强方法，原水口及浓水口的尺寸规格为2.5″、3″、4″，产品压力等级为6.9MPa、8.3MPa，其特征在于：在原水口及浓水口的预定开口处，采用纤维沿着产品轴向呈±30°角的圆形T700碳纤维织物做补强，铺放的碳纤维织物尺寸由大到小，相邻的碳纤维织物中后一次铺放的较前一次铺放的直径小10mm～20mm；相邻的碳纤维织物之间设有一层环向玻璃纤维层。
2.如权利要求1所述的一种缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强方法，其特征在于，原水口及浓水口的尺寸规格为2.5″，产品中压力等级为6.9MPa、8.3MPa，铺放碳纤维织物的数量分别为5层、7层。
3.如权利要求1所述的一种缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强方法，其特征在于，原水口及浓水口的尺寸规格为3″，产品中压力等级为6.9MPa、8.3MPa，铺放碳纤维织物的数量分别为8层、10层。
4.如权利要求1所述的一种缠绕成型的玻璃钢海水淡化膜外壳的开口补强方法，其特征在于，原水口及浓水口的尺寸规格为4″，产品中压力等级为6.9MPa、8.3MPa，铺放碳纤维织物的数量分别为12层、15层。
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