CN108548018A - 连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件 - Google Patents

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    • F16L9/00—Rigid pipes
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L47/02—Welded joints; Adhesive joints

Abstract

本发明涉及用松散的或黏附的纤维状材料增强高分子化合物领域，具体为一种连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件。一种连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件，包括连续纤维增强热塑性高压管件、内凹式三台阶端口、四面热熔接口，本发明强度高，制造方便，适用范围广。

Description

连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件
技术领域
本发明涉及用松散的或黏附的纤维状材料增强高分子化合物领域，具体为一种连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件。
背景技术
连续纤维预浸带芯层缠绕增强热塑性管材，具有耐高压、耐高热、耐腐蚀、长寿命性能优点和流量大、材质轻、重量轻、安装快产品特点，简称高强、薄壁、耐腐、长寿刚芯管。刚芯管属于纤维增强复合管，其品质具有独特优势的环线耐压均匀性、结构结合均一性，是将塑料管的柔性和环型纤维弹性并在高分子化学键合组成具有柔性与弹性兼修的-弹柔性。
与其它钢丝网、孔板钢带、钢骨架等金属增强复合管比较，刚芯管固有均匀性，均一性、弹柔性的品质优势，更加适合于在具有大面积和长距离回填而产生不均匀沉降（拉伸）、整体震动（剪切）与表面冲击（弯曲）的机场、码头、公路等场合使用。
虽然连续纤维预浸带芯层缠绕增强热塑性管材具有耐高压、耐高热、耐腐蚀、长寿命性能优点，但现阶段与其配套使用的管件耐压耐热性与系统接口耐压耐热性是不能满足于管道系统高耐压高耐热长寿的需求。
现阶段与高压RTP管道配套的管件基本都是采用不锈钢管件端口套丝扣后，端口内承插直接插入RTP管道内壁后，在管道端口在液压机作用下外接内螺旋上下卡箍对拉螺栓锁紧。
采用不锈钢管件虽然可以短暂满足于高压高温RTP管道系统的输送介质要求，但使用该管件存在诸多问题：成本高企、金属磨损管道内壁严重接口使用寿命短、安装设备复杂工序繁多、管材管件不同质使用寿命不同步、遇到化工介质输送腐蚀严重等问题。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种耐压耐热高、制造方便、适用范围广并与RTP管道管道同材质同寿命的高耐压耐热热熔管件及其接口，本发明公开了一种连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件。
一种连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件，内壁层采用纯塑料制作接口熔接层，增强芯层采用连续纤维预浸带热熔缠绕持力层，面层采用纯塑料保护层，三层面间通过热熔方式熔接组成整体后经后续机械加工、组装组成直接、弯头、三通等高压管件；其特征是：
管件端口呈内凹式三台阶结构，上台阶加长管段作为管道系统抗轴向剪切拉力作用，上台阶加长管段内嵌有玻纤层，二台阶内置式加厚端面作为封闭内插管材断面外露纤维作用，三台阶外凸式端面作为封闭管道系统内壁接口作用；
管件端口四面热熔接口，上台阶加长管段的内壁与外接承插连续纤维增强管材外表面熔贴组成管道接口承受高压承压层，二台阶内置式加厚端面与外接承插连续纤维增强管材断口上台阶端面表面熔贴组成接口芯层封闭层，三台阶外凸式端面与外接承插连续纤维增强管材断口下台阶端面表面熔贴后组成内壁封闭层，三台阶外凸式端面内壁面与与外接承插连续纤维增强管材断口上台阶的内面承插熔接，连续纤维增强管材内嵌有玻纤层。
所述的连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件，其特征是：上台阶加长管段与外接承插连续纤维增强管材的外壁熔贴组成增强管道来承担接口内压与加长管段承担轴向拉拔剪切应力。
所述的连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件，其特征是：二台阶内置式加厚端面与外接承插连续纤维增强管材断口的上端面整体对接并封闭外接承插连续纤维增强层防止管内介质渗透到连续纤维增强层。
所述的连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件，其特征是：三台阶外凸式端面与外接承插连续纤维增强管材断口的下台阶端面整体对接形成密闭内壁接口以提高接口抗内压的能力。
所述的上台阶加长管段其作用是与外接承插连续纤维增强管材的外壁熔贴组成增强管道来承担接口内压与加长管段承担轴向拉拔剪切应力。
所述的二台阶内置式加厚端面其作用是与外接承插连续纤维增强管材断口的上端面整体对接并封闭外接承插连续纤维增强层防止管内介质渗透到连续纤维增强层。
所述的三台阶外凸式端面其作用是与外接承插连续纤维增强管材断口的下台阶端面整体对接形成密闭内壁接口以提高接口抗内压的能力。
本发明的接口，在满足于高压使用要求下，熔接面熔瘤上，接口熔接密室完整，管道接口内壁平整、介质输送阻力小。
用本发明高压管件及其高压接口，与配套高压管材与热熔设备共同作用下，完全可以满足于连续纤维增强热塑性管道系统12.0MPa工作压力或120℃温度下长期50年以上的使用要求。
所述的连续纤维是指玻璃纤维、碳纤维。
所述的热塑性塑料是指PP、PE、PA、PVC等。
所述的高压力是指工作压力在4.0MPa~12.0MPa。
所述的高温是指工作温度在90℃~120℃。
附图说明
图1是管件层间结构示意图；
图2和图3都是复合管件及接口结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件，内壁层采用纯塑料制作接口熔接层，增强芯层采用连续纤维预浸带热熔缠绕持力层，面层采用纯塑料保护层，三层面间通过热熔方式熔接组成整体后经后续机械加工、组装组成直接、弯头、三通等高压管件；如图所示，具体结构是：
管件1如图1所示：管件1端口呈内凹式三台阶结构，上台阶加长管段11作为管道系统抗轴向剪切拉力作用，上台阶加长管段11内嵌有玻纤层14，二台阶内置式加厚端面12作为封闭内插管材断面外露纤维作用，三台阶外凸式端面13作为封闭管道系统内壁接口作用；
管件1端口四面热熔接口，上台阶加长管段11的内壁与外接承插连续纤维增强管材外表面熔贴组成管道接口承受高压承压层，外接承插连续纤维增强管材2如图2和图3所示：二台阶内置式加厚端面12与外接承插连续纤维增强管材2断口上台阶21端面表面熔贴组成接口芯层封闭层，三台阶外凸式端面13与外接承插连续纤维增强管材断口下台阶22端面表面熔贴后组成内壁封闭层，三台阶外凸式端面13内壁面与与外接承插连续纤维增强管材2断口上台阶21的内面承插熔接，连续纤维增强管材2内嵌有玻纤层23。
本实施例中：上台阶加长管段11与外接承插连续纤维增强管材的外壁熔贴组成增强管道来承担接口内压与加长管段承担轴向拉拔剪切应力。
本实施例中：二台阶内置式加厚端面12与外接承插连续纤维增强管材断口的上端面整体对接并封闭外接承插连续纤维增强层防止管内介质渗透到连续纤维增强层。
本实施例中：三台阶外凸式端面13与外接承插连续纤维增强管材断口的下台阶端面整体对接形成密闭内壁接口以提高接口抗内压的能力。
所述的上台阶加长管段11其作用是与外接承插连续纤维增强管材的外壁熔贴组成增强管道来承担接口内压与加长管段承担轴向拉拔剪切应力。
本实施例中：二台阶内置式加厚端面12其作用是与外接承插连续纤维增强管材断口的上端面整体对接并封闭外接承插连续纤维增强层防止管内介质渗透到连续纤维增强层。
本实施例中：三台阶外凸式端面13其作用是与外接承插连续纤维增强管材断口的下台阶端面整体对接形成密闭内壁接口以提高接口抗内压的能力。
本实施例中的接口，在满足于高压使用要求下，熔接面熔瘤上，接口熔接密室完整，管道接口内壁平整、介质输送阻力小。
用本实施例的高压管件及其高压接口，与配套高压管材与热熔设备共同作用下，完全可以满足于连续纤维增强热塑性管道系统12.0MPa工作压力或120℃温度下长期50年以上的使用要求。
所述的连续纤维是指玻璃纤维、碳纤维。
所述的热塑性塑料是指PP、PE、PA、PVC等。
所述的高压力是指工作压力在4.0MPa~12.0MPa。
所述的高温是指工作温度在90℃~120℃。

Claims (4)

1.一种连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件，内壁层采用纯塑料制作接口熔接层，增强芯层采用连续纤维预浸带热熔缠绕持力层，面层采用纯塑料保护层，三层面间通过热熔方式熔接组成整体后经后续机械加工、组装组成高压管件；其特征是：
管件(1)端口呈内凹式三台阶结构，上台阶加长管段(11)作为管道系统抗轴向剪切拉力作用，上台阶加长管段(11)内嵌有玻纤层(14)，二台阶内置式加厚端面(12)作为封闭内插管材断面外露纤维作用，三台阶外凸式端面(13)作为封闭管道系统内壁接口作用；
管件(1)端口四面热熔接口，上台阶加长管段(11)的内壁与外接承插连续纤维增强管材外表面熔贴组成管道接口承受高压承压层，二台阶内置式加厚端面(12)与外接承插连续纤维增强管材(2)断口上台阶(21)端面表面熔贴组成接口芯层封闭层，三台阶外凸式端面(13)与外接承插连续纤维增强管材断口下台阶(22)端面表面熔贴后组成内壁封闭层，三台阶外凸式端面(13)内壁面与与外接承插连续纤维增强管材(2)断口上台阶(21)的内面承插熔接，连续纤维增强管材(2)内嵌有玻纤层(23)。
2.如权利要求1所述的连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件，其特征是：上台阶加长管段(11)与外接承插连续纤维增强管材的外壁熔贴组成增强管道来承担接口内压与加长管段承担轴向拉拔剪切应力。
3.如权利要求1或2所述的连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件，其特征是：二台阶内置式加厚端面(12)与外接承插连续纤维增强管材断口的上端面整体对接并封闭外接承插连续纤维增强层防止管内介质渗透到连续纤维增强层。
4.如权利要求3所述的连续纤维增强热塑性内凹式三台阶端口高压管件，其特征是：三台阶外凸式端面(13)与外接承插连续纤维增强管材断口的下台阶端面整体对接形成密闭内壁接口以提高接口抗内压的能力。
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