CN110056717A - 加筋多孔缠绕复合管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加筋多孔缠绕复合管，包括由带材螺旋缠绕并相互粘结而成的具有光滑内表面的管体，带材上设置加强凸起并在螺旋缠绕过程中形成管体外表凸起的加强筋，加强凸起沿带材长度方向延伸设置；所述加强凸起内设置塑料立筋并在螺旋缠绕过程中形成加强筋内的直立立筋，塑料立筋的模量高于聚乙烯的模量，塑料立筋内沿着长度方向设置有至少两条内孔，内孔之间形成塑料立筋的横肋；所述的带材的两侧边为正反对称并可以相互重叠进行搭接的搭接边。聚乙烯加强筋内添加塑料立筋，立筋使用的塑料的模量大于聚乙烯的模量，使得立筋与聚乙烯之间的粘结力增强，避免分离，同时，塑料立筋也提高水管的耐腐蚀性。在立筋内设置内孔，减少立筋螺旋缠绕过程中产生的应力，避免应力集中而缩短水管使用寿命，保证水管具有较长的使用寿命。

Description

加筋多孔缠绕复合管

技术领域

本发明涉及一种水管，尤其是一种加筋多孔缠绕复合管。

背景技术

随着城市建设的优化，需要更多的地下水管，聚乙烯为典型的热塑性塑料，是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末，因此聚乙烯水管成为塑料管道的主要产品，也被广泛使用。

水管多是埋入地面以下，上面多覆盖泥土，因此水管需要有高的环刚度，对于聚乙烯水管，要获得高的环刚度，需要加厚管壁，但是聚乙烯的价格较高，如果加厚管壁，则会使得水管的成本增加，因此人们多是采用加筋的方式来提高水管的环刚度，比如在管壁外表设置凸起的加强筋，在加强筋内添加直立钢带，通过直立钢带来获得高的环刚度。

但是在加强筋内添加直立钢带存在一个问题，钢带与聚乙烯之间的粘结力较低，而且钢带与聚乙烯之间的收缩率不同，钢带与聚乙烯之间容易发生分离，使得钢带与聚乙烯之间产生缝隙，缝隙内容易渗入水汽，造成钢带腐蚀，会削弱水管的环刚度，造成水管塌陷，或者钢带容易挤破加强筋，造成钢带外露，钢带的加强效果下降，而且钢带也容易腐蚀，会削弱水管的环刚度，造成水管塌陷。

在聚乙烯的加强筋内添加立筋，但是立筋在螺旋缠绕过程中存在旋钮，螺旋的内边存在挤压，容易在立筋内部形成应力集中，使得立筋与聚乙烯之间长期存在相互作用力，该应力集中容易缩短水管使用寿命。

发明内容

本发明解决了聚乙烯加强筋内添加直立钢带，容易出现钢带与聚乙烯分离或者挤破加强筋的现象，使得钢带被腐蚀，削弱水管的环刚度的缺陷，提供一种加筋多孔缠绕复合管，聚乙烯加强筋内添加塑料立筋，立筋使用的塑料的模量大于聚乙烯的模量，使得立筋与聚乙烯之间的粘结力增强，避免分离，同时，塑料立筋也提高水管的耐腐蚀性。

本发明提供一种加筋多孔缠绕复合管，在立筋内设置内孔，减少立筋螺旋缠绕过程中产生的应力，避免应力集中而缩短水管使用寿命，保证水管具有较长的使用寿命。

本发明提供一种加筋多孔缠绕复合管，在立筋内设置内孔，降低立筋的重量，使得立筋的厚度增大，避免凸起的加强筋在螺旋缠绕时发生倾倒，从而提高水管的环刚度。

本发明的具体技术方案为：一种加筋多孔缠绕复合管，包括由带材螺旋缠绕并相互粘结而成的具有光滑内表面的管体，带材上设置加强凸起并在螺旋缠绕过程中形成管体外表凸起的加强筋，加强凸起沿带材长度方向延伸设置；

所述加强凸起内设置塑料立筋并在螺旋缠绕过程中形成加强筋内的直立立筋，塑料立筋的模量高于聚乙烯的模量，塑料立筋内沿着长度方向设置有至少两条内孔，内孔之间形成塑料立筋的横肋；

所述的带材的两侧边为正反对称并可以相互重叠进行搭接的搭接边。

带材的加强凸起内设置塑料立筋，带材在螺旋缠绕过程中加强凸起形成管体外表螺旋状的加强筋，塑料立筋形成加强筋内的直立立筋，而且塑料立筋的模量大于聚乙烯的模量，从而提高复合管的环刚度；塑料立筋与聚乙烯之间的粘结力大于钢带与聚乙烯之间的粘结力，因此不容易分离，而且塑料立筋也不容易被腐蚀，从而提高复合管的使用寿命；在塑料立筋内设置内孔，且内孔至少为两条，这样两条内孔之间形成塑料立筋内部的横肋，减轻塑料立筋的重量，在相同重量下，又可以加大加强筋的宽度，从而扩大复合管的加强筋的接触面，尤其是径向的支撑面，同时还能避免带材螺旋缠绕过程中加强筋发生倾倒；塑料立筋内设置内孔后，带材在螺旋缠绕过程中，可以避免塑料立筋旋钮产生的应力集中，从而延长复合管使用寿命。

内孔的横截面形状可以是多种，作为优选，内孔的横截面为圆形、多边形或者椭圆形；内孔在塑料立筋内按塑料立筋的高度方向布置。多边形采用四边形、五边形或者六边形，圆形、多边形或椭圆形是常规的形状，成型更加方便，成型后稳定性较好。

作为优选，带材为PE制成，加强凸起是由塑料立筋和PE共挤成型，塑料立筋被PE完全包覆，塑料立筋采用ABS、或者PP、或者PC。

作为优选，塑料立筋的横截面为矩形，上边的宽度和下边的宽度相等；或者呈梯形，上边的宽度小于下边的宽度。复合管的外部的加强筋外形多是矩形状，因此塑料立筋也采用矩形状，为了提高加强筋的支撑，将塑料立筋设计成梯形状

作为优选，塑料立筋的上边为外凸的弧形顶部。塑料立筋具有弧形顶部，则包覆聚乙烯后，加强筋的顶部也为弧形状，扩大与土囊的接触面积，同时能风散该部位的受力，使得加强筋的受力更加合理。

作为优选，塑料立筋的底部分叉形成两分支，两分支相对塑料立筋竖向中心面对称，分叉处由聚乙烯填充，分叉的顶部与相邻的内孔之间为塑料立筋的横肋。带材上的塑料立筋为直线状，带材螺旋缠绕过程中，塑料立筋会发生旋钮，不能保持其相对复合管轴线的垂直度，容易发生倾倒，将塑料立筋的底部分叉，分叉后聚乙烯填入，相当于塑料立筋的最大旋钮部位的厚度减小，避免旋钮应力集中，也可以削弱旋钮的影响，使得塑料立筋最大可能保持垂直度。

作为优选，塑料立筋底部的分支内沿着带材长度方向设置有小孔，两分支内的小孔对称布置。分支是塑料立筋旋钮是变形最大的部位，因此在分支内设置小孔，以避免应力集中。

作为优选，塑料立筋底部的两分支呈八字形，即塑料立筋底部的分开宽度最大，越靠近塑料立筋中间部位的分开宽度越小。两分支呈八字形，则塑料立筋底部的支撑面积增大，塑料立筋支撑更加稳定。

作为优选，带材内部还设置有塑料横筋，塑料横筋与塑料立筋为一体结构，塑料横筋处于塑料立筋的底部位置；塑料横筋内部沿着带材长度反向设置小孔。设置塑料横筋后，塑料横筋和塑料立筋形成倒T形状，带材螺旋缠绕过程中，塑料横筋作为管体的一部分，从而起到管体加强作用，同时塑料横筋也对塑料立筋保持其相对复合管轴线的垂直度提供支撑。

作为优选，塑料横筋的端边为延伸边，延伸边延伸到搭接边内，搭接边相互搭接的搭接面为锯齿状。塑料横筋端边设置延伸边，延伸边延伸到带材螺旋缠绕的搭接边内，带材螺旋缠绕后，塑料横筋分布于整个管体部位，搭接面为锯齿状，提高搭接部位的轴向抗力，搭接面为锯齿状，延伸边的相对面也设置成锯齿状，这样搭接后轴向作用力通过锯齿传递到塑料横筋。

本发明的有益效果是：带材的加强凸起内设置塑料立筋，带材在螺旋缠绕过程中加强凸起形成管体外表螺旋状的加强筋，塑料立筋形成加强筋内的直立立筋，而且塑料立筋的模量大于聚乙烯的模量，从而提高复合管的环刚度；塑料立筋与聚乙烯之间的粘结力大于钢带与聚乙烯之间的粘结力，因此不容易分离，而且塑料立筋也不容易被腐蚀，从而提高复合管的使用寿命；在塑料立筋内设置内孔，且内孔至少为两条，这样两条内孔之间形成塑料立筋内部的横肋，减轻塑料立筋的重量，在相同重量下，又可以加大加强筋的宽度，从而扩大复合管的加强筋的接触面，尤其是径向的支撑面，同时还能避免带材螺旋缠绕过程中加强筋发生倾倒；塑料立筋内设置内孔后，带材在螺旋缠绕过程中，可以避免塑料立筋旋钮产生的应力集中，从而延长复合管使用寿命。

附图说明

图1是本发明一种立体示意图；

图2是本发明内孔的多种形状示意图；

图3是本发明第二种带材的断面示意图；

图4是本发明第三种带材的断面示意图；

图5是本发明第四种带材的断面示意图；

图6是本发明第五种带材的断面示意图；

图7是本发明第六种带材的断面示意图；

图8是本发明第七种带材的断面示意图；

图9是本发明第八种带材的断面示意图；

图10是本发明第九种带材的断面示意图；

图11是本发明第十种带材的断面示意图；

图12是本发明十一种带材的断面示意图；

图13是本发明十二种带材的断面示意图；

图中：1、管体，2、加强筋，3、螺旋槽，4、加强凸起，5、塑料立筋，6、内孔，7、横肋，8、带材，9、搭接边，10、分支，11、小孔，12、塑料横筋，13、弧形顶部，14、延伸边，15、锯齿。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1：

如图1所示，一种加筋多孔缠绕复合管，包括由带材8螺旋缠绕并相互粘结而成的具有光滑内表面的管体1，带材上设置加强凸起4并在螺旋缠绕过程中形成管体外表凸起的加强筋2，加强凸起沿带材长度方向延伸设置，带材螺旋缠绕后加强筋呈螺旋状，加强筋之间为螺旋槽3。带材的两侧边设置有搭接边9，带材左右两侧的搭接边正反对称，即带材左侧边的搭接边为上搭接边，带材右侧边的搭接边为下搭接边，带材螺旋缠绕中，上搭接边与下搭接边相互重叠搭接，在缠绕过程中，搭接边接触面上填充熔胶。

加强凸起内设置塑料立筋5并在螺旋缠绕过程中形成加强筋内的直立立筋，塑料立筋的模量高于聚乙烯的模量，塑料立筋内沿着长度方向设置有三条内孔6，三条内孔之间形成塑料立筋的两条横肋7，横肋呈两侧内凹的形状。加强凸起为矩形状，塑料立筋为矩形，塑料立筋的下端伸入到带材内。带材为PE制成，塑料立筋和PE共挤成型，塑料立筋的外表被PE完全包覆，塑料立筋采用ABS、或者PP、或者PC，塑料立筋外表包覆的PE厚度相等。

塑料立筋内部的内孔的横截面为圆形，内孔所在部位的塑料立筋的最小厚度稍大于外表包覆的PE的厚度。塑料立筋内部的内孔也可以是正方形、五边形、梯形或者椭圆形（参见图2）。

实施例2：

如图3所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例1的区别在于：塑料立筋内部设置两条内孔6，塑料立筋底部分叉形成两分支10，两分支相互平行，两分支相对塑料立筋竖向中心面对称，分支的高度为塑料立筋高度的1/3，两分支之间的空隙由聚乙烯填充，两分支顶部为圆形过渡，两内孔之间、内孔与空隙之间形成两道横肋7。其余结构参照实施例1。

实施例3：

如图4所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例2区别之处在于：塑料立筋底部的两分支呈八字形，塑料立筋底部的分开宽度最大，越靠近塑料立筋中间部位的分开宽度越小。两分支相互倾斜，因此加强凸起的两侧面连接带材的位置为倾斜面，两分支之间的空隙处填充的聚乙烯呈三角形状。其余结构参照实施例2。

实施例4：

如图5所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例2区别之处在于：分支内设置多条小孔11，小孔的横截面为圆形，小孔沿带材的长度方向延伸。小孔与小孔之间形成分支内部的短肋，两分支内的小孔相对塑料立筋竖向中心面对称。其余结构参照实施例2。

实施例5：

如图6所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例1的区别之处在于：带材内共挤有塑料横筋12，塑料横筋与塑料立筋的底部相连为一体结构，塑料横筋和塑料立筋采用相同材质。其余结构参照实施例1。

实施例6：

如图7所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例2的区别之处在于：带材内共挤有塑料横筋12，塑料横筋为两段，分别与塑料立筋的底部分支相连为一体结构，塑料横筋和塑料立筋采用相同材质，两塑料横筋在分叉的位置断开。其余结构参照实施例2。

实施例7：

如图8所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例5的区别之处在于：塑料横筋内设置有小孔11，小孔沿带材的长度方向延伸。小孔与小孔之间为塑料横筋的短肋，短肋竖向布置。其余结构参照实施例5。

实施例8：

如图9所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例6的区别之处在于：分支和塑料横筋内均设置有小孔11，分支内小孔与小孔之间形成分支内横向的短肋，塑料横筋内小于小孔之间形成塑料横筋竖向的短肋。其余结构参照实施例6。

实施例9：

如图10所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例7的区别之处在于：塑料立筋为矩形状，塑料立筋外部包覆的聚乙烯厚度不同，即加强凸起两侧外表面为倾斜面，加强凸起底部的宽度大于加强凸起顶部的宽度。塑料立筋外部包覆的聚乙烯与带材之间为圆角过渡。其余结构参照实施例7。

实施例10：

如图11所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例9的区别之处在于：塑料立筋为梯形状，上边的宽度小于下边的宽度，塑料立筋外部包覆的聚乙烯厚度相等，塑料立筋内设置三条内孔6，内孔的孔径不同，内孔的孔径按照塑料立筋的厚度变化趋势而变化，即处于塑料立筋顶部的内孔的孔径最小，处于塑料立筋底部的内孔的孔径最大，中间依次变化。其余结构参照实施例9。

实施例11：

如图12所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例7的区别之处在于：塑料立筋内部设置两条内孔6，内孔的截面形状为椭圆形，椭圆的短轴对应塑料立筋的宽度方向，椭圆的长轴对应塑料立筋的高度方向，两内孔之间为横肋7。塑料立筋的上边为外凸的弧形顶部13，加强凸起的顶部为外凸的弧形顶部。其余结构参照实施例7。

实施例12：

如图13所示，一种加筋多孔缠绕复合管，与实施例5的区别之处在于：塑料横筋的端边为延伸边14，延伸边延伸到搭接边内，延伸边的厚度小于塑料横筋的厚度，搭接边相互搭接的搭接面为锯齿15。带材左右两侧边的搭接边上的锯齿可相互啮合，带材螺旋缠绕过程中，搭接边的锯齿相互啮合。其余结构参照实施例5。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种加筋多孔缠绕复合管，其特征在于，包括由带材（8）螺旋缠绕并相互粘结而成的具有光滑内表面的管体（1），带材上设置加强凸起（4）并在螺旋缠绕过程中形成管体外表凸起的加强筋（2），加强凸起沿带材长度方向延伸设置；

所述加强凸起内设置塑料立筋（5）并在螺旋缠绕过程中形成加强筋内的直立立筋，塑料立筋的模量高于聚乙烯的模量，塑料立筋内沿着长度方向设置有至少两条内孔（6），内孔之间形成塑料立筋的横肋（7）；

所述的带材的两侧边为正反对称并可以相互重叠进行搭接的搭接边（9）。

2.根据权利要求1所述的加筋多孔缠绕复合管，其特征在于，内孔的横截面为圆形、多边形或者椭圆形；内孔在塑料立筋内按塑料立筋的高度方向布置。

3.根据权利要求1所述的加筋多孔缠绕复合管，其特征在于，带材为PE制成，加强凸起是由塑料立筋和PE共挤成型，塑料立筋被PE完全包覆，塑料立筋采用ABS、或者PP、或者PC。

4.根据权利要求1所述的加筋多孔缠绕复合管，其特征在于，塑料立筋的横截面为矩形，上边的宽度和下边的宽度相等；或者呈梯形，上边的宽度小于下边的宽度。

5.根据权利要求4所述的加筋多孔缠绕复合管，其特征在于，塑料立筋的上边为外凸的弧形顶部（13）。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的加筋多孔缠绕复合管，其特征在于，塑料立筋的底部分叉形成两分支（10），两分支相对塑料立筋竖向中心面对称，分叉处由聚乙烯填充，分叉的顶部与相邻的内孔之间为塑料立筋的横肋。

7.根据权利要求6所述的加筋多孔缠绕复合管，其特征在于，塑料立筋底部的分支内沿着带材长度方向设置有小孔（11），两分支内的小孔对称布置。

8.根据权利要求6所述的加筋多孔缠绕复合管，其特征在于，塑料立筋底部的两分支呈八字形，即塑料立筋底部的分开宽度最大，越靠近塑料立筋中间部位的分开宽度越小。

9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的加筋多孔缠绕复合管，其特征在于，带材内部还设置有塑料横筋（12），塑料横筋与塑料立筋为一体结构，塑料横筋处于塑料立筋的底部位置；塑料横筋内部沿着带材长度反向设置小孔。

10.根据权利要求9所述的加筋多孔缠绕复合管，其特征在于，塑料横筋的端边为延伸边（14），延伸边延伸到搭接边内，搭接边相互搭接的搭接面为锯齿（15）状。