CN110799787B - 柔性管状结构 - Google Patents

Abstract

一种管(10)以及构造这种管的方法，管(10)为复合膜结构的形式，且包括结合在一起以提供一体式结构的多个层的共挤出物。这些层包括内层(11)、中间层(12)和外层(13)。中间层(12)由与夹置中间层的两个相邻层(11、13)相容的材料制成，其中，中间层(12)提供两个层(11、13)之间的桥接，将管(10)提供为一体式结构。可选地，管(10)的外表面(15)被处理或改性，或者设置有涂层，通常用于与诸如树脂粘结剂等另一种物质结合。还公开了一种构造为管道并使用管(10)构造的管状元件形式的中空结构。

Description

柔性管状结构

技术领域

本发明涉及一种在下文中将被称为管的柔性管状结构。

更特别地，本发明涉及一种用于中空结构的构造的柔性管，该柔性管包括由管限定的内部部分以及与内部部分为一体的增强纤维构造的外部部分。本发明还涉及一种使用这种管构造的中空结构。此外，本发明涉及构造管的方法以及构造中空结构的方法。

根据本发明的管虽然不是唯一地但是特别地设计用于复合构造的细长中空结构的构造，包括管道形式的管状结构，诸如导管和管等管状元件，诸如中空轴、梁和柱等管状结构元件，诸如罐等中空体、包括用于飞机的这种结构在内的壳体结构(hull structure)以及复合构造的其它中空元件。

背景技术

下面对背景技术的讨论仅旨在促进对本发明的理解。该讨论并不是认可或承认，在本申请的优先权日时，所提及的任何材料是或曾经是普通常识的一部分。

根据本发明的管特别适用于细长中空结构的构造，诸如在本申请人的国际申请PCT/AU2011/001401中描述和说明的管道，其内容通过引用的方式并入本文。因此，将主要针对用于这种细长中空结构的构造的管来讨论本发明。然而，应当理解的是，本发明可以应用于各种其它中空体的构造，包括例如管道、导管、管和其它管状元件、管状结构元件(诸如轴、梁和柱)、中空体(诸如罐)、壳体结构(包括用于飞机的这种结构)以及复合构造的其它中空元件。

国际申请PCT/AU2011/001401涉及被构造为管道的管状元件形式的细长中空结构，以及连续地构造管道的方法。

管道是复合构造，包括径向内部部分和径向外部部分，两个部分融合在一起以提供一体式管状壁结构。内部部分被构造为由内衬层构成的内管，在内衬层的一个表面上结合有一层树脂吸收性材料。内衬层的另一表面限定管道的内表面。通常情况下，内衬层在内表面处呈现高光泽度的表面。内衬层可以例如包含聚氨酯、聚乙烯或任何其它弹性的柔性材料，优选地还对于空气不可渗透并且还与将在管道内输送的流体相容。树脂吸收性层可以例如包括毛毡或棉束。

内管由材料条带构成，通过将该材料条带沿纵向滚动成管状构造来提供内衬层。

外部部分被构造为由柔性外罩包围的纤维增强复合构造的外管。更特别地，外管包括浸湿在树脂粘结剂中的增强件。围绕外管安装柔性外罩以容纳树脂粘结剂，并且柔性外罩可以保留在原位并最终形成管道的一体部分，或者可以在达到其目的之后随后被移除。

提供树脂粘结剂的树脂材料可以是任何合适类型的材料；特别合适的树脂材料可以包括热固性树脂(诸如环氧乙烯基酯或其它合适的树脂)和热塑性树脂体系。

增强件可以包括一层或多层增强织物，每一层被构造为围绕内管布置的环形元件。增强织物可以包括如下增强织物：其包含以四轴纤维取向为特征的增强纤维。增强纤维可以包括玻璃纤维。四轴纤维取向为管道提供了必要的环向和轴向应力承受性质。

采用沿纵向滚动成管状构造的材料条带来构造内管并不特别有利于大规模的成本效益的制造。此外，利用这种构造，内管很可能容易在纵向接头处发生泄漏，并且还容易受到来自单层构造的销孔的影响。

在此背景下开发了本发明。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种形成为包括多个层的共挤出复合膜结构的管，上述多个层包括限定管的内表面的内层、限定管的外表面以与粘结剂结合的外层以及位于内层与外层之间的至少一个中间层，中间层是与将中间层夹置在之间的两个相邻层相容的材料。

管可以在多层吹膜挤出过程(也称为管状膜挤出过程)中形成为共挤出复合膜结构。

管可以包括三个层，由此在内层与外层之间存在单个中间层。然而，可以存在多于一个中间层。在一个实施例中，存在三个层，尽管可能存在至少五个层，并且也许是九个至十一个层。超过11层的层也是可设想的。

在层之间或至少一些层之间可以存在粘合剂。

利用管的多层构造，可以认为不太可能容易发生穿过层中的销孔的泄漏。假如一个层中有一个销孔，则该销孔不太可能与相邻层中的销孔配准，以提供穿过管壁的泄漏路径。

内层优选地包含与管的预期应用相容的材料。作为实例，在管的预期应用是用于输送流体(气体、液体或诸如浆料等其它可流动的材料)的复合构造的管道的径向内部部分的情况下，内层优选地是与该流体相容的材料。这可能需要内层提供具有(但并不限于)以下特性中的一个或多个特性的管壁：不可渗透该流体，不透一种或多种气体，对于该流体具有化学耐受性，对于流体的流动具有相对低的阻力，耐腐蚀，耐磨损，以及耐破裂或撕裂。

在一个实施例中，内层可以包含热塑性聚氨酯(TPU)或聚醚类材料，以提供优异的耐水解性。如本领域技术人员将理解的，其它合适的材料也可以用于内层，例如，乙烯-乙烯醇(EVOH)或聚乙烯(PE、LLDPE或HDPE)。

外层优选地包括与粘结剂相容的材料。举例而言，粘结剂为热固性树脂的形式。

在一个实施例中，外层可以包含塑料，诸如聚氯乙烯/乙烯基(PVC)或某种丙烯酸共聚物、乙烯基或共聚物乙烯基。

包含热塑性橡胶(例如，热塑性弹性体(TPE))的外层是有利的，因为它是柔性的并且相对容易被刮擦，并且特别适合于树脂包含乙烯基酯树脂的应用，因为该树脂可以化学地“咬”到热塑性塑料的橡胶侧。这也适合于聚酯基TPU，其中聚酯与PVC和乙烯基酯树脂基体相容。

如本领域技术人员将理解的，其它合适的材料也可以用于外层。

中间层可以包含相容于与两个相邻层的结合的共聚物。这可以涉及使用居间材料，诸如与中间层和相应的相邻层均相容的粘合剂，从而在两个相邻层之间建立结合。

在内层包含TPU且外层包含乙烯基或共聚物乙烯基的情况下，两个层的相容性可能不足以达到提供可以被挤出的一体式结构的程度，因此可能需要由一个或多个中间层构成的居间介质提供两个层之间的桥接。以该方式，中间层与内层和外层协作以提供构成管的一体式结构。

中间层可以例如包含热塑性聚氨酯(TPU)的混合物，诸如酯和醚的混合物。如本领域技术人员将理解的，其它合适的材料也可以用于中间层。如本领域技术人员将理解的，根据预期应用来选择将相邻层结合在一起的每种粘合剂的数量和特性。

管的外表面可以被处理或改性以促进与诸如粘结剂等物质的结合。

处理可以包括表面改性。作为实例，处理可以包括以低温电晕放电等离子体为特征的电晕处理，以实现管的外表面的性质的改变。

管的外表面可以与粘结剂机械地以及化学地结合。

可以对管的外表面进行处理以促进与粘结剂的机械结合。外表面可以被如此地进行处理：即，通过在外表面上提供有利于与粘结剂机械结合的形成构造。作为实例，形成构造可以包括在表面上的纹理化、滚花、刮擦、撕裂、磨蚀、研磨或其它粗糙化。形成构造可以呈现为从管突出的突起部，该突起部被构造用于锚固在粘结剂中。此外，形成构造可以包括施加到表面上的锚固结构；例如，将纤维的针状体喷到外表面上并利用热量使纤维的针状体嵌入外表面中。

管的外表面可以施加有涂层以促进与粘结剂的结合。涂层可以包括沿着管的外表面的连续涂层，或者可以断续地(即，沿着管以一定间隔)提供涂层。在断续地提供涂层的情况下，涂层可以例如包括在管的外表面上的多片或多束涂层材料。涂层可以以任何适当的方式施加，诸如通过热焊接。

涂层可以是任何适当材料；例如，涂层可以包含粘结剂吸收性材料。在一个实施例中，涂层可以包含聚酯布。

涂层可以包含润湿材料。润湿材料可以诸如通过热焊接等被结合到管上，以在管与粘结剂之间提供化学和机械结合。润湿材料可以包含聚酯毡。

涂层可以用于促进富含树脂的层与管的外表面的直接接触。

根据本发明的第二方面，提供一种形成根据本发明第一方面的管的方法，方法包括共挤出多个层。

该方法可以包括在相邻层之间提供粘合剂。粘合剂可以作为共挤出层施加或以某种其它方式施加，例如通过喷到层中的一个或多个层的表面上。

根据本发明的第三方面，提供一种将管形成为包括多个层的复合膜结构的方法，方法包括共挤出限定管的内表面的内层、与粘结剂结合的限定管的外表面的外层以及位于内层与外层之间的至少一个中间层，中间层是与将该中间层夹置在之间的两个相邻层相容的材料。

可以存在多于一个中间层。

方法可以进一步包括对外层的外表面进行处理，以促进与粘结剂的机械粘合。外表面可以被如此地进行处理：即，通过在外表面上提供有利于与粘结剂的机械结合的形成构造。

根据本发明的第四方面，提供一种使用根据本发明的第三方面的方法构造的管。

根据本发明的第五方面，提供一种中空结构，该结构包括根据本发明的第一或第四方面的管。

根据本发明的第六方面，提供一种复合构造的中空结构，该中空结构包括径向内部部分和径向外部部分，其中，两个部分融合在一起以提供一体式管状壁结构，径向内部部分被构造成形成为包括多个层的共挤出复合膜结构的管，多个层包括限定管的内表面的内层、限定管的外表面以与粘结剂结合的外层以及位于内层与外层之间的至少一个中间层。

中间层可以是与将该中间层夹置在之间的两个相邻层相容的材料。

可以存在多于一个中间层。

管的外表面可以被处理或改性以促进与粘结剂的结合。

处理可以包括表面改性。作为实例，处理可以包括以低温电晕放电等离子体为特征的电晕处理，以实现管的外表面的性质的改变。

管的外表面可以与粘结剂机械地以及化学地结合。

管的外表面可以被处理以促进与粘结剂的机械结合。外表面可以被如此地处理：即，通过在外表面上提供有利于与粘结剂的机械结合的形成构造。作为实例，形成构造可以包括在表面上的纹理化、滚花、刮擦、撕裂、磨蚀、研磨或其它粗糙化。形成构造可以呈现为从管突出的突起部，该突起部被构造用于锚固在粘结剂中。此外，形成构造可以包括施加到表面上的锚固结构；例如，将纤维的针状体喷到外表面上并利用热量使纤维的针状体嵌入外表面中。

管的外表面可以施加有涂层以促进与粘结剂的结合。涂层可以包括沿着管的外表面的连续涂层，或者可以断续地(即，沿着管以一定间隔)提供涂层。在断续地提供涂层的情况下，涂层可以例如包括在管的外表面上的多片或多束涂层材料。涂层可以以任何适当的方式施加，诸如通过热焊接。

涂层可以是任何适当材料；例如，涂层可以包含粘结剂吸收性材料。在一个实施例中，涂层可以包含聚酯布。

涂层可以包含润湿材料。润湿材料可以诸如通过热焊接等被结合到管上，以在管与粘结剂之间提供化学和机械结合。润湿材料可以包含聚酯毡。

涂层可以用于促进富含树脂的层与管的外表面的直接接触。

优选地，外部部分包括围绕提供内部部分的管形成的纤维增强复合构造的外管。

更特别地，外管包括浸湿在提供粘结剂的树脂中的增强件。

中空结构可以进一步包括包围外管的柔性外罩。利用该布置，柔性外罩围绕外管安装，以容纳树脂粘结剂。柔性外罩可以保留在原位并最终形成中空结构的一体部分，或者它可以在达到其目的之后随后被移除。

提供树脂粘结剂的树脂材料可以是任何适当类型；特别合适的树脂材料可以包括热固性树脂(诸如环氧乙烯基酯或其它合适的树脂)和热塑性树脂体系。

增强件可以包括一层或多层增强织物，每一层被构造为围绕内管布置的管状结构。

根据本发明的第六方面的中空结构可以包括细长中空结构。

根据本发明的第七方面，提供一种构造中空结构的方法，中空结构包括径向内部部分和径向外部部分，其中，两个部分融合在一起以提供一体式管状壁结构，方法包括：将径向内部部分形成为包括共挤出物的管，共挤出物是限定管的内表面的内层、限定管的外表面以与粘结剂结合的外层以及位于内层与外层之间的至少一个中间层的共挤出物；以及将径向外部部分围绕管组装，径向外部部分是包括增强件和所述粘结剂的纤维增强复合构造。

中间层被选择为与该中间层夹置在之间的两个相邻层相容的材料。

可以存在多于一个中间层。

方法可以进一步包括：对管的外表面进行处理或改性，以促进与粘结剂的结合。

方法可以进一步包括：将涂层施加到管的外表面上，以促进与粘结剂的结合。

方法可以进一步包括：在阻止径向外部部分的外侧扩张的同时，将管扩张以使管径向扩张，从而使粘结剂扩展。

方法可以进一步包括：将柔性外罩围绕径向外部部分定位，其中，径向扩张的管与柔性外罩一起操作，以使管与柔性外罩之间的空间的体积逐渐减小，从而使粘结剂在空间内扩展。

根据本发明的第九方面，提供一种使用根据本发明第八方面的方法构造的中空结构。

根据本发明的第十方面，提供一种管组件，其包括形成为包括多个层的共挤出复合膜结构的管，多个层包括限定管组件的内表面的内层以及限定管的外表面的外层，其中，管的外表面被处理或改性以促进与粘结剂的结合。

根据本发明的第十一方面，提供一种管组件，其包括形成为包括多个层的共挤出复合膜结构的管，多个层包括限定管组件的内表面的内层、限定管的外表面的外层以及施加到管的外表面上的涂层。

可以施加涂层以促进与粘结剂的结合。

涂层可以包括沿着管的外表面的连续涂层，或者可以断续地(即，沿着管以一定间隔)提供涂层。在断续地提供涂层的情况下，涂层可以例如包括在管的外表面上的多片或多束涂层材料。涂层可以以任何适当的方式施加，诸如通过热焊接。

涂层可以是任何适当材料；例如，涂层可以包含粘结剂吸收性材料。在一个实施例中，涂层可以包含聚酯布。

涂层可以包含润湿材料。润湿材料可以诸如通过热焊接等被结合到管上，以在管与粘结剂之间提供化学和机械结合。润湿材料可以包含聚酯毡。

涂层可以用于促进富含树脂的层与管的外表面的直接接触。

涂层可以包括施加到管的外表面上的涂层材料的一个或多个条带。优选地，涂层包括多个条带，并且更优选地包括两个条带。在涂层材料的多个条带的情况中，条带可以以大致并排的方式施加。条带的相邻纵向余量边缘部分可以例如处于重叠的关系或抵接的关系。其它布置是可设想出来的；例如，条带的相邻纵向余量边缘部分可以以某种其它方式(例如，借助于施加在余量边缘部分之间的胶带)互连，或者作为替代方案，条带的相邻纵向余量边缘部分可以处于间隔开的关系，以在其间限定间隙。

根据本发明的第十二方面，提供一种形成管组件的方法，管组件具有多层的管以及在管的外表面上的涂层，方法：包括共挤出限定管的内表面的内层和限定管的外表面的外层；以及将涂层施加到管的外层上。

涂层可以通过将涂层材料的纵向条带施加到管的外表面上来施加。

纵向条带可以包括围绕管施加的两个条带。两个条带的纵向余量边缘部分可以相对于彼此处于重叠或抵接的关系。

附图说明

在以下若干非限制性实施例的描述中，将更全面地描述本发明的进一步特征。仅出于举例说明本发明的目的而包括该描述。不应将其理解为对如上所述的本发明的广泛概括、公开或描述的限制。将参考附图进行描述，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的管的示意性横截面图，该管包括结合在一起以提供一体式结构的多个层的共挤出物；

图2是类似于图1的视图，但是以分解的形式示出各个层；

图3是图2所示布置的一部分的局部放大剖视图；

图4是根据本发明的第二实施例的中空结构的示意性横截面图，该中空结构被构造为管道并且使用图1至图3所示的管来构造；

图5是根据本发明的第三实施例的管组件的示意性横截面图，该管组件包括管和施加到管上的涂层；

图6是类似于图5的视图，但是以分解的形式示出各个部件；

图7是处于被弄平状态的管的示意性横截面图；

图8是类似于图7的视图，但是涂层材料的两个条带被定位在被弄平的管的相反两侧上；

图9是图8所示布置的视图，但是管正在经历膨胀；

图10是用于根据本发明的第三实施例的管组件的生产线的一部分的示意图；

图11是生产线的另一部分的示意图；

图12是图11所示布置的示意性透视图；

图13是图12的线13-13处的横截面图；

图14是图12的线14-14处的横截面图；

图15是图12的线15-15处的横截面图；以及

图16是管组件的在图12的线16-16处的横截面图。

在附图中，贯穿若干视图，相似的结构由相似的附图标记来表示。所示的附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。

附图描绘了本发明的实施例。实施例示出了某些构造；然而，应该领会的是，本发明可以采用许多构造的形式，这对于本领域技术人员而言是显而易见的，同时仍然体现本发明。这些构造应该被认为在本发明的范围内。

具体实施方式

参见图1至图3，示出了根据本发明的管10的第一实施例，该管为复合膜结构的形式并且包括结合在一起以提供一体式结构的多个层的共挤出物。在所示的布置中，存在三个层，包括内层11、中间层12和外层13。

当管10被构造之后，可以使管10呈现紧凑状态以进行存储和运输，在该意义上管10是柔性的。例如，管能够呈现“平折”状态，在这种状态下，管是自身塌叠的。管可以被卷绕成卷状，以呈现紧凑状态，优选地在“平折”状态下进行卷绕。附加地或作为替代方案，管可以沿其长度以一定间隔在其自身上分段地来回折叠，以呈现紧凑状态，优选地在“平折”状态下进行折叠。

在其它实施例中，可以存在多于一个中间层12。

也可以在多个层之间存在粘合剂或其它物质。

也可以存在施加到内层11的径向内侧上的另一层和/或施加到外层13的径向外侧上的另一层。

中间层12是与两个相邻层11、13相容的材料，且被夹置在两个层11、13之间，其中，中间层12提供两个层11、13之间的桥接。以该方式，中间层12与内层和外层11、13协作以提供作为一体式结构的管10。

在该实施例中，内层11包含热塑性聚氨酯(TPU)。如本领域技术人员将理解的，其它合适的材料也可以用于内层，例如，乙烯-乙烯醇(EVOH)或聚乙烯(PE、LLDPE或HDPE)。

外层13包含塑料，诸如聚氯乙烯/乙烯基(PVC)或某种丙烯酸共聚物、乙烯基或共聚物乙烯基。特别地，外层可以包含热塑性橡胶；例如，热塑性弹性体(TPE)。

中间层12包含与两个相邻层11、13相容的共聚物。

在内层11包含TPU且外层13包含乙烯基或共聚物乙烯基的情况下，两个层11、13的相容性可能不足以达到提供可以被挤出的一体式结构的程度，因此可能需要由中间层12构成的居间介质提供两个层11、13之间的桥接。以该方式，中间层12与内层和外层11、13协作以提供构成管10的一体式结构。在该实施例中，中间层包含热塑性聚氨酯(TPU)的混合物，诸如酯和醚的混合物。如本领域技术人员将理解的，其它合适的材料也可以用于中间层。如本领域技术人员将理解的，根据预期应用来选择将相邻层结合在一起的每种粘合剂的数量和特性。

管10在多层吹膜挤出过程(也称为管状膜挤出过程)中被形成为共挤出复合膜结构。在该过程中，各个层11、12、13穿过挤出头被挤出为独立的层，随后它们被融合在一起以提供一体式管10。吹膜挤出过程可以在已知种类的吹膜挤出设备中进行，其中挤出过程通常竖直向上地进行(但其它布置也是可能的，包括水平和竖直向下)。

在图3所示的布置中，可选地，对管10的外表面15进行处理或改性。

该处理可以包括表面改性。作为实例，处理可以包括以低温电晕放电等离子体为特征的电晕处理，以实现管10的外表面的性质的改变。可以在使多层复合膜结构(其构成管10)塌叠成平折状态以卷绕成卷状之前，在吹膜挤出过程中对外层13施加电晕处理。

管10的外表面15可以用于与诸如树脂粘结剂等另一物质结合在一起。该结合可以具有化学键(chemical bond)的性质。结合可以是机械的以及化学的。

可以对管的外表面进行处理以促进与诸如树脂粘结剂等物质的机械结合。可以如此地对外表面进行处理：即，通过在外表面上提供有利于与树脂粘结剂的机械结合的形成构造。作为实例，该形成构造可以包括表面上的纹理化、滚花、刮擦、撕裂、磨蚀、研磨或其它粗糙化。该形成构造可以呈现为从管10突出的突起部，该突起部被构造用于锚固在粘结剂中。此外，该形成构造可以包括施加至表面的锚固结构；例如，将纤维的针状体喷到外表面上并利用热量使纤维的针状体嵌入外表面中。

在所示的布置中，外表面15被如此地进行处理：即，通过在外表面上提供有利于与树脂粘结剂的机械结合的形成构造17。作为实例，形成构造17可以包括表面15上的纹理化、滚花、刮擦、撕裂、磨蚀、研磨或其它粗糙化。在特定布置中，形成构造17可以呈现为从管10突出的突起部，以嵌入树脂粘结剂中并由此用于在树脂粘结剂固化时锚固管10。

形成构造17可以在共挤出过程期间施加至外层13，或者可以随后(诸如在形成一体式管结构之后)施加。

在该实施例中，管10包括共挤出多层膜结构，该多层膜结构的壁厚通常在大约1毫米至5毫米的范围内。

当被构造之后，可以使管10呈现紧凑状态以进行存储和运输，在该意义上管10是柔性的。例如，管能够呈现“平折”状态，在这种状态下，管是自身塌叠的。管可以被卷绕成卷状，以呈现紧凑状态，优选地在“平折”状态下进行卷绕。附加地或作为替代方案，管可以沿其长度以一定间隔在自身上分段地来回折叠，以呈现紧凑状态，优选地在“平折”状态下进行折叠。

在其它实施例中，可以存在多于一个中间层12。

参见图4，示出了根据本发明的第二实施例的中空结构20。在所示的布置中，中空结构20为管状元件的形式，该管状元件被构造为管道并且使用图1至图3所示的管10来构造。

通常情况下，将管10以紧凑状态被运送到将要构造中间结构20的场地。

管道20为复合构造，包括径向上的内部部分21和径向上的外部部分23，两个部分21、23融合在一起以提供一体式管状壁结构25。

在所示的布置中，外部部分23被包裹在保护套27内，该保护套27包括由任何合适材料(诸如土工布)的最外层表皮29包住的诸如水泥或混凝土等的可硬化组合物。保护套27用于为管道20提供保护，以使管道免受如下压缩负载的影响：一旦处于安装状态，该保护套27就可能暴露于这种压缩负载中。然而，在许多情况下可能不会采用保护套27。

内部部分21包括管10，稍后将对其进行更详细的描述。通常情况下，一旦已经形成了管道20的一体式管状壁结构25，管10就不再是柔性的。

在形成管道20的一体式管状壁结构25之前，如稍后将描述的，管10限定了具有膨胀腔33的可膨胀囊31。利用该布置，在通过引入诸如空气或水等膨胀流体使囊31膨胀之后，可以使管10经历径向扩张。使管10膨胀所需的膨胀压力相对低；通常约为5psi或0.3bar。

在形成一体式管状壁结构25之后，管10还限定了管道20的内壁34，如图4所示。更特别地，管10的内层12限定了管道20的内壁34。

外部部分23被构造为由柔性外罩38包围的纤维增强复合构造的外管35。更特别地，外管35包括浸湿在树脂粘结剂中的增强件37。在树脂粘结剂固化之前围绕外管35安装柔性外罩38，以将树脂粘结剂包住。柔性外罩38可以由任何适当的材料形成，例如包括聚乙烯。柔性外罩38可以保留在原位并最终形成管道20的一体部分，或者它可以在达到其目的之后随后被移除。在所示的布置中，柔性外罩38保留在原位，被包裹外部部分23的保护套27所包围。

柔性外罩38可以包括聚乙烯或TPU或PVC的外层以及结合到外层的一个表面上的纤维层，该布置使得纤维层面对增强件37。纤维层可以提供透气层并且也可以最终与树脂粘结剂浸湿在一起，以实现组件的一体化。

提供树脂粘结剂的树脂材料可以是本领域技术人员可以理解的任何适当的类型；特别合适的树脂材料可以包括热固性树脂(诸如环氧乙烯基酯或其它合适的树脂)和热塑性树脂体系。

增强件37可以包括一层或多层增强织物，每一层被构造为围绕管10布置的环形层。在存在多个环形层的情况下，这些层通常彼此围绕地布置，这通常被描述为一定程度同心的布置。增强织物优选地包括如下的增强织物：其包含以四轴纤维取向为特征的增强纤维。四轴纤维取向为管道提供了必要的环向和轴向应力承受性质。增强纤维可以包括玻璃纤维。

柔性外罩38用于在管10径向扩张时抵抗增强织物环形层(其构成增强件37)的径向扩张，从而使增强件37经受径向压力。利用该布置，增强件37被限制在扩张的管10与柔性外罩38之间的空间41中。具体地，径向扩张的管10与柔性外罩38一起操作以限制增强件37，并且还使增强件限制于其中的空间41的体积逐渐减小。这迫使增强件37内的树脂粘结剂完全浸湿增强件；就是说，被构造为构成增强件的环形层的多层增强织物被完全“浸湿”。特别是，这向增强件37提供了压紧力，并且将树脂粘结剂有效地泵送穿过增强织物层，以使树脂粘结剂以受控且受约束的方式分布在空间41内。该过程的特别特征是：将树脂粘结剂运送到增强件37的步骤和用树脂粘结剂将增强件完全浸湿的步骤是分开且不同的动作。在上述PCT/AU2011/001401中公开了一种可以将树脂运送到增强件37的方式，其内容通过引用的方式并入本文。

增强件37限制于其中的空间41的体积上的逐渐减小起到从空间41内主动地排出空气的作用，这具有增强树脂粘结剂在增强件内的浸湿效果。柔性外罩38以及构成增强件37的各个增强织物环形层可以适于促进空气的排出。作为实例，由柔性外罩38的纤维内层限定的透气层可以促进这种空气的排出。此外，在构成增强件的增强织物环形层内的空隙可以提供用于空气排出的路径。此外，柔性外罩38和各个增强织物环形层可以例如沿它们各自的长度以一定间隔包含有通气口，以促进空气的排出。在一种布置中，通气口可以包括形成在柔性外罩38和各个增强织物环形层中的诸如刺孔等穿孔。利用这种布置，穿孔最终被树脂粘结剂密封，以确保管道20的密封整体性。在另一种布置中，通气口可以包括插入柔性外罩38以及构成增强件37的各个增强织物环形层中的端口。端口可以例如包括由在暴露于树脂粘结剂时溶解或以其它方式降解的材料形成的管状插件。利用这种布置，容纳端口的孔径最终被树脂粘结剂密封，以确保管道20的密封整体性。

柔性外罩38可以具有一些回弹性，以便至少在一定程度上产生抵抗构成增强件37的增强织物环形层的径向扩张的作用。以该方式，柔性外罩28可以缓冲增强织物环形层的径向扩张的初始阶段。特别是，期望柔性外罩38具有一些弹性。柔性外罩38可以具有一定的弹性，以用于增强对逐渐升高的树脂粘结剂池逐渐浸湿增强件37的速度进行的控制。一方面，如果树脂粘结剂在空间41内升高太快，则可能无法实现纤维在增强件37中的完全浸湿。另一方面，如果树脂粘结剂在空间41内升高太慢，则可能在实现纤维在增强件37中的完全浸湿之前树脂粘结剂就会开始固化。

围绕增强件37安装并组装的柔性外罩38的弹性性质一定程度用作用于控制施加在上升的树脂粘结剂池上的外部压力的环带。选择柔性外罩38的弹性特性以实现期望的浸湿速度。由柔性外罩38施加的弹性力提供了由管10限定的膨胀囊31所施加的张力的某种平衡。

膨胀囊31通常被维持在膨胀状态，直到当树脂粘结剂已经硬化到足以维持管道20的形式和形状时为止，此后可以从膨胀腔33中释放膨胀流体。如此形成了管道20，其中管10限定了管道内的中央流动通道。

在上述PCT/AU2011/001401中阐述了关于管道20的构造以及可以构造管道的方法的进一步细节，其内容通过引用的方式并入本文。

在所示的布置中，如图2中最佳所示，管10包括结合在一起以提供一体式复合膜结构的三个层的共挤出物。在所示的布置中，存在三个层，包括内层11、中间层12和外层13。

利用已知种类的共挤出系统将提供管10的复合膜结构形成为三个层的共挤出物。

内层11包含与管道20的预期应用相容的材料。作为实例，在管道20的预期应用是用于输送流体(气体、液体或诸如浆料等其它可流动的材料)的情况下，内层11是与要输送的流体相容的材料。这可能需要内层11来提供对于该流体不可渗透的管壁，该管壁对流体流动具有相对低的阻力，耐腐蚀，且耐磨损和磨耗。

内层11可以包含热塑性聚氨酯(TPU)、乙烯-乙烯醇(EVOH)或聚乙烯(诸如PE、LLDPE或HDPE)。然而，如本领域技术人员将理解的，其它合适的材料也可以用于内层。

外层13包含与呈热固性树脂形式的粘结剂相容的材料。在该实施例中，外层13包含乙烯基或共聚物乙烯基，例如聚氯乙烯/乙烯基(PVC)或一些丙烯酸共聚物。具体地，外层13可以包含聚氯乙烯/乙烯基(PVC)。

作为替代方案，外层13可以包含热塑性橡胶(诸如热塑性弹性体(TPE))，特别适合于树脂粘结剂包含乙烯基酯树脂的情况，如在该实施例中的情况。然而，如本领域技术人员将理解的，其它合适的材料也可以用于外层。

中间层12可以包含与两个相邻层相容的共聚物。

在内层11包含TPU且外层13包含乙烯基或共聚物乙烯基(诸如PVC)的该实施例中，两个层11、13的相容性可能没有达到提供一体式结构的程度，因此需要中间层12提供两个层11、13之间的桥接。以该方式，中间层12与内层和外层11、13协作以提供作为一体式结构的管10。

然而，如本领域技术人员将理解的，其它合适的材料也可以用于中间层12。

管10的外表面15被构造成与在管道的外部部分23的形成构造中使用的树脂粘结剂机械地以及化学地结合，以进一步增强内部部分21(由管10限定)与外部部分23之间的一体性。

为此，对管10的外表面15进行处理以促进与树脂粘结剂的机械结合。在所示的布置中，外表面15上的形成构造17如此地被构造成有利于与粘结剂的机械结合。在特定布置中，形成构造17可以呈现为从管10突出的突起部，以嵌入树脂粘结剂中并由此用于在树脂粘结剂固化时将管10锚固至外部部分23。

内层11所需的特性可能要求可能不与树脂粘结剂相容的材料，以实现与粘结剂的良好粘附性。出于这个原因，管10包括多个层，其中内层11是提供如上所述的所需特性的材料，而外层13是提供与粘结剂的良好粘附性的材料。一个或多个中间层12布置在内层和外层11、13之间，以提供它们之间的桥接。

参见图5至图16，示出了根据本发明的第三实施例的管组件50。管组件50包括具有外表面53的管51和施加到该外表面上的涂层55。

管51为复合膜结构的形式，该复合膜结构包括结合在一起以提供一体式结构的多个层的共挤出物。尽管在附图中不明显，但是这些层包括内层和外层。在内层与外层之间可以存在一个或多个中间层。每个中间层可以是与将其夹置在中间的两个相邻层相容的材料。换言之，管51可以是与第一实施例的管10基本上相同的构造。然而，由于管51可以是任何其它适当的共挤出多层构造，因此不必一定如此。

在所示的布置中，涂层55包括沿着管51的外表面53的连续涂层。在另一种布置中，涂层55可以断续地(即沿管51以一定间隔)提供。在断续地提供涂层55的情况下，涂层可以例如包括在管的外表面上的多片或多束涂层材料。

涂层55可以以任何适当的方式施加，诸如通过热焊接。

涂层55可以是任何适当的材料；例如，涂层可以包括粘结剂吸收性材料。在该实施例中，涂层55包括润湿材料。润湿材料可以诸如通过热焊接等被结合到管51上，以在管与粘结剂(诸如树脂粘结剂)之间提供化学和机械结合。润湿材料可以包括聚酯毡。以该方式，涂层55可以用于促进富含树脂的层与管51的直接接触。

在该实施例中，通过将涂层材料的纵向条带57施加到管51的外表面53上来施加涂层55。在所示的布置中，纵向条带57包括以并排的关系围绕管51施加的两个条带61、62。在所示的布置中，两个条带61、62的纵向余量边缘部分相对于彼此处于重叠的关系，如图6中最佳所示。其它布置是可设想出来的；例如，两个条带61、62的相邻的纵向余量边缘部分可以处于抵接的关系，或者可以处于间隔开的关系，以在其间限定间隙。

在图7、图8和图9中示意性地描绘了可以将涂层55施加到管51上的一种方式。

在形成管之后，使管51塌叠以呈现平折状态，或至少一定程度地被弄平(被弄扁)的状态，以呈现相反两个宽纵向面65以及两个相反的修圆纵向边缘67，如图7所示。

然后，将两个条带61、62施加到管51上，每个宽纵向面65上施加有一个条带，如图8所示。每个条带61、62的宽度的尺寸相对于施加有条带的相应宽纵向面65来确定，使得条带可以在一侧与一个修圆纵向边缘67对齐，并且在另一侧延伸超过另一个修圆纵向边缘67，如图8所示。每个条带61、62的延伸超过相应修圆纵向边缘67的余量边缘部分提供伸出的翼部分69。两个条带61、62相对于管51被如此地定位，使得翼部分69布置在被弄平的管51的相反两端部，如图8所示。利用该布置，条带61呈现有翼部分69a，并且条带62呈现有翼部分69b。

然后使管51膨胀，如图9所示，从而使伸出的翼部分69逐渐朝向管51的外表面53移动并最终与该外表面53接触。可以设置引导系统，如引导辊，以影响翼部分69朝向管51的外表面53的移动。翼部分69移动成与管51的外表面53接触，其中每个条带的翼部分与另一条带的相邻余量边缘部分重叠，如图6中最佳所示。利用该布置，条带61、62的相邻纵向余量边缘部分处于重叠的关系。翼部分59以任何合适的方式(诸如通过热焊接)被结合到位。尽管在所示的布置中，每个条带61、62的翼部分69与另一条带的相邻余量边缘部分重叠，但是其它布置是可设想出来的。在另一种布置中，每个条带61、62的翼部分69可以与另一条带的相邻余量边缘部分抵接(而不是重叠)。在又一种布置中，条带的相邻纵向余量边缘部分可以以某种其它方式互连；例如，借助于在余量边缘部分之间施加的胶带。在再又一种布置中，条带的相邻纵向余量边缘部分可以处于间隔开的关系，以在其间限定间隙。

在施加过程期间，涂层55被结合到管51的整个外表面53上，而不是仅在翼部分59的位置处。条带61、62可以在施加过程期间(例如，通过加压辊)被压入管51的外表面53中，由此将条带嵌入外表面中并使涂层55与管51为一体。施加过程可以包括将热量施加至条带61、62和/或管51，以促进条带61、62和管51之间的结合。

涂层55可以在形成管51之后立即施加，或者在生产过程的后期施加。

管组件50可以连续地进行生产，其中管51连续地被挤出，并且随着沿生产路径前进，涂层55连续地被施加至挤出的管上。条带61、62可以从以带形式存储条带材料的各个卷轴上被退绕，并且连续地传送到生产路径。

管组件50可以沿着生产线70连续地进行生产，生产线70的典型实例被示意性地描绘在图10、图11和图12中。

图10描绘了挤出站71以及站72，在挤出站71处形成管51，在站72处使管51塌叠以呈现平折状态，以便随着沿生产线70前进而逐渐地接收条带61、62。条带61、62从以带形式存储条带材料的各个卷轴73上被退绕，且连续地被传送到生产线70。辊74用于将前进的条带61、62朝向管51引导并且将条带61、62按压成与管51的外表面接触。辊74还帮助使管51塌叠，以呈现平折状态。可以提供冷却系统75，以对组件进行冷却并使条带61、62与管51之间的结合稳定。如先前所述，在该阶段，翼部分69是伸出的。

图11和图12描绘了站77，在该站77处，使塌叠的管51在移动通过辊装置78之后膨胀，从而使伸出的翼部分69逐渐地朝向管51的外表面53移动并最终与该外表面53接触。设置加热器79，以促进翼部分69结合到位。设置辊装置81，以将翼部分69牢固地按压到位并且还使管51塌叠，从而使管组件50呈现平折状态。一旦处于平折状态，管组件50就可以被存储起来；例如，以卷起来或折叠的状态。

在图13至图16中示出了处于生产过程的各个阶段的管组件50的横截面形状。

管组件50可以用根据先前所述的本发明的第二实施例的中空结构20的管10来代替。

从前述内容显而易见的是，以上实施例均提供了用于批量生产根据本发明的挤出管的简单而高效的布置。

前述公开旨在解释如何塑造和使用所描述的每个特定实施例，而不是限制本发明的真实、预期且公平的范围和精神。前述描述既不意在穷举性的，也不限于所公开的精确形式。

此外，应当理解的是，可以在不脱离本发明原理的情况下进行各种修改。因此，本发明应该理解为包括在其范围内的所有这样的修改。

本文中使用的术语仅出于描述特定示例性实施例的目的，而不旨在进行限制。

如本文中使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”也可以意在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。

本文中描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须以所讨论或示出的特定顺序执行，除非特别地标识为执行的顺序。还需理解的是，可以采用附加或替代步骤。

对任何位置描述的引用，诸如“顶部”、“底部”和“侧面”，将在所描述和示出的实施例的上下文中被采用，并且不应被视为将本发明限制于该术语的字面意义上的解释，而是如本领域技术人员应理解的那样。

为了便于描述，在本文中可能使用空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，以描述如图中所示一个元件或特征与另一个或多个元件或特征的关系。空间相对术语除了涵盖附图中描绘的取向之外，还可以意在涵盖处于使用或操作中的设备的不同取向。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将被取向为在其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方两个取向。设备可以处于其它取向(旋转90度或其它取向)，并据此解释本文所用的空间相对描述。

虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语仅可用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。诸如“第一”、“第二”和其它数字术语等的术语当在本文中使用时并不暗示顺序或次序，除非上下文中明确指出。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可能被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

当元件或层被称为在另一元件或层“上”、或“接合至”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、或直接接合至、直接连接至或直接联接至另一元件或层，或者可以存在居间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、或“直接接合至”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，可能不存在居间元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词语应当以类似的方式来解释(例如，“在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文中使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何及所有组合。

另外括对任何一组功能上相关或相互作用、相互关联、相互依存或相关联的部件或元件(这些部件或元件可以位于彼此邻近、分离、为一体或离散的位置)的引用。

在整个说明书中，除非上下文另外要求，否则词语“包括”或诸如“包含”或“包括了”等的变体将被理解为暗示包括所陈述的整数或整数组，但不排除任何其它整数或整数组。

Claims (24)

1.一种形成为由每者均为聚合物膜形式的多个聚合物层构成的共挤出复合膜结构的可膨胀管，所述多个聚合物层包括限定所述管的内表面的内层、限定所述管的外表面的外层以及位于所述内层与所述外层之间的至少一个中间层，所述中间层是与将所述中间层夹置在中间的两个相邻层相容的材料，其中所述共挤出复合膜结构借助于多层吹膜挤出过程而共挤出使得所述共挤出复合膜结构沿着其长度是无接头的并且能够呈现聚合物的所述管自身塌叠的平折状态或膨胀状态；并且其中在从所述平折状态不可逆膨胀时所述管的所述外表面与树脂粘结剂结合，所述树脂粘结剂与所述外层相容且独立并且所述树脂粘结剂形成第二纤维增强构造管的一部分，所述第二纤维增强构造管包括至少一个增强织物的环形层，所述增强织物包含增强纤维，所述至少一个增强织物的环形层被所述树脂粘结剂浸湿。

2.根据权利要求1所述的可膨胀管，其中，在所述树脂粘结剂固化之前，所述至少一个增强织物的环形层包括供空气流过的通气口。

3.根据权利要求1所述的可膨胀管，其中，所述内层包含与所述管的预期应用相容的材料。

4.根据权利要求3所述的可膨胀管，其中，所述内层选自由热塑性聚氨酯、乙烯-乙烯醇和聚乙烯构成的组。

5.根据权利要求1所述的可膨胀管，其中，所述外层选自由聚氯乙烯/乙烯基、丙烯酸类共聚物、乙烯基和共聚物乙烯基构成的组。

6.根据权利要求1所述的可膨胀管，其中，所述外层包含热塑性弹性体。

7.根据权利要求1所述的可膨胀管，其中，所述管的所述外表面通过在所述外表面上提供形成构造而被处理或改性以促进与所述树脂粘结剂的结合。

8.根据权利要求7所述的可膨胀管，其中，在所述管的所述外表面上施加有涂层，以促进与所述树脂粘结剂的结合。

9.一种复合构造的中空结构，所述中空结构包括径向内部部分和径向外部部分，其中，所述径向内部部分和所述径向外部部分融合在一起以提供一体式管状壁结构，所述径向内部部分被构造为根据权利要求1至8中任一项所述的管。

10.根据权利要求9所述的复合构造的中空结构，进一步包括与所述管的所述外表面直接接触的富含树脂的层。

11.根据权利要求10所述的复合构造的中空结构，其中，所述富含树脂的层包含润湿材料和树脂。

12.根据权利要求11所述的复合构造的中空结构，其中，所述富含树脂的层包含用树脂润湿的聚酯毡。

13.一种构造中空结构的方法，所述中空结构包括径向内部部分和径向外部部分，其中，所述径向内部部分和所述径向外部部分融合在一起以提供一体式管状壁结构，所述方法包括：将所述径向内部部分形成为包括聚合物的共挤出复合膜结构的可膨胀管，所述共挤出复合膜结构包括每者均为聚合物膜形式的、限定所述管的内表面的内层、限定所述管的外表面以与粘结剂结合的外层以及位于所述内层与所述外层之间的至少一个中间层；以及将所述径向外部部分围绕所述管组装，所述径向外部部分是包括增强件和所述粘结剂的纤维增强复合构造，所述共挤出复合膜结构是借助于多层吹膜挤出过程形成的使得所述共挤出复合膜结构沿着其长度是无接头的并且能够呈现聚合物的所述管自身塌叠的平折状态或膨胀状态；并且在从所述平折状态不可逆膨胀时所述管的所述外表面与树脂粘结剂结合，所述树脂粘结剂与所述外层相容且独立并且所述树脂粘结剂形成第二纤维增强构造管的一部分，所述第二纤维增强构造管包括至少一个增强织物的环形层，所述增强织物包含增强纤维，所述至少一个增强织物的环形层被所述树脂粘结剂浸湿。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述外层包含热塑性弹性体。

15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：对所述管的所述外表面进行处理或改性，以促进与所述粘结剂的结合。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：将涂层施加到所述管的所述外表面上，以促进与所述粘结剂的结合。

17.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：提供与所述管的所述外表面直接接触的富含树脂的层。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述富含树脂的层包含润湿材料和树脂。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述富含树脂的层包含用树脂润湿的聚酯毡。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述富含树脂的层包含用树脂润湿的聚酯毡。

21.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：在阻止所述径向外部部分的外侧扩张的同时，将所述管膨胀以使所述管径向扩张，从而使所述粘结剂扩展。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述至少一个增强织物的环形层包括通气口，在所述树脂粘结剂固化之前，在所述管扩张期间空气能流过所述通气口；并且其中在固化之后所述通气口被树脂粘结剂密封。

23.根据权利要求13至22中任一项所述的方法，其中，所述复合膜结构在借助所述多层吹膜挤出过程形成之后塌叠成平折状态；并且以平折状态运输到用于形成所述中空结构的场地。

24.一种使用根据权利要求13至23中任一项所述的方法构造的中空结构。