CN115585314A - 一种防沉降橡胶软管结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防沉降橡胶软管结构及其制备方法,涉及城市地下管线设计技术,包括软管主体和隐形软连接接头,隐形软连接接头包含隐形钢环和旋转法兰,且隐形软连接接头套装与软管主体的两端;其中,软管主体包含由内而外依次分布的内胶层、帘线承压层、高强度支撑环以及外胶层,隐形软连接接头被包裹于帘线承压层内,并翻至隐形软连接接头的根部;其技术要点为,本发明中的防沉降功能橡胶软管是应用于城市地下管线中的,耐低温能达到‑40℃,耐高温至150℃,耐温范围大且兼具力值转移的功能性橡胶软管,同时使用寿命高,解决了背景技术中提及的关于管道易受温度、载荷原因导致变形严重而发生断裂的情况。
Description
技术领域
本发明涉及城市地下管线设计技术领域,特别涉及一种防沉降橡胶软管结构及其制备方法。
背景技术
城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”;城市地下管线包括热力管道、消防给水管道、污水管道、通气管道等,这些管道构建了庞大的地下管线系统,在城市地下管道建设中尤其要注意管道破裂和下沉问题。
目前城市地下管线主要由铸铁管、钢管、塑料管等材质构成,在环境温度过低时这些材质会发生冷脆现象导致管道破裂,而在温度过高时钢管会发生晶项蠕变导致管道破裂,塑料管道则会变形渗漏;在具体情景中,例如:车辆在经过路面时会对路面及以下管线产生振动冲击载荷,特别是重型车辆和超载车辆的振动冲击载荷会严重影响地下管道的安全,车辆通过与路面接触,将其重量传递给路面,振动冲击再由路面传递给地下管道导致钢制管道环焊缝失效而破裂,据专家分析,车辆超载重量的增加对路面的损害是成几何倍数增长的,超限10%的货车对道路的损坏会增加40%;另外,地震波对地下管道的振动冲击也是非常严重的,若是地震发生时,地震波会从震源向四周传播振动,横波是剪切波,它的摇晃波动会使管道应力集中无法消除,从而致使管道严重变形弯曲导致管道断裂。
基于此,目前最为迫切的问题为:
由于钢管及塑料管在环境温度过低时会发生冷脆现象,在温度过高时钢管又会发生晶项蠕变也会导致管道破裂,塑料管道则会变形渗漏;钢管在受超重载荷下会发生焊缝失效;在地震波来临时钢管和塑料管的应力集中无法消除也会导致管道变形严重并发生断裂的情况发生,基于上述情况研究一种耐高、低温并能实现力值转移的软管尤为重要。
发明内容
解决的技术问题:
针对现有技术的不足,本发明提供了一种防沉降橡胶软管结构及其制备方法,本发明中的防沉降功能橡胶软管是应用于城市地下管线中的,耐低温能达到-40℃,耐高温至150℃,耐温范围大且兼具力值转移的功能性橡胶软管,同时使用寿命高,解决了背景技术中提及的关于管道易受温度、载荷原因导致变形严重而发生断裂的情况。
技术方案:
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种防沉降橡胶软管结构,该软管结构包含:
软管主体(7)和隐形软连接接头(6);隐形软连接接头(6)包含隐形钢环和旋转法兰,且隐形软连接接头(6)套装与软管主体(7)的两端;其中,软管主体(7)包含由内而外依次分布的内胶层(1)、帘线承压层、高强度支撑环(3)以及外胶层(5),所述隐形软连接接头(6)被包裹于帘线承压层内,并翻至所述隐形软连接接头(6)的根部。
具体的,本方案研究的防沉降橡胶软管具有较大的弹性变形特性,径向可剪切变形,由高分子材料与高强度的合金钢补强环(即高强度支撑环)来抵抗外部压力及管道内部负压。
在一种可能的实现方式中,所述软管主体(7)在制备过程中使用到杆芯,所述杆芯的空心的杆状结构,所述杆芯的内径为100mm±5mm,且杆芯的外表面均匀涂覆隔离剂。
在一种可能的实现方式中,所述软管主体中组成成分按照质量份数依次为:
三元乙丙,70±10份;
丁基橡胶,30±10份;
补强炭黑330,30±5份;
白滑粉,10±1份;
增塑剂,30±5份;
聚乙二醇,3±1份;
活性剂,5±2份;
防老剂,0.8份;
促进剂,1.5份;
硫化剂,0.6份。
其中,所述增塑剂采用石蜡油,所述活性剂包含氧化锌和硬脂酸,且氧化锌的质量份数为5份,所述硬脂酸的质量份数为1.2份,所述防老剂采用石蜡,所述促进剂采用促进剂DM,所述硫化剂采用硫磺。
在一种可能的实现方式中,所述内胶层和外胶层均为条状的胶片;
其中,所述内胶层和外胶层均缠绕式分布于杆芯的外表面,所述外胶层的材质为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃第三单体的共聚物。
在一种可能的实现方式中,所述帘线承压层包含呈内外层分设的第一帘线承压层和第二帘线承压层;
其中,所述第一帘线承压层缠绕于内胶层的外侧,所述第二帘线承压层缠绕于第一帘线承压层的外侧。
其中,所述第一帘线承压层和第二帘线承压层之间均匀埋设有若干高强度支撑环,且高强度支撑环周边产生的缝隙内填充有胶料。
在一种可能的实现方式中,所述帘线承压层的帘线按照帘线角度自然铺设,所述隐形软连接接头位于第一帘线承压层内,且隐形软连接接头的根部通过设置环缠线固定。
具体的,成型后该软管主体的特性为:耐低温至-40℃,耐高温至150℃,为了使整条软管在承受径向剪切力时法兰端部安全,不受损伤,法兰接头设计采用无接管的隐形软连接接头;
其内胶层主要由耐低温至-40℃,耐高温至150℃,并具有耐候性、耐臭氧、电绝缘性、高强度和高伸长率性能的橡胶材料构成,帘线承压层材质为具有高强度与高起始模量,耐热、耐疲劳、稳定性好与橡胶粘合性好的酰胺纤维构成,用于保证软管在工作状态下管壁由内向外所能承载的工作压力;
合金钢补强环(即高强度支撑环)选取具备良好的耐低温至-60℃,抗震性能良好的低碳高锰钢;外胶层材质为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃第三单体的共聚物,具有抗老化、耐臭氧、抗紫外光,使用寿命长的特点。
一种防沉降橡胶软管结构,该软管主体的制备工艺具体步骤为:
S1、选取内径为102mm的杆芯,对其进行打磨除锈处理后,并均匀涂刷隔离剂;
S2、在杆芯上缠绕内胶层,其缠绕的厚度为3mm,且内胶层的缠绕长度为1.5m;
S3、在内胶层外侧缠绕第一帘线承压层,相邻的第一帘线承压层呈交叉缠绕分布,且缠绕层数为偶数,缠绕角度为54度44分;
S4、将隐形软连接接头套装放置在软管主体两端的帘线承压层上方,固定后的软管主体总长为1.5m,将第一帘线承压层包裹住隐形软连接接头,并翻至隐形软连接接头的根部,包裹隐形软连接接头的第一帘线承压层将按照帘线角度自然铺设,并在隐形软连接接头的根部用环缠线固定;
S5、在第一帘线承压层的上方均匀放置直径为8mm的高强度支撑环,且高强度支撑环的螺距为100mm,并在高强度支撑环的根部用胶料填充平缓的坡度;
S6、由一端至另一端缠绕第二帘线承压层,相邻的第二帘线承压层呈交叉缠绕分布,缠绕层数为偶数,缠绕角度为54度44分;
S7、由一端至另一端缠绕2mm厚的外胶层。
在所述S5和S6中,所述第一帘线承压层和第二帘线承压层采用涤纶或锦纶擦胶布中的任意一种,单根强度为220N的1000D;
S8、缠好布后送入硫化罐硫化,硫化压力0.4Mpa。
有益效果:
本发明中研究的防沉降橡胶软管具有较大的弹性变形特性,径向可剪切变形,由高分子材料与高强度的合金钢补强环(即高强度支撑环)来抵抗外部压力及管道内部负压;
该软管主体的特性为:耐低温至-40℃,耐高温至150℃,为了使整条软管在承受径向剪切力时法兰端部安全,不受损伤,法兰接头设计采用无接管的隐形软连接接头;
其内胶层主要由耐低温至-40℃,耐高温至150℃,并具有耐候性、耐臭氧、电绝缘性、高强度和高伸长率性能的橡胶材料构成,帘线承压层材质为具有高强度与高起始模量,耐热、耐疲劳、稳定性好与橡胶粘合性好的酰胺纤维构成,用于保证软管在工作状态下管壁由内向外所能承载的工作压力;
合金钢补强环(即高强度支撑环)选取具备良好的耐低温至-60℃,抗震性能良好的低碳高锰钢;外胶层材质为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃第三单体的共聚物,具有抗老化、耐臭氧、抗紫外光,使用寿命长的特点,正常情况下,整个橡胶软管的使用寿命可达20年。
附图说明
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1为本发明的防沉降橡胶软管中整个软管主体的局部结构剖视图;
图2为本发明的防沉降橡胶软管的安装位置示意图;
图3为本发明的防沉降橡胶软管受到剪切力值时的位移示意图。
图例说明:1、内胶层;2、第一帘线承压层;3、高强度支撑环;4、第二帘线承压层;5、外胶层;6、隐形软连接接头;7、软管主体。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种防沉降橡胶软管结构及其制备方法,本发明中的防沉降功能橡胶软管是应用于城市地下管线中的,耐低温能达到-40℃,耐高温至150℃,耐温范围大且兼具力值转移的功能性橡胶软管,同时使用寿命高,解决了背景技术中提及的关于管道易受温度、载荷原因导致变形严重而发生断裂的情况。
本申请实施例中的技术方案为解决上述背景技术的问题,总体思路如下:
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种防沉降橡胶软管结构,该软管主体包含:软管主体和隐形软连接接头两部分结构;具体说明如下:
1-软管主体
上述软管主体包含由内而外依次分布的内胶层、帘线承压层、高强度支撑环以及外胶层;所述软管主体在制备过程中使用到杆芯,所述杆芯的空心的杆状结构,所述杆芯的内径为100mm±5mm,且杆芯的外表面均匀涂覆隔离剂。
具体的,所述软管主体中组成成分按照质量份数依次为:
三元乙丙,70份;
丁基橡胶,30份;
补强炭黑330,30份;
白滑粉,10份;
增塑剂,30份;
聚乙二醇,3份;
活性剂,6.2份;
防老剂,0.8份;
促进剂,1.5份;
硫化剂,0.6份。
其中,所述增塑剂采用石蜡油,所述活性剂包含氧化锌和硬脂酸,且氧化锌的质量份数为5份,所述硬脂酸的质量份数为1.2份,所述防老剂采用石蜡,所述促进剂采用促进剂DM,所述硫化剂采用硫磺。
上述的防沉降橡胶软管主要安装于覆土以下,用于输送冷热水、气等介质,三元乙丙橡胶具有优异的耐候性、耐臭氧、耐热、耐酸碱性及常温流动性,可在120℃下长期使用,在150- 200℃下可短暂或间歇使用,丁基橡胶具有良好的化学稳定性和热稳定性,最突出的是气密性和水密性,它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7,丁苯橡胶的1/5,而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200,丁苯橡胶的1/140。丁基橡胶可改善乙丙橡胶气密性,提高撕裂性;乙丙橡胶改善了丁基橡胶的耐臭氧性和耐老化性,两种胶料的并用,提高了防沉降橡胶软管物理机械性能;
防沉降橡胶软管使用的胶料采用两段密炼的生产工艺加工:
一段密炼:启动密炼机后,将称量后的三元乙丙和丁基原胶投入密炼机,下压上栓,密炼30秒,期间通过模温设备控制密炼机温度在60度左右,提起上顶栓,将氧化锌,氧化镁,石蜡,聚乙二醇等投入密炼机,下压上顶栓密炼25秒,控制密炼机胶料温度在80度左右,提起上顶栓,将白滑粉,炭黑330,石蜡油等投入密炼机,下压上顶栓,密炼80秒,提起上顶栓,清扫,再次下压密炼30秒,控制排胶温度在140度左右,密炼机排胶以后,通过开炼机下片,冷却,检验待用;
二段密炼:一段混炼后的混炼胶,在经过最低8小时的停放后,取称量好的混炼胶投入密炼机,下压上顶栓,密炼60秒的时间,使混炼胶在转子的剪切下门尼降低,提起上顶栓,投入称量好的促进剂DM与硫磺,继续下压上顶栓,密炼60秒,使促进剂与硫磺完全融于混炼胶中,期间通过冷却水将密炼温度控制在80度以下,提起上顶栓,将胶料流转到开炼机上,将开炼机调整辊距至4mm,胶料包辊后,左右下刀打卷4次,再将胶料在开炼机上打三角包3次,确保胶料混炼均匀后,下片冷却储存,在开炼机混炼胶料期间,需要将开炼机辊温控制在70-80度。
加工后的胶料将进行物理机械性能测试。
所述内胶层和外胶层均为条状的胶片;其中,所述内胶层和外胶层均缠绕式分布于杆芯的外表面,所述外胶层的材质为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃第三单体的共聚物。
具体的,所述帘线承压层包含呈内外层分设的第一帘线承压层和第二帘线承压层;其中,所述第一帘线承压层缠绕于内胶层的外侧,所述第二帘线承压层缠绕于第一帘线承压层的外侧。
具体的,所述第一帘线承压层和第二帘线承压层之间均匀埋设有若干高强度支撑环,且高强度支撑环周边产生的缝隙内填充有胶料。
2-隐形软连接接头
隐形软连接接头,其包含隐形钢环和旋转法兰,且隐形软连接接头套装与软管主体的两端;所述隐形软连接接头被包裹于帘线承压层内,并翻至所述隐形软连接接头的根部;
具体的,所述帘线承压层的帘线按照帘线角度自然铺设,所述隐形软连接接头位于第一帘线承压层内,且隐形软连接接头的根部通过设置环缠线固定。
一种防沉降橡胶软管结构,该软管主体的制备工艺具体步骤为:
S1、选取内径为102mm的杆芯,对其进行打磨除锈处理后,并均匀涂刷隔离剂;
S2、在杆芯上缠绕内胶层,其缠绕的厚度为3mm,且内胶层的缠绕长度为1.5m;
S3、在内胶层外侧缠绕第一帘线承压层,相邻的第一帘线承压层呈交叉缠绕分布,且缠绕层数为偶数,缠绕角度为54度44分;
S4、将隐形软连接接头套装放置在软管主体两端的帘线承压层上方,固定后的软管主体总长为1.5m,将第一帘线承压层包裹住隐形软连接接头,并翻至隐形软连接接头的根部,包裹隐形软连接接头的第一帘线承压层将按照帘线角度自然铺设,并在隐形软连接接头的根部用环缠线固定;
S5、在第一帘线承压层的上方均匀放置直径为8mm的高强度支撑环,且高强度支撑环的螺距为100mm,并在高强度支撑环的根部用胶料填充平缓的坡度;
S6、由一端至另一端缠绕第二帘线承压层,相邻的第二帘线承压层呈交叉缠绕分布,缠绕层数为偶数,缠绕角度为54度44分;
S7、由一端至另一端缠绕2mm厚的外胶层;
S8、缠好布后送入硫化罐硫化,硫化压力0.4Mpa。
其中,在所述S5和S6中,所述第一帘线承压层和第二帘线承压层采用涤纶或锦纶擦胶布中的任意一种,单根强度为220N的1000D。
实施例1:
本实施例具体介绍了一种防沉降橡胶软管结构的结构,参照图1-图3所示,包括软管主体(7)和隐形软连接接头(6),隐形软连接接头(6)包含隐形钢环和旋转法兰,且隐形软连接接头(6)套装与软管主体(7)的两端;
其中,软管主体(7)包含由内而外依次分布的内胶层(1)、帘线承压层、高强度支撑环(3)以及外胶层(5),所述隐形软连接接头(6)被包裹于帘线承压层内,并翻至所述隐形软连接接头(6)的根部,参照图1即可看出,具体的分布状态,各个层之间可通过黏胶进行连接或是沾合。
制备软管主体7时使用的杆芯的空心的杆状结构,杆芯的内径为100mm±5mm,具体可采用102mm的杆芯进行制备,且杆芯的外表面均匀涂覆隔离剂;
具体的,在进行涂覆隔离剂之前需要对杆芯进行打磨除锈处理;
上述的隔离剂为:
橡胶在加工过程中,由于其特有的自粘性,给大规模的工业化生产带来很多不便,特别是给混炼胶和塑炼胶的搬运和再加工造成很大的麻烦,为了减少麻烦,橡胶制品生产厂家往往在混炼胶最终制成成品前,如搬运和储运混炼胶前,挤出、压出和热炼胶之前,都会在相应的胶片上涂上一层隔离剂,以防止胶片相互粘连;
隔离剂的作用机理:就是利用隔离剂本身与橡胶的互溶性差异较大,当橡胶胶片浸涂了隔离剂后,橡胶胶片之间形成一层薄薄的隔离层,阻挡或减缓胶片与胶片之间相互粘连,以方便工艺操作;作为橡胶胶片隔离剂的材料必须符合以下要求:与橡胶的溶解度系数要有一定的差异;安全性高、无毒性、对人体健康无危害、对环境无污染;能在橡胶胶片表面形成隔离层,以便有良好的隔离效果;对橡胶制品物理机械性能的负面影响要小;工艺操作方便;
成本低。
目前已有包括膏体、液体、粉体、悬浮体4种形态的隔离剂被广大橡胶制品生产厂家所使用。
在一些示例中,软管主体中组成成分按照质量份数依次为:
三元乙丙,70±10份;
丁基橡胶,30±10份;
补强炭黑330,30±5份;
白滑粉,10±1份;
增塑剂,30±5份;
聚乙二醇,3±1份;
活性剂,5±2份;
防老剂,0.8份;
促进剂,1.5份;
硫化剂,0.6份。
其中,增塑剂采用石蜡油,该处石蜡是矿物蜡的一种,也是石蜡油的一种;它是从原油蒸馏所得的润滑油馏分经溶剂精制、溶剂脱蜡或经蜡冷冻结晶、压榨脱蜡制得蜡膏,再经溶剂脱油、精制而得的片状或针状结晶又称晶形蜡,碳原子数约为18~30的烃类混合物,主要组分为直链烷烃(约为80%~95%),还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃(两者合计含量20%以下)。主要质量指标为熔点和含油量,前者表示耐温能力,后者表示纯度;每类蜡又按熔点,一般每隔2℃,分成不同的品种;根据加工精制程度不同,可分为全精炼石蜡、半精炼石蜡和粗石蜡3种;其中以前二者用途较广,主要用作食品及其他商品(如蜡纸、蜡笔、蜡烛、复写纸)的组分及包装材料,烘烤容器的涂敷料、化妆品原料,用于水果保鲜、提高橡胶抗老化性和增加柔韧性、电器元件绝缘、精密铸造等方面,也可用于氧化生成合成脂肪酸。粗石蜡由于含油量较多,主要用于制造火柴、纤维板、篷帆布等。石蜡中加入聚烯烃添加剂后,其熔点增高,粘附性和柔韧性增加,广泛用于防潮、防水的包装纸、纸板、某些纺织品的表面涂层和蜡烛生产。
活性剂包含氧化锌和硬脂酸,且氧化锌的质量份数为5份,氧化锌是锌的一种氧化物,难溶于水,可溶于酸和强碱,是一种常用的化学添加剂;广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中;氧化锌的能带隙和激子束缚能较大,透明度高,有优异的常温发光性能,在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用;此外,微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。
硬脂酸的质量份数为1.2份,硬脂酸在橡胶的合成和加工过程中起重要作用;硬脂酸是天然胶、合成橡胶和胶乳中广泛应用的硫化活性剂,也可用作增塑剂和软化剂;在生产合成橡胶过程中需加硬脂酸作乳化剂,在制造泡沫橡胶时,硬脂酸可作起泡剂,硬脂酸还可用作橡胶制品的脱模剂。
防老剂采用石蜡,粗石蜡由于含油量较多,主要用于制造火柴、纤维板、篷帆布等;石蜡中加入聚烯烃添加剂后,其熔点增高,粘附性和柔韧性增加,广泛用于防潮、防水的包装纸、纸板、某些纺织品的表面涂层和蜡烛生产;将纸张浸入石蜡后就可制取有良好防水性能的各种蜡纸,可以用于食品、药品等包装、金属防锈和印刷业上;石蜡加入棉纱后,可使纺织品柔软、光滑而又有弹性;石蜡还可以制得洗涤剂、乳化剂、分散剂、增塑剂、润滑脂等;全精炼石蜡和半精炼石蜡用途很广,主要用做食品、口服药品及某些商品(如蜡纸、蜡笔、蜡烛、复写纸)的组分及包装材料,烘烤容器的涂敷料,用于水果保鲜,电器元件绝缘,提高橡胶抗老化性和增加柔韧性等,也可用于氧化生成合成脂肪酸。
石蜡作为一种潜热储能材料,具有相变潜热大,固一液相变过程容积变化小,热稳定性好,无过冷现象,价格较低廉等优点;且航空、航天、微电子及光电子技术的发展,往往要求大功率组件工作时产生的大量耗散热只能在有限的散热面积和极短时间内排散掉,而低熔点的相变材料相对高熔点相变材料能快速达到熔点,充分利用潜热实现温控,热响应时间相对较短石蜡众多的优点使之在航空、航天、微电子等高科技系统以及房屋节能等各个领域得到了广泛应用。
促进剂采用促进剂DM,即噻唑类硫化促进剂,可用于天然橡胶;合成橡胶和再生胶,用途与促进剂M 基本相似,但硫化临界温度较高(130℃),是目前常用的硫化促进剂之一,广泛用于轮胎、软管、橡胶垫、防水布、艳色的橡胶帛品、胶管、电线、电缆、胶鞋等非食品应用的橡胶制品。
硫化剂采用硫磺,用于制造制造硫酸、染料和橡胶制品,也用于医药等工业部门高纯硫供半导体工业用,其他用途同沉降硫。
在一些示例中,内胶层1和外胶层5均为条状的胶片;
其中,内胶层1和外胶层5均缠绕式分布于杆芯的外表面,外胶层5的材质为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃第三单体的共聚物,三元乙丙橡胶即是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物;由于三元乙丙橡胶属于聚烯(PA66)烃家族,它具有极好的硫化特性;在所有橡胶当中,EPDM具有最低的比重,它能吸收大量的填料和油而影响特性不大,因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。
在一些示例中,帘线承压层包含呈内外层分设的第一帘线承压层2和第二帘线承压层4;
其中,第一帘线承压层2缠绕于内胶层1的外侧,第二帘线承压层4缠绕于第一帘线承压层2的外侧;第一帘线承压层2和第二帘线承压层4之间均匀埋设有若干高强度支撑环3,且高强度支撑环3周边产生的缝隙内填充有胶料;帘线承压层的帘线按照帘线角度自然铺设,隐形软连接接头6位于第一帘线承压层2内,且隐形软连接接头6的根部通过设置环缠线固定。
上述采用防沉降橡胶软管的胶料的物理性能应符合下表1要求,
下表1为胶料物理性能、技术要求以及测试方法。
上述胶片拉伸强度和拉断伸长率由橡胶拉力试验机进行测试;纤维强度和拉断伸长率由纺织物拉力试验机进行测试;热空气老化由臭氧老化实验箱进行测试;胶片低温脆性由低温脆性试验机进行测试;16MnDG钢环的耐低温性能由钢材低温脆性试验机进行测试;16MnDG钢环的抗压强度由压扁试验机进行测试;胶片层间粘合强度由拉力试验机进行测试;
该软管测试结果均符合、高于技术要求。
实施例2:
以实施例1为基础,本实施例介绍了一种防沉降橡胶软管结构的制备方法,该软管主体7的制备工艺具体步骤为:
S1、选取内径为102mm的杆芯,对其进行打磨除锈处理后,并均匀涂刷隔离剂;
S2、在杆芯上缠绕内胶层1,其缠绕的厚度为3mm,且内胶层1的缠绕长度为1.5m;
S3、在内胶层1外侧缠绕第一帘线承压层2,相邻的第一帘线承压层2呈交叉缠绕分布,且缠绕层数为偶数,缠绕角度为54度44分;
S4、将隐形软连接接头6套装放置在软管主体7两端的帘线承压层上方,固定后的软管主体7总长为1.5m,将第一帘线承压层2包裹住隐形软连接接头6,并翻至隐形软连接接头6的根部,包裹隐形软连接接头6的第一帘线承压层2将按照帘线角度自然铺设,并在隐形软连接接头6的根部用环缠线固定;
S5、在第一帘线承压层2的上方均匀放置直径为8mm的高强度支撑环3,且高强度支撑环3的螺距为100mm,并在高强度支撑环3的根部用胶料填充平缓的坡度;
S6、由一端至另一端缠绕第二帘线承压层4,相邻的第二帘线承压层4呈交叉缠绕分布,缠绕层数为偶数,缠绕角度为54度44分;
S7、由一端至另一端缠绕2mm厚的外胶层5。
其中,在S5和S6中,第一帘线承压层2和第二帘线承压层4采用涤纶或锦纶擦胶布中的任意一种,单根强度为220N的1000D;
S8、缠好布后送入硫化罐硫化,硫化压力0.4Mpa。
下表2为防沉降橡胶软管的成品物理性能测试,
物理性能测试 | 技术要求 |
常温气密性 | 工作压力下保持10分钟,软管不应出现气体泄漏 |
验证压力 | 大于1.5倍工作压力 |
爆破压力 | 4倍工作压力 |
层间粘结测试 | 3.0KN/m |
压扁测试 | 250KN外压力下 钢环不应出现裂纹、形变 |
防沉降橡胶软管的气密性测试应按照TB/T60标准进行;验证、爆破压力测试应按照GB/T5563标准进行;层间粘结测试应按照GB/T14905标准进行;压扁测试应按照GB/T246标准进行。
结论:防沉降橡胶软管的研制改善了原有管道以刚克刚的结构,采用橡胶软管、高强度支撑环和软法兰连接改变管道受占压载荷时的下沉断裂情况,使管道具备无损伤性、低反力性,安装简便、使用寿命长的特性。
最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种防沉降橡胶软管结构,其特征在于,该软管结构包含:
软管主体(7);和
隐形软连接接头(6),其包含隐形钢环和旋转法兰,且隐形软连接接头(6)套装与软管主体(7)的两端;
其中,软管主体(7)包含由内而外依次分布的内胶层(1)、帘线承压层、高强度支撑环(3)以及外胶层(5),所述隐形软连接接头(6)被包裹于帘线承压层内,并翻至所述隐形软连接接头(6)的根部。
2.如权利要求1所述的一种防沉降橡胶软管结构,其特征在于:所述软管主体(7)在制备过程中使用到杆芯,所述杆芯的空心的杆状结构,所述杆芯的内径为100mm±5mm,且杆芯的外表面均匀涂覆隔离剂。
3.如权利要求1所述的一种防沉降橡胶软管结构,其特征在于:所述软管主体(7)中组成成分按照质量份数依次为:
三元乙丙,70±10份;
丁基橡胶,30±10份;
补强炭黑330,30±5份;
白滑粉,10±1份;
增塑剂,30±5份;
聚乙二醇,3±1份;
活性剂,5±2份;
防老剂,0.8份;
促进剂,1.5份;
硫化剂,0.6份。
4.如权利要求3所述的一种防沉降橡胶软管结构,其特征在于:所述增塑剂采用石蜡油,所述活性剂包含氧化锌和硬脂酸,且氧化锌的质量份数为5份,所述硬脂酸的质量份数为1.2份,所述防老剂采用石蜡,所述促进剂采用促进剂DM,所述硫化剂采用硫磺。
5.如权利要求1所述的一种防沉降橡胶软管结构,其特征在于:所述内胶层(1)和外胶层(5)均为条状的胶片;
其中,所述内胶层(1)和外胶层(5)均缠绕式分布于杆芯的外表面,所述外胶层(5)的材质为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃第三单体的共聚物。
6.如权利要求1所述的一种防沉降橡胶软管结构,其特征在于:所述帘线承压层包含呈内外层分设的第一帘线承压层(2)和第二帘线承压层(4);
其中,所述第一帘线承压层(2)缠绕于内胶层(1)的外侧,所述第二帘线承压层(4)缠绕于第一帘线承压层(2)的外侧。
7.如权利要求6所述的一种防沉降橡胶软管结构,其特征在于:若干高强度支撑环(3)埋设于第一帘线承压层(2)和第二帘线承压层(4)之间,且高强度支撑环(3)周边产生的缝隙内填充有胶料。
8.如权利要求6所述的一种防沉降橡胶软管结构,其特征在于:所述帘线承压层的帘线按照帘线角度自然铺设,所述隐形软连接接头(6)位于第一帘线承压层(2)内,且隐形软连接接头(6)的根部通过设置环缠线固定。
9.如权利要求1-8任一所述的一种防沉降橡胶软管结构,其特征在于:该软管主体(7)的制备工艺具体步骤为:
S1、选取内径为102mm的杆芯,对其进行打磨除锈处理后,并均匀涂刷隔离剂;
S2、在杆芯上缠绕内胶层(1),其缠绕的厚度为3mm,且内胶层(1)的缠绕长度为1.5m;
S3、在内胶层(1)外侧缠绕第一帘线承压层(2),相邻的第一帘线承压层(2)呈交叉缠绕分布,且缠绕层数为偶数,缠绕角度为54度44分;
S4、将隐形软连接接头(6)套装放置在软管主体(7)两端的帘线承压层上方,固定后的软管主体(7)总长为1.5m,将第一帘线承压层(2)包裹住隐形软连接接头(6),并翻至隐形软连接接头(6)的根部,包裹隐形软连接接头(6)的第一帘线承压层(2)将按照帘线角度自然铺设,并在隐形软连接接头(6)的根部用环缠线固定;
S5、在第一帘线承压层(2)的上方均匀放置直径为8mm的高强度支撑环(3),且高强度支撑环(3)的螺距为100mm,并在高强度支撑环(3)的根部用胶料填充平缓的坡度;
S6、由一端至另一端缠绕第二帘线承压层(4),相邻的第二帘线承压层(4)呈交叉缠绕分布,缠绕层数为偶数,缠绕角度为54度44分;
S7、由一端至另一端缠绕2mm厚的外胶层(5);
S8、缠好布后送入硫化罐硫化,硫化压力0.4Mpa。
10.如权利要求9所述的一种防沉降橡胶软管结构的制备工艺,其特征在于:在所述S5和S6中,所述第一帘线承压层(2)和第二帘线承压层(4)采用涤纶或锦纶擦胶布中的任意一种,单根强度为220N的1000D。
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