CN204459508U - 一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管 - Google Patents
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Abstract
一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，所述复合管管壁为层状结构，包括热固性树脂层与纤维层，所述纤维层包括第一纤维层与第二纤维层，所述第一纤维层纤维缠绕角度与所述第二纤维层纤维缠绕角度不同。本实用新型所公开的一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，有效的平衡并加强管道承受内压，轴向拉伸强度，使连续纤维增强热固性树脂管可广泛应用在对管道轴向应力有特殊要求的领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管材，具体涉及一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管。
背景技术
连续纤维增强热固性树脂管因其优异的防腐蚀性能，可设计性，已广泛应用于社会生产的各个防腐蚀领域。一般连续纤维增强热固性树脂管通常采用55°单一角度缠绕，这个缠绕角度使管道的环向与轴向应力之比恰为2:1，可以满足管道在地面铺设的强度要求，但在一些特殊工况条件下则无法达到使用要求，限制了管道的应用领域，尤其是在管道需要承受高强度内压的同时还要提供一定的轴向应力强度的情况，比如管道的垂直运行领域，水平挤压领域。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的管道轴向与环向强度欠佳的技术问题，本实用新型提供了一种能够有效的平衡并加强管道承受内压、具有较强轴向拉伸强度的具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，所述复合管管壁为层状结构，包括热固性树脂层与纤维层，所述纤维层包括第一纤维层与第二纤维层，所述第一纤维层纤维缠绕角度与所述第二纤维层纤维缠绕角度不同。
其中，所述第一纤维层与第二纤维层均可为一层或多层，所述第一纤维层与第二纤维层依次交替设置，直至管壁厚度达到设计的管壁最小厚度要求。
其中，所述第一纤维层纤维为纤维纱片螺旋缠绕结构，所述第二纤维层纤维为纤维纱片环向缠绕结构。
其中，所述螺旋缠绕结构由双层纤维构成，所述第二纤维层由单层纤维构成。
其中，所述螺旋缠绕结构中纤维纱片与复合管轴线方向夹角为5°-40°。
其中，螺旋缠绕结构中纤维纱片在轴线上的缠绕距离d为纤维纱片在轴线上的宽度s的整数倍。
其中，所述环向缠绕结构中纤维纱片与复合管轴线方向夹角为50°-85°。
其中，环向缠绕结构中纤维纱片进行紧密排列缠绕。
其中，热固性树脂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂，纤维为玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维。
具体的，在生产加工过程中，螺旋缠绕为：由热固性树脂层构成的芯轴绕自身轴线匀速转动，纤维纱片按照特定速度沿芯轴轴线方向往复运动，该角度较小，一般在5°—40°之间，主要提供管道轴向应力强度。纤维纱片需要多次往复缠绕才能够完整排列在芯轴表面，此时纤维纱片之间相互交叉并最终构成了双层的纤维结构。
环向缠绕为芯轴绕自身轴线匀速转动，纤维纱片按照特定速度沿芯轴轴线方向运动，该角度较大，一般在60°—90°之间，主要提供管道承受内应力强度。纤维纱片彼此之间紧密排列，不会产生缝隙和重叠。
完整的生产工艺即为螺旋缠绕与环向缠绕两种方式均匀交替，直至达到设计要求。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型所公开一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，有效的平衡并加强管道承受内压、轴向拉伸强度的问题，使连续纤维增强热固性树脂管可广泛应用在对管道轴向应力有特殊要求的领域。
附图说明
图1为本实用新型一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管结构示意图。
图2为本实用新型一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管纤维纱片的螺旋缠绕示意图。
图3为本实用新型一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管纤维纱片的环向缠绕示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案。
实施例1：
如图1所示，一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，所述复合管管壁为层状结构，包括热固性树脂层1与纤维层，所述纤维层包括第一纤维层2与第二纤维层3，所述第一纤维层2与第二纤维层3均可为双层，依次交替设置，以使管壁厚度达到设计的管壁最小厚度要求。
如图2所示，所述第一纤维层2的为纤维纱片螺旋缠绕结构，所述螺旋缠绕结构中纤维纱片5与复合管轴线方向夹角α为5°。纤维纱片在轴线上的缠绕距离d为纤维纱片在轴线上的宽度s的整数倍。如图2所示，d=ns，n为正整数，可以看出缠绕纱片需要多次往复才能够完整排列在芯轴表面，此时纱片之间相互交叉并最终构成了双层的纤维结构。
如图3所示，所述第二纤维层3为纤维纱片环向缠绕结构，纤维纱片5与复合管轴线方向夹角β为50°，纤维纱片彼此之间紧密排列，不会产生缝隙和重叠。
其中，热固性树脂层的材料具体为环氧树脂，纤维层纤维的材料具体为玻璃纤维。
具体的，在生产加工过程中，螺旋缠绕为：由热固性树脂层构成的芯轴绕自身轴线匀速转动，纤维纱片按照特定速度沿芯轴轴线方向往复运动，主要提供管道轴向应力强度。纤维纱片5与复合管轴线方向夹角α为5°，纤维纱片需要多次往复缠绕才能够完整排列在芯轴表面，此时纤维纱片之间相互交叉并最终构成了双层的纤维结构。
环向缠绕为芯轴绕自身轴线匀速转动，纤维纱片按照特定速度沿芯轴轴线方向运动，主要提供管道承受内应力强度。纤维纱片5与复合管轴线方向夹角β为50°，纤维纱片彼此之间紧密排列，不会产生缝隙和重叠。
完整的生产工艺即为螺旋缠绕与环向缠绕两种方式均匀交替，直至达到设计要求。
实施例2：
在本例中，第一纤维层2的纤维纱片螺旋缠绕结构中，纤维纱片5与复合管轴线方向夹角α为30°。第二纤维层3纤维纱片环向缠绕结构中，纤维纱片5与复合管轴线方向夹角β为60°，热固性树脂层为不饱和聚酯树脂，纤维纱片所用纤维为碳纤维。其他与实施例1中结构相同，在此不再赘述。
实施例3：
在本例中，第一纤维层2的纤维纱片螺旋缠绕结构中，纤维纱片5与复合管轴线方向夹角α为40°。第二纤维层3纤维纱片环向缠绕结构中，纤维纱片5与复合管轴线方向夹角β为85°，热固性树脂层为乙烯基树脂，纤维纱片所用纤维为玄武岩纤维。其他与实施例1中结构相同，在此不再赘述。
最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，所述复合管管壁为层状结构，包括热固性树脂层与纤维层，其特征在于：所述纤维层包括第一纤维层与第二纤维层，所述第一纤维层纤维缠绕角度与所述第二纤维层纤维缠绕角度不同。
2.根据权利要求1所述的一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，其特征在于：所述第一纤维层与第二纤维层均可为一层或多层，所述第一纤维层与第二纤维层依次交替设置。
3.根据权利要求1所述的一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，其特征在于：所述第一纤维层纤维为纤维纱片螺旋缠绕结构，所述第二纤维层纤维为纤维纱片环向缠绕结构。
4.根据权利要求3所述的一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，其特征在于：所述螺旋缠绕结构由双层纤维构成，所述第二纤维层由单层纤维构成。
5.根据权利要求3所述的一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，其特征在于：所述螺旋缠绕结构中纤维纱片与复合管轴线方向夹角为5°-40°。
6.根据权利要求5所述的一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，其特征在于：螺旋缠绕结构中纤维纱片在轴线上的缠绕距离d为纤维纱片在轴线上的宽度s的整数倍。
7.根据权利要求3所述的一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，其特征在于：所述环向缠绕结构中纤维纱片与复合管轴线方向夹角为50°-85°。
8.根据权利要求6所述的一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，其特征在于：环向缠绕结构中纤维纱片进行紧密排列缠绕。
9.根据权利要求1所述的一种具有双角度缠绕结构的连续纤维增强热固性树脂复合管，其特征在于：热固性树脂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂，纤维为玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维。
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