CN204554336U - 单向纤维增强管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种单向纤维增强管，包括多层层叠的经固化的树脂基纤维材料层，所述多层树脂基纤维材料层包括增强层，所述增强层包括预设层数的经固化的树脂基单向纤维增强布，所述树脂基单向纤维增强布的纤维延伸方向平行于管体的轴向方向，形成0°纤维增强管，使得管材具有优异的轴向拉伸强度和弯曲强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管材，尤其是涉及一种纤维增强管。
背景技术
随着科学技术的发展，管材在各行各业发挥着越来越重要的作用，传统管材的管壁为单层结构，承受的压力有限，若是想要管材承受较大的压力，就需要增加管材的壁厚，这样就会导致用料多、重量重、产品成本高、生产效率低等一系列的问题。
现有的技术中通常采用缠绕浸过树脂胶液的连续纤维(或布带、预浸纱)的缠绕成型工艺来增强管材的承压能力。现有的纤维增强树脂管的缠绕装置通常只能实现在30度到90度的夹角范围内进行缠绕。
在某些特殊应用条件下，对管材的轴向拉伸强度和弯曲强度要求较高，这就要求纤维缠绕方向与管材的轴线之间的夹角尽可能的小，其原因在于，夹角越小树脂管的轴向抗拉伸强度越大。通常的纵向纤维缠绕方式是在缠绕成型装置上设置一个加装了定位环的管状模具，来纵向缠绕纤维，所述定位环可以防止纤维在管材的端部发生滑动。而采用这种定位环结构的纵向纤维缠绕装具有以下缺点：1、纵向纤维层的可控性差，2、在缠绕过程中定位环会被纤维包裹住，固化后进行脱模处理时，需要先将定位环与薄壁管进行切割分离，然后再进行脱模，增加产品工序，浪费大量的时间。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种具有较高的轴向拉伸强度和弯曲强度单向纤维增强管。
一种单向纤维增强管，包括多层层叠的经固化的树脂基纤维材料，所述多层树脂基纤维材料层包括增强层，所述增强层包括预设层数的经固化的树脂基单向纤维增强布，所述树脂基单向纤维增强布的纤维延伸方向平行于管体的轴向方向。
进一步的，所述树脂基单向纤维增强布是树脂基单向纤维布，树脂基单向编织布或者浸润有树脂胶液的预排纤维纱线。
进一步的，还包括内衬层，所述内衬层为均匀缠绕的树脂基内衬带，增强层铺放于内衬层外侧。
进一步的，所述内衬带的缠绕角度是10~90度。
进一步的，所述内衬带的缠绕角度为10~30度。
进一步的，所述树脂基内衬带的材质是由树脂和纤维经拉挤形成的纤维带，浸过树脂胶液的布带或者预浸纱。
进一步的，还包括包裹层，所述包裹层为缠绕于所述增强层的外侧的经固化的树脂基保护带。
进一步的，所述包裹层采用的树脂基保护带的材质与内衬层的树脂基内衬带的材质相同。
进一步的，所述树脂基内衬带的树脂选自聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯中的一种或多种的混合
进一步的，还包括管体基材，所述多层层叠的经固化的树脂基纤维材料设置于管体基材的外侧。
本实用新型中单向纤维增强管中树脂基单向纤维增强布的维延伸方向平行于管体的轴向方向，形成0°纤维增强管，使得管材具有优异的轴向拉伸强度和弯曲强度。另外，通过对树脂基单向纤维增强布的铺设层数的控制，可以精确地控制增强层以及单向纤维增强管的厚度。
附图说明
图1为本实用新型一实施方式的单向纤维增强管的结构示意图。
图2为本实用新型一实施方式的单向纤维增强管的制造工艺流程图。
主要元件符号说明
| 单向纤维增强管 | 100 |
| 内衬层 | 10 |
| 增强层 | 20 |
| 包裹层 | 30 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
请参考图1，为本实用新型一实施方式中的单向纤维增强管100的结构示意图。
所述单向纤维增强管100为中空的薄壁管，所述薄壁管的管壁由多层经固化的树脂基纤维材料层叠形成。在本实施方式中，所述单向纤维增强管100至少包括自所述薄壁管的管体的内层至外层依次设置的内衬层10、增强层20以及包裹层30。
所述内衬层10为均匀缠绕的树脂基内衬带。其中，形成所述内衬层10的内衬带的缠绕角度可以是10~90度，所述树脂基内衬带的材质可以是由树脂和纤维经拉挤形成的纤维带、浸过树脂胶液的布带或者预浸纱等。在一实施方式中，形成所述内衬层10的内衬带的缠绕角度为10~30度。
所述增强层20为铺放于内衬层10外侧的树脂基单向纤维增强布，其中，所述树脂基单向纤维增强布的纤维延伸方向平行于管体的轴向方向。形成所述增强层20的树脂基单向纤维增强布可以是树脂基单向纤维布、树脂基单向编织布或者浸润有树脂胶液的预排纤维纱线等。其中，所述单向纤维布的材质可以是尼龙纤维、涤纶纤维、碳纤维或玻璃纤维等。所述增强层20中树脂基单向纤维增强布的层数可以根据需要设置，可以理解的，所述树脂基单向纤维增强布的层数越多，所述增强层20的厚度越大，即单向纤维增强管100的管壁厚度越大。
所述包裹层30为缠绕于所述增强层20的外侧的经固化的树脂基保护带。其中，所述包裹层30采用的树脂基保护带的材质可以与内衬层10相同的材质，也可以采用不同的材质。具体的，所述包裹层30所采用的树脂基保护带可以采用经具有耐氧化、抗腐蚀、耐老化的高分子聚合物（树脂）浸润的纤维带，其中，所述高分子聚合物（树脂）可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
在其他实施方式中，所述单向纤维增强管100还可以包括管体基材，所述内衬层10、增强层20以及包裹层30依次铺设于管体基材的外侧壁上。所述管体基材可以是高分子聚合通过挤出成型的薄壁管，还可以是诸如碳纤维管、金属管材、塑胶管材等。
请参考图2，为本实施方式中，所述单向纤维增强管100的制造工艺流程图。
步骤S1，在缠绕成型机的芯模上以预设的缠绕角度缠绕预设层数的树脂基内衬带，形成内衬层10。其中，内衬带的缠绕角度可以是10~90度。
步骤S2，在所述内衬层10的外侧铺设预设层数的树脂基单向纤维增强布，形成增强层20，其中，所述树脂基单向纤维增强布的纤维延伸方向平行于芯模的轴向方向。具体的，在一实施方式中，所述缠绕成型机的芯模两端设有夹具，所述夹具用于固定所述树脂基单向纤维增强布，从而将树脂基单向纤维增强布设在内衬层10的外侧。
步骤S3，在增强层20的外侧以预设的缠绕角度缠绕预设层数的树脂基保护带，形成包裹层30。
步骤S4，固化所述内衬层10、增强层20以及包裹层30，形成单向纤维增强管100。
步骤S5，脱模取出单向纤维增强管100。
本实施方式中的单向纤维增强管100中树脂基单向纤维增强布的维延伸方向平行于管体的轴向方向，形成0°纤维增强管，使得管材具有优异的轴向拉伸强度和弯曲强度。所述树脂基单向纤维增强布直接铺设于内衬层10的外部，不需要使用定位环，在树脂基单向纤维增强布的铺设过程中，可以使用设置在芯模两端夹具对树脂基单向纤维增强布进行固定，所述夹具不会被树脂基单向纤维增强布包裹住，可以轻易的移除。另外，通过对树脂基单向纤维增强布的铺设层数的控制，可以精确地控制增强层20以及单向纤维增强管100的厚度。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种单向纤维增强管，包括多层层叠的经固化的树脂基纤维材料层，其特征在于，所述多层树脂基纤维材料层包括增强层，所述增强层包括预设层数的经固化的树脂基单向纤维增强布，所述树脂基单向纤维增强布的纤维延伸方向平行于管体的轴向方向。
2.如权利要求1所述的单向纤维增强管，其特征在于，所述树脂基单向纤维增强布是树脂基单向纤维布、树脂基单向编织布或者浸润有树脂胶液的预排纤维纱线。
3.如权利要求1所述的单向纤维增强管，其特征在于，还包括内衬层，所述内衬层为均匀缠绕的树脂基内衬带，所述增强层铺放于所述内衬层外侧。
4.如权利要求3所述的单向纤维增强管，其特征在于，所述内衬带的缠绕角度是10~90度。
5.如权利要求4所述的单向纤维增强管，其特征在于，所述内衬带的缠绕角度为10~30度。
6.如权利要求3所述的单向纤维增强管，其特征在于，所述树脂基内衬带的材质是由树脂和纤维经拉挤形成的纤维带、浸过树脂胶液的布带或者预浸纱。
7.如权利要求1所述的单向纤维增强管，其特征在于，还包括包裹层，所述包裹层为缠绕于所述增强层的外侧的经固化的树脂基保护带。
8.如权利要求7所述的单向纤维增强管，其特征在于，所述包裹层采用的树脂基保护带的材质与内衬层的树脂基内衬带的材质相同。
9.如权利要求7所述的单向纤维增强管，其特征在于，所述树脂基内衬带的树脂选自聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯中的一种或多种的混合。
10.如权利要求1所述的单向纤维增强管，其特征在于，还包括管体基材，所述多层层叠的经固化的树脂基纤维材料设置于所述管体基材的外侧。
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| CN105690703A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-06-22 | 刘新华 | 耐压单层双色软管及其制备方法 |
| CN107553928A (zh) * | 2017-08-07 | 2018-01-09 | 南京航空航天大学 | 一种连续纤维增强树脂基复合材料层合管件及加工方法 |
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2015
- 2015-04-17 CN CN201520233520.7U patent/CN204554336U/zh not_active Expired - Fee Related
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