CN204935833U - 一种用于竹复合压力产品的专用修补块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于竹复合压力产品的专用修补块，修补块呈弯曲的圆形或椭圆形，修补块的外表面由凸出椭圆面(或凸出圆面)、凹陷椭圆面(或凹陷圆面)和侧曲面构成，凸出椭圆面与凹陷椭圆面分别位于两个共轴的圆柱面上。优选的，所述凸出椭圆面的椭圆其长轴的长度是其短轴长度的1.5倍～3倍。本实用新型通过对修补块关键的形状及结构进行改进，与现有技术相比能够有效解决修补后的竹复合压力管力学性能下降的问题，使得修补后的竹复合压力管能够实现与原始完整竹复合压力管相同的应用。
Description
技术领域
本实用新型属于竹复合压力产品技术领域，更具体地，涉及一种用于竹复合压力产品的专用修补块。
背景技术
竹复合压力产品是采用绿色环保的竹材料用缠绕技术制成的圆筒状产品，如竹缠绕复合压力管、竹缠绕储罐、竹缠绕电杆、竹缠绕料仓等。竹复合压力产品在使用过程中可能由于环境、人为因素等造成筒壁的破损，使其使用功能大打折扣。现有技术中，竹复合压力产品出现破损时，往往采用将破损的区域截去或直接将破损产品废弃，这样处理非常浪费资源。也可以采用修补的方式，但是目前修补工作往往依赖人工操作，效率低，过于依赖操作人员的经验，使修补后的产品质量难以保证。因此，亟需有针对性的、可批量生产的修补材料及可复制的、可推广使用的修补方法使修补工作规范化，保证修补后的产品使用功能不受影响，使破损产品通过修补仍可正常使用，节省资源，降低成本。此外，对于破损的竹复合压力产品，现有技术中往往难以有相匹配的修补块及修补方法使得修补后的竹复合压力产品保持较好的力学性能(如竹缠绕复合压力管的短时失效水压、环刚度、压力等级等)，影响了修补后产品的使用功能。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型的目的在于提供一种用于竹复合压力产品的专用修补块，其中通过对修补块关键的形状及结构等进行改进，与现有技术相比能够有效解决修补后的竹复合压力管力学性能下降的问题，使得修补后的竹复合压力管能够实现与原始完整竹复合压力管相同的应用。
为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种用于竹复合压力产品的专用修补块，该修补块的形状与竹复合压力产品缺口的形状相匹配；
所述修补块呈弯曲的圆形或者椭圆形，该修补块的外表面由凸出面、凹陷面和侧曲面构成，其中，所述凸出面与所述凹陷面分别位于两个共轴的圆柱面上；所述凸出面为凸出圆面或凸出椭圆面，所述凹陷面为凹陷圆面或凹陷椭圆面。
作为本实用新型的进一步优选，所述凸出椭圆面的椭圆其长轴的长度是其短轴长度的1.5倍～3倍。
作为本实用新型的进一步优选，所述凸出椭圆面的椭圆长轴或短轴与所述两个共轴的圆柱面的轴线平行。
作为本实用新型的进一步优选，所述凸出面沿垂线方向的投影在所述凹陷面沿该垂线方向的投影的内部，所述垂线方向是由所述两个共轴的圆柱面的轴线到所述凸出圆面的圆形圆心或凸出椭圆面的椭圆长轴的中点的垂线方向。
作为本实用新型的进一步优选，使用所述修补块得到的修补后竹复合压力产品其压力等级不低于初始竹复合压力产品的压力等级。
作为本实用新型的进一步优选，使用所述修补块得到的修补后竹复合压力产品其环刚度等级不低于初始竹复合压力产品的环刚度等级。
作为本实用新型的进一步优选，在所述修补块的凸出面上还设置有环形结构。
通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于采用特殊形状的修补块对破损的竹复合压力产品进行修补，修补后的产品性能与未修补的产品性能差异不大，修补效果良好。
修补块呈弯曲的圆形或椭圆形，凸出面沿垂线方向(即所述凹陷面的圆形圆心或椭圆形的椭圆长轴的中点到所述两个共轴的圆柱面的轴线的垂线方向)的投影在所述凹陷面沿该垂线方向的投影的内部，增大了修补块与待修补竹复合压力产品的接触面积，提高修补区域的承压能力。优选的，边缘(对应侧曲面)具有30°～45°的倒角(即所述凹陷面边缘上任意一点距所述凸出面边缘距离最短的线段位于所述侧曲面内，并且，该线段所在的直线与在该线段上的所述凹陷面边缘上的点到所述凹陷面的圆形圆心或椭圆形椭圆长轴的中点的线段所在的直线之间的夹角为30°～45°)。
优选的，修补块凸出椭圆面的椭圆其长轴的长度是其短轴长度的1.5倍～3倍，能进一步提高修补后竹复合压力产品的性能。由于竹复合压力产品的缠绕制备工艺，其环向拉伸强度是轴向拉伸强度的2倍，因此，将修补块凸出椭圆面的椭圆其长轴的长度设置成其短轴长度的1.5倍～3倍(尤其是2倍)，能够使修补块更好的与竹复合压力产品性能保持统一，提高修补区域的承压能力。
优选的，修补块的凸出椭圆面上还设置有环形结构，能够在修补过程中为修补块提供额外的固定作用，确保在修补过程中修补块与竹复合压力产品固定的相对位置，保证修补效果。
附图说明
图1A是管壁破损的竹复合压力管，缺口呈椭圆形，该椭圆形的长轴平行于竹复合压力管的轴向方向；图1B是图1A中的竹复合压力管的截面示意图，该截面垂直于竹复合压力管的轴向方向；图1C是与图1A中的竹复合压力管对应的修补块；
图2A是管壁破损的竹复合压力管，缺口呈椭圆形，该椭圆形的长轴所在平面与竹复合压力管的轴向方向垂直；图2B是图2A中的竹复合压力管的截面示意图，该截面垂直于竹复合压力管的轴向方向；图2C是与图2A中的竹复合压力管对应的修补块；
图3是本实用新型中修补块的立体示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1Par类修补块
图1A、1B所示为缺口与Par类修补块外形匹配的竹复合压力管(可用开孔器对竹复合压力管的破损部位进行处理，形成符合条件的缺口)；图1C所示为Par类修补块，这类修补块呈弯曲的椭圆形，椭圆形的长轴在一条直线上，短轴在曲面上。
该修补块的外表面由凸出椭圆面、凹陷椭圆面和侧曲面构成，其中，所述凸出椭圆面与所述凹陷椭圆面分别位于两个共轴的圆柱面上(分别与竹竹复合压力管的外表面和内表面对应)，所述凸出椭圆面的椭圆中心(即椭圆长轴的中点)、所述凹陷椭圆面的椭圆中心与所述圆柱面的轴线位于同一平面内；所述凸出椭圆面边缘上任意一点距所述凹陷椭圆面边缘距离最短的线段位于所述侧曲面内，并且，该线段所在的直线与在该线段上的所述凹陷椭圆面边缘上的点到所述凹陷椭圆面的椭圆中心的线段所在的直线之间的夹角为30°(竹复合压力管缺口的截面也呈对应的形状)；所述凸出椭圆面沿所述凹陷椭圆面的椭圆中心到所述两个共轴的圆柱面的轴线的垂线方向的投影在所述凹陷椭圆面沿所述垂线方向的投影的内部(如图1C所示)。
实施例2Per类修补块
图2A、2B所示为缺口与Per类修补块外形匹配的竹复合压力管(可用开孔器对竹复合压力管的破损部位进行处理，形成符合条件的缺口)；图2C所示为Per类修补块，这类修补块呈弯曲的椭圆形，椭圆形的短轴在一条直线上，长轴在曲面上。
该修补块的外表面由凸出椭圆面、凹陷椭圆面和侧曲面构成，其中，所述凸出椭圆面与所述凹陷椭圆面分别位于两个共轴的圆柱面上(分别与竹复合压力管的外表面和内表面对应)，所述凸出椭圆面的椭圆中心、所述凹陷椭圆面的椭圆中心与所述圆柱面的轴线位于同一平面内；所述凸出椭圆面边缘上任意一点距所述凹陷椭圆面边缘距离最短的线段位于所述侧曲面内，并且，该线段所在的直线与在该线段上的所述凹陷椭圆面边缘上的点到所述凹陷椭圆面的椭圆中心的线段所在的直线之间的夹角为45°(竹复合压力管缺口的截面也呈对应的形状)；所述凸出椭圆面沿所述凹陷椭圆面的椭圆中心到所述两个共轴的圆柱面的轴线的垂线方向的投影在所述凹陷椭圆面沿所述垂线方向的投影的内部(如图2C所示)。
实施例1、2中的修补块其凸出椭圆面的长轴长度(记为2a)均为短轴长度(记为a)的2倍(当长轴是短轴长度的1.5倍～3倍时，修补块均可提供良好的环向拉伸强度和轴向拉伸强度)；实施例1、2可分别有5种型号的修补块，如表1所示。
表1公称直径不同的竹复合压力管对应的5种型号修补块的尺寸列表(单位：mm)
优选的，实施例1、2中的修补块其厚度、力学性能(如压力等级等)均可根据待修补的竹复合压力管灵活调整，使得两者的厚度保持一致(即修补块的厚度与竹复合压力产品的壁厚相同)，使用所述修补块得到的修补后竹复合压力产品其压力等级不低于初始竹复合压力产品(即未修补前的、破损前的竹复合压力产品)的压力等级，使用所述修补块得到的修补后竹复合压力产品其环刚度等级不低于初始竹复合压力产品的环刚度等级。
优选的，修补块的凸出椭圆面上还设置有环形结构，用于进一步固定修补块。在修补块侧曲面涂胶完成并将修补块放入竹复合压力管的缺口内之后(可以是胶固化前或者固化中)，用通过环形结构的拉绳(或箍)沿竹复合压力管的外壁缠绕，可以进一步固定修补块(尤其是当缺口位于竹复合压力管的顶部时)，提高修补效果(固化完全后可移除)。
实施例3竹复合压力管的修补
以实施例1中的修改块(椭圆的长轴2a＝120mm)对公称管径为150mm的竹复合压力管进行修补。
首先，用开孔器处理待修补的竹复合压力管的破损部位，形成与所述修补块的形状匹配的缺口；接着，在所述修补块的侧曲面上涂胶(该胶优选是该竹复合压力管结构层所使用的树脂)，然后将所述修补块放入到所述竹复合压力管的缺口内(使修补块的凸出椭圆面与竹复合压力管的外表面契合，形成完整的圆柱面；使修补块的凹陷椭圆面与竹复合压力管的内表面契合，形成完整的圆柱面)，固化后(依据胶的不同可以是在常温下固化，也可以是在其他温度下固化)即得到修补后的竹复合压力管。
对修补后的竹复合压力管进行性能测试，并将其与未进行修补的、完整的竹复合压力管的性能进行比较，结果显示修补后的竹复合压力管在压力等级、环刚度等级方面均与未修补的竹复合压力管一致，修补的效果良好。实验也对利用弯曲的圆面的修补块(此时，凸出面为凸出圆面，凹陷面为凹陷圆面)、以及凸出椭圆面椭圆长轴、短轴长度比为1.5：1和3：1的修补块修补后得到竹复合压力管进行性能测试，结果显示修补后的竹复合压力管在压力等级、环刚度等级均与未修补的竹复合压力管的压力等级、环刚度等级差别不大，也具有良好的修补效果。
本实用新型也可用于其他具有圆柱形壁的竹复合压力产品(如储罐等)。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于竹复合压力产品的专用修补块，其特征在于，该修补块的形状与竹复合压力产品缺口的形状相匹配；
所述修补块呈弯曲的圆形或者椭圆形，该修补块的外表面由凸出面、凹陷面和侧曲面构成，其中，所述凸出面与所述凹陷面分别位于两个共轴的圆柱面上；所述凸出面为凸出圆面或凸出椭圆面，所述凹陷面为凹陷圆面或凹陷椭圆面。
2.如权利要求1所述用于竹复合压力产品的专用修补块，其特征在于，所述凸出椭圆面的椭圆其长轴的长度是其短轴长度的1.5倍～3倍。
3.如权利要求1所述用于竹复合压力产品的专用修补块，其特征在于，所述凸出椭圆面的椭圆长轴或短轴与所述两个共轴的圆柱面的轴线平行。
4.如权利要求1所述用于竹复合压力产品的专用修补块，其特征在于，所述凸出面沿垂线方向的投影在所述凹陷面沿该垂线方向的投影的内部，所述垂线方向是由所述两个共轴的圆柱面的轴线到所述凸出圆面的圆形圆心或凸出椭圆面的椭圆长轴的中点的垂线方向。
5.如权利要求1所述用于竹复合压力产品的专用修补块，其特征在于，使用所述修补块得到的修补后竹复合压力产品其压力等级不低于初始竹复合压力产品的压力等级。
6.如权利要求1所述用于竹复合压力产品的专用修补块，其特征在于，使用所述修补块得到的修补后竹复合压力产品其环刚度等级不低于初始竹复合压力产品的环刚度等级。
7.如权利要求1所述用于竹复合压力产品的专用修补块，其特征在于，在所述修补块的凸出面上还设置有环形结构。
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