CN206206817U - 一种高刚度钢带波纹管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高刚度钢带波纹管，包括管材本体、以及位于管材本体两端的承口接管与插口接管；所述管材本体包括聚乙烯基层，该聚乙烯基层外壁覆有一无纺布层，无纺布层外壁覆有一丝网层，丝网层外壁覆有一聚乙烯内层，聚乙烯内层外壁覆有一波纹钢带层，该波纹钢带层外壁覆有一复合外层；在聚乙烯内层内沿其轴向内嵌有多条钢丝，多条钢丝沿聚乙烯内层环向均布设置。本实用新型在钢带波纹管的两端设有承口接管与插口接管，相较于现有波纹管的连接，增强了管材连接结构的牢固，保证了管材连接处的高刚度；并通过在管材本体内覆有丝网层，并嵌入钢丝，大幅增加了管材本体的刚度，具有良好的抗变形、抗拉伸能力效果。
Description
技术领域
本实用新型属于管道生产技术领域，涉及一种波纹管，具体是一种高刚度钢带波纹管。
背景技术
刚度是使物体产生单位变形所需的外力值。刚度与物体的材料性质、几何形状、边界支持情况以及外力作用形式有关。材料的弹性模量和剪切模量(见材料的力学性能)越大，则刚度越大。一个结构的刚度(k)是指弹性体抵抗变形拉伸的能力。计算公式：k＝P/δP是作用于结构的恒力，δ是由于力而产生的形变。
钢带波纹管又叫钢带增强聚乙烯螺旋波纹管是一种以高密度聚乙烯(PE)为基体(内外层)与表面涂敷粘接树脂钢带复合的缠绕结构壁管。管壁结构由三层构成：内层是一个连续实壁PE内层管，内层管外缠绕有(用钢板成形为“V”型的)环形波状钢带增强体，在波状钢带增强体外复合有聚乙烯的外层，从而复合成整体的螺旋波纹管。钢的弹性模量是聚乙烯的近200倍(碳素钢的弹性模量在190000MPa左右)，结合金属和塑料的优点显然是达到高刚度低消耗的理想办法，能够将钢材的高刚度、高强度和塑料的耐腐蚀、耐磨损和柔韧性等优良特性有机地结合起来，发挥两方面的优点，弥补两方面的缺点，实现高性能和低成本的统一。
现有的塑料波纹管材是一种塑料挤出成型，一种塑料生产无法考虑到既要保证拉伸强度、弹性模量、环刚度又要考虑到管材柔韧性。因此生产厂家在搬运存放时很多质量差的产品容易压变形，在出厂运输之中车上压变形，工人搬运不注意容易碰烂。在工程安装过程中回填土石方时不注意很容易砸坏管材，安装过后由于上方及周围压力荷载作用，管材不堪承受变形，或向内挤压，造成管内输送介质渗漏，造成土壤二次污染，由于流体介质渗漏外流，慢慢侵蚀管材周围填方，使管材周围填方空虚造成土方不堪重负，因此经常出现道路房屋倒塌车毁人亡事故。
由于以上原因，因此急需开发一种高强度复合管材既能保证管材环刚度又能保证管材柔韧性来提高管道的安全性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高刚度钢带波纹管。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高刚度钢带波纹管，包括管材本体、以及位于管材本体两端的承口接管与插口接管；所述管材本体包括聚乙烯基层，该聚乙烯基层外壁覆有一无纺布层，无纺布层外壁覆有一丝网层，丝网层外壁覆有一聚乙烯内层，聚乙烯内层外壁覆有一波纹钢带层，该波纹钢带层外壁覆有一复合外层；在聚乙烯内层内沿其轴向内嵌有多条钢丝，多条钢丝沿聚乙烯内层环向均布设置。
所述承口接管为环形结构，包括连接端和承口端；所述承口端环侧面两端分别设有一个环形侧壁，两个环形侧壁之间沿环向均布有三个环形棱；两个环形侧壁之间沿轴向均布有横向棱，横向棱两端与环形侧壁连接。
所述插口接管为环形结构，包括为一整体结构的接入端和插口端，其环形内壁光滑；接入端与插口端连接处设有环形凸起，环形凸起在接入端插入管材本体内；所述插口端环侧两端具有环形部，两个环形部之间设有两个环形加强部；环形部与环形加强部之间均匀设有横向部。
本实用新型的有益效果：本实用新型在钢带波纹管的两端设有承口接管与插口接管，相较于现有波纹管的连接，增强了管材连接结构的牢固，保证了管材连接处的高刚度；并通过在管材本体内覆有丝网层，并嵌入钢丝，大幅增加了管材本体的刚度，具有良好的抗变形、抗拉伸能力效果。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型一种高刚度钢带波纹管的管材本体径向截面示意图；
图2为本实用新型一种高刚度钢带波纹管的管材本体轴向截面示意图；
图3为本实用新型波纹钢带位置放大示意图；
图4为本实用新型丝网层结构示意图；
图5为本实用新型一种高刚度钢带波纹管的承口接管结构示意图；
图6为本实用新型一种高刚度钢带波纹管的插口接管结构示意图；
图7为本实用新型装配结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种高刚度钢带波纹管，包括管材本体、以及位于管材本体两端的承口接管与插口接管；参见图1-4，其中，管材本体包括聚乙烯基层1，该聚乙烯基层1外壁覆有一无纺布层2，无纺布层2外壁覆有一丝网层3，丝网层3外壁覆有一聚乙烯内层4，聚乙烯内层4外壁覆有一波纹钢带层5，该波纹钢带层5外壁覆有一复合外层6；在聚乙烯内层4内沿其轴向内嵌有多条钢丝，多条(9条)钢丝沿其环向均布设置；
其中，复合外层6由以下质量百分数的原料制成：凹土70-80％、聚乙烯1.1-6.8％、碳酸钙18-22％、PE蜡1-3％、硬脂酸1-5％、玻璃纤维0.5-1.5％、相容剂0.1-0.4％、抗氧剂0.1-0.3％；按配比称取凹土、聚丙烯、碳酸钙、PE蜡、硬脂酸、玻璃纤维、相容剂、抗氧剂，然后加入高速混合机中混合均匀，得混合物；将混合物经过双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机挤出温度为160-180℃，主机转速为50-60rpm，真空度为0.4MPa；
本实用新型复合外层6中加入玻璃纤维、聚乙烯和凹土，玻璃纤维与聚乙烯相容性好，凹土均匀分散在聚乙烯基体中，在一定程度上改善了复合材料的加工性能，应用在波纹管中能够显著提高波纹管的拉伸强度、抗弯曲强度、弯曲模量等力学性能，可有效提高波纹管环刚度达成30％以上。
参见图5，承口接管为环形结构，包括连接端101和承口端102；其中，连接端101与承口端102为无缝连接，内壁光滑为一整体结构，连接端101和承口端102具有通孔一103；承口端102环侧面两端分别设有一个环形侧壁104，两个环形侧壁104之间沿环向均布有三个环形棱105；两个环形侧壁104之间沿轴向均布有横向棱106，横向棱106两端与环形侧壁连接；
环形侧壁104、环形棱105与横向棱106内置加强筋，环形结构的连接端101内径小于承口端102的内径，整个结构采用聚乙烯材料制成，为一整体结构；本技术方案利用连接端101与波纹管管材本体焊接固定，利用承口端102容纳相邻管材本体的插口接管，环形侧壁104、环形棱105与横向棱106，结构牢固，不会出现断口现象，且安装方便；
参见图6，插口接管为环形结构，采用聚乙烯材料制成，包括为一整体结构的接入端201和插口端202，其环形内壁光滑；接入端201与插口端202连接处设有环形凸起204，环形凸起204在接入端201插入管材本体内，正好与管材本体外壁吻合；接入端201和插口端202具有通孔二203；插口端202环侧两端具有环形部205，两个环形部205之间设有两个环形加强部206；环形部205与环形加强部206之间均匀设有横向部207，横向部207两端与环形部205和环形加强部206连接，环形加强部206与横向部207内部设有加强筋；本技术方案通过接入端201与管材本体焊接固定，利用插口端202容纳管材本体的承口接管，结构牢固，不会出现断口现象，整体结构方便耐用。
本实用新型在钢带波纹管的两端设有承口接管与插口接管，相较于现有波纹管的连接，增强了管材连接结构的牢固，保证了管材连接处的高刚度；并通过在管材本体内覆有丝网层，并嵌入钢丝，大幅增加了管材本体的刚度，具有良好的抗变形、抗拉伸能力效果。本实用新型性能指标如下表：
| 序号 | 项目 | 技术指标 |
| 1 | 密度kg/m3 | 0.91-0.95 |
| 2 | 滑动摩擦系数，＜ | 0.35 |
| 3 | 维卡耐热(10N，50℃/h)，℃＞ | 120 |
| 4 | 落锤冲击试验(-5℃/8h，r20) | TIR＜10％ |
| 5 | 扁平试验 | 无破裂 |
| 6 | 拉伸强度，Mpa | 22.0 |
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。
Claims (3)
1.一种高刚度钢带波纹管，其特征在于，包括管材本体、以及位于管材本体两端的承口接管与插口接管；所述管材本体包括聚乙烯基层(1)，该聚乙烯基层(1)外壁覆有一无纺布层(2)，无纺布层(2)外壁覆有一丝网层(3)，丝网层(3)外壁覆有一聚乙烯内层(4)，聚乙烯内层(4)外壁覆有一波纹钢带层(5)，该波纹钢带层(5)外壁覆有一复合外层(6)；在聚乙烯内层(4)内沿其轴向内嵌有多条钢丝，多条钢丝沿聚乙烯内层环向均布设置。
2.根据权利要求1所述的一种高刚度钢带波纹管，其特征在于，所述承口接管为环形结构，包括连接端(101)和承口端(102)；所述承口端(102)环侧面两端分别设有一个环形侧壁(104)，两个环形侧壁(104)之间沿环向均布有三个环形棱(105)；两个环形侧壁(104)之间沿轴向均布有横向棱(106)，横向棱(106)两端与环形侧壁连接。
3.根据权利要求1所述的一种高刚度钢带波纹管，其特征在于，所述插口接管为环形结构，包括为一整体结构的接入端(201)和插口端(202)，其环形内壁光滑；接入端(201)与插口端(202)连接处设有环形凸起(204)，环形凸起(204)在接入端(201)插入管材本体内；所述插口端(202)环侧两端具有环形部(205)，两个环形部(205)之间设有两个环形加强部(206)；环形部(205)与环形加强部(206)之间均匀设有横向部(207)。
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