CN208982807U - 中空壁管材 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及管材领域，特别涉及一种中空壁管材。本实用新型包括内层、外层以及设置于内层和外层之间的中空增强层，中空增强层由直线形型材在内层和外层之间螺旋缠绕而成，直线形型材包括方形单壁波纹管以及包覆设置于方形单壁波纹管外周的包覆层，方形单壁波纹管的四个壁沿轴向方向均呈波峰和波谷依次交替设置的波纹结构，方形单壁波纹管四个壁的波峰位置和波谷位置均相对应，方形单壁波纹管四个壁的连接处均采用圆角进行过渡连接，波峰和波谷的连接处采用圆角进行过渡连接。该管材在受外力和高温时不易变形，具有更优良的抗压强度、抗破坏性和环刚性。
Description
技术领域
本实用新型涉及管材领域，特别涉及一种中空壁管材。
背景技术
目前排水排污管领域的管材一般为HDPE双壁波纹管或普通HDPE中空壁管等，其中HDPE双壁波纹管存在如下的缺点：1、HDPE双壁波纹管材质较软，弯曲模量低，一般为800MPa左右，造成管材环刚度偏低，一般为8KN/m2；2、管材表面为波纹状，与土壤摩擦力，无法应用于非开挖施工领域；3、管材接头处强度差，造成连接强度不够，易渗漏；4、管材环柔性差，一般为压至管径30％左右的变形量时产生破裂；5、HDPE双壁波纹管目前口径规格普通偏小，无法生产超过DN1500mm管材，无法满足市场对于大口径管材需求。
普通HDPE中空壁管存在如下的缺点：1、管材由一预制好的实壁型材经再加热通过粘胶剂拼接起来，实壁型材为冷态，虽经再加热，但焊接强度仍较差，易因此造成管材纵向断裂，同时因此原因，冷态的实壁型材的弯曲残余应力较大，在管材后期的存放、搬运、安装和使用过程中，受到外力时容易产生应力释放，从而造成管材破坏，并且因为应力问题，也不利于管材的长期使用寿命；2、管材重量较重，成本高，施工效率差；3、管材环刚度较低，一般不超过8KN/m2；4、管材只有内壁和外壁两层，相对而言，受外力冲击时抗破坏性差；5、管材环柔性差，一般为压至管径30％左右的变形量时产生破裂。
总体来说，目前行业中现有的排水排污管材普通存在的问题主要就是：1、管材环刚度偏低；2、焊接(或称熔接或复合)强度差；3、残余应力大，特别是冷态缠绕类管材，尤以大口径管材为甚，造成管材在后期在受外力作用时因应力释放而破坏，并大幅缩短管材使用寿命；4、成本高管材重量普通较重，材料用量大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种中空壁管材，该管材的中空增强层由方形单壁波纹管和包覆于方形单壁波纹管外周的包覆层螺旋缠绕而成、方形单壁波纹管的四个壁沿轴向方向均呈波峰和波谷依次交替设置的波纹结构，使得管材在受外力和高温时不易变形，具有更优良的抗压强度、抗破坏性和环刚性。
本实用新型是这样实现的：
一种中空壁管材，其特征在于：包括内层、外层以及设置于内层和外层之间的中空增强层，所述中空增强层由直线形型材在内层和外层之间螺旋缠绕而成，所述直线形型材包括方形单壁波纹管以及包覆设置于方形单壁波纹管外周的包覆层，所述方形单壁波纹管的四个壁沿轴向方向均呈波峰和波谷依次交替设置的波纹结构，方形单壁波纹管四个壁的波峰位置和波谷位置均相对应，方形单壁波纹管四个壁的连接处均采用圆角进行过渡连接，所述波峰和波谷的连接处采用圆角进行过渡连接。
优选的，所述方形单壁波纹管的截面为正方形或长方形，所述方形单壁波纹管的高度为波纹结构的高度的8～12倍，所述波峰宽度为波谷宽度的1～2倍，所述中空壁管材的内径为方形单壁波纹管的高度的8～15倍，所述方形单壁波纹管的高度为方形单壁波纹管的壁厚的50～100倍。
优选的，所述内层和外层采用聚丙烯制成，所述方形单壁波纹管和包覆层采用改性聚丙烯制成。
优选的，所述内层、外层和包覆层的厚度均为2～10cm。
较之现有技术而言，本实用新型具有以下优点：
(1)本实用新型提供的中空壁管材，该管材的中空增强层由方形单壁波纹管和包覆于方形单壁波纹管外周的包覆层螺旋缠绕而成、方形单壁波纹管的四个壁沿轴向方向均呈波峰和波谷依次交替设置的波纹结构，使得管材在受外力和高温时不易变形，具有更优良的抗压强度、抗破坏性和环刚性；该制造方法采用热态缠绕将各层复合在一起，熔接强度高，不仅避免出现现有冷态缠绕管材极易断裂的现象，而且操作简便、工艺稳定、可任意生产超大口径管材；
(2)本实用新型提供的中空壁管材，方形单壁波纹管有利于在缠绕受外力和高温作用时，保持整体形状，管材抗压强度高，环刚度可达25kN/m2以上，避免出现变塌而造成最终的中空壁管材增强层变矮、环刚度降低等问题；
(3)本实用新型提供的中空壁管材，多层结构且材料视每层功能进行区分设置，内、外层因系与水流和土壤接触，要求抗冲击破坏性更好，所以选用韧性优良的聚丙烯，而包覆层和方形单壁波纹管，系起增强抗压作用的，所以选用强度和耐热性更好的改性聚丙烯材料，同时内外层的韧性优良的材料与增强层强度优良的材料结合起来，一方面极大改善了管材的环刚度，同时也相互用用，极大提高了管材的环柔性(管材可压至内径的50％而不破裂)和复原率(管材压至内径的40％不出现屈服，并在1小时内恢复至原内径的95％以上)，另一方面，因各层刚柔结构和材料的设置，在增加管材性能同时，降低了材料用量，成本得到大幅降低；
(4)本实用新型提供的中空壁管材，内外壁光滑平整，外壁与土壤接触面积大，单位压强小，不容易破坏管道施工基础，有利于管道长期使用寿命得到保障，同时，外壁光滑平整，与土壤摩擦阻力小，可应用于非开挖领域；
(5)本实用新型提供的中空壁管材，方形单壁波纹管本身无弯曲应力，经热态包覆后，亦不存在弯曲成型应力问题，可生产任意大口径管材，管径规格可达4000mm以上，同时包覆层选用模量超过2000Mpa的改性聚丙烯材质，在管径做大后，环刚度也可得到保障，解决了现有管材因材料模量高但弯曲成型应力大的问题。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型中空壁管材的三维结构示意图；
图2是图1中A的局部放大示意图；
图3是本实用新型直线形型材的三维结构示意图；
图4是图3中方形单壁波纹管的三维结构示意图；
图5是方形单壁波纹管的主视图；
图6是图5中的B-B剖视图。
图中符号说明：1、内层，2、外层，3、中空增强层，31、直线形型材，311、方形单壁波纹管，3111、波峰，3112、波谷，312、包覆层，H、方形单壁波纹管的高度，h、波纹结构的高度，b1、波峰宽度，b2、波谷宽度，D、中空壁管材的内径，t、方形单壁波纹管的壁厚。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型内容进行详细说明：
如图1-6所示为本实用新型提供的一种中空壁管材，其特征在于：包括内层1、外层2以及设置于内层1和外层2之间的中空增强层3，所述中空增强层3由直线形型材31在内层1和外层2之间螺旋缠绕而成，所述直线形型材31包括方形单壁波纹管311以及包覆设置于方形单壁波纹管311外周的包覆层312，所述方形单壁波纹管311的四个壁沿轴向方向均呈波峰3111和波谷3112依次交替设置的波纹结构，方形单壁波纹管311四个壁的波峰3111位置和波谷3112位置均相对应，方形单壁波纹管311四个壁的连接处均采用圆角进行过渡连接，所述波峰3111和波谷3112的连接处采用圆角进行过渡连接。
所述方形单壁波纹管311的截面为正方形或长方形，所述方形单壁波纹管的高度H为波纹结构的高度h的8～12倍，所述波峰宽度b1为波谷宽度b2的1～2倍，所述中空壁管材的内径D为方形单壁波纹管的高度H的8～15倍，所述方形单壁波纹管的高度H为方形单壁波纹管的壁厚t的50～100倍。
所述内层1和外层2采用聚丙烯制成，所述方形单壁波纹管311和包覆层312采用改性聚丙烯制成。
所述内层1、外层2和包覆层312的厚度均为2～10cm。
表1：本实用新型与现有管材的主要性能对比表
从表1中可以看出，本实用新型热态缠绕中空壁管，环刚度、纵向弯曲性能、冲击性能、环柔性、复原率和管材重量(成本)明显优于现有的管材。
上述具体实施方式只是对本实用新型的技术方案进行详细解释，本实用新型并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本实用新型原理的任何改进或替换，均应在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种中空壁管材，其特征在于：包括内层(1)、外层(2)以及设置于内层(1)和外层(2)之间的中空增强层(3)，所述中空增强层(3)由直线形型材(31)在内层(1)和外层(2)之间螺旋缠绕而成，所述直线形型材(31)包括方形单壁波纹管(311)以及包覆设置于方形单壁波纹管(311)外周的包覆层(312)，所述方形单壁波纹管(311)的四个壁沿轴向方向均呈波峰(3111)和波谷(3112)依次交替设置的波纹结构，方形单壁波纹管(311)四个壁的波峰(3111)位置和波谷(3112)位置均相对应，方形单壁波纹管(311)四个壁的连接处均采用圆角进行过渡连接，所述波峰(3111)和波谷(3112)的连接处采用圆角进行过渡连接。
2.根据权利要求1所述的中空壁管材，其特征在于：所述方形单壁波纹管(311)的截面为正方形或长方形，所述方形单壁波纹管的高度(H)为波纹结构的高度(h)的8～12倍，所述波峰宽度(b1)为波谷宽度(b2)的1～2倍，所述中空壁管材的内径(D)为方形单壁波纹管的高度(H)的8～15倍，所述方形单壁波纹管的高度(H)为方形单壁波纹管的壁厚(t)的50～100倍。
3.根据权利要求1所述的中空壁管材，其特征在于：所述内层(1)和外层(2)采用聚丙烯制成，所述方形单壁波纹管(311)和包覆层(312)采用改性聚丙烯制成。
4.根据权利要求1所述的中空壁管材，其特征在于：所述内层(1)、外层(2)和包覆层(312)的厚度均为2～10cm。
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| CN109140059A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-04 | 康命源（贵州）科技发展有限公司 | 中空壁管材及其制造方法 |
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Denomination of utility model: Hollow wall pipe Effective date of registration: 20230112 Granted publication date: 20190614 Pledgee: Guiyang Branch of Shanghai Pudong Development Bank Co.,Ltd. Pledgor: KANGMINGYUAN (GUIZHOU) TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2023520000004 |