CN218935552U - 一种煤矿用钢纤、玻纤增强聚乙烯复合管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种煤矿用钢纤、玻纤增强聚乙烯复合管，属于煤矿用纤维增强复合管技术领域，具体包括内管层的外部设置有中间结构层，中间结构层的外部设置有外包覆层，内管层和外包覆层均采用矿用聚乙烯材料制成，中间结构层包括玻纤增强层、钢纤层以及钢丝线层，纤增强层、钢纤层以及钢丝线层由内至外依次设置，玻纤增强层缠绕在内管层上，钢纤层缠绕在玻纤增强层上，钢丝线层由多根钢丝线构成，且均匀分布在钢纤层之间，钢纤层以及钢丝线层通过外包覆层包裹，本实用新型既保证了管材承压能力，又使得管材整体抗破坏能力增加。

Description

一种煤矿用钢纤、玻纤增强聚乙烯复合管

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿用钢纤、玻纤增强聚乙烯复合管，属于煤矿用纤维增强复合管技术领域。

背景技术

当前煤矿井下使用的矿井水排水管路和静压给水管道实际使用压力大多在2.0MPa～4.0MPa范围之间。根据管道材质与结构的不同主要有碳钢管、涂塑钢管和钢丝网骨架聚乙烯管三种类型。但碳钢管存在耐腐蚀性差、重量中、内壁易结垢、运行维护成本高和安装劳动强度高等问题。涂塑钢管存在涂塑层不耐磕碰、不耐刮擦、易老化失效、脱落的涂层堵塞阀门、水泵影响系统安全。钢丝网骨架聚乙烯管则存在增强层钢丝网与内外塑料层截面结合力较弱、钢丝网受结构因素承压不稳定易发生钢丝网错位形变等不足，在实际应用中存在各种问题，均不是煤矿供排水、工业输浆领域理想的产品。

通过分析以上产品的劣势，我们选用了纤维增强聚乙烯复合管作为煤矿井下给、排水最优产品，从而进行研发。纤维增强复合管主要分为3层结构，在三层结构中可以认为管体的承压能力完全由中间层（结构层）承担，内、外层分别承担起容纳输送流体和保护中间层的作用。中间层根据管材直径不同，选用65-135mm宽度的聚乙烯纤维增强预浸带，其中纤维材质的选用和预浸带缠绕层数，决定了管材承压能力及使用寿命。如果选用玻璃纤维材质进行多层缠绕，在煤矿井下实际工况中，会存在受外力撞击等不确定因素对管材中间层的破坏。

实用新型内容

为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种既保证了管材承压能力，又使得管材整体抗破坏能力增加的煤矿用钢纤、玻纤增强聚乙烯复合管。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为一种煤矿用钢纤、玻纤增强聚乙烯复合管，包括内管层、中间结构层和外包覆层，所述内管层的外部设置有中间结构层，所述中间结构层的外部设置有外包覆层，所述内管层和外包覆层均采用矿用聚乙烯材料制成，所述中间结构层包括玻纤增强层、钢纤层以及钢丝线层，所述纤增强层、钢纤层以及钢丝线层由内至外依次设置，所述玻纤增强层缠绕在内管层上，所述钢纤层缠绕在玻纤增强层上，所述钢丝线层由多根钢丝线构成，且均匀分布在钢纤层之间，所述钢纤层以及钢丝线层通过外包覆层包裹。

优选的，所述玻纤增强层包括2-4层玻纤PE预浸带，且每层所述玻纤PE预浸带相向缠绕布置。

优选的，所述钢纤层包括2层钢纤PE预浸带，两层所述钢纤PE预浸带之间布置多根钢丝线，2层所述钢纤PE预浸带相向缠绕布置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：本实用新型采用在内管层的四周连续缠绕多层玻纤增强带，此玻纤带构成了玻纤增强层，该玻纤层可在满足管材承压性能的同时，减轻管材重量，节约整体生产成本。同时在玻纤层的外圆四周，进行了2层钢纤增强带的缠绕，并内置钢丝线，该钢纤层和钢丝线将玻纤层紧紧包裹于内管四周，有效保护了玻纤层及管材整体在煤矿特殊工况情况下，由外部撞击所造成的损伤和破坏，保证了整套管路系统的运行稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的截面结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

如图1、图2所示，一种煤矿用钢纤、玻纤增强聚乙烯复合管，包括内管层1、中间结构层2和外包覆层3，内管层1的外部设置有中间结构层2，中间结构层2的外部设置有外包覆层3，内管层1和外包覆层3均采用矿用聚乙烯材料制成，中间结构层2包括玻纤增强层4、钢纤层5以及钢丝线层6，纤增强层4、钢纤层5以及钢丝线层6由内至外依次设置，玻纤增强层4缠绕在内管层1上，钢纤层5缠绕在玻纤增强层4上，钢丝线层6由多根钢丝线构成，且均匀分布在钢纤层之间，钢纤层5以及钢丝线层通过外包覆层包裹。玻纤增强层4包括2-4层玻纤PE预浸带，且每层玻纤PE预浸带相向缠绕布置。钢纤层5包括2层钢纤PE预浸带，两层钢纤PE预浸带之间布置多根钢丝线，2层钢纤PE预浸带相向缠绕布置。

本实用新型中内层管使用矿用聚乙烯材料，中间结构层分别采用聚乙烯玻纤增强预浸带和聚乙烯钢纤增强预浸带，外包覆层使用矿用聚乙烯材料。增强预浸带中纤维丝在聚乙烯材料中分布非常均匀，其拉伸强度等指标非常稳定，制成带材后是一种均质材料。生产管材时，增强带作为结构层，恒张力左右交叉缠绕，缠绕时接缝处无间隙，各层件又完全粘接成一体，也可看做是均质的材料层。为保证管材使用公称压力及使用寿命，需要通过对增强预浸带缠绕角度、增强预浸带宽度、缠绕层数、纤维材质等进行综合理论计算。

在进行制作时，首先挤出机挤出聚乙烯内管，在内管层的四周均匀缠绕玻纤增强带，缠绕层数为2-4层，通过左右交叉缠绕，形成细小网格状均布于内管层。在玻纤层的环向，均匀缠绕2层钢丝增强带，钢丝增强带之间布置多根钢丝线，高强度的钢丝增强带同向紧密排列，同样交叉缠绕，形成细小网状结构。增强层的整个生产缠绕过程中，在管材与纤维增强带夹角，设计了热风加热系统，实现缠绕和加热同步进行，并同时调节各增强带收卷张力，保证了纤维增强带各层之间完全紧密融合在一起，形成了界面结合十分牢固的全粘合型复合管道。增强层缠绕完成后，管材通过加热烘箱进行加热，同时，挤出机挤出具有阻燃、抗静电性能的聚乙烯树脂，后通过真空吸附将其与钢纤增强层进行紧密粘连，从而实现管材的加工。

以上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范围内。

Claims (3)

1.一种煤矿用钢纤、玻纤增强聚乙烯复合管，其特征在于：包括内管层、中间结构层和外包覆层，所述内管层的外部设置有中间结构层，所述中间结构层的外部设置有外包覆层，所述内管层和外包覆层均采用矿用聚乙烯材料制成，所述中间结构层包括玻纤增强层、钢纤层以及钢丝线层，所述纤增强层、钢纤层以及钢丝线层由内至外依次设置，所述玻纤增强层缠绕在内管层上，所述钢纤层缠绕在玻纤增强层上，所述钢丝线层由多根钢丝线构成，且均匀分布在钢纤层之间，所述钢纤层以及钢丝线层通过外包覆层包裹。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿用钢纤、玻纤增强聚乙烯复合管，其特征在于：所述玻纤增强层包括2-4层玻纤PE预浸带，且每层所述玻纤PE预浸带相向缠绕布置。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿用钢纤、玻纤增强聚乙烯复合管，其特征在于：所述钢纤层包括2层钢纤PE预浸带，两层所述钢纤PE预浸带之间布置多根钢丝线，2层所述钢纤PE预浸带相向缠绕布置。

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