CN2893152Y - 用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材 - Google Patents

Abstract

一种用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，属于通风装置领域。包括通过螺旋缠绕构成中空结构管壁的矩形管状小口径管材，其特征是矩形管状小口径管材之管壁，由矩形或近似于矩形的金属管状骨架和设置在金属管状骨架至少一侧表面的防护层构成，在两相邻的金属型材之间，可设置连接，使构成中空结构管壁之各个金属型材之间成为一个整体。其具有更高的环刚度和抗冲击强度，管材的整体综合性能得到大幅度提高，在具有相同环刚度的条件下，其原材料的消耗量下降幅度较大，生产成本较低，单位长度管材的重量减轻，易于制造，易于为用户所接受。可广泛用于对有害气体进行抽排/通风的大口径管材或给、排水领域。

Description

用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材

技术领域

本实用新型属于矿井或隧道的通风装置领域，尤其涉及一种用于通风/瓦斯气体抽放的风筒管材。

背景技术

近年来，随着煤矿井下开采深度的增加，煤矿生产的日趋集中，矿井、特别是采区的瓦斯涌出量增长加快，单纯用通风方法解决瓦斯问题已不能解决问题，瓦斯抽放作为治理瓦斯的有效手段则发挥着越来越重要的作用。

抽放瓦斯的管道一般选用钢管或铸铁管，但由于其有易被腐蚀而导致使用寿命短、管材的单位长度重量大、不易安装、施工劳动强度大等缺点，故钢管或铸铁管有被实壁塑料管所代替的趋势。

但实壁塑料管由于材料的强度、管材整体的环刚度等结构方面问题所限，其管壁亦不能做的太薄，否则在抽气(负压)工况下会导致管体被抽瘪、抽扁或抽破，影响使用效果，给矿山安全生产带来隐患；如果加厚实壁塑料管的管壁，又带来了重量增加、安装使用不便、一次性投入费用过高、不易被用户所接受等等诸多问题。

国际标准ISO对于环刚度S的定义是(参见ISO9967Annex A)：

$S=\frac{\mathrm{EI}}{D^3}$

其中：E-材料的弹性模量，I-惯性矩，D-管环的平均直径。

为了增强塑料管的环刚度，公告日为2001年11月7日，公告号为CN 2458153Y的中国专利中公开了一种“大口径空心带材缠绕管”，该大口径塑料管由小口径方型塑料管螺旋缠绕并联结而成。该技术方案是通过增加管壁的惯性矩I来增大其环刚度S，进而达到提高管材抗压强度的目的。

但是，普通塑料管的弹性模量较小，如常用的聚乙烯的弹性模量E仅为几百个MPa，用其制成的中空结构壁管材的综合强度指标往往不能满足煤矿井下实际作业的需要；若采用硬质塑料或超高分子塑料制作小口径方型塑料管，虽然其弹性模量E可以提高到几千个MPa，但其制造成本会大幅度上升，并且生产效率降低，生产制作比较困难，难以被用户所接受。在制作大口径(如1.5米以上)的通风/瓦斯抽排管时，上述问题尤为突出。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，其具有更高的环刚度和抗冲击强度，管材的整体综合性能得到大幅度提高，在具有相同环刚度的条件下，与现有中空结构壁管材相比，其原材料的消耗量下降幅度较大，生产成本较低，单位长度管材的重量减轻，易于现场安装施工，易于为用户所接受。

本实用新型的技术方案是：提供一种用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，包括通过螺旋缠绕构成中空结构管壁的矩形管状小口径管材，其特征是：其所述的矩形管状小口径管材之管壁，由矩形或近似于矩形的金属管状骨架和设置在金属管状骨架至少一侧表面的防护层构成。

具体地，上述的金属管状骨架由一个“口”字形或近似“口”字形的金属型材构成；亦可由两个相对扣合的“]”形金属型材构成，两个“]”形金属型材之间固定连接成为一整体。

上述的金属管状骨架用金属板、带孔金属板或金属丝网制成。

进一步地，在所述金属管状骨架的内、外侧之表面，均可设置有防护层。

在所述金属管状骨架的表面与防护层之间，设置有粘合层。

上述的防护层为塑料防锈蚀护层。

在所述“]”形金属型材之侧边的边缘，可设置开口或开缝。

在两相邻的金属型材之间，可设置连接，使构成中空结构管壁之各个金属型材之间成为一个整体。

与现有技术比较，本实用新型的优点是：

1.采用矩形或近似于矩形的金属管状骨架和设置在其内、外两侧表面的防护层构成用于螺旋缠绕构成中空结构管壁之矩形管状小口径管材的管壁，可大大提高现有中空结构壁管材的环刚度和抗冲击强度，提高了管材的承压能力，管材的整体综合性能得到大幅度提高；

2.在具有相同环刚度的条件下，与现有中空结构壁管材相比，其原材料的消耗量下降较大，生产成本较低，便于现场安装施工，更易于为用户所接受。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中A部结构的放大示意图；

图3是金属管状骨架实施例的横向剖面结构示意图；

图4是另一个金属管状骨架实施例的横向剖面结构示意图；

图5是又一实施例的结构示意图。

图中1为矩形管状小口径管材，2为金属管状骨架，3-1、3-2为外、内表面防护层，4、4-1、4-2为焊接点，5为粘结层，6为两金属管状骨架之间的连接。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

在图1和图2中，通过螺旋缠绕构成中空结构管壁的矩形管状小口径管材1之管壁，由矩形或近似于矩形的金属管状骨架2和设置在金属管状骨架至少一侧表面的防护层3-1、3-2构成。

根据用户的不同需求，金属型材可以选用金属板、带孔金属板或金属丝网制成。

由于金属的弹性模量通常是普通聚乙烯塑料的200倍左右，故采用了上述技术方案以后，一方面使得大口径中空结构壁管材的弹性模量E大幅度提高，可以用较小的惯性矩I达到同等的环刚度，原材料的消耗量减少，生产成本得以降低，用户的一次性购置的费用降低，易于被接受和采用；另一方面，依靠其金属管状骨架的高刚性或高韧性等特点，既可保证管材达到较高的环刚度，又可使管材的整体抗拉伸强度、抗冲击强度以及抗断裂强度得到大幅度的提高和改善。

通过选择金属管状骨架的不同规格/尺寸，可以使整体管材达到不同的环刚度等技术指标的要求，以适应不同的现场条件，同时还可相应降低制造成本和购置费用。

通过采用上述结构特征，使得本产品的管径范围可以从120mm到4000mm，在成本节省30％以上的情况下，产品的环刚度可以达到S＝8～30KN/m²以上，完全满足了用户的需求。

图3中，金属管状骨架由一个“口”字形或近似“口”字形的金属型材构成，图中所示为一侧开口的近似“口”字形金属型材，其金属型材的开口根据成型工艺可用焊接点或焊接缝4封闭，在金属型材的外侧表面设置了防护层3-1。

为了增加金属管状骨架表面与防护层塑料之间的附着力，可设置一粘结层5。

金属与塑料的复合为现有技术，在此不再叙述。

其余同图1或图2。

图4中，金属管状骨架由两个相对扣合的“]”形金属型材构成，两个“]”形金属型材之间通过焊接点或焊接缝4-1、4-2固定连接成为一整体。

在金属管状骨架的内、外侧之表面，均设置有防护层3-1、3-2。

在所述“]”形金属型材之侧边的边缘，设置开口或开缝(图中未示出)，设置开口或开缝的目的是为了便于型材的弯曲和矩形管状小口径管材的缠绕。

其余同图1～3。

图5中，两相邻金属型材之间可设置连接6，通过将两相邻金属型材之间连接起来的结构形式，使构成中空结构管壁之各个金属型材之间成为一个整体，以进一步提高管材的整体强度。

其余同图1～4。

采用上述结构方案后，根据用户的需要，产品的压力等级可以达到4Mpa以上。

构成中空结构管壁之各金属型材之间设置连接的方式不仅仅局限于本图所示之结构或方式，本领域之技术人员完全可以在本图提示的基础上，进一步扩展出其他各种能增强管材整体性能的类似结构。

本实用新型可广泛用于对煤矿、隧道或矿井等地下施工作业场所中有害气体进行抽排/通风的大口径管材领域，亦可用于给、排水领域。

Claims (9)

1.一种用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，包括通过螺旋缠绕构成中空结构管壁的矩形管状小口径管材，其特征是：

其所述的矩形管状小口径管材之管壁，由矩形或近似于矩形的金属管状骨架和设置在金属管状骨架至少一侧表面的防护层构成。

2.按照权利要求1所述的用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，其特征是所述的金属管状骨架由一个“口”字形或近似“口”字形的金属型材构成。

3.按照权利要求1所述的用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，其特征是所述的金属管状骨架由两个相对扣合的“]”形金属型材构成，两个“]”形金属型材之间固定连接成为一整体。

4.按照权利要求1所述的用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，其特征是所述的金属管状骨架用金属板、带孔金属板或金属丝网制成。

5.按照权利要求3所述的用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，其特征是在所述“]”形金属型材之侧边的边缘，设置开口或开缝。

6.按照权利要求1所述的用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，其特征是在所述金属管状骨架的内、外侧之表面，均设置防护层。

7.按照权利要求1或6所述的用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，其特征是所述的防护层为塑料防锈蚀护层。

8.按照权利要求1所述的用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，其特征是在所述金属管状骨架的表面与防护层之间，设置粘合层。

9.按照权利要求1所述的用于通风/瓦斯抽排的大口径中空结构壁缠绕管材，其特征是所述的两相邻金属型材之间可设置连接，使构成中空结构管壁之各个金属型材之间成为一个整体。

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