专利名称：煤矿井下用钢骨架纤维增强树脂管的制作方法
技术领域：
本实用新型属于对现有煤矿井下用纤维树脂复合管结构设计的改进。
背景技术：
很多易燃，易爆的场合需要大型管路输送气体、液体、甚至流态化固体。很多管路所输送的气体，液体或液态化固体，本身就是易燃、易爆物品.在煤矿井下用的各种输送管路中，如用来排放瓦斯含量高的井下空气，输送各种坑道施工材料等等。这种场合下，对传输管路有较高的要求，如抗燃、防止静电现象，耐磨、抗渗漏等。所以，传统的工程规范只能使用铸铁管，或大口径钢管。它的重量大，锈蚀太快，使用成本太高，而且耐磨性能并不优秀。所以在需要施工的场合往往投资极大。近些年来随着工业技术、工艺的提高，PVC管路和纤维树脂复合管很好地解决了阻燃和抗静电问题。具体的结构设计由抗磨防渗内衬层，中间受力层，表面导电层组成的纤维树脂复合套管，套管端部设置有固定式的或套装式的法兰盘，每层结构均由纤维、树脂，加入阻燃剂、抗静电剂后复合固化成型。PVC复合管和纤维树脂复合管也广泛地应用在了矿井和相类似的场合。由于其造价低、耐腐蚀性强、使用寿命长达50年而受到了极大的欢迎。但随着应用，已经暴露出里明显的缺点，如PVC管抗弯强度太低，施工难度较大。纤维树脂复合管则除以上弱点外还有抗冲击负荷能力较差，质脆，这就容易在恶劣环境下造成破损，易泄露而不具备优良的安全性.其耐磨性能也较差，对于含尘量大的气体和流态化固体的输送则表现出明显的不足。
发明内容
本实用新型的目的是对这种树脂和纤维类的复合管的结构做进一步的改进设计，使其在实现优良的阻燃和抗静电、耐腐蚀的性能能之外，再进一步提高耐磨性能和抗冲击负荷的强度，从而产生一个全新的增强纤维复合型树脂管道产品。
本实用新型的基本构思采用加入纳米级碳酸钙改进各层的微观结构，可以提高塑料和纤维之间的亲和力，增加塑料之间分子的细密度，从而提高它的耐磨性能和降低表面摩擦阻力，进一步提高了其内衬层的耐磨和抗渗漏性能.，纳米级的碳黑则可以有效地改善复合层的导电性能，以上是现有技术正式的技术效果。在受力层中加设金属骨架，借助超细碳酸钙的作用，及其与纤维和树脂材料紧密结合，产生较强的抗磨能力和抗冲击负荷的弹性，使管道有较良好的抗弯弹性横量。
复合塑料管是纤维与加入阻燃剂、抗静电剂、纳米碳酸钙和纳米碳黑的树脂固化后所形成的抗磨防渗内衬层、中间受力层和表面导电层组成的纤维树脂多层复合套管，套管端部设置有固定式的或套装式的法兰盘，本次改进的关键在于受力层中加还设了增强钢骨架。
本实用新型的积极效果是采用纳米级的碳酸钙加入环氧树脂后，改变了各层的精细结构加强了其抗拉强度和耐磨性能和纤维的结合强度。加入纳米级的碳黑则有效地改善了复合管整体的导电性能。在受力层加设呈螺旋状的增强骨架可以使复合管抗弯弹性模量加大，抗冲击负荷的能力大大加强。
以下结合附图进一步说明本实用新型的发明目的是如何实现的。
图1是本实用新型的结构示意图。
其中，1代表复合管的表面导电层，2代表增强受力层，2A代表螺旋状钢丝，2B代表轴向筋条，3代表内衬层，4代表法兰盘，4A为法兰盘上的通孔。
具体实施方式
现有的复合管是由抗磨防渗内衬层3，中间受力层2，表面导电层1组成的复合套管结构，套管两端设置有固定的或套装式的法兰盘4，每层结构均由纤维、树脂，加入阻燃剂，抗静电剂后复合固化成型，现在在纤维和树脂之间填充有纳米级的碳酸钙和纳米级的碳黑，在受力层2，加设了增强钢骨架2A。
增强钢骨架2A为螺旋状的钢丝，是左旋或右旋的，或左旋与右旋同时设置并交叉均匀分布在增强的受力层2中。
增强钢丝骨架2A的螺旋结构中左旋向与右旋向螺旋对应设置，各为2-6头均匀分布，形成交叉网状增强骨架。
交叉网状增强骨架的轴向设置3至12道均匀分布的直线状轴向筋条2B，由直线状轴向筋条和交叉网状增强骨架形成中间受力层中的骨架层。该直线状轴向筋条2B加上2-6头左螺旋状的增强钢丝阻租成的骨架2A和2-6头右螺旋的增强钢丝骨架均匀分布并组合在一起，形成交叉网状增强骨架，从而形成较强的抗冲击能力。具体地实施中组成骨架2的钢丝可以用钢带替代。还可以编好的金属丝网与纤维布共同缠绕形成金属骨架，后者常见于特殊管件，如弯头三通的结构设计之中。
由于强度的增加可以适当减少各层的厚度，从而使改进后产品的重量有明显的下降。改进后的各层厚度之间的比例为表面导电层1和内衬层3及增强受力层2的厚度之比是1∶5-10∶25-50。
权利要求1.一种煤矿井下用钢骨架纤维增强树脂管，是由纤维与加入阻燃剂、抗静电剂、纳米碳酸钙和纳米碳黑的树脂固化后所形成的抗磨防渗内衬层(3)、中间受力层(2)和表面导电层(1)组成的纤维树脂多层复合套管，套管端部设置有固定式的或套装式的法兰盘(4)，其特征在于在受力层(2)中加设了增强钢骨架(2A)。
2.根据权利要求1所说的煤矿井下用钢骨架纤维增强树脂管，其特征在于增强钢骨架(2A)为螺旋状的钢丝，是左旋或右旋的，或左旋与右旋同时设置并交叉均匀分布在增强的受力层(2)中。
3.根据权利要求2所说的煤矿井下用钢骨架纤维增强树脂管，其特征在于作为增强钢丝骨架(2A)的螺旋结构中左旋向与右旋向螺旋对应设置，各为2-6头均匀分布，形成交叉网状增强骨架。
4.根据权利要求3所说的煤矿井下用钢骨架纤维增强树脂管，其特征在于沿成交叉网状增强骨架的轴向设置3至12道均匀分布的直线状轴向筋条(2B)，由直线状轴向筋条和交叉网状增强骨架形成中间受力层中的骨架层。
5.根据权利要求2或3所说的煤矿井下用钢骨架纤维增强树脂管，其特征在于所说的钢丝用钢带替代。
6.根据权利要求2或3所说的煤矿井下用钢骨架纤维增强树脂管，其特征在于增强钢骨架(2A)为两层或两层以上的螺旋钢丝网组成。
专利摘要本实用新型涉及对煤矿井下用纤维树脂复合管结构的改进。改进后的复合管是由抗磨防渗内衬层，中间受力层，表面导电层组成的复合套管结构，套管两端设置有固定的或套装式的法兰盘，每层结构均由纤维、树脂，加入阻燃剂，抗静电剂后复合固化成型，在纤维和树脂之间填充有纳米级的碳钙和纳米级的碳黑，在增强受力层，加设了增强钢骨架。
文档编号F16L47/00GK2895949SQ20052010467
公开日2007年5月2日 申请日期2005年11月22日 优先权日2005年11月22日
发明者伦慧东, 伦慧琪, 杨进友 申请人:伦慧东