CN115370835B - 一种玻纤带增强聚乙烯复合管材及其连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种玻纤带增强聚乙烯复合管材，涉及聚乙烯管材技术领域。包括聚乙烯复合管材本体，聚乙烯复合管材本体包括聚乙烯内层、聚乙烯外层以及玻纤带增强层，玻纤带增强层分别与聚乙烯内层和聚乙烯外层固定连接，聚乙烯内层的内侧和聚乙烯外层的外侧分别设有第一防腐蚀层和第二防腐蚀层，玻纤带增强层的内侧和外侧分别设有第一韧性层和第二韧性层。通过分别增设的防腐蚀层和韧性层为聚乙烯复合管材本体的每一层提供防护层，大大提高的管材的整体性能；通过将两个管材者在电熔套筒内部熔融为一体，不会产生缝隙，在电熔套筒外部材料的进一步密封下，管材的密封效果更佳；电熔套筒结构简单，操作简单，能够提高连接效率。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯管材技术领域，具体而言，涉及一种玻纤带增强聚乙烯复合管材及其连接结构。
背景技术
聚乙烯管材是聚乙烯材质的管材，聚乙烯是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，原态聚乙烯的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状，聚乙烯管材具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。
玻纤带增强聚乙烯复合管是以玻纤增强热塑性预浸带为增强层，以聚乙烯为内、外层，通过连续螺旋缠绕熔接而成的三层复合结构管材，玻纤带增强聚乙烯复合管由于玻纤增强以后，所有塑料的韧性降低，而脆性增加，且由于玻纤和助剂的加入，增强塑料的吸湿性能加强，耐腐蚀能力降低。另外，玻纤带增强聚乙烯复合管的连接方式一般有电熔连接和机械连接，其中电熔连接具有施工效率高和连接成本低等优点，在中低压管道连接领域被广泛采用；但是由于纤维材料不能和聚乙烯相熔形成紧密连接，高压介质可能进入管道裸露截面的纤维通道，给管道系统的安全使用造成隐患，且现有技术中采用的连接结构较为复杂，常需要先分别将两节管材的端部进行封口，再将其熔接在一起，虽然这解决了密封问题，但操作繁琐，无疑增加了操作人员的工作量，降低了效率。
针对现有技术的不足，提供一种能解决上述背景技术中提出的问题的玻纤带增强聚乙烯复合管材及其连接结构是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻纤带增强聚乙烯复合管材及其连接结构，其能够针对现有技术中的不足之处，提出解决方案，具有良好的韧性和耐腐蚀性，导热效果好，使用寿命更长。
本发明的实施例提供一种玻纤带增强聚乙烯复合管材，包括聚乙烯复合管材本体，所述聚乙烯复合管材本体包括聚乙烯内层、聚乙烯外层以及设于所述聚乙烯内层和所述聚乙烯外层之间的玻纤带增强层，所述玻纤带增强层分别与所述聚乙烯内层和所述聚乙烯外层固定连接，所述聚乙烯内层的内侧和所述聚乙烯外层的外侧分别设有第一防腐蚀层和第二防腐蚀层，所述玻纤带增强层的内侧和外侧分别设有第一韧性层和第二韧性层。
在本发明的一些实施例中，所述聚乙烯复合管材本体内嵌入有V形导热芯，所述V形导热芯的闭合端位于所述聚乙烯内层，所述V形导热芯的开口端位于所述聚乙烯外层，所述V形导热芯的中部穿过所述玻纤带增强层及其两侧的所述第一韧性层和所述第二韧性层。
在本发明的一些实施例中，所述第一防腐蚀层的内侧设有功能树脂层。
在本发明的一些实施例中，所述功能树脂层为聚乙烯材料、聚苯硫醚材料、聚偏氟乙烯材料或热塑性弹性体材料中的一种制成。
在本发明的一些实施例中，所述第一韧性层和所述第二韧性层均为玻纤材料制成，且与所述玻纤带增强层为一体式结构。
在本发明的一些实施例中，所述第一防腐蚀层和所述第二防腐蚀层采用聚氯乙烯材料制成，且分别与所述聚乙烯内层和所述聚乙烯外层为一体式结构。
在本发明的一些实施例中，所述V形导热芯采用铜材料制成。
在本发明的一些实施例中，所述玻纤带增强层的缠绕角度为55°-75°。
本发明的实施例还提供一种玻纤带增强聚乙烯复合管材的连接结构，包括电熔套筒，所述电熔套筒的两端对称开设有环形阶梯凹槽，所述环形阶梯凹槽的深度由外向内递减，所述环形阶梯凹槽与所述聚乙烯复合管材本体的每一层接触处均采用与各层材料相同的材质制成；所述环形阶梯凹槽的内侧壁设有电阻丝，所述电熔套筒的顶部设有接线柱，所述接线柱与所述电阻丝相连接形成加热回路。
在本发明的一些实施例中，所述电熔套筒的两端端口与所述聚乙烯复合管材本体的内壁齐平，并沿端部向内侧倾斜部分后保持水平。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明包括聚乙烯复合管材本体，所述聚乙烯复合管材本体包括聚乙烯内层、聚乙烯外层以及设于所述聚乙烯内层和所述聚乙烯外层之间的玻纤带增强层，所述玻纤带增强层分别与所述聚乙烯内层和所述聚乙烯外层固定连接，所述聚乙烯内层的内侧和所述聚乙烯外层的外侧分别设有第一防腐蚀层和第二防腐蚀层，所述玻纤带增强层的内侧和外侧分别设有第一韧性层和第二韧性层。通过在聚乙烯内层的内侧和聚乙烯外层的外侧分别设有第一防腐蚀层和第二防腐蚀层与其固定连接，能够解决由于玻纤的加入导致聚乙烯耐腐蚀性低的问题，提高聚乙烯复合管材本体的防护能力，通过玻纤带增强层的内侧和外侧分别设有第一韧性层和第二韧性层，能够解决由于玻纤增强以后塑料的韧性降低而脆性增加的问题，提高聚乙烯复合管材本体的韧性，通过分别增设的防腐蚀层和韧性层为聚乙烯复合管材本体的每一层提供防护层，大大提高的管材的整体性能。
本发明通过电熔套筒，所述电熔套筒的两端对称开设有环形阶梯凹槽，所述环形阶梯凹槽的深度由外向内递减，所述环形阶梯凹槽与所述聚乙烯复合管材本体的每一层接触处均采用与各层材料相同的材质制成；所述环形阶梯凹槽的内侧壁设有电阻丝，所述电熔套筒的顶部设有接线柱，所述接线柱与所述电阻丝相连接形成加热回路。通过在电熔套筒两端分别开设环形阶梯凹槽，连接时将管材的端部磨削出适配的插槽，通过在环形阶梯凹槽的内壁设置于各层材料相同的材质，当电阻丝加热后使两者在电熔套筒内部熔融为一体，冷却后连接牢固，不会产生缝隙，且在电熔套筒外部材料的进一步密封下，使管材的密封效果更佳；且电熔套筒结构简单，操作容易，无需多步操作，能够提高连接效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中一种玻纤带增强聚乙烯复合管材的部分结构剖视图；
图2为本发明实施例中玻纤带增强层及韧性层的结构剖视图；
图3为本发明实施例中一种玻纤带增强聚乙烯复合管材的连接结构示意图；
图4为本发明实施例中电熔套筒的结构示意图。
附图标记：1、聚乙烯内层；2、聚乙烯外层；3、玻纤带增强层；4、第一防腐蚀层；5、第二防腐蚀层；6、第一韧性层；7、第二韧性层；8、V形导热芯；9、功能树脂层；10、电熔套筒；11、环形阶梯凹槽；12、电阻丝；13、接线柱；14、聚乙烯复合管材本体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1-图2，图1为本发明实施例中一种玻纤带增强聚乙烯复合管材的部分结构剖视图；图2为本发明实施例中玻纤带增强层及韧性层的结构剖视图；
具体包括：聚乙烯复合管材本体14，聚乙烯复合管材本体14包括聚乙烯内层1、聚乙烯外层2以及设于聚乙烯内层1和聚乙烯外层2之间的玻纤带增强层3，玻纤带增强层3分别与聚乙烯内层1和聚乙烯外层2固定连接，聚乙烯内层1的内侧和聚乙烯外层2的外侧分别设有第一防腐蚀层4和第二防腐蚀层5，玻纤带增强层3的内侧和外侧分别设有第一韧性层6和第二韧性层7。
本发明包括聚乙烯复合管材本体14，聚乙烯复合管材本体14包括聚乙烯内层1、聚乙烯外层2以及设于聚乙烯内层1和聚乙烯外层2之间的玻纤带增强层3，玻纤带增强层3分别与聚乙烯内层1和聚乙烯外层2固定连接，聚乙烯内层1的内侧和聚乙烯外层2的外侧分别设有第一防腐蚀层4和第二防腐蚀层5，玻纤带增强层3的内侧和外侧分别设有第一韧性层6和第二韧性层7。通过在聚乙烯内层1的内侧和聚乙烯外层2的外侧分别设有第一防腐蚀层4和第二防腐蚀层5与其固定连接，能够解决由于玻纤的加入导致聚乙烯耐腐蚀性低的问题，提高聚乙烯复合管材本体14的防护能力，通过玻纤带增强层3的内侧和外侧分别设有第一韧性层6和第二韧性层7，能够解决由于玻纤增强以后塑料的韧性降低而脆性增加的问题，提高聚乙烯复合管材本体14的韧性，通过分别增设的防腐蚀层和韧性层为聚乙烯复合管材本体14的每一层提供防护层，大大提高的管材的整体性能。
下面，将对本示例性实施例中一种玻纤带增强聚乙烯复合管材作进一步地说明。
在作为一种本实施例中的一种实施方式中，上述聚乙烯复合管材本体14包括聚乙烯内层1、聚乙烯外层2以及设于聚乙烯内层1和聚乙烯外层2之间的玻纤带增强层3，上述玻纤带增强层3分别与聚乙烯内层1和聚乙烯外层2固定连接，上述聚乙烯内层1的内侧和聚乙烯外层2的外侧分别设有第一防腐蚀层4和第二防腐蚀层5，第一防腐蚀层4与聚乙烯内层1的内侧固定连接，第二防腐蚀层5与聚乙烯外层2的外侧固定连接，上述第一防腐蚀层4和第二防腐蚀层5采用聚氯乙烯材料制成，且分别与聚乙烯内层1和聚乙烯外层2为一体式结构，提高聚乙烯层的防护能力的同时，能够保证与聚乙烯之间的结合更佳，且避免其他材料的加入导致增强效果降低；上述玻纤带增强层3的内侧和外侧分别设有第一韧性层6和第二韧性层7，第一韧性层6与玻纤带增强层3的内侧固定连接，第二韧性层7与玻纤带增强层3的外侧固定连接，上述第一韧性层6和第二韧性层7均为玻纤材料制成，且与玻纤带增强层3为一体式结构，提高玻纤带增强层3的同时，能够避免影响增强聚乙烯的性能，其中，上述玻纤带增强层3的缠绕角度为55°-75°。
在作为一种本实施例中的一种实施方式中，上述聚乙烯复合管材本体14内嵌入有V形导热芯8，上述V形导热芯8的闭合端位于聚乙烯内层1，V形导热芯8的开口端位于聚乙烯外层2，V形导热芯8的中部穿过玻纤带增强层3及其两侧的第一韧性层6和第二韧性层7。
在聚乙烯复合管材本体14内嵌入有V形导热芯8，使得管材本体的导热效果更好，当管材用于油田地面集输系统等工业领域或者用于供暖系统时，能够具有良好的导热和供暖效果。
作为一种示例，上述V形导热芯8采用铜材料制成，导热效果更佳。
在作为一种本实施例中的一种实施方式中，上述第一防腐蚀层4的内侧设有功能树脂层9。
作为一种示例，上述功能树脂层9为聚乙烯材料、聚苯硫醚材料、聚偏氟乙烯材料或热塑性弹性体材料中的一种制成。加入功能树脂层9能够满足管材在不同特定环境下的应用，适用不同条件和需求的应用范围。
实施例2
如图3-图4所示，图3为本发明实施例中一种玻纤带增强聚乙烯复合管材的连接结构示意图；图4为本发明实施例中电熔套筒的结构示意图；
本实施例提供一种玻纤带增强聚乙烯复合管材的连接结构，具体包括：电熔套筒10，上述电熔套筒10的两端对称开设有环形阶梯凹槽11，上述环形阶梯凹槽11的深度由外向内递减，环形阶梯凹槽11与聚乙烯复合管材本体14的每一层接触处均采用与各层材料相同的材质制成；
具体地，上述电熔套筒10位于环形阶梯凹槽11的侧壁由外向内侧依次包括第一聚乙烯材料层、玻纤材料层和第二聚乙烯材料层，其中，第一聚乙烯材料层与聚乙烯外层2接触，玻纤材料层与玻纤带增强层3接触，第二聚乙烯材料层与聚乙烯内层1接触；需要说明的是，第一防腐蚀层4和第二防腐蚀层5的对应处也为聚乙烯，第一韧性层6和第二韧性层7的对应处也为玻纤材料层。
在作为一种本实施例中的一种实施方式中，上述环形阶梯凹槽11的内侧壁设有电阻丝12，上述电熔套筒10的顶部设有接线柱13，上述接线柱13与电阻丝12相连接形成加热回路。
通过接线柱13接线后，电阻丝12通电加热，一段时间后将相互接触的材料熔融为一体，从而通过电熔套筒10分别将两个复合管材连接在一起。相同材料之间的融合更加均匀，不会产生裂缝，导致容易发生泄漏，电熔套筒10环形阶梯凹槽11内相互连接固定后，外部的部分进一步对其进行密封，增强密封效果。
在作为一种本实施例中的一种实施方式中，上述电熔套筒10的两端端口与聚乙烯复合管材本体14的内壁齐平，并沿端部向内侧倾斜部分后保持水平。
通过在电熔套筒10的端口处设置倾斜部，当与复合管材连接时，电熔套筒10的端部插入复合管材端部，倾斜面的一端与复合管材内壁紧贴，避免形成阶梯阻挡流体的流动，沿着倾斜面的过渡穿过电熔套筒10，流向另一侧的复合管材内部，使两个管材之间的连接结构不会对管材内部的流体造成阻碍，使流体的流通更加均匀快速。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种玻纤带增强聚乙烯复合管材，其特征在于，包括聚乙烯复合管材本体，所述聚乙烯复合管材本体包括聚乙烯内层、聚乙烯外层以及设于所述聚乙烯内层和所述聚乙烯外层之间的玻纤带增强层，所述玻纤带增强层分别与所述聚乙烯内层和所述聚乙烯外层固定连接，所述聚乙烯内层的内侧和所述聚乙烯外层的外侧分别设有第一防腐蚀层和第二防腐蚀层，所述玻纤带增强层的内侧和外侧分别设有第一韧性层和第二韧性层；
所述的玻纤带增强聚乙烯复合管材的连接结构，包括电熔套筒，所述电熔套筒的两端对称开设有环形阶梯凹槽，所述环形阶梯凹槽的深度由外向内递减，所述环形阶梯凹槽与所述聚乙烯复合管材本体的每一层接触处均采用与各层材料相同的材质制成；所述环形阶梯凹槽的内侧壁设有电阻丝，所述电熔套筒的顶部设有接线柱，所述接线柱与所述电阻丝相连接形成加热回路；所述电熔套筒的两端端口与所述聚乙烯复合管材本体的内壁齐平，并沿端部向内侧倾斜部分后保持水平。
2.根据权利要求1所述的玻纤带增强聚乙烯复合管材，其特征在于，所述聚乙烯复合管材本体内嵌入有V形导热芯，所述V形导热芯的闭合端位于所述聚乙烯内层，所述V形导热芯的开口端位于所述聚乙烯外层，所述V形导热芯的中部穿过所述玻纤带增强层及其两侧的所述第一韧性层和所述第二韧性层。
3.根据权利要求1所述的玻纤带增强聚乙烯复合管材，其特征在于，所述第一防腐蚀层的内侧设有功能树脂层。
4.根据权利要求3所述的玻纤带增强聚乙烯复合管材，其特征在于，所述功能树脂层为聚乙烯材料、聚苯硫醚材料、聚偏氟乙烯材料或热塑性弹性体材料中的一种制成。
5.根据权利要求1所述的玻纤带增强聚乙烯复合管材，其特征在于，所述第一韧性层和所述第二韧性层均为玻纤材料制成，且与所述玻纤带增强层为一体式结构。
6.根据权利要求1所述的玻纤带增强聚乙烯复合管材，其特征在于，所述第一防腐蚀层和所述第二防腐蚀层采用聚氯乙烯材料制成，且分别与所述聚乙烯内层和所述聚乙烯外层为一体式结构。
7.根据权利要求2所述的玻纤带增强聚乙烯复合管材，其特征在于，所述V形导热芯采用铜材料制成。
8.根据权利要求1所述的玻纤带增强聚乙烯复合管材，其特征在于，所述玻纤带增强层的缠绕角度为55°-75°。
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