管子的构造制造技术

一种细长空心结构，例如管子(10)，以及用于构造这种细长空心结构的方法。管子(10)包括径向内部(11)和径向外部(13)，两部分(11,13)被合并到一起提供完整的管状壁结构。该方法包括：以内管(21)的形式提供径向内部(11)，将径向外部(13)围绕内管(21)组装。外部(13)包括纤维加强组合构造的外管(30)，其被柔性外壳(31)包围。使内管(21)膨胀以为外部(13)提供形态和形状。

The structure of a pipe

An elongated hollow structure, such as a tube (10), and a method for constructing such an elongated hollow structure. The tubes (10) include radially inner (11) and radially outer (13), and the two portions (11,13) are incorporated together to provide a complete tubular wall structure. The method includes providing radial internal (11) in the form of an inner tube (21) and assembling radially outer (13) around the inner tube (21). The outer (13) outer tube (30) including a fiber-reinforced composite is surrounded by a flexible housing (31). Cause the inner tube (21) to expand to provide shape and shape for the outside (13).

【技术实现步骤摘要】
管子的构造本申请是申请号为201180074533.9、申请日为2011年10月31日并且于2014年4月29日进入中国国家阶段的PCT专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种组合构造的细长空心结构，特别包括管状结构。尽管本专利技术被特别设计成与管子形式的管状结构的构造有关，但也能应用于其他细长空心元件的构造，细长空心元件包括：管状元件，如导管和管道；管状结构元件，如轴、梁和圆柱；以及组合构造的其他管状元件。
技术介绍
下面关于
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的描述只是为了方便对本专利技术的理解。该描述并不认为或者承认所引用的任何材料是或者曾是本申请优先权日时的公知常识。公知的采用纤维加强塑料复合材料来构成管子。通常，这种管子通过一种工艺构成，在该工艺中，纤维材料(例如玻璃纤维)长丝的粗纱被浸透热固性树脂或者热塑性组分，并且在心轴上来回缠绕形成组合构造的管壁结构。此外，还试图通过拉挤成型生产连续管子，该成型包括经加热模具拉伸加强纤维的潮湿主体来加工管子，然后管子被缠绕在卷轴上。以这种方式形成的管子通常仅限于约1km的长度和约100mm的直径。通常，需要这种管子能承受环向应力和轴向应力，并且该构造可以是管子所需的环向和轴向应力承受性能之间的平衡。通过以与管子轴线呈大约90°的角度缠绕长丝来优化环向强度。通过以接近管子轴线的角度缠绕加强长丝来优化轴向强度。以这种方式构成的管子的长度指的是传输管子的心轴或者辊的长度。因此，该构造工艺并不有利于那些形成液体和气体的传输网的长管子的制造；即，比可获得的心轴长许多的那些管子以及构成在两个远站点之间连续延伸管线的长度的那些管子，这两个站点有可能隔开数百到数千公里。如果有这么一种方式，使得可以采用在连续基础上构成的管子来形成管线，也就是说，不需要由一系列彼此相连的管段来形成，这些连接处有可能构成管线结构整体的薄弱区域。为了解决
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中的这些问题和难点，提出了本专利技术。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于构造细长空心结构的方法，该结构包括径向内部和径向外部，两部被合并到一起提供完整的管状壁结构，该方法包括：提供径向内部；将径向外部围绕径向内部组装；以及使内部膨胀；其中外部包括由柔性外壳包围的纤维加强组合构造的外管。优选，纤维加强组合构造的外管包括加强件和粘合剂。加强件包括一层或多层加强织物。优选，每一层都构造成围绕径向内部布置的管状层。通常多层管状层彼此围绕布置，并且也围绕内管布置。加强织物可以包括含有加强纤维的加强织物，该加强纤维具有四轴向纤维定向的特性。加强纤维包括玻璃纤维。四轴向纤维定向为管状结构提供必要的环向和轴向应力承载特性。优选，粘合剂包括可固化塑料，例如树脂粘合剂，其通常被称为树脂。粘合剂凝固成树脂母体，用于将加强织物层粘结到一起，以及将加强件粘结到内部上以提供完整的管状壁结构。树脂母体还能够将加强件粘结到外壳上。优选，内部包括内管，该内管包括内衬，织物层粘结到该内衬的一个面上，其中渗入加强纤维的粘合剂也渗入织物层中以将外部与内部结合到一起。优选，外壳包括外层和粘结到外层的一面上的织物层，该布置使得织物层与加强件相对。采用这种布置，外壳的织物层能提供通气层，以用于空气流通。优选，柔性外壳用于抵抗加强件的径向膨胀，从而使加强件承受径向压缩。采用这种布置，加强件被限制在膨胀的内部和柔性外壳之间的空间中。径向膨胀的内部与柔性外壳一起来限制加强件，引起加强件所在空间的容积逐渐减小。这迫使加强件中的粘合剂完全浸入加强件中；也就是说，加强织物层变得完全“浸湿”。特别是，向加强件提供压缩力，并有效地经加强织物泵送粘合剂以将粘合剂以可控和受限的方式分散到空间中。此外，加强件所在空间的容积的逐渐减小使得空气从空间中排出，这能提高粘合剂在加强件中的浸入效果。外壳和各加强织物管子有助于空气的排出。外壳和各个加强织物管状层构造成有助于空气的排出，例如，外壳和各个加强织物管状层包含沿着它们各自的长度间隔布置的通风孔，以助于空气的排出。此外，或者可选择地，提供通气层的外壳的织物层还有助于空气的释放，通常向上以及沿着装置释放到释放处或通风孔处。柔性外壳具有一些弹性，从而至少能在某种程度上抵抗加强织物管状层的径向膨胀。然而，柔性外壳的弹性比内管小。在这种方式中，柔性外壳能够缓冲加强织物管状层的径向膨胀的最初阶段。特别是，希望柔性外壳具有一些弹性。柔性外壳具有一些弹性，以用于提高对粘合剂逐渐浸湿加强件的速率控制。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于构造细长空心结构的方法，该结构包括径向内部和径向外部，两部被合并到一起提供完整的管状壁结构，该方法包括：提供包括内管的径向内部，该内管包括内衬，织物层粘结到该内衬的一个面上；将径向外部围绕径向内部组装；以及使内部膨胀；其中外部包括由柔性外壳包围的纤维加强组合构造的外管，其中内部包括内管，该内管包括内衬，织物层粘结到该内衬的一个面上，渗入外管的树脂粘合剂也渗入织物层中以将外部与内部结合到一起。根据本专利技术的第三方面，提供一种用于构造细长空心结构的方法，该方法包括围绕中心部形成柔性管状壁，使中心部膨胀以使管状壁结构呈现指定的横截面轮廓，对管状壁结构实行硬化、固化或其他凝固处理。中心部包括壁结构的一部分。柔性壁结构包括纤维加强塑性复合材料。柔性壁结构还进一步包括可固化的塑料，例如树脂粘合剂。通常，可固化塑料包括能固化的树脂。纤维加强塑性复合材料包括加强件，该加强件构造成包含有加强件纤维的织物。优选，加强织物具有四轴向纤维定向。四轴向纤维定向能提供换向和轴向应力承载性能。柔性管状壁结构还进一步包括围绕纤维加强塑性复合材料的柔性外壳。可膨胀的中心部包括内管，该内管具有能够在管状壁结构硬化、固化或其他凝固处理之前使柔性管状壁结构膨胀的可膨胀胆。优选，内管与管状壁结构的一部分结合并形成管状壁结构的一部分。柔性管状壁结构的连续运动及膨胀可对加强织物内的纤维进行预加应力和对齐，从而提高构造过程中的细长空心结构整个长度上的环向应力承载性能。优选，还对加强织物进行轴向(线性)预加应力，以提高拉伸负载承载性能。中心部可构造成胆。可用流体介质，如空气或水，使胆膨胀。优选，胆是弹性可膨胀的。在一种方案中，管状结构具有特定长度。管状结构例如可以包括管状元件，如做成特定长度的管子。在另一种方案中，管状结构逐渐形成为任意期望的长度。管状结构，例如，可以包括管状元件，如连续形成的管子，直到获得期望长度。在这点上，管子可以是构成连续管子的长度，该连续管子提供了在两远距离位置之间延伸的管线。与现有技术方案相反，现有技术中在两个远距离位置之间延伸的管线通常包括多个彼此相连的管段，根据本专利技术第一方面的管子允许该管线由一个连续的管子形成。根据本专利技术第四方面，提供一种用于构造细长空心结构的方法，该方法包括形成具有内部的柔性管状壁结构，对柔性管状壁结构的内部进行膨胀以为其提供形态和形状；对柔性壁结构进行硬化，固化或其他凝固处理以提供管状元件。柔性壁结构包括纤维加强塑性复合材料，其能固化以提供管状元件。柔性壁结构还进一步包括围绕纤维加强塑性复合材料的柔性外壳。在某些场合中，纤维加强塑性复合材料固化为刚性状态。在其他某些场合中，纤维加强塑性复合材料固化为柔性状态。管状壁结构包括衬层，该衬层具有流体不能渗透的内表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于构造细长空心结构的方法，该结构包括径向内部和径向外部，这两部合并到一起以提供完整的管状壁结构，该方法包括：提供所述径向内部；围绕所述径向内部提供所述径向外部；以及膨胀所述内部；其中所述外部包括由柔性外壳包围的纤维加强组合构造的外管；其中在所述径向内部和所述柔性外壳之间有空间；以及其中当所述内部膨胀时，在所述内部与所述外部之间的气体被排出。

【技术特征摘要】
1.一种用于构造细长空心结构的方法，该结构包括径向内部和径向外部，这两部合并到一起以提供完整的管状壁结构，该方法包括：提供所述径向内部；围绕所述径向内部提供所述径向外部；以及膨胀所述内部；其中所述外部包括由柔性外壳包围的纤维加强组合构造的外管；其中在所述径向内部和所述柔性外壳之间有空间；以及其中当所述内部膨胀时，在所述内部与所述外部之间的气体被排出。2.如权利要求1所述的方法，其中所述气体是空气。3.如权利要求1所述的方法，其中所述内部和外部之间的气体经由所述外壳中的通风装置而排出。4.如权利要求1所述的方法，其中所述内部和外部之间的气体经由所述外部的材料而排出，所述外部的材料是纤维的以有助于流体的移位。5.如权利要求3所述的方法，其中所述通风装置布置为在所述外壳中形成的穿孔。6.如权利要求1所述的方法，其中所述纤维加强组合构造的外管包括加强件和粘合剂。7.如权利要求6所述的方法，其中加强件包括一层或多层加强织物。8.如权利要求7所述的方法，其中所述一层或多层中的每一层都构造成围绕径向内部布置的管状层。9.如权利要求8所述的方法，其中有多层管状层彼此围绕布置和围绕所述内管布置。10.如权利要求7所述的方法，其中所述内部包括一包括内衬的内管，织物层粘结到该内衬的一个面上，其中渗入加强纤维的粘合剂也渗入织物层中以将所述外部与所述内部结合到一起。11.如权利要求6所述的方法，其中所述柔性外壳用于抵抗加强件的径向膨胀，从而使加强件承受径向压缩。12.如权利要求10所述的方法，其中加强件被限制在膨胀的内部和柔性外壳之间的空间中，从而径向膨胀的内部与柔性外壳一起操作，引起所述空间的容积逐渐减小，从而使加强件中的粘合剂完全浸入加强件中。13.如权利要求11所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔·德里克·布雷·格拉哈姆，
申请(专利权)人：长管有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU