專利名稱：一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料的成型結(jié)構(gòu)，具體地說(shuō)是利用三角形空腔結(jié)構(gòu)增大占空比，減輕材料的自重，同時(shí)又獲得較高的比強(qiáng)度和比剛度，兼而得到隔熱保溫性能的一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料。
在本發(fā)明提出之前，還沒(méi)有查尋到用三角形空腔結(jié)構(gòu)提高管狀材料強(qiáng)度和剛性的技術(shù)方案。雖然CN93118396.0《一種紙基高強(qiáng)度材料》公開(kāi)的是一種三角形空腔結(jié)構(gòu)，但它僅適用于板狀材料，不能用于管狀材料。
在我們生產(chǎn)實(shí)踐中常常遇到軸類零件或是管類材料的剛性和強(qiáng)度問(wèn)題。譬如說(shuō)，我們?cè)跈C(jī)械制造中常遇到跨距大、直徑較小的軸，強(qiáng)度、剛度和由材料本身自重而產(chǎn)生的撓度使得機(jī)械制造和設(shè)計(jì)無(wú)法進(jìn)行，用其它輕質(zhì)材料替代又得不到必備強(qiáng)度與剛度的性能要素，而使許多好的項(xiàng)目無(wú)法實(shí)施。另外，有一些超大直徑的管狀材料，由于自重太大而沒(méi)有能力制作，雖然可以用冷作的方式來(lái)做，但由于是超大直徑，制作的板材厚度和使用時(shí)的抗壓能力以及焊接技術(shù)的要求就很高，材料的消耗和本身的自重很大，也使得造價(jià)、工時(shí)、損耗和制造難度系數(shù)增加。還有一些管類材料本身需要具有隔熱保溫的性能，對(duì)有這種性能的管類材料特別適用于化工，采暖、制冷和既有抗壓要求又要具備隔熱保溫性能的管道運(yùn)輸。譬如石油、天然氣、熱水、蒸氣的輸送。目前廣泛采用的管道隔熱保溫技術(shù)大都是在管壁外加一層很厚的隔熱保溫層，而由于許多隔熱保溫材料強(qiáng)度不高，容易損壞，而增加了維護(hù)成本，為了減少隔熱保溫層的使用壽命，一般需要將做好的管道放入地下做管道的隔熱保溫層施工，這一工藝代價(jià)十分昂貴。而維修時(shí)除了土方工程量大、成本高外，還要除去舊的保溫層材料，更換新的保溫層材料，因而不能實(shí)現(xiàn)輸送管道的直接設(shè)埋。
本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提出一種占空比大，自重輕，成本低，強(qiáng)度剛度高，具有隔熱保溫性能的三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料，使其較容易制造。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料，包括許多三棱柱筒體，其特殊之處是該管狀材料的管壁至少有一層并排排列的三棱柱筒體層，每層三棱柱筒體層的內(nèi)、外兩面粘接有襯管。
在上述方案中，所述管壁至少有二層并排排列的三棱柱筒體層，相鄰三棱柱筒體層相互粘接起來(lái)，其三棱柱排列方向可以是同方向排列，也可以是異方向排列。
本發(fā)明所述相鄰兩層之間的三棱柱筒體層的三棱柱排列方向可以與管狀材料的軸線方向都相同，也可以是一層與管狀材料的軸線方向相同，另一層圍繞管壁呈螺旋狀或圓環(huán)狀。從而可根據(jù)使用情況選擇不同的排列方式，使本發(fā)明的力學(xué)性能更加合理，選擇性更大。
本發(fā)明在實(shí)施時(shí)，相鄰三棱柱筒體層和襯管可根據(jù)本發(fā)明的不同用途來(lái)選擇不同的材料。它們可以是同一種材料，也可以是不同性能性質(zhì)的材料；可以是有機(jī)材料，也可以是無(wú)機(jī)材料；可以是剛性材料，也可以是柔性材料；可以只使用一種，也可以多種并用，使之形成性能互補(bǔ)的復(fù)合材料，以適應(yīng)不同的用途。
本發(fā)明由于采用了三棱柱筒體層結(jié)構(gòu)，因此，它在不增加重量的情況下，可大幅度提高材料本身的強(qiáng)度和剛度，降低制造難度，它具有占空比大，比重小、成本低、不易變形、隔音、隔熱、防腐、阻燃等優(yōu)點(diǎn)。它的抗壓、抗彎、抗變形的力學(xué)性能不但優(yōu)異，而且其隔熱保溫的熱工性能也很出色。因此，本發(fā)明的適用范圍非常廣泛。在機(jī)械領(lǐng)域，它可作細(xì)長(zhǎng)軸或大直徑管，替代用機(jī)械方法無(wú)法加工的同類產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)特殊的用途；在化工領(lǐng)域，它可以作輸送管，輸送原油或化工原料，解決了現(xiàn)有金屬輸送管存在的易腐蝕、成本高的問(wèn)題；在市政工程領(lǐng)域，由于它的隔熱保溫性能及耐腐蝕性能出色，所以特別適合作熱水輸送管或污水排放管。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例。


圖1是相鄰三棱柱筒體層沿軸向平行排列主視圖。
圖2是圖1軸向剖視圖。
圖3是三棱柱筒體的頂角和斜邊軋壓示意圖。
圖4是圖3的左視圖。
圖5是三棱柱筒體模壓成型示意圖。
圖6是模壓成后三棱柱筒體層橫截面圖。
圖7是相鄰三棱柱筒體層異方向排列立體圖。
實(shí)施例1參照?qǐng)D1和圖2。
三棱柱筒體層1采用途1mm厚鋼板，首先在圖3和圖4的上滾軋軸3與下滾軋軸4中進(jìn)行軋壓轉(zhuǎn)折溝，使上下滾軋軸上的壓溝刀5成等距離狀態(tài)互相滾壓出轉(zhuǎn)折溝，又不能讓鋼板被切斷開(kāi)。然后在圖5所示的專用模具上模壓成如圖6所示的形狀。襯管2采用鋼管，先將上述制得的三棱柱筒體層粘接或焊接在內(nèi)襯管2-1的外表面，再在該三棱柱筒體層1外表面粘接或焊接中襯管2-2，中襯管2-2可由若干段構(gòu)成。再將按上述方法制得的另一塊三棱柱筒體層1纏繞粘接或焊接在中襯管2-2的外表面，最后把外襯管2-3粘接或焊接在該三棱柱筒體層1外表面。即成如圖1和圖2所示復(fù)合管狀材料形狀。該實(shí)施例的相鄰三棱柱筒體層之間三棱柱筒體排列方向與該管狀材料軸線方向都相同，這種含有三角形空腔結(jié)構(gòu)的管狀材料，具有很大的強(qiáng)度和剛度，可用于機(jī)械領(lǐng)域里解決一些跨距太大，軸的剛性強(qiáng)度不好而不可避免的由于自重所產(chǎn)生撓度的難題。
實(shí)施例2參照?qǐng)D7。
本實(shí)施例的三棱柱筒體層采用三層，其中，內(nèi)三棱柱筒體層1-1與外三棱柱筒體層1-3的三棱柱方向與襯管2的軸線方向相同，其制作方法同實(shí)施例1相同。中三棱柱筒體層1-2的三棱柱方向是繞著襯管2的外壁或內(nèi)壁圓周方向呈螺旋狀或圓環(huán)狀，它先予制好。相鄰三棱柱筒體層之間和內(nèi)三棱柱筒體層1-1內(nèi)表面與外三棱柱筒體層1-3外表面都有一個(gè)襯管2，上述各三棱柱筒體層1和各襯管2按實(shí)施例1所述的方法粘接成一個(gè)整體復(fù)合管狀材料。該實(shí)施例的強(qiáng)度和剛度很好。
實(shí)施例3本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1或?qū)嵤├?相同，其所有三棱柱筒體層1和所有襯管2均采用紙制成。將它們按實(shí)施例1或?qū)嵤├?所述的方法粘接成一體后，用固化劑進(jìn)行固化處理。該固化劑最好采用環(huán)氧樹(shù)脂，還可以采用各種有機(jī)和無(wú)機(jī)粘接劑固化，如脲醛樹(shù)脂，不飽和樹(shù)脂、水泥、石膏等。該實(shí)施例具有比重小、成本低、耐腐蝕、隔熱保溫、絕緣、阻燃等優(yōu)點(diǎn)，適合于化工領(lǐng)域和市政工程作輸送管道之用。
實(shí)施例4本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1或?qū)嵤├?相同，其所有三棱柱筒體層1和所有襯管2均采用塑料制成。
實(shí)施例5本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1或?qū)嵤├?相同，所有三棱柱筒體層1和中間襯管采用橡膠或其它彈性材料，內(nèi)、外襯管采用耐腐蝕、抗沖擊的金屬板或其它非金屬材料。
上述所有實(shí)施例中，所述每個(gè)三棱柱筒體的橫截面形狀可以是等邊三角形，也可以是等腰三角形。
綜上所述，本發(fā)明所述的一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料不但新穎，而且實(shí)用，其創(chuàng)新之組合設(shè)計(jì)確實(shí)能提高強(qiáng)度和剛度、減輕自重，降低成本，增強(qiáng)隔熱保溫性能，其實(shí)用效果遠(yuǎn)勝于背景技術(shù)，具有先進(jìn)性。
權(quán)利要求
1.一種三角形空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料，包括許多三棱柱筒體，其特征是該管狀材料的管壁至少有一層并排排列的三棱柱筒體層，每層三棱柱筒體層的內(nèi)、外兩面粘接有襯管。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料，其特征是所述管壁至少有二層并排排列的三棱柱筒體層，相鄰三棱柱筒體層相互粘接起來(lái)，相鄰兩層的三棱柱筒體層的三棱柱排列方向可以是同方向排列，也可以是異方向排列。
3.按照權(quán)利要求2所述一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料，其特征是所述相鄰兩層之間的三棱柱筒體層的三棱柱排列方向與管狀材料的軸線方向都相同。
4.按照權(quán)利要求2所述一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料，其特征是所述相鄰兩層之間的三棱柱筒體層的三棱柱排列方向是一層與管狀材料的軸線方向同向，另一層圍繞管壁呈螺旋狀或圓環(huán)狀。
5.按照權(quán)利要求1或2或3或4所述一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料，其特征是所述三棱柱筒體層和襯管材料采用經(jīng)固化劑固化處理的紙。
6.按照權(quán)利要求1或2或3或4所述一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料，其特征是所述三棱柱筒體層和襯管的材料采用塑料或金屬板制成。
7.按照權(quán)利要求1或2或3或4所述一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料，其特征是所述三棱柱筒體層和中間襯管采用橡膠或其它彈性材料，所述內(nèi)、外襯管采用耐腐蝕、抗沖擊的金屬板或其它非金屬材料。
8.按照權(quán)利要求1或2或3或4所述一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料，其特征是所述每個(gè)三棱柱筒體的橫截面形狀是等邊或等腰三角形。
全文摘要
一種三角空腔結(jié)構(gòu)復(fù)合管狀材料,包括許多三棱柱筒體,特征是該管狀材料的管壁至少有一層并排排列的三棱柱筒體層,每層三棱柱筒體層的內(nèi)、外兩面粘接有襯管。本發(fā)明具有占空比大、比重小、成本低、不易變形、隔音、隔熱、防腐、阻燃等優(yōu)點(diǎn),它抗壓、抗彎的力學(xué)性能不但優(yōu)異,而且其隔熱保溫的熱工性能也很出色,特別適合機(jī)械、化工、市政工程領(lǐng)域作細(xì)長(zhǎng)軸和輸送管之用。
文檔編號(hào)B32B3/28GK1254068SQ991200
公開(kāi)日2000年5月24日 申請(qǐng)日期1999年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月24日
發(fā)明者李群楫, 詹玉珍, 李競(jìng) 申請(qǐng)人:李群楫, 詹玉珍, 李競(jìng)