專利名稱：多層增強(qiáng)的聚合物管道以及用于輸送水的管道系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在區(qū)域供熱和供應(yīng)熱水的系統(tǒng)中用于水即熱水的多層增強(qiáng)的聚合物管道的設(shè)計(jì)，并且可以使用在用于輸送在操作條件下管道材料對(duì)其具有耐受性的液體和氣體介質(zhì)的管道中。
背景技術(shù)：
已知聚合物增強(qiáng)的管道，所述聚合物增強(qiáng)的管道包括熱塑性材料的內(nèi)層和外層，以及聚合物材料或者礦物材料的增強(qiáng)劑，所述增強(qiáng)劑放置在所述層之間并且以連續(xù)纖維的形式制成，所述連續(xù)纖維深入內(nèi)層的外表面以及外層的內(nèi)表面(RU，N0.2205318, IPC 7F16L 9/12)。這樣的設(shè)計(jì)提供了管道強(qiáng)度相當(dāng)大的增加，但是其不適合于熱水輸送，因?yàn)闆](méi)有針對(duì)蒸汽和氣體滲透的屏障物。此外，提供管道強(qiáng)度需要增強(qiáng)層對(duì)聚合物良好的粘附性。已知用于供水和供熱系統(tǒng)的多層管道，包括優(yōu)選地由交聯(lián)聚乙烯組成的管道主體；形成防止水?dāng)U散通過(guò)多層管道的屏障物的至少一個(gè)層，所述屏障層由液晶聚合物組成(RU，N0.2224160，IPC 7F 16L 9/12)。現(xiàn)在，這樣的設(shè)計(jì)廣泛使用于供水和供熱系統(tǒng)中，優(yōu)選用于熱水供應(yīng)。然而，缺乏增強(qiáng)層在操作期間在增加的壓力下將不能提供要求水平的連續(xù)強(qiáng)度，并且導(dǎo)致需要增加管道壁厚度，這進(jìn)而引起管道質(zhì)量增加，以及其柔韌性和容量降低。因此，例如，雖然對(duì)于在IObar的壓力下用于熱水供應(yīng)的交聯(lián)聚乙烯的管道，安全因子是1.53，但是對(duì)于相同材料的增強(qiáng)管道，安全因子是1.78。在所有已知的管道中，在其技術(shù)本質(zhì)上最接近提出的管道的是在TU2248-025-40270293-2005下生產(chǎn)的聚合物多層增強(qiáng)管道“G-PEX-AM”，其設(shè)計(jì)包括交聯(lián)聚乙烯的管道(PEX-A)，防止氧氣擴(kuò)散的屏障層，由圍繞屏障層的合成纖維(“Kevlar”)網(wǎng)狀物形成的增強(qiáng)層，施加在增強(qiáng)層上的粘附層，以及由中等密度的聚乙烯制成的外部保護(hù)層。在該設(shè)計(jì)中，提供了由合成纖維網(wǎng)狀物形成的增強(qiáng)層對(duì)屏障層和外部保護(hù)層的雙面粘附性，目的是穩(wěn)定增強(qiáng)纖維的位置。增強(qiáng)層的雙面粘附性的獲得可以引起直接鄰近增強(qiáng)層的聚合物表面的破壞，這是由在溫度和機(jī)械荷載的循環(huán)改變的作用下其軸向位移引起的。

發(fā)明內(nèi)容
提出的管道設(shè)計(jì)的技術(shù)任務(wù)是提供在溫度和機(jī)械荷載的循環(huán)改變的作用下，管道結(jié)構(gòu)內(nèi)部的增強(qiáng)纖維的軸向位移的可能性，同時(shí)維持網(wǎng)狀物結(jié)構(gòu)并且防止對(duì)圍繞增強(qiáng)層的管道的聚合物層的破壞。在提出的多層增強(qiáng)聚合物管道中實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)結(jié)果，所述多層增強(qiáng)聚合物管道包括基底聚合物層、至少一個(gè)屏障層、至少一個(gè)增強(qiáng)層、粘附層和保護(hù)層，粘附層是由不粘附增強(qiáng)層的材料并且形成用于增強(qiáng)層纖維的自由移動(dòng)的通道的材料制成。在提出的管道設(shè)計(jì)中，在溫度和機(jī)械荷載改變的作用下，增強(qiáng)層纖維能夠在管道尺寸的波動(dòng)下自由地并且可逆地軸向位移。提出的管道的基底聚合物層是由交聯(lián)的或者耐熱的聚合物，優(yōu)選地聚乙烯或者聚丁烯制成。管道的增強(qiáng)層是由高強(qiáng)度和高模數(shù)的聚合物纖維制成，優(yōu)選芳香族聚酰胺纖維、聚酯纖維或者聚乙烯纖維。增強(qiáng)層可以由網(wǎng)狀物組成。其可以通過(guò)重疊網(wǎng)狀物的數(shù)個(gè)連續(xù)層而制成。提供對(duì)于氧氣擴(kuò)散和水蒸氣耐受性的屏障層是由極性聚合物和非極性聚合物制成的。管道的保護(hù)層由中等密度的聚乙烯制成。保護(hù)層的厚度為至少3_。提出了在區(qū)域供熱和供水網(wǎng)絡(luò)中用于輸送水，優(yōu)選熱水的管道系統(tǒng)，其由提出設(shè)計(jì)的兩個(gè)或更多個(gè)多層增強(qiáng)聚合物管組成。提出的設(shè)計(jì)的區(qū)別在于，管道的屏障層與由聚合物纖維制成的增強(qiáng)層緊密結(jié)合，在增強(qiáng)層上施加了由不粘附增強(qiáng)層并且在溫度和機(jī)械荷載改變的作用下在管道尺寸的波動(dòng)下形成用于增強(qiáng)層的纖維能夠自由地并且可逆地軸向位移的通道的材料制成的粘附層。


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的管道的總圖。
具體實(shí)施例方式多層聚合物增強(qiáng)管道包括聚合物基底層1、防止氧氣擴(kuò)散和水蒸氣的屏障層2、增強(qiáng)層3、粘附層4，其粘附除了增強(qiáng)層之外的管道層，以及保護(hù)層5。多層聚合物增強(qiáng)管道以下面的方式操作。在包括以不同角度旋轉(zhuǎn)的方案下，通常使用所提出的設(shè)計(jì)的管道安裝管路。當(dāng)管道彎曲時(shí)，增強(qiáng)纖維和基底層相對(duì)于彼此位移。在管路安裝之后，當(dāng)發(fā)生管道尺寸(其直徑和長(zhǎng)度)的一些變化時(shí)，通過(guò)增加的壓力對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。在尺寸變化的過(guò)程中，管道聚合物層相對(duì)于增強(qiáng)層位移，這是由于增強(qiáng)層材料和基底層材料的不同彈性模數(shù)引起的。在完成測(cè)試之后，減輕測(cè)試床壓力，并且發(fā)生增強(qiáng)纖維相對(duì)于聚合物層的反向位移。由于熱載體(熱水)的供應(yīng)，在其運(yùn)輸和供應(yīng)中斷的過(guò)程中，會(huì)發(fā)生增強(qiáng)纖維和聚合物層相對(duì)于彼此的相同反向的位移。在其安裝、測(cè)試和操作的過(guò)程中，根據(jù)本發(fā)明的多層增強(qiáng)聚合物管道提供了聚合物層和增強(qiáng)纖維相對(duì)于彼此自由地和可逆地位移，這確保了在使用壽命期間其操作特征的高水平和穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種多層增強(qiáng)的聚合物管道，包括基底層、至少一個(gè)屏障層、至少一個(gè)增強(qiáng)層、粘附層以及保護(hù)層，其特征在于所述粘附層由不粘附到所述增強(qiáng)層的材料上并且形成用于所述增強(qiáng)層的纖維自由移動(dòng)的通道的材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層管道，其特征在于所述基底層由交聯(lián)的或者耐熱的聚合物制成，優(yōu)選聚乙烯或者聚丁烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層管道，其特征在于所述增強(qiáng)層以網(wǎng)狀形式制造。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層管道，其特征在于所述增強(qiáng)層由高強(qiáng)度和高模數(shù)的聚合物纖維制成，優(yōu)選芳香族聚酰胺纖維、聚酯纖維或者聚乙烯纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層管道，其中所述屏障層由極性聚合物和非極性聚合物制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層管道，其特征在于所述保護(hù)層由中等密度的聚乙烯制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層管道，其特征在于所述保護(hù)層的厚度為至少3mm。
8.一種用于在區(qū)域供熱和供水的網(wǎng)絡(luò)中輸送水，優(yōu)選熱水的管道系統(tǒng)，由根據(jù)權(quán)利要求I到7中任一項(xiàng)所述的兩個(gè)或更多個(gè)多層管道組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于水的多層增強(qiáng)的聚合物管道的設(shè)計(jì)。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是所述多層增強(qiáng)的聚合物管道包括聚合物基底層、至少一個(gè)屏障層、至少一個(gè)增強(qiáng)層、粘附層和保護(hù)層。粘附層是由不粘附到所述增強(qiáng)層的材料上并且形成用于所述增強(qiáng)層纖維自由移動(dòng)的通道的材料制成。所述技術(shù)的結(jié)果在于，在溫度和機(jī)械荷載的循環(huán)改變的作用下允許管道結(jié)構(gòu)內(nèi)部的增強(qiáng)纖維軸向位移，同時(shí)維持網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并且防止損害圍繞所述增強(qiáng)層的管道的聚合物層。
文檔編號(hào)F16L9/12GK103154589SQ201180044098
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月7日
發(fā)明者米龍·伊薩科維奇·戈里洛夫斯基, 弗拉基米爾·瓦西里耶維奇·施瓦鮑爾, 亞歷山大·尤里耶維奇·施梅列夫, 弗拉迪斯拉夫·維塔利耶維奇·科夫里加, 謝爾蓋·瓦西里耶維奇·薩莫伊洛夫, 伊戈?duì)枴ね呶骼镆S奇·格沃茲杰夫 申請(qǐng)人:熱聚化合物有限責(zé)任公司