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TWI313222B - Composite strip windable to form a helical pipe and method therefor - Google Patents

Composite strip windable to form a helical pipe and method therefor Download PDF

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Publication number
TWI313222B
TWI313222B TW092108876A TW92108876A TWI313222B TW I313222 B TWI313222 B TW I313222B TW 092108876 A TW092108876 A TW 092108876A TW 92108876 A TW92108876 A TW 92108876A TW I313222 B TWI313222 B TW I313222B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
strip
composite
base portion
elongated
rib
Prior art date
Application number
TW092108876A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200305499A (en
Inventor
Ian Roger Bateman
Gulcay Uysal
Original Assignee
Rib Loc Australia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rib Loc Australia filed Critical Rib Loc Australia
Publication of TW200305499A publication Critical patent/TW200305499A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI313222B publication Critical patent/TWI313222B/zh

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Description

1313222 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於改良式之具有肋條的強化結構；且尤 其是相關於以一種複合材料製造之以螺旋的方式纏繞的強 化或增強管子或管件。 【先前技術】 為人熟知的是，塑膠管件可以在室溫下或是在塑膠會 變得更為可撓曲之升高的溫度下、藉著以螺旋的方式纏繞 種具有-系列分隔開之直立肋部的塑膠條帶而製成，其 中，遠等直立肋部係縱向地延伸於該條帶。這種以螺旋方 式纏繞之管子的構造在製管工業中已經是為人所熟知，並 且被描述於本案申請人相關於塑膠條帶構造以及該等管件 ::管子藉以從此等條帶被製造出來之機器構 晴案之中。 對於這些管件要在高性能十運作的應用之中，為了要 肋邻：而要之強度等級’該塑膠條帶的壁部厚度以及該等 厚度'定是相當重要。替代的方式是，完成的 5 &子可以藉著增強構件或是強化構件而被強化。 在遠等強化的管子或是管 飞疋s仵疋被埋置於一個溝渠中或 極為i要/泥土負載的應用中，管件或是管子的強度係 化塑膠〜：：'州第607431號專利揭示了-種製造-種強 強ϋ 1法，其係使用-種安置於該等肋部之間的 強化構件，其方式係使得完成的管件或是管子的偏斜阻力 1313222 該複合條帶可以包括有各種材料，沙 化條帶是以金屬建構而成的。更'而，較佳地該強 化條帶是以鋼建構而成的。 、& m亥強 根據本發明的第二個概念，所 以纏繞來形成一個螺旋狀管件，該複合條帶包種入複有“条帶可 至，一個長形的塑夥條帶’該條帶具有-個基3底部位以及 至>、一個在長度方向上延伸的肋部部位， 從該基底部位處直立起來； 。邛位可以 -個長形的平面強化條帶，該條帶係在長度 伸並且被該肋部部位在側向的方 ^ 之高度對於厚度的比值至少是…支攆該強化條帶 定向大致上係垂直於該基底部位；以& 強化條帶的 -個平面薄層，該薄層係在長度的方向 :至該基底部位，該薄層具有較該塑膠條帶更高的揚： 模數以及強度； w八 其中，當被纏繞成-個螺旋狀管件時，該強 ==抵抗握向的壓倒性負載，並且該薄層係 了該官件的壓力比率。 車又佳地，刖述之高度對於厚度的比值至少是4比1。 根據本發明的第三個概念，所提供的—種以螺旋的方 =之複合管件係從一個複合條帶製造的，該複合條帶 、個長形的塑膠條帶’該塑膠條帶具有-個基底部位 至〆個在長度方向上延伸的肋部部位，該基底部位 11 1313222 而產生—個筆直的複合條帶； 將一個薄層結合於該基座部位的平坦側邊，該薄層具 有一個較該塑膠條帶更高的楊氏模數以及強度； 以螺旋的方式纏繞該複合條帶；以及 將條帶相鄰接迴轉的相鄰邊緣互相銜接起來，以便於 形成一個螺旋狀管件。 較佳的方式是’該方法更包含有介於該結合步驟與以 螺旋的方式纏繞之步驟之間的另外步驟，該等另外步驟包 含有： λ —將該筆直的複合條帶導向一個捲筒，該捲筒具有—個 堯著個大致上為水平的主軸旋轉的轂部，且該條帶的基 座部位係面對著該轂部的底側； 驅動該捲筒，以便於將該筆直的複合條帶拉向該捲筒 以及以便於將該條帶繞著捲筒的轂部從其底側處纏繞； 將該捲筒運送到一個工作位置處；以及 將該條帶從該捲筒解開。 【實施方式】 ^ /、、、圖1以及圖2，一個可以纏繞來形成一個螺旋狀 Β件的長形複合條帶1〇係被顯示出來。該複合條帶1〇包 :有-個長形的塑膠㈣u以及一個長形的金屬強化條 ^ 使用於本發明這個實施例的塑膠是聚乙烯，然而， 也可以使用其他適合的塑膠。 、 遠塑膠條帶11 的基座部位12。 具有一個帶有一個大致上為平坦側邊 複數個在長度方向上延伸的肋部部位 14 14 1313222 20係從該基座部位12處向上突出。+、 在這個實施例之中， 母個肋部部位20都包含有沿著基座部 1证12在長度方向上 延伸的一對平行壁部22與24，用以w a 界疋出一個在長度的 方向上延伸的狹長孔23。如圖2所示，該狹長孔23的尺 寸以及形狀係被制定成用以緊貼地接收該強化條帶％。 一個塑膠珠子4〇係被定位成用 ^ t Λ用以跨接介於肋部壁部 22與24之上方端部之間的間隙， 从及藉此將該強化條帶 30完全地封在内部。這樣係防止 ^ 強化條帶3 0暴露於璟 i 兄之中並且因而有助於防止侵蝕的情形發生。 在本發明的第一個實施例之中， Ρ ώ , 徒供了 一系列三個在 長度方向上延伸的肋部部位2〇， yjc * ^ ^ ^等肋部部位係在橫越該 條f的寬度上被分隔開來。在本 、 ^ %明的其他實施例中， 以使用更多個或更少個肋部部位 ^ ^ % ^ 〇 及強化條帶。支撐著長 屯金屬強化條▼ 30的肋邱邱办并 ㈣口P 立並*需要是連續的 肋部部位20可以適任何 ㈣ 強化條帶30。 ^係支撑者垂直定向的 參照圖4，其中孫甜_ ， 如圖1、圖2以及圖3所示^错者以螺旋的方式纏繞 旋方式纏繞的複合管件帶而產生出來之以螺 緣之間的接合料最轉的相鄰邊 中。 你取/月边地以剖面顯示於圖1之 比較圖1與圖4 件之後，該等強化條帶 在㈣條^形成管 w /、持為不變的。尤其是在纏繞該 1313222
内徑 mm 鋼材厚度 mm 鋼材局度 mm 高度對厚度的比值 鋼帶數目 鋼的材料 150 0.6 4 6.7:1 3 CA3 SNG 300 0.6 12 20:1 3 CA3 SNG 375 0.6 12 20:1 3 CA3 SNG 450 0.6 14 23:1 3 CA3 SNG 525 0.6 16 27:1 3 CA3 SNG 600 0.8 16 20:1 3 CA3 SNG 675 1.0 16 16:1 3 CA3 SNG 750 1.2 16 13:1 3 CA3 SNG 825 1.6 16 10:1 3 CA3 SNG 900 1.6 16 .10:1 3 CA3 SNG 1050 1 19 _ 19:1 3 CA3 SNG 「1200 Γ 1.2 19 --^_ 3 CA3 SNG A3 SNG ·未塗層之冷滚軋軟鋼（unc〇ate(j c〇id rolled mild steel ) 所使用之強化鋼帶的向度、厚度、以及數目是可 4的’其係影響到所纟廩績 〗所、屢统之官件的硬度。以較大直徑的管 ㈣說，塑膠對於管件硬度的影響係非常地小（小於ι〇% )°以較小直徑的營株决 比較大(對於具有3。::之^ m之内徑的管件接近30%)。 报重硬：化條帶3°之高度對於厚度的比值是 具有大的高度:厚度二之使用效率的觀點來看’ 仔細考慮到可能產生的不穩定性==的，但是必須 化條帶30朝向塑膠條帶 “性可能會導致強 能會產生過量的彎曲變％ :座而向旁邊倒塌’或是可 對於這種應用之且^ 冑形破顯示於圓5中）。 -取佳楊氏模數（或是抗張強度） 17 1313222 底:或是底側U)3的筆直路徑，該等肋部係面向下並 而基座部位係面向上，而裳 ^ ^ ^ 而今5午该條帶可以在線軸上於正確 的疋向"曲（肋部係如同在纏繞之管件中地面向外）。 被發展來用於這種新式方法之控制絲ι〇"走轉速度 是依據條帶！。㈣力（馬達上的力矩）。除了改 軸上纏繞的方法之外，最佳之線軸轂部的尺寸大小 被需被選擇以防止肋部在纏繞線轴期間彎曲。-個45 mm 的初始轂部尺寸大小對於某些鋼鐵厚度來說是適當的，缺 而，當鋼變得比較厚並曰龢古性 ’' 且較同時’必須增加轂部尺寸大小 。目前對於用於製造出直徑大到75〇醜之管件的條帶1〇 來說，需要1000 mm之轂部的尺寸大小。 如圖7與圖13所不之本發明第二個到第八個實施例的 外型輪廓可以使用上文所述之用於圖1到目6所示之本發 明第-個實施例之外型輪廓的方法來建構。該薄層可以在 該條帶已經被擠製出來之後在一個個別的步驟中被導入。 雖然本發明已經以-個較佳實施例的方式被描述，為 了要幫助更清楚地了解本發明’應該要察知的是，可以在 不，離本發明的原理下進行各種修改。因此，應該要了解 的疋本發明應m 了在其範蜂之内之所有的此等修改。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 本發明的數個較佳實施例係顯示於隨附的圖示之中， 在該等圖示中： 圖1顯示了根據本發明第一個實施例之複合條帶的剖 24 1313222 (二）元件代表符號 10 複合條帶 11 塑膠條帶 12 基座部位 14 側邊 16 邊緣/公邊緣構件 18 邊緣/母邊緣構件 20 肋部部位 21 肋部部位 22 壁部 23 狹長孔 24 壁部 30 強化條帶 31 強化構件 32 變形區域 40 塑膠珠子 50 薄層 54 間隙 55 額外的薄層 100 線轴驅動組件 101 線軸 102 水平主軸 103 線軸底部或底側 110 條帶引導件 26 1313222 112 114 桿件 循環氣動式汽缸 27

Claims (1)

  1. 之螺旋管件的複 1313222 拾、申請專利範圍： 1 · 一種可以纏繞以形成用於運送流體 合條帶，該複合條帶包含有： 一個具有一個基座部位的長形塑膠條帶，該基座部位 具有-鮮定出一個内部面的下方側邊及一個界定出二個 外部面的上方側邊； 至少一個在長度方向上延伸的肋部部位，該肋部部位 係從該基座部位的外部面處直立起來；以及 -個長形的強化條帶’其係在長度方向上延伸並且側 向地被肋部部位支撐著，該強化條帶之高度對厚度的比率 為至；3 tb 1並且被定向成大致上垂直於該基座部位該 内部面係形成了一個在該強化條帶下方的連續表面；" $中’當被纏繞成—個螺旋管件時，該強化條帶係強 化該管件而抵抗徑向的壓垮性負載（⑽一 1〇⑷並 且該内部面係將該強化條帶與在該管件之内的流體分開。 ' 2. *申*月專利範圍帛1項所述的複合條帶，其中，前 述之高度對厚度的比率為至少4比卜 t ，如申°月專利範圍第1項或第2項所述的複合條帶， ：°亥肋部部位界定了-個在長度方向上延伸的狹長孔 ’I強化條甲係被限制於該狹長孔中’該條帶係側向地被 该狹長孔的壁部支撐著。 4.如申請專利範圍第3項所述的複合 肋部部位包含有—斟i， ,,L .. _ 對千行壁部’該等壁部係在長度的方向 u座部位延伸’該等平行壁部係被;t向成大致上 28 1313222 垂直於該基座部位。 5. 如申請專利範圍第4項所述的複合條帶，其 強化條帶是連續的並且具有與該塑膠條帶共同伸長的 長度。 & 6. 如申請專利範㈣5項所述的複合條帶，其中 強化條帶係完全地被封入内部， 希 ^ 产 使於防止暴露至外部環 7·如申請專利範圍第6項所述的複合條帶其中节 速條帶具有一系列在長度方向上延伸的狹長孔，該等狹長 孔係形成了在該條帶的整個寬度上分隔的肋部部位，每個 肋部部位係支撐著一個長形的強化條帶。 8·如申請專利範圍帛！項戶斤述的複合條帶，且中， 該強化條帶是以金屬建構的。 9.如申請專利範圍第8項所述的複合條帶，其中，該 強化條帶是以鋼建構的。 10· —種可以纏繞以形成一個螺旋管件的複合條帶， 該複合條帶包含有： 個長开y的塑膠條帶’該塑膠條帶具有一個基座部位 ”個在長度方向上延伸的肋部部位，該肋部部位係從該 基座部位處直立起來； -個長形的平面強化條帶，其係在長度方向上延伸並 且被該肋部部位φ嫂；& ^ , 叉揮考’該強化條帶之高度對厚度的比率 為至/ 3 It 1並且被定向成大致上垂直於該基座部位；以 及 29 1313222 且被結合於 楊氏模數及 一個平面薄層，其係在長度方向上延伸並 該基座部位，該薄層具有較塑膠條帶還要高的 強度； 其中’當被纏繞成-個螺旋管件時，化條帶係強 化該管件而抵抗徑向的壓垮性負載（crushing i〇ad)並且 δ亥薄層係改善了該管件的額定壓力。 、， ^ I1.如申請專利範圍第項所述的複合條帶，其中， 前述之高度對厚度的比率為至少4比i。 12·如中請專利範㈣1Gm η項所述的複合條 帶，其中，該肋部部位界定了 一個在I " ^ J個在長度方向上延伸的狹 孔’該強化條帶係被限制於該狹長孔中，該條帶係側向 地被該狹長孔的壁部支樓著。 13.如中晴專利範圍第12項所述的複合條帶，， 包含有一對平行壁部，該等壁部係在長度的方 座部位延伸’該等壁料被定向成大致上垂 直於平坦側邊。 & 14’ 一種以螺旋方式纏繞的複合管件，該複合管件是 從-種複合條帶製造出來的，該複合條帶包含有：… 及—個：：：：塑膠條帶，該塑膠條帶具有-個基座部位 ^ 個在長度方向上it a u , Α L伸的肋部部位，該基座部位形成了 被纏繞管件的内部， 办成了 .^ 4肋部部位係從該基座部位直立起來 及 一個長形的金屬強 且被該肋部部位支擇著 化條帶，其係在長度方向上延伸 ’該強化條帶之高度對厚度的比 並 率 1313222 為至::比被定向成大致上垂直於該基座部位，· "Ν Ψ 在纏繞該條帶决形#总μ 對於基座部位的定向仍然是一有之:變:。強化㈣ 件，“，前述 16，如申請專利範圍第 /、中°亥強化條帶是連續的 —段長度。 17.如申請專利範圍第 強化條帶是以金屬建構的。 14項或第1 5項所述的管件， 並且具有與該管件共同伸長的 14項所述的管件，其中，該 該強 18·如申請專利範圍第17項所述的管件， 化條帶是以鋼建構的。 、 19. -種以螺旋方式纏繞的複合管件該複合管件是 從—種複合條帶製造出來的，該複合條帶包含有： 一個長形的塑膠條帶，該塑膠條帶具有—個基座部位 及-個在長度方向上延伸的肋部部位，該基座部位形成了 破纏繞管件的内部，該肋部部位從該基座部位直立起來； 、-個長形的平面強化條帶’其係在長度方向上延伸並 且被該肋部部位支撐著’該強化條帶之高度對厚度的比率 為至少3 tb 1並且被定向成大致上垂直於該基座部位；以 及 -個長形的平面薄層’其係在長度方向上延伸並且被 結合於該基座部位，㈣層具有較塑膠條帶還要高的揚氏 模數及強度； 31 1313222 其中，在纏繞該條帶 對於基座邻# & ~ ^ 來形成官件之後，該強化條帶相 土座錢的定向仍然是大致上沒有改變的。”相 芦相鄰·：申請專利範圍第19項所述的管件，其中，’笼 層相鄰的迴轉並不是直接結合在一起。 ㈣ 之古 _叫專利範圍第20項所述的管件，其中一 之阿度對厚度的比率為至少4比丄。 中則述 其二:申請專利範圍第2。項或第21項所述的管件， -段長度。 1且具有與该皆件共同伸長的 23.如申請專利範圍g 19項所述的管件 強化條帶是以金屬建構的。 ”T忒 认如申請專利範圍第23項所述的管件，其中 化條帶是以鋼建構的。 Λ隹 25. -種以螺旋方式纏繞的複合管件，該複合 從-種複合條帶製造出來的’該複合條帶包含有： 一個長形的塑膠條帶’該塑膠條帶具有—個基座部位 及-個在長度方向上延伸的肋部部位，該基座部位形成了 破纏繞管件的内部’該肋部部位從該基座部位直立起來； 一個長形的強化條t，其係在長度方向上延伸並且被 該肋部部位側向地支撐著；以及 -個長形时面薄[其係在長度方向±延伸並且被 結合於該基座部位，該薄層具有較塑膠條帶還要高的揚氏 模數及強度。 26·如申請專利範圍第25項所述的管件，其令，該管 32 1313222 件之薄層的相鄰的纏繞迴轉並不是直接結合在一起。 27.如中請專㈣圍第26項所述的管件，其中 化條帶是以金屬建構的。 28· -種製造以螺旋方式纏繞之鋼製強化塑膠條帶敦 件的方法，該方法包含有以下的步驟： 、e 擠製出-個塑膠的縱剖面，其具有—個基座部位與— 個在長度方向上延伸的肋部部位，該肋部部位係從該 部位直立起來； 將-個長形而筆直邊緣的強化條帶導入該肋部部位之 中，該金屬條帶之高度對厚度的比率為至少3比i並且被 定向成大致上垂直於該基座部位’藉以產生—個筆 合條帶； 以螺旋的方式纏繞該複合條帶以塑性地變形該強化條 帶；以及 將該條帶之相鄰迴轉的相鄰邊緣互相銜接起來，以便 於形成一個螺旋管件。 29.如申請專利範圍第28項所述的方法，其十，該肋 邛4位係被擠製成用以界定出一個在長度方向上延伸的狹 長孔’該狹長孔係被造形成支撐著該強化條帶。 3〇·如申請專利範圍第29項所述的方法，其中，該肋 β。卩位係被擠製成包含有一對平行之在長度方向上沿著基 座邛位延伸的壁部，該等壁部係被定向成大致上垂直於該 基座部位。 3 1 ·如申請專利範圍第30項所述的方法，其更包含有 33 1313222 將該強化條帶封入内部的步驟。 32·如申请專利範圍第3 1項所述的方法，其 製與該導入的步騍伤 + 再中’該擠 。 时驟係—起在—個十字形擠製模頭之中發生 33.如申睛專利範圍第28項所述的方法 導入的步驟與以螺奸尺具有在 、’、疋方式纏繞的步驟之間之另外的步噃 該等另外的步驟包含有： 步驟， 將該筆直的複合條帶引導至一個具有一 處其該數部係繞著-個大致上水平的主轴旋轉， 的基座部位係面對著該轂部的底面； Ί 、驅動°亥線轴，以便於將該筆直的複合條帶拉向該線轴 以及以便於將4條帶繞著該絲的轂部從其底面處進行纏 繞， 將該線軸運送到一個工作場地；以及 將該條帶從線軸解開。 34· —種製造以螺旋方式纏繞之鋼製強化塑膠條帶管 件的方法，該方法包含有以下的步驟： 擠製出-個塑膠的縱剖面，其具有—個基座部位盘一 個在長度方向上延伸的肋部部位，該肋部部位係從該基座 部位直立起來； 將一個長形的金屬強化條帶導入該肋部部位之中，該 金屬條帶之高度對厚度的比率為至少3比1並且被定向成 大致上垂直於該基座部位，藉以產生一個複合條帶； 將-個薄層結合於該基座部位，該薄層具有較該塑膠 34 1313222 條帶還要高的楊氏模數以及強度； 以螺旋的方式纏繞該複合條帶；以及 :該條帶之相鄰迴轉的相鄰邊緣互相銜接起 於形成一個螺旋管件。 1文 係破擠製成用以界定出—個在 狹長=，該狹長孔係被造形成支撐著該強；:條帶。延伸的 肋部…法，，該 基座部位延伸㈣： 之在長度方向上沿著 該基座部位p，料壁部係被定向成大致上垂直於 37_如申請專利範圍第34項所述的方 在結合的步驟與以螺旋方式纏繞 ;、=有 ，該等另外的步驟包含有： 之另外的步驟 將該筆直的複合條帶引導至—個 處’該較部係繞著一個大致上水平的：轴：較部的線轴 的基座部位係面對著該轂部的底面；^且錢帶 以及軸，以便於將該筆直的複合條帶拉向”勒 繞; ^繞考該線軸的較部從其底面處進行纏 將該線軸運送到一個工作場地；以及 將該條帶從線軸解開。 35
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