[发明专利]一种异径竹缠绕管结构及其制备方法

权利要求书

1.一种异径竹缠绕管结构，其特征在于，该异径竹缠绕管结构的轴向包括一体成型的、且依次相连的大口径端、锥形过渡面和小口径端，其径向由内至外依次包括内衬层、结构层和外防护层，其中，所述锥形过渡面的内衬层和结构层之间还设置有纤维增强层，该纤维增强层由高强度的纤维浸润树脂缠绕而成，其两端分别延伸至所述大口径端和小口径端，且所述纤维增强层位于大口径端和小口径端部分的厚度沿远离锥形过渡面的方向递减；

同时，所述纤维增强层位于锥形过渡面处的厚度由如下公式确定：

式中：t为纤维增强层缠绕厚度，mm；

Pw为异径管设计压力，Mpa；

D为大口径端管内径，mm；

σ为内压失效环向应力，Mpa；

K1为安全系数。

2.如权利要求1所述的异径竹缠绕管结构，其特征在于，所述纤维增强层的两端分别延伸至所述大口径端和小口径端的100mm以上距离处。

3.如权利要求1所述的异径竹缠绕管结构，其特征在于，所述高强度的纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。

4.如权利要求1所述的异径竹缠绕管结构，其特征在于，所述树脂与所述内衬层中采用的树脂相同。

5.如权利要求4所述的异径竹缠绕管结构，其特征在于，所述高强度的纤维与树脂的重量比为30～40:100。

6.如权利要求1所述的异径竹缠绕管结构，其特征在于，所述纤维增强层两端延伸至大口径端和小口径端的距离L按如下方式确定：当大口径端的公称直径DN满足150mm≤DN＜300mm，L取100mm；300mm≤DN＜600mm，L取200mm；600mm≤DN＜1200mm，L取250mm；1200mm≤DN＜1600mm，L取300mm；1600mm≤DN＜2200mm，L取350mm；2200mm≤DN＜2600mm，L取400mm；2600mm≤DN≤3000mm，L取450mm。

7.如权利要求6所述的异径竹缠绕管结构，其特征在于，所述异径竹缠绕管结构具体为异径管或管道承口。

8.如权利要求1-7任一项所述的异径竹缠绕管结构，其特征在于，所述内衬层、结构层的厚度比为1.5～3:10～90，所述内衬层的厚度为1.5～2.5mm，所述外防护层的厚度为2～5mm。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的异径竹缠绕管结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)首先，利用织物和胶黏剂在模具上制作防腐防渗的内衬层；

(2)然后，在制备完内衬层后，制备纤维增强层：根据公式计算获得纤维增强层的厚度t；根据大口径端的公称直径，确定纤维增强层两端延伸至大口径端和小口径端的距离L；根据所述厚度t和长度L，确定纤维增强层厚度沿远离锥形过渡面方向的递减量s；根据所述厚度t、长度L和递减量s，将高强度的纤维浸润树脂后，缠绕在所述内衬层上，制成获得纤维增强层；

(3)最后，在所述纤维增强层外缠绕制备获得结构层，并在结构层表面喷涂一层防腐防水的材料形成外防护层。