本發(fā)明屬于輸電線路山火防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種遠(yuǎn)距離撲滅輸電線路山火用耐磨耐高溫耐高壓柔性水管。

背景技術(shù)：

近年來，輸電線路附近山火頻繁引發(fā)線路跳閘，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)電網(wǎng)山火進(jìn)行撲救，是防止輸電線路因山火跳閘的最直接、最有效的技術(shù)手段。但由于輸電線路現(xiàn)場(chǎng)處于100米以上高山，且坡陡路險(xiǎn)、車輛無法到達(dá)，因此，需要用高壓水管遠(yuǎn)距離輸水至山火現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行滅火，通常壓力高達(dá)15MPa。

因此，輸電線路山火的防治采用高壓滅火裝置，但是現(xiàn)有普通的消防水管配套使用，出現(xiàn)如下問題：(1)山火點(diǎn)附近水資源匱乏，普通消防布水管標(biāo)準(zhǔn)口徑為40mm，水管內(nèi)殘余水量大，嚴(yán)重浪費(fèi)水資源，消防水利用率低；(2)山火點(diǎn)通常位置較高，消防水輸送必須采用高壓滅火裝置，普通消防車用布質(zhì)消防水管承壓能力最大為4Mpa，耐壓能力不夠，如果用在高壓場(chǎng)合會(huì)出現(xiàn)爆裂、泄漏；(3)由于輸電線路山火滅火裝備使用的滅火液具有弱酸堿性，普通消防水管大多采用橡膠或PVC等材料，耐酸堿性差，且光滑性不佳，聚氨酯材料雖然耐酸堿性能好，但價(jià)格較為昂貴；(4)高壓水管現(xiàn)場(chǎng)使用需要彎曲連接及收集存放，需要很好的柔軟性，目前市面高壓管為了增加耐壓性能，加入鋼絲或其他金屬材料，或采用硬質(zhì)橡膠，均難以彎曲，不便滅火時(shí)水管彎曲和滅火后收存。如專利申請(qǐng)CN105169609A采用了金屬阻燃網(wǎng)層增加耐壓能力，專利申請(qǐng)CN 202017826U在水管的外部纏繞著具有高抗拉力的鋼絲來增加耐壓能力，但這些產(chǎn)品均不易彎曲，柔軟性差，不能滿足遠(yuǎn)距離滅火需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種遠(yuǎn)距離撲滅輸電線路山火用水管，該水管為耐磨、耐高溫、能承受高壓、柔性水管。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種遠(yuǎn)距離撲滅輸電線路山火用耐磨耐高溫耐高壓柔性水管，該水管包括由內(nèi)到外三層，最內(nèi)層為聚氨酯-PVC復(fù)合材料層，中間層為合成纖維層，最外層為聚酯棉層，中間層和最外層均由細(xì)繩編織而成，最內(nèi)層和中間層粘結(jié)在一起；

所述聚氨酯-PVC復(fù)合材料層由質(zhì)量份為15～20份的熱塑性聚氨酯、62～72份的PVC、8～12份的DOP、1～5份的熱穩(wěn)定劑和1～2份的銅鹽復(fù)合制備而成。

所述聚氨酯-PVC復(fù)合材料層經(jīng)下述步驟制備得到：將PVC、DOP、熱穩(wěn)定劑和銅鹽預(yù)塑化，然后加入熱塑性聚氨酯混煉，最后注塑成型。

所述熱穩(wěn)定劑為二月桂酸二丁基錫，所述銅鹽為無水硫酸銅。

所述預(yù)塑化為95～105℃下預(yù)塑化15～20min。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，熱塑性聚氨酯先在60～80℃真空干燥5～8h，然后將其與預(yù)塑化后的PVC、DOP、熱穩(wěn)定劑和銅鹽混合，混煉溫度為150～180℃。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，最內(nèi)層厚度為0.8～1.2mm，中間層厚度為1～1.5mm，最外層厚度1.2～1.6mm；水管內(nèi)徑12～15mm。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，中間層所述合成纖維為滌綸纖維；中間層每股合成纖維細(xì)繩直徑0.08～0.12mm，用120～160股合成纖維細(xì)繩編織而成。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，最外層每股聚酯棉細(xì)繩直徑0.08～0.12mm，用140～170股阻燃聚酯棉細(xì)繩編織而成。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，最內(nèi)層和中間層通過加熱粘結(jié)在一起，最外層套在中間層外。

本發(fā)明有如下的有益效果：

1、水管承壓能力強(qiáng)，能夠承受高壓滅火裝置15MPa壓力，較目前最高承壓消防水管提高2.75倍，滿足輸電線路山火高山滅火所需輸送壓力要求；

2、內(nèi)膽采用新的聚氨酯-PVC復(fù)合材料，相比普通橡膠和PVC材料，具備防腐蝕、水流阻力小、機(jī)械性強(qiáng)、密封性好的性能，防止高效滅火液的腐蝕，提高了水管的機(jī)械性能和使用壽命，降低了水管的壓力損耗，同時(shí)相對(duì)聚氨酯材料，成本低，經(jīng)濟(jì)性好。

3、外層聚酯棉相比普通棉具有很好的耐高溫性能和阻燃性能，防止水管在高溫火場(chǎng)燒損。

4、水管耐磨損，能夠在山地使用，使用壽命長(zhǎng)。

5、水管柔性好，彎曲性能佳，適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)合各種彎曲，方便收放整理。

6、在優(yōu)選的實(shí)施例中，水管口徑小，使用輕便，降低水管蓄水量，較標(biāo)準(zhǔn)消防水管節(jié)約用水89.44％，提高了消防水劑的利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式的高壓細(xì)水霧裝置配套消防水管的結(jié)構(gòu)圖，圖中標(biāo)示為：

1—聚氨酯-PVC復(fù)合材料層；

2—合成纖維層；

3—聚酯棉層。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所用聚酯棉(即聚酯短纖維)，以及所用原料聚酯型熱塑性聚氨酯、PVC、DOP(鄰苯二甲酸二辛酯)和二月桂酸二丁基錫熱穩(wěn)定劑均可市購。

實(shí)施例1聚氨酯-PVC復(fù)合材料的制備

本實(shí)施例由16％(質(zhì)量)的聚酯型熱塑性聚氨酯、70％的PVC材料、10％的DOP和2％二月桂酸二丁基錫熱穩(wěn)定劑、2％無水硫酸銅復(fù)合制作而成。

聚氨酯-PVC復(fù)合材料的制備方法為：

1)PVC的預(yù)塑化：預(yù)塑化時(shí)先將70份(重量份)的PVC材料、10份的DOP、2份二月桂酸二丁基錫和2份無水硫酸銅混合均勻放入烘箱，在100℃下預(yù)塑化15～20min。預(yù)塑化過程中每隔5分鐘左右要將物料拿出烘箱攪拌一次。

2)PVC/TPU(熱塑性聚氨酯彈性體)共混物的制備：根據(jù)配方稱取16份熱塑性聚氨酯、將其在60～80℃烘箱內(nèi)真空干燥5～8h。將干燥后的16份熱塑性聚氨酯和84份預(yù)塑化的PVC、DOP、二月桂酸二丁基錫和無水硫酸銅混合物投入煉塑機(jī)中，將煉塑機(jī)輥筒升溫至160℃。啟動(dòng)煉塑機(jī)，混煉均勻。

3)將混煉好的PVC/TPU共混物放入注塑機(jī)中，調(diào)節(jié)溫度至160℃，注塑擠出得到管型內(nèi)層。

本發(fā)明在聚氨酯-PVC復(fù)合材料中加入無水硫酸銅，利用銅離子與聚氨酯中的氨基、PVC中的氯原子之間的絡(luò)合作用，增強(qiáng)聚氨酯與PVC之間的相容性，提高復(fù)合材料的機(jī)械性能。

實(shí)施例2聚氨酯-PVC復(fù)合材料的制備

本實(shí)施例由20份(質(zhì)量)的熱塑性聚氨酯、65份的PVC材料、8份的DOP和5份二月桂酸二丁基錫熱穩(wěn)定劑、2份無水硫酸銅復(fù)合制作而成。

除各組分加入的量外，本實(shí)施例的聚氨酯-PVC復(fù)合材料的制備方法與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例3聚氨酯-PVC復(fù)合材料的制備

本實(shí)施例由18份(質(zhì)量)的熱塑性聚氨酯、68份的PVC材料、12份的DOP和1份二月桂酸二丁基錫熱穩(wěn)定劑、1份無水氯化銅復(fù)合制作而成。

除各組分加入的量外，本實(shí)施例的聚氨酯-PVC復(fù)合材料的制備方法與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例4遠(yuǎn)距離撲滅輸電線路山火用水管

如圖1，本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式的水管為三層結(jié)構(gòu)。

第一層(內(nèi)層)為聚氨酯-PVC復(fù)合材料層1，厚度為1mm。本實(shí)施例采用實(shí)施例1制備的聚氨酯-PVC復(fù)合材料。該層具有很好的耐酸堿性能、機(jī)械性能和密封性能，防止滅火劑對(duì)水管造成的腐蝕老化，同時(shí)成本相對(duì)低。

第二層(中間層)為合成纖維層2。該層采用滌綸纖維編織而成。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，每股合成纖維細(xì)繩直徑0.1mm，用144股合成纖維細(xì)繩編織而成，合成纖維層厚度為1.2mm。該層機(jī)械韌性好，耐壓強(qiáng)度高。

第三層(外層)為聚酯棉層3。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，每股聚酯棉細(xì)繩直徑0.1mm，用156股阻燃聚酯棉細(xì)繩編織而成，阻燃聚酯棉層厚度1.4mm。該層具有很好的承壓性能，同時(shí)具有阻燃性能，防止火場(chǎng)高溫?fù)p害水管。

第一層和第二層經(jīng)高溫處理，粘結(jié)在一起，第三層套住第二層。

本實(shí)施例水管與高壓滅火裝備配套使用，裝備工作壓力大。因此，內(nèi)膽采用的聚氨酯-PVC復(fù)合材料具有耐高壓、水流阻力小，最大限度地減少壓力損耗。由于在消防水中加入高效滅火劑，聚氨酯-PVC復(fù)合材料具有耐酸堿、防腐蝕、耐老化性能，并且經(jīng)濟(jì)性好，滿足了高效滅火劑防腐蝕的性能。

第二層合成纖維和第三層聚酯棉采用編織法，可以承壓15Mpa，較目前最高消防水管承壓4MPa提高2.75倍，從而可保證滅火裝備高壓力輸出將滅火水劑輸送到輸電線路高山現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行滅火。

將本實(shí)施例的水管6種樣品，采用蒸氣壓力機(jī)進(jìn)行壓力測(cè)試，測(cè)得水管的爆破壓力平均值為20.13MPa。試驗(yàn)結(jié)果如下：

表1實(shí)施例4樣品壓力測(cè)試結(jié)果

同時(shí)本實(shí)施例水管具有耐磨性能，雙層編制較好地保護(hù)內(nèi)膽，延長(zhǎng)水管使用壽命，同時(shí)具備耐高溫性能。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明水管內(nèi)徑13mm，大大降低水管余水損耗，較普通40mm水管節(jié)約殘余水：

式中，l為水管長(zhǎng)度。

相對(duì)于目前消防水管，本發(fā)明水管具有節(jié)水、耐高壓、耐溫耐磨的優(yōu)點(diǎn)，可滿足輸電線路高山滅火需求。