進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0042]在本發(fā)明中，在未作特別說(shuō)明的情況下，使用的方位詞“周向”通常是指環(huán)繞輸送管的中心線的方向，“軸向”通常是指平行于所述中心線的方向。使用的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅為了便于說(shuō)明，并不用于限定結(jié)構(gòu)上的差異，例如，主管I的第一端和第二端可以具有完全相同的結(jié)構(gòu)。
[0043]另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管在圖示優(yōu)選實(shí)施方式中，主管1、耐磨套4均在整體上形成為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于此，例如，上述各部件也可以形成為棱柱結(jié)構(gòu)，這同樣能夠作為用于輸送物料的輸送管，并由本發(fā)明提供的技術(shù)方案達(dá)到相應(yīng)的目的。
[0044]首先參照?qǐng)D1和圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種輸送管，該輸送管包括主管1、分別設(shè)置于該主管I的兩端的管連接件2(如法蘭)以及包覆于主管I的外周面上的纖維復(fù)合材料層3。與傳統(tǒng)技術(shù)類似地，這種結(jié)構(gòu)的輸送管能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)置而方便地利用主管I的耐磨性能和纖維復(fù)合材料層3的比強(qiáng)度高的特性，以在保證輸送管耐磨、防爆性能的前提下，實(shí)現(xiàn)輕量化等目的。
[0045]重要地，在本發(fā)明提供的輸送管中，設(shè)置于主管I兩端的管連接件2的外周面上設(shè)置有多個(gè)凸起部21。纖維復(fù)合材料層3的至少部分纖維復(fù)合材料纏繞主管I，并交替地繞勾到分別位于該主管I的兩端的管連接件2的凸起部21上(即掛紗)，以能夠通過(guò)該凸起部21向所述管連接件2施加沿軸向的拉力。也即，通過(guò)將纏繞主管I的纖維復(fù)合材料繞勾到凸起部21上，從而使該纖維復(fù)合材料能夠在主管I和管連接件2之間產(chǎn)生拉力作用，該拉力作用主要(但可以不限于)具有沿主管I的軸向的分力，以改善主管I與管連接件2之間的軸向連接強(qiáng)度。在物料輸送過(guò)程中，纖維復(fù)合材料產(chǎn)生的上述分力能夠用于平衡物料相鄰輸送管相互作用產(chǎn)生的、具有使主管I和管連接件2分離趨勢(shì)的軸向力，從而避免二者連接失效。
[0046]本發(fā)明主要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的輸送管中主管與管連接件的軸向連接強(qiáng)度不足的技術(shù)問(wèn)題，開創(chuàng)性地將纖維復(fù)合材料層3設(shè)置為使纖維復(fù)合材料交替繞勾到管連接件2的凸起部21上，以在軸向上使得主管I與位于其兩端的管連接件2能夠彼此施力，有效提升了輸送管的整體性，從而提升具有該輸送管的輸送系統(tǒng)的可靠性和安全性。
[0047]基于此，本發(fā)明的輸送管中的各個(gè)部分可以形成為各種適宜的形式并通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞奖舜诉B接。以下將主要結(jié)合圖示優(yōu)選實(shí)施對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。
[0048]結(jié)合圖1、圖7a至圖Sb所示，在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的輸送管中，用于纏繞形成纖維復(fù)合材料層3的纖維復(fù)合材料可以包括第一纖維復(fù)合材料31和第二纖維復(fù)合材料32。其中，第一纖維復(fù)合材料31纏繞在主管I上的螺旋角α?小于第二纖維復(fù)合材料32纏繞在該主管I上的螺旋角α2 ο此處及以下所述螺旋角可以由纖維復(fù)合材料的延伸方向與主管I的外周面上的平行于其中心線的直線之間的夾角表示，如圖7a和圖7b所示。通過(guò)這種設(shè)置，可以方便地兼顧輸送管的軸向連接強(qiáng)度和防爆性能?？梢岳斫獾氖?，本發(fā)明所述第一纖維復(fù)合材料31和第二纖維復(fù)合材料32僅用于區(qū)別其纏繞時(shí)螺旋角和纏繞在主管I上后的形態(tài)的不同，并不將二者限定為本質(zhì)上不同的纖維復(fù)合材料，例如，二者可以為同一組纖維紗線，從而在纏繞工藝中無(wú)需更換纏絲頭等工具，以具有較高的制造效率。或者，在需要時(shí)，例如，當(dāng)要求較高的防爆性能時(shí)，可以選用具有相對(duì)較高抗拉能力的第二纖維復(fù)合材料32。
[0049]具體地，以45°為界，當(dāng)纖維復(fù)合材料的螺旋角較小時(shí)，該纖維復(fù)合材料能夠承擔(dān)較大的軸向拉力，以有效提高主管I與管連接件2之間的軸向連接強(qiáng)度。因此，第一纖維復(fù)合材料31能夠提供相對(duì)較多的軸向拉力，為此，該第一纖維復(fù)合材料31纏繞在主管I上的螺旋角αI優(yōu)選為5° Sal <45°，以主要改善輸送管的軸向連接強(qiáng)度。
[0050]當(dāng)纖維復(fù)合材料的螺旋角較大時(shí)，該纖維復(fù)合材料能夠主要在主管I的周向上提供拉力，該拉力能夠束縛主管I的徑向膨脹，從而提高輸送管的防爆性能。因此，第二纖維復(fù)合材料32能夠提供相對(duì)較多的周向拉力，為此，該第二纖維復(fù)合材料32纏繞在主管I上的螺旋角α2優(yōu)選為45° 90°，以主要用于提升輸送管的防爆能力。
[0051]如圖1所示地，第二纖維復(fù)合材料32可以包覆于第一纖維復(fù)合材料31外。即，首先將所需的第一纖維復(fù)合材料31纏繞在主管I的外周面上，該第一纖維復(fù)合材料31可以在主管I上往復(fù)纏繞多次，以形成為多層，從而具有所需的軸向連接強(qiáng)度;然后，在該包覆于主管I外表面上的第一纖維復(fù)合材料31外纏繞第二纖維復(fù)合材料32，以具有所需的防爆能力。由于可以分別連續(xù)地纏繞，這種設(shè)置的輸送管便于提高纏繞效率。另外，將具有較小螺旋角的第一纖維復(fù)合材料31設(shè)置在更靠近主管I位置，能夠顯著地發(fā)揮其抗拉伸性能，以有效提高輸送管的軸向連接強(qiáng)度。
[0052]作為另一種選擇，第一纖維復(fù)合材料31和第二纖維復(fù)合材料32可以彼此交替包覆。即，首先在主管I的外周面上纏繞一層或多層第一纖維復(fù)合材料31(或第二纖維復(fù)合材料32)，然后在其上纏繞第二纖維復(fù)合材料32(或第一纖維復(fù)合材料31)。由于二者彼此交替分布，這使得整個(gè)纖維復(fù)合材料層3整體性更好，并能夠相對(duì)均勻地在軸向和周向上發(fā)揮作用。
[0053]以上所述第一纖維復(fù)合材料31和第二纖維復(fù)合材料32可以由相似的工藝?yán)p繞在主管I上，這將在隨后詳細(xì)說(shuō)明。
[0054]用于繞勾所述纖維復(fù)合材料的凸起部21可以形成為多種適宜的結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖3a至圖3b、圖6a至圖6b所示，在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式中，管連接件2上的凸起部21的背向主管I的端面P與該凸起部21所在的管連接件2的外周面部分的母線之間的夾角γ <90°，以便于纖維復(fù)合材料通過(guò)該凸起部21施加拉力。具體地，纖維復(fù)合材料對(duì)管連接件2施加拉力的施力點(diǎn)為其繞勾的凸起部21的背向主管I的端面P，該端面P應(yīng)能良好地保持纖維復(fù)合材料，避免其在一定拉力下滑脫。若使端面P具有上述夾角γ，則能夠較好地保持繞勾的纖維復(fù)合材料，且便于施力。例如，從圖6b可以看出，圖示優(yōu)選實(shí)施方式中的凸起部21與母線之間的夾角γ約為90°，即該凸起部21的背向主管I端面P基本上沿徑向延伸，這種結(jié)構(gòu)還具有較好的加工工藝性。
[0055]正如以上所述，本發(fā)明設(shè)置在管連接件2上的凸起部21主要用于纖維復(fù)合材料施加軸向力，且輸送管在實(shí)際工作中基本不承受周向作用力，結(jié)合輸送管的輕量化需求和加工工藝(管連接件2的成型工藝、纖維復(fù)合材料的纏繞工藝等)等方面的考慮，可以對(duì)管連接件2上的凸起部21的結(jié)構(gòu)、布置形式及數(shù)量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。一方面，為了設(shè)置凸起部21，管連接件2自身的軸向尺寸較大，這不利于輕量化要求，因此，凸起部21與管連接件2的外周面之間的連接面的軸向尺寸LI不宜過(guò)大;另一方面，在該凸起部21與管連接件2的外周面之間的連接面的軸向尺寸LI受到限制的情況下，為了保證能夠提供足夠的連接強(qiáng)度，需增大該連接面的周向尺寸L2或增加凸起部21的分布密度，然而，該周向尺寸L2過(guò)大和設(shè)置過(guò)多的凸起部21均會(huì)影響纖維復(fù)合材料的纏繞。
[0056]為此，可以使凸起部21形成為如下結(jié)構(gòu):在經(jīng)過(guò)中心線的剖面中，凸起部21的截面大體呈三角形，并沿朝向主管I方向具有向中心線靠攏的斜邊(該斜邊有利于過(guò)渡至下述優(yōu)選實(shí)施方式中的錐臺(tái)面)，如圖3a所示;在垂直于中心線的剖面中，凸起部21的端面P大體呈矩形，如圖3b所示。從而，可以利用三角形的穩(wěn)定性，凸起部21能夠在軸向上承受較大的拉力。
[0057]此外，凸起部21可以在周向均勻布置，這有利于纖維復(fù)合材料均勻地纏繞。在圖示實(shí)施方式中，每個(gè)管連接件2上形成有一排凸起部21，這不僅能夠進(jìn)一步改善纏繞的纖維復(fù)合材料的均勻性，還便于提高纏繞速度，改善制造工藝性。
[0058]進(jìn)一步地，每個(gè)管連接件2上可以形成有奇數(shù)個(gè)所述凸起部21，該凸起部21沿管連接件2的周向均勻布置，以便連續(xù)均勻地實(shí)施纏繞并能夠在纏繞后良好地在軸向施力。為便于說(shuō)明，參照?qǐng)D2，現(xiàn)將每個(gè)管連接件2上的凸起部21按排序依次分類為奇數(shù)項(xiàng)凸起部和偶數(shù)項(xiàng)凸起部，并使主管I兩端的管連接件2彼此對(duì)稱設(shè)置，假定以位于主管I的第一端的管連接件2上的第I項(xiàng)凸起部作為纏繞纖維復(fù)合材料的起點(diǎn)，則當(dāng)該纖維復(fù)合材料纏繞至第二端的管連接件2時(shí)，纏絲頭在周向移動(dòng)了預(yù)定距離，并繞勾在該第二端的管連接件2的第η項(xiàng)凸起部(η可以為奇數(shù)或偶數(shù))上。之后，纏絲頭從第二端向第一端纏繞，其到達(dá)第一端時(shí)在周向移動(dòng)的距離應(yīng)與之前的從第一端向第二端纏繞過(guò)程中產(chǎn)生的所述預(yù)定距離相等，即繞勾在第2η-1項(xiàng)凸起部，以保證纖維復(fù)合材料的均勻性?？梢钥闯?