轴向加强软管制造技术

本发明专利技术涉及一种软管，其包括布置在内部和外部螺旋形缠绕线之间的柔性材料的管状本体（１２），所述管状本体用来通过所述软管输送流体并且防止流体通过所述本体渗漏，所述管状本体包括加强层和密封层，其中所述软管还包括沿软管的长度延伸的轴向加强条（２０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及软管，并且更特别是涉及具有提高轴向强度的软管。本发 明特别涉及可以用于低温条件下的软管。
技术介绍
软管的典型应用包括在压力下从流体储罐中抽吸流体。实例包括向锅 炉供给民用供暖油或者LPG;从固定或浮式采油平台向轮船的货舱或者从轮 船货舱向岸基储存单元输送所生产的油田液体和/或气体；向赛车传送燃 料，特别是在l级方程式赛车的补给燃料期间；和传送腐蚀性流体，例如硫酸。众所周知在低温下使用软管来输送流体(例如，液化气)。所述软管通常用来输送如液化天然气(LNG)和液化丙烷气(LPG)的液化气。为了使所述软管具有足够的柔韧性，必须使任何给定长度至少部分地 由柔性材料(即，非刚性材料)构成。所述软管的结构通常包括布置在内部和外部螺旋形缠绕的保持金属线 之间的柔性材料的管状本体。两条金属线通常是按相同的螺距缠绕的，但 彼此间具有半个螺距宽度的缠绕线圈移位。管状本体一般包括具有中间密 封层的内层和外层。内层和外层提供了在其中运送流体的具有强度的结构。 通常，管状本体的内层和外层包括由聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯) 形成的织物层。中间密封层提供了密封以防止流体渗透过软管，并且一般 为聚合物的薄膜。一般在围绕管状本体内、外表面的张力下应用保持金属线。保持金属 线主要起保持管状本体几何结构的作用。此外，外部金属线可以起阻止软 管在高压下过度环向变形的作用。内部和外部金属线还可以起抵抗软管被 压碎的作用。在欧洲专利公开号0076540A1中描述了该一般类型的软管。在该说明书 中所描述的软管包括双轴地定向的聚丙烯的中间层，据说其提高了软管抵 抗因重复弯曲所引起的疲劳的能力。GB-2223817A中描述了另一种软管。在该公开文本中描述的软管是一种 复合软管，其包括内部螺旋状的金属芯部、缠绕在该芯部上的多层塑料材 料的纤维和薄膜、相互邻近布置并且缠绕在塑料材料上的至少一层玻璃布 与至少一层铝箔和外部螺旋状的金属成形件。据说该软管适合于输送可燃 的燃料和油类。在我们的W001/96772、 WO 2004/044472和W0 2004/079248 中描述了对复合软管的各种改进，以引用的方式加入其内容。US3856052中公开了另一种软管的结构。
技术实现思路
概括地说，提供了一种用于软管的轴向加强装置，由此软管可以经受 住比先前可能经受住的更大的轴向拉力，而不损害软管的其他性能。根据本专利技术的第一方面，提供了一种软管，其包括在内部和外部夹紧 元件之间布置的柔性材料的管状本体，其中所述软管还包括适合于当管状 本体受轴向拉力时减小管状本体变形的轴向加强装置，其中所述轴向加强 装置包括沿软管的长度延伸的多个轴向加强条。借助于该布置，轴向加强装置提高了软管克服轴向应力的能力。此外， 管状本体和轴向加强装置的材料有利地是兼容的，以便当操作时它们各按 类似方式执行，以便单个部件不会承受过量的压力和张力。这意味着管状 本体和轴向加强装置的材料按类似方式来响应张力。轴向加强条尤其对软管应用中的软管有用，其中软管被悬吊在两点之 间并且软管无任何中间支承地承受其自重外加流体的重量。轴向加强条优选是围绕软管的圆周等间距的。可以有两个、三个、四 个、五个、六个、七个、八个或更多的条。更优选有三个、四个、五个或 六个条，四个或六个条是最优选的。优选各轴向加强条是由具有经线和纬线的织物所制成的。更优选是， 各轴向加强条的经线按与软管的纵向轴线成(T到10°的角度来布置。仍然 更优选是，各轴向加强条的经线按与软管的纵向轴线成O。到5°的角度来布置。最优选是，各轴向加强条的经线按与软管的纵向轴线成0。到2°的 角度来布置。在软管的构成期间，作为制造辅助手段可以使用近似周向缠绕的带或 者线来将所述条固定就位。所述带可以是由天然纤维(例如，棉)或者人 造纤维(例如，聚酯)制成。在软管的完备上，由内部和外部夹紧元件施 加的张力还有助于将所述条保持在管状本体的内部。在软管弯曲期间，优选各条相对于软管的其余部分可自由移动，艮口， 优选所述条未被牢固地固定到软管的其余部分上。优选所述软管还包括布置在软管的各纵向端部处的端部配件。优选所 述端部配件被牢固地固定到管状本体和轴向加强条上。从而，当施加作用 力以轴向拉伸软管时，该或各轴向加强条抵抗拉伸力。在WO01/96772和W0 2004/044472中描述了合适的端部配件。例如，所述条可以被固定在被端部 配件夹住的软管本体的内部，其可以通过机械保持力或者通过模锻或巻曲 或有或没有在端部配件内部应用环氧树脂的金属线捆绑的夹紧而由端部配 件保持。在一个实施例中，所述条可以被单独地终止(例如，如 W02004/044472所示，或者在所述条被围绕并缝回在其自身上时使用环)。优选轴向加强条的宽度是这样的，使得所述轴向加强条合并覆盖该条 下面的软管圆周的10%到90% (即，优选圆周的90%到10%未被覆盖)。在一优选实施例中，优选轴向加强条的宽度是这样的，使得所述轴向 加强条合并覆盖该条下面软管圆周的20%到50% (即，优选圆周的80%到50% 未被覆盖)。例如，对于200mm的软管，其具有大约为三分之一的条的总覆 盖度和三个等间距的条单个条的宽度为Pi乘以200mm乘以三分之一乘以三 分之一，给出了单个条宽度大约为70mm。对于四个条，单个条的宽度大约 为52mm。条的宽度为在垂直于条的纵向轴线的方向上从一个纵向边缘到另 一个的距离。优选是，各单个条具有这样的宽度，使得其覆盖软管下层部分的总圆 周的大约5%到大约20%。优选是，轴向加强条未围绕软管的整个圆周延伸。还优选是，不按围 绕软管的管子形式来提供所述轴向加强条。在优选实施例中，这样布置多个条，使得它们仅轻度影响软管的弯曲 刚度/柔韧性，但是按比例地大大增加了轴向刚度。优选该或各条的经线 与软管的纵向轴线对准。所述软管可以装备有管状的轴向加强编织物，如W001/96772中所描述 的。例如，所述管状编织物可以被布置在轴向加强条和管状本体之间，或 者在轴向加强条和外部的夹紧元件之间。特别优选是，所述轴向加强装置是由非金属材料(特别是塑料材料一 以下详细描述的合适的材料)制成的。这是因为金属材料不可能具有所要 求的应变特性。优选是，管状本体和轴向加强装置包括相同的材料，最好优选超高分 子量的聚乙烯(UHMWPE)，如以下进一步详细描述的。管状本体优选包括至少一个加强层和至少一个密封层。更优选是，至 少两个加强层之间夹有所述密封层。优选是，在外部夹紧元件和轴向加强装置之间提供进一步的加强层。对于8英寸(200 mm)直径的软管，该加强层的极限强度优选在100到 700 kN之间。优选是，在加强层疲劳处的弯曲应变处于2%至1」15%的范围内。 希望，此外加强层和轴向加强装置的材料相同，最优选为UH丽PE。应该选择软管的构成材料以使软管在其预定的环境中完成任务。因此， 需要软管能够输送加压流体从其中通过，而无流体通过软管壁的渗漏。还 需要软管经受住重复弯曲，并且经受住由软管和流体重量的合并引起的轴 向应力。此外，如果软管计划用于输送低温流体，则材料应该能够在极端 寒冷的温度下工作而在性能上无任何明显下降。各加强层的主要目的是经受住环向应力，软管在输送流体从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软管，包括布置在内部和外部夹紧元件之间的柔性材料的管状本体，所述管状本体用来通过所述软管输送流体并且防止流体通过所述本体渗漏，所述管状本体包括加强层和密封层，其中所述软管还包括沿所述软管的长度延伸的多个轴向加强条。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JA维茨，D考克斯，GA霍尔，
申请(专利权)人：BHP比尔利顿石油私人有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]