專利名稱：一種塑鋼纏繞管的加強方法及鋼帶增強復合帶材的制作方法
技術領域：
本發明涉及塑鋼纏繞管領域，尤其涉及一種塑鋼纏繞管的加強方法及帶材。
背景技術：
埋地排水管及電力、通信的埋地線纜保護管，尤其是大直徑的管道，出于生產工藝 的便利，通常采用塑料螺旋纏繞管。 為了抵抗埋地時的土壤壓力，同時節省材料，這種塑料纏繞管通常采用結構管壁。 即在管壁做出加強肋，并在加強肋中采用鋼帶加強，做成塑鋼螺旋纏繞管，在提高管材耐壓 強度的同時進一步節省材料，降低生產成本。 申請日為2005年7月4日的中國專利200520112528. 4公開了一種塑鋼纏繞結構 壁管道，如附圖l和附圖2所示，管材2由內層管壁構成封閉的光滑流體通道，管壁外表面 為螺旋環繞的鋼帶增強實心直肋結構。 對于上述塑鋼纏繞管，由于管壁鋼肋比塑料的彈性模量大得多，因此，在管子環向
變形中鋼肋承受了大部分負荷。在管子斷面保持不變時，塑料管壁經歷應力釋放，將隨時間
而松弛，這樣鋼肋就基本上全部承受著管子上的負荷。因此在達到同樣的承壓強度時，只要
采用較高的鋼帶高度與厚度比，就可提高材料的利用率，使管材的材料成本為最小。 需要注意的是，當鋼帶高度與厚度比過高時，需要對加強肋與管壁的結合部位予
以加強，管壁外的螺旋加強肋也不能過于單薄，從而消除所述部位發生破損或變形的風險；
同時又要保持該類管材特有的經濟性優良、易于生產的特點，避免材料成本急劇增大。

發明內容
本發明所要解決的問題是提供易于生產，并在具有優良的經濟性的同時兼具優良
的施工性，且承壓強度較高的塑鋼纏繞管的加強方法及鋼帶增強復合帶材。 本發明塑鋼纏繞管的加強方法的技術方案是所述塑鋼纏繞管以鋼帶增強復合帶
材纏繞而成，所述鋼帶增強復合帶材包括帶材本體，所述帶材本體包括基板，所述基板上設
有至少一個垂直于基板，并沿帶材長度方向延伸的加強肋，所述基板材料為塑料，加強肋中
優選設有肋片，加強肋肋片材料優選為鋼帶，也可以是其它金屬材料以及彈性模量和強度
遠大于塑料的其他復合撓性材料，肋片外均勻包覆塑料，塑料可以是聚乙烯、聚氯乙烯，以
及其他適用的塑料材料，所述帶材兩側與相鄰帶材的纏繞搭接部位分別為伸出平臺和伸出
凸臺，纏繞搭接時是將帶材的側部的伸出平臺與相鄰帶材的伸出凸臺接合，采用中間以熔
融的擠出料對接合面進行焊接粘合或粘接。在保證肋片纏繞成管彎曲為弧狀時，鋼帶局部
區域不發生過度屈曲，危及管子承受徑向外壓負載的能力，甚至出現鋼帶失穩的前提下，采
用最佳較大鋼帶高度與厚度比，這個比例的具體值由具體纏繞設備的生產條件來限定，這
樣就可提高材料的利用率，使管材的材料成本為最小。 上述方案中，所述加強肋以2或3根靠緊為一組，成組間距布置，加強肋的設置位 置在不影響帶材纏繞成管材時的彎曲成型、不改變單位長度的管材的承壓強度、不影響管材的定長切斷的前提下，優選的以2或3根為一組靠緊以具體生產設備限定的最佳較小間 距布置，在不需要改變原有管材的材料成本的條件下，就可使采用最佳較大鋼帶高度與厚 度比后的加強肋因成組靠緊布置，在與管壁的結合部位能做到相互扶持，從而增加加強肋 的穩定性，消除結合部位及加強肋本身發生破損或變形的風險，并可進一步采用最佳較大 鋼帶高度與厚度比。同時不同組加強肋之間的間距拉大，還增加了管道的縱向可撓性，從而 更好地消除土壤不均勻沉降造成管道失效的風險，管材的定長切斷可采用常規的先剝離鋼 帶再切斷管材的方法，且因加強肋成組靠緊布置，其螺旋間距加大，剝離段的長度可相對減 小，從而降低對管道接頭的強度影響。 上述方案中，優選所述加強肋端部和/或加強肋與管壁結合部位設有一條以上的 圓截面加強體。圓截面加強體外徑與數量以不影響帶材纏繞成管材時的彎曲成型、不明顯 增加管材成本，并能確保加強肋與管壁的結合部位的穩定性為前提。這種加強方式所需塑 料材料較少，加強效果比單純加厚塑料層更高，因此具有較佳的經濟性。并且在帶材纏繞成 管材的彎曲成型時，不涉及金屬加強結構沿管材軸向的相互作用，不需要對金屬加強結構 進行預彎盤繞，因此更易于生產，并可將帶材盤繞成巻后，運往施工現場纏繞成管，從而降 低運輸成本。另外加強肋與管壁的結合部位的圓截面加強體對管材的定長切斷影響較小， 因此不需要預先剝離。 上述方案中，所述加強肋與基板的結合部位設有加強層加強，加強層的材料為纖 維編織層(如玻璃纖維、合成纖維、自然纖維、樹脂纖維或復合材料)、高強度塑料或金屬網 以及其他適用的材料，加強層可與帶材一次擠出也可外貼纏繞，其作用是加強無金屬塑料 管壁的強度及防破損性能，并節省用于管壁的塑料材料。 上述方案中，所述成組加強肋端部之間的凹陷處封堵，并加入圓截面加強體分擔 管材承壓時的負荷。 本發明鋼帶增強復合帶材的技術方案是鋼帶增強復合帶材包括帶材本體，所述
帶材本體包括基板，所述基板上設有至少一個垂直于基板，并沿帶材長度方向延伸的加強
肋，所述基板材料為塑料，加強肋中優選設有肋片，加強肋肋片材料優選為鋼帶，也可以是
其它金屬材料以及彈性模量和強度遠大于塑料的其他復合撓性材料，肋片外均勻包覆塑
料，塑料可以是聚乙烯、聚氯乙烯，以及其他適用的塑料材料，所述帶材兩側與相鄰帶材的
纏繞搭接部位分別為伸出平臺和伸出凸臺，纏繞搭接時是將帶材的側部的伸出平臺與相鄰
帶材的伸出凸臺接合，采用中間以熔融的擠出料對接合面進行焊接粘合或粘接。在保證肋
片纏繞成管彎曲為弧狀時，鋼帶局部區域不發生過度屈曲，危及管子承受徑向外壓負載的
能力，甚至出現鋼帶失穩的前提下，采用最佳較大鋼帶高度與厚度比，這個比例的具體值由
具體纏繞設備的生產條件來限定，這樣就可提高材料的利用率，使管材的材料成本為最小。 上述方案中，所述加強肋以2或3根靠緊為一組，成組間距布置，加強肋的設置位
置在不影響帶材纏繞成管材時的彎曲成型、不改變單位長度的管材的承壓強度、不影響管
材的定長切斷的前提下，優選的以2或3根為一組靠緊以具體生產設備限定的最佳較小間
距布置，在不需要改變原有管材的材料成本的條件下，就可使采用最佳較大鋼帶高度與厚
度比后的加強肋因成組靠緊布置，在與管壁的結合部位能做到相互扶持，從而增加加強肋
的穩定性，消除結合部位及加強肋本身發生破損或變形的風險，并可進一步采用最佳較大
鋼帶高度與厚度比。同時不同組加強肋之間的間距拉大，還增加了管道的縱向可撓性，從而更好地消除土壤不均勻沉降造成管道失效的風險，管材的定長切斷可采用常規的先剝離鋼 帶再切斷管材的方法，且因加強肋成組靠緊布置，其螺旋間距加大，剝離段的長度可相對減 小，從而降低對管道接頭的強度影響。 上述方案中，優選所述加強肋端部之間和/或端部設有一條以上的圓截面加強體。
圓截面加強體外徑與數量以不影響帶材纏繞成管材時的彎曲成型、不明顯增加管材成本，并
能確保加強肋與管壁的結合部位的穩定性為前提。這種加強方式所需塑料材料較少，加強效
果比單純加厚塑料層更高，因此具有較佳的經濟性。并且在帶材纏繞成管材的彎曲成型時，不
涉及金屬加強結構沿管材軸向的相互作用，不需要對金屬加強結構進行預彎盤繞，因此更易
于生產，并可將帶材盤繞成巻后，運往施工現場纏繞成管，從而降低運輸成本。另外加強肋與
管壁的結合部位的圓截面加強體對管材的定長切斷影響較小，因此不需要預先剝離。 上述方案中，所述加強肋與基板的結合部位設有加強層加強，加強層的材料為纖
維編織層(如玻璃纖維、合成纖維、自然纖維、樹脂纖維或復合材料)、高強度塑料或金屬網
以及其他適用的材料，加強層可與帶材一次擠出也可外貼纏繞，其作用是加強無金屬塑料
管壁的強度及防破損性能，并節省用于管壁的塑料材料。 上述方案中，所述成組加強肋端部之間的凹陷處封堵，并加入圓截面加強體分擔 管材承壓時的負荷。 本發明的有益效果是本發明易于生產，并在具有優良的經濟性的同時兼具優良 的施工性，且承壓強度較高。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明 圖1是現有技術塑鋼纏繞管管材示意圖； 圖2是現有技術塑鋼纏繞管管材外觀圖； 圖3是本發明具體實施方式
一截面示意圖； 圖4是圖1中局部放大示意圖； 圖5是本發明具體實施方式
一外觀圖； 圖6是本發明具體實施方式
二截面示意圖 圖7是本發明具體實施方式
三截面示意圖 圖8是本發明具體實施方式
四截面示意圖 圖9是本發明具體實施方式
五截面示意圖 圖10是本發明具體實施方式
六截面示意圖； 圖11是本發明具體實施方式
七截面示意圖； 圖12是圖11中局部放大示意圖； 圖13是圖12局部變換示意圖； 圖14是本發明具體實施方式
七外觀示意圖； 圖15是本發明具體實施方式
八截面示意圖。
具體實施例方式
如圖3、圖4、圖5所示，為本發明具體實施方式
一，塑鋼纏繞管以鋼帶增強復合帶材纏繞而成，鋼帶增強復合帶材包括帶材本體，帶材本體包括基板30，基板30上設有垂直 于基板并沿帶材長度方向延伸的加強肋40，加強肋40的設置為以2條為一組靠緊以具體 生產設備限定的最佳較小間距布置；當某根肋條因受力有彎向一側的趨勢時，與之緊鄰的 另一個根肋條將產生反作用力將其拉回。這樣就可在不改變原有管材的材料成本的條件 下，保證加強肋在彎曲巻繞和使用過程中的穩定性，防止其倒伏，由于加強肋40的穩定性 提高，還可以進一步采用較大的鋼帶高度與厚度比，在環剛度相同的情況下，可減少單位長 度內的材料重量，進一步節省成本，基板材料為塑料，加強肋40中肋片401材料為鋼帶，肋 片401外均勻包覆塑料402，塑料可以是聚乙烯、聚氯乙烯，以及其他適用的塑料材料，帶材 兩側與相鄰帶材的纏繞搭接部位分別為伸出平臺31和伸出凸臺32，纏繞搭接時是將帶材 的側部的伸出平臺31與相鄰帶材的伸出凸臺32接合，中間以熔融的擠出料對接合面進行 焊接粘合或粘接，如圖4所示，在在作為埋地線纜保護管使用時，成組的加強肋端部凹陷處 可封堵，以防止現場繞線鉤掛造成的破壞。 圖6所示為本發明具體實施方式
二，作為對上述方案的進一步改進，對于間距較 大的無金屬塑料管壁、以及加強肋40與基板30的結合部位采用加強層50加強，加強層50 的材料為纖維編織層(如玻璃纖維、合成纖維、自然纖維、樹脂纖維或復合材料)、高強度塑 料或金屬網以及其他適用的材料。加強層50可與帶材一次擠出也可外貼纏繞。其作用是 加強塑料管壁的強度及防破損性能，并節省用于管壁的塑料材料。 圖7所示為本發明具體實施方式
三，作為對上述方案的進一步改進，在加強肋40 以2條為一組靠緊布置時，加強肋40與管壁的結合部位受力較大，采用一條以上、外徑適當 的圓截面加強體41加強。圓截面加強體41的材料可以是單根實芯鋼絲、多股鋼絲及其他 適用的纖維編織繩(如玻璃纖維、合成纖維、自然纖維、樹脂纖維或復合材料)、高強度塑料 或其他金屬材料。加強體的位置可略為突出基板30的外表面；為節省材料，圓截面加強體 41也可與伸入基板的豎直金屬加強肋片401的根部相隔埋入基板30，如圖8中本發明具體 實施方式四所示。如為單一圓截面加強體41，其水平位置一般設置在成組加強肋的垂直對 稱線上，如圖9中本發明具體實施方式
五所示。 圖10所示為本發明具體實施方式
六，與前述幾個方案區別在于加強肋40不分組， 等距均布，同樣可采用外徑適當的圓截面加強體41提高其加強肋40的穩定性。
圖11、圖12、圖13所示為本發明具體實施方式
七，其區別在于2條1組的加強肋 40端部通過設置包復塑料404，外徑較大的圓截面加強體403予以加強，構成管材的環剛 度；加強肋40與管壁的結合部位受力較大，采用一條以上、外徑較小的圓截面加強體41加 強；圓截面加強體的材料可以是單根實芯鋼絲、多股鋼絲及其他適用的纖維編織繩(如玻 璃纖維、合成纖維、自然纖維、樹脂纖維或復合材料)、高強度塑料或其他金屬材料。
加強體41的上下位置可略為突出基板30的外表面，如圖13。為節省材料，圓截面 加強體41也可埋入基板如圖12。單一圓截面加強體41的水平位置一般設置在成組加強肋 40的垂直對稱線上。 因取消了豎直金屬加強肋片，由這種帶材所繞制的管材，其縱向柔性較好，且因取 消鋼帶輸送矯直系統，其生產設備得到了簡化。市售園截面巻材與帶材巻相比具有較大的 長度，可節省人工連接的次數。 圖15所示為本發明具體實施方式
八，其區別在于外徑較大的圓截面加強體403是在帶材纏繞成管后勒入2條1組的加強肋40端部，再擠出與帶材相同的塑料405封口防銹。
這種帶材在收巻時受力變形較小，2條1組的加強肋40可有效保證加強肋在彎曲巻繞和使
用過程中的穩定性，防止其倒伏。加強肋40收巻時可采用初始直徑較小的巻筒，增加可收
巻的帶材長度，進一步節約運輸成本。因此適合將帶材運到施工現場纏繞成管。 成組的加強肋40端部凹陷處可封堵，并可加入圓截面加強體42分擔管材承壓時
的負荷。圓截面加強體41、42可根據環剛度要求成對增加。必要時還可加入豎直金屬加強肋片。
權利要求
一種塑鋼纏繞管的加強方法，其特征在于所述塑鋼纏繞管以鋼帶增強復合帶材纏繞而成，所述鋼帶增強復合帶材包括帶材本體，所述帶材本體包括基板，所述基板上設有至少一個垂直于基板，并沿帶材長度方向延伸的加強肋，所述基板材料為塑料，所述帶材兩側與相鄰帶材的纏繞搭接部位分別為伸出平臺和伸出凸臺，纏繞搭接時是將帶材的側部的伸出平臺與相鄰帶材的伸出凸臺接合，對接合面進行焊接粘合或粘接，。
2. 如權利要求1所述塑鋼纏繞管的加強方法，其特征在于所述加強肋以2或3根靠 緊為一組，成組間距布置。
3. 如權利要求2所述塑鋼纏繞管的加強方法，其特征在于所述加強肋端部和/或加 強肋與管壁結合部位設有一條以上的圓截面加強體。
4. 如權利要求3所述塑鋼纏繞管的加強方法，其特征在于所述加強肋中設有肋片，肋片材料為彈性模量和強度大于塑料的撓性材料，肋片外均勻包覆塑料。
5. 如權利要求1至4任一權利要求所述塑鋼纏繞管的加強方法，其特征在于所述加強肋與基板的結合部位設有加強層加強。
6. 如權利要求1至4任一權利要求所述塑鋼纏繞管的加強方法，其特征在于所述成 組加強肋端部之間的凹陷處封堵，并加入圓截面加強體分擔管材承壓時的負荷。
7. —種塑鋼纏繞管的鋼帶增強復合帶材，包括帶材本體，其特征在于所述帶材本體 包括基板，所述基板上設有至少一個垂直于基板，并沿帶材長度方向延伸的加強肋，所述基 板材料為塑料，所述帶材兩側與相鄰帶材的纏繞搭接部位分別為伸出平臺和伸出凸臺，纏 繞搭接時是將帶材的側部的伸出平臺與相鄰帶材的伸出凸臺接合，對接合面進行焊接粘合 或粘接。
8. 如權利要求7所述塑鋼纏繞管的鋼帶增強復合帶材，其特征在于所述加強肋以2或3根靠緊為一組，成組間距布置。
9. 如權利要求8所述塑鋼纏繞管的鋼帶增強復合帶材，其特征在于所述加強肋端部和/或加強肋與管壁結合部位設有一條以上的圓截面加強體。
10. 如權利要求9所述塑鋼纏繞管的鋼帶增強復合帶材，其特征在于所述加強肋中設 有肋片，肋片材料為彈性模量和強度大于塑料的撓性材料，肋片外均勻包覆塑料。
11. 如權利要求6至10任一權利要求所述塑鋼纏繞管的鋼帶增強復合帶材，其特征在于所述加強肋與基板的結合部位設有加強層加強。
12. 如權利要求6至10任一權利要求所述塑鋼纏繞管的鋼帶增強復合帶材，其特征在于所述成組加強肋端部之間的凹陷處封堵，并加入圓截面加強體分擔管材承壓時的負荷。
全文摘要
本發明公開了一種塑鋼纏繞管的加強方法及鋼帶增強復合帶材，塑鋼纏繞管以鋼帶增強復合帶材纏繞而成，所述鋼帶增強復合帶材包括帶材本體，所述帶材本體包括基板，所述基板上設有至少一個垂直于基板，并沿帶材長度方向延伸的加強肋，所述基板材料為塑料，加強肋中優選設有肋片，加強肋肋片材料優選為鋼帶，也可以是其它金屬材料以及彈性模量和強度遠大于塑料的其他復合撓性材料，肋片外均勻包覆塑料，塑料可以是聚乙烯、聚氯乙烯，以及其他適用的塑料材料，所述帶材兩側與相鄰帶材的纏繞搭接部位分別為伸出平臺和伸出凸臺，纏繞搭接時是將帶材的側部的伸出平臺與相鄰帶材的伸出凸臺接合，采用中間以熔融的擠出料對接合面進行焊接粘合或粘接。
文檔編號F16L11/11GK101749501SQ20091018901
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月14日 優先權日2009年12月14日
發明者鄭能歡 申請人:華瀚科技有限公司