发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种能够互锁、防止抗压铠装层相邻截面相互滑出,且能够使复合软管具有较好柔性的复合软管Z型截面抗压铠装层。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种复合软管Z型截面抗压铠装层,其特征在于:它采用异型材缠绕互锁形成,所述异型材的截面为Z型截面,该所述截面包括第一横梁、第二横梁,以及连接所述第一横梁和第二横梁的竖向梁;所述第一横梁包括第一上壁面和第一下壁面,所述第一上壁面上设置有凹槽,所述第一横梁的端部一体设置有一向下延伸的第一钩状结构;所述第二横梁包括第二上壁面和第二下壁面,所述第二横梁的端部一体设置有一向上延伸的第二钩状结构;所述竖向梁包括第一侧壁和第二侧壁;所述凹槽设置在所述第一横梁的第一上壁面上,且位于与所述竖向梁连接的位置;所述凹槽的两侧与所述第一横梁的第一上壁面的连接均采用弧形连接角连接;所述第一钩状结构包括第一外部侧壁和第一内部侧壁,以及连接所述第一外部侧壁和第一内部侧壁的第一钩部端面;所述第一外部侧壁与所述第一横梁的第一上壁面的连接采用弧形连接角连接;所述第一钩部端面的两端与所述第一外部侧壁和第一内部侧壁的连接处也采用弧形连接角连接;所述第一内部侧壁与所述第一横梁的第一下壁面的连接也采用弧形连接角连接;所述第一横梁的第一下壁面与所述竖向梁的第一侧壁的连接也采用弧形连接角连接;所述竖向梁的第一侧壁与所述第二横梁的第二下壁面的连接也采用弧形连接角连接;所述第二钩状结构包括第二外部侧壁和第二内部侧壁,以及连接所述第二外部侧壁和第二内部侧壁的第二钩部端面;所述第二外部侧壁与所述第二横梁的第二下壁面的连接采用弧形连接角连接;所述第二钩部端面两端与所述第二外部侧壁和第二内部侧壁的连接也采用弧形连接角连接;所述第二内部侧壁与所述第二横梁的第二上壁面连接也采用弧形连接角连接;所述第二横梁的第二上壁面与所述竖向梁的第二侧壁的连接也采用弧形连接角连接;所述竖向梁的第二侧壁与所述第一横梁的第一上壁面的连接也采用弧形连接角连接;所述异型材的钩状结构嵌于相邻所述异型材的钩状结构与所述竖向梁形成的凹陷区域内,相邻所述异型材互相咬合。
所述凹槽的深度与所述异型材的Z型截面厚度的比值范围为2.5%~5%。
所述凹槽的宽度与所述凹槽的深度的比值范围为3~5。
所述凹槽的底部为弧形,所述凹槽的两侧均与所述凹槽的底部圆弧相切。
所述异型材为具有Z型截面的钢丝。
所述异型材与复合软管管轴的缠绕角度接近于90度。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明形成抗压铠装层的异型材的截面为Z型截面,该截面包括钩状结构、凹槽和凹陷区域,缠绕后异型材相邻截面互相咬合,将内衬层的内压转化为抗压铠装层钢丝的拉力,提供了抵抗内压的能力,同时由于相互咬合的截面间存在一定的间隙,当复合软管发生弯曲时可使抗压铠装层异型材相邻截面在一定间隙内相互运动,抗压铠装层不承受弯矩,同时也具有很好的柔性。2、本发明异型材的第一横梁的第一上壁面上设置有凹槽,凹槽便于卡环与钢丝端部的卡紧,有效地确保接头与钢丝端部的固定。3、本发明抗压铠装层的外层为防磨挤塑层,防磨挤塑层将抗压铠装层异型材上的凹槽填满,由此限制了抗压铠装层的异型材相邻截面的运动。本发明便于接头与抗压铠装层的异型材端部的固定,同时能够有效防止抗压铠装层相邻截面的相互滑出,使复合软管具有很好的柔性,因此,可广泛用于复合软管的结构设置上。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示,本发明所涉及的复合软管结构,从内层到外层依次包括骨架层1、内衬层2、抗压铠装层3、第一防磨挤塑层4、第一抗拉铠装层5、第二防磨挤塑层6、第二抗拉铠装层7、第三防磨挤塑层8、保温层9、外包覆层10。其中,骨架层1由互锁钢带缠绕而成,用于防止内衬层2的压溃,骨架层1内输送流体;内衬层2为输送流体的密封层,内衬层2外缠绕一层也可以缠绕多层抗压铠装层3,抗压铠装层3为非粘结层,层间可相互错动。外包覆层7可有效防止复合软管周围的流体流进铠装层。
如图2所示,本发明的抗压铠装层3通过异型材11缠绕互锁形成,异型材11与复合软管管轴的缠绕角度接近于90度。本发明异型材11的截面为Z型截面,该截面包括第一横梁12、第二横梁13,以及连接第一横梁12和第二横梁13的竖向梁14,第一横梁12、第二横梁13和竖向梁14形成Z型结构。第一横梁12包括第一上壁面15和第一下壁面16,第一上壁面15上设置有凹槽17,第一横梁12的端部一体设置有一向下延伸的第一钩状结构18。第二横梁13包括第二上壁面19和第二下壁面20,第二横梁13的端部一体设置有一向上延伸的第二钩状结构21。竖向梁14包括第一侧壁22和第二侧壁23。第一钩状结构18与竖向梁14之间,第二钩状结构21与竖向梁14之间均形成凹陷区域。
如图2所示,凹槽17设置在第一横梁12的第一上壁面15上,且位于与竖向梁14连接的位置。凹槽17的两侧24与第一横梁12的第一上壁面15的连接均采用弧形连接角25连接。
如图2所示,第一钩状结构18包括第一外部侧壁26和第一内部侧壁27,以及连接第一外部侧壁26和第一内部侧壁27的第一28。第一外部侧壁26与第一横梁12的第一上壁面15的连接采用弧形连接角25连接;第一钩部端面28的两端与第一外部侧壁26和第一内部侧壁27的连接处也采用弧形连接角25连接;第一内部侧壁27与第一横梁12的第一下壁面16的连接也采用弧形连接角25连接;第一横梁12的第一下壁面16与竖向梁14的第一侧壁22的连接也采用弧形连接角25连接;竖向梁14的第一侧壁22与第二横梁13的第二下壁面20的连接也采用弧形连接角25连接。
如图2所示,第二钩状结构21包括第二外部侧壁29和第二内部侧壁30,以及连接第二外部侧壁29和第二内部侧壁30的第二钩部端面31。第二外部侧壁29与第二横梁13的第二下壁面20的连接采用弧形连接角25连接;第二钩部端面31两端与第二外部侧壁29和第二内部侧壁30的连接也采用弧形连接角25连接;第二内部侧壁30与第二横梁13的第二上壁面19连接也采用弧形连接角25连接;第二横梁13的第二上壁面19与竖向梁14的第二侧壁23的连接也采用弧形连接角25连接。竖向梁14的第二侧壁23与第一横梁12的第一上壁面15的连接也采用弧形连接角25连接。
上述实例中,凹槽17的深度与异型材11的Z型截面厚度的比值范围为2.5%~5%;凹槽17的宽度与凹槽17的深度的比值范围为3~5;凹槽17的相对位置、深度、宽度的范围限定,对于异型材11的Z型截面应力分布影响较小。
上述实例中,凹槽17的底部为弧形,凹槽17的两侧均与凹槽17的底部圆弧相切。
上述实例中,缠绕形成抗压铠装层3的异型材11为钢丝,钢丝一般采用碳钢,异型材11的截面为Z型截面,通过对异型材11的缠绕形成抗压铠装层3。
本发明抗压铠装层3的缠绕成型方法包括以下步骤。
1)异型材11为钢丝,且截面为Z型截面,该截面包括钩状结构、凹槽、凹陷区域,异型材11缠绕在内衬层2的外周,形成抗压铠装层3,缠绕后异型材11的相邻截面互相咬合,即如图3所示,异型材11的钩状结构嵌于相邻异型材11的钩状结构与竖向梁形成的凹陷区域内,从而与相邻异型材11互相咬合,同时相互咬合的截面间存在一定的间隙,当复合软管发生弯曲时可使抗压铠装层3异型材11的相邻截面在一定间隙内相互运动,抗压铠装层3不承受弯矩,将内衬层2的内压转化为抗压铠装层3钢丝的拉力,提供了抵抗内压的能力,同时也具有很好的柔性。
2)抗压铠装层3的外层为防磨挤塑层,防磨挤塑层将抗压铠装层3异型材11上的凹槽17填满,由此限制了抗压铠装层3的异型材11相邻截面的运动。
3)通过卡环与抗压铠装层3的钢丝端部卡紧,再将卡环与接头固定。
4)异型材11的第一横梁12的第一上壁面15上设置有凹槽17,凹槽17便于卡环与钢丝端部的卡紧,有效地确保接头与钢丝端部的固定。
上述各实施例仅用于说明本发明,其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的,凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本发明的保护范围之外。