[發(fā)明專利]一種內(nèi)襯節(jié)式抗彎工程管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310265960.6
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103277659A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張至德
• 申請（專利權(quán)）人: 張至德
• 主分類號: F16S3/00
• 分類號: F16S3/00
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙) 11362
• 代理人: 張浩宇

?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工程管，特別是一種內(nèi)襯節(jié)式抗彎工程管結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

工程管是專門用于承受力量的管材。依照原材料，工程管可以分為塑料工程管、不銹鋼工程管、普鋼工程管、合金鋼工程管及其他有色金屬工程管等。

人們在使用工程管時，除了要求其具有一定的抗拉強度外，同時還要求它們具有比較大的抗彎曲強度。工程管的這兩種強度都與它們的管壁厚度成正比。但是工程管的這兩種力學(xué)強度的比例系數(shù)卻存在較大的差異。其中抗彎曲強度是它的軟肋。當(dāng)工程管的管壁達到一定厚度時，雖然抗拉強度可以滿足需要，但其抗彎曲強度卻還不足。現(xiàn)有技術(shù)為了提高工程管的抗彎曲強度，通常采用增加管壁厚度的方法以增加抗彎曲強度；增加管壁的厚度，就要增加管材的消耗，從而增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種新型的內(nèi)襯節(jié)式抗彎工程管。它在不增加工程管管壁厚度的條件下，可以大幅度地提高抗彎曲強度,具有成本低、裝配簡單和抗彎曲強度高的優(yōu)點，有極好的經(jīng)濟價值和應(yīng)用前景。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：一種內(nèi)襯節(jié)式抗彎工程管。在該工程管的管腔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)襯節(jié)，該內(nèi)襯節(jié)的形狀與所在工程管的管腔相同；內(nèi)襯節(jié)由固定在一起的節(jié)管和節(jié)板構(gòu)成，節(jié)管固定在工程管的內(nèi)壁上，節(jié)板垂直于節(jié)管。

上述的內(nèi)襯節(jié)式抗彎工程管，根據(jù)工程管的形狀不同，所述的內(nèi)襯節(jié)可以為圓形、方形或其他幾何形狀。

前述的內(nèi)襯節(jié)式抗彎工程管，所述內(nèi)襯節(jié)的節(jié)管與節(jié)板最好做成不能拆分的整體部件。

前述的內(nèi)襯節(jié)式抗彎工程管，所述內(nèi)襯節(jié)的節(jié)板可以位于節(jié)管的端部或中間。

前述的內(nèi)襯節(jié)式抗彎工程管，所述內(nèi)襯節(jié)的長度為工程管外徑的50～100％。

前述的內(nèi)襯節(jié)式抗彎工程管，在內(nèi)襯節(jié)的節(jié)板上可以設(shè)置小孔。

依照“工程管的抗彎曲強度與其管壁的厚度成正比”的常規(guī)物理定律，欲將工程管的抗彎曲強度提高?100％，就必須多消耗100％的管材，提高其管壁的厚度，才能達到目標。但是在自然界，“竹節(jié)”以其分段設(shè)置“內(nèi)襯節(jié)”的特殊結(jié)構(gòu)方式，僅以不足2％的普通竹纖維材料，卻將竹管的抗彎曲強度提高了100％。仔細觀察植物界的竹子，可以發(fā)現(xiàn)，無論什么品種的竹子，在其修長結(jié)實的竹管上面都生長著許多竹節(jié)。這些竹節(jié)均勻地分布在竹管的各個節(jié)段上。大約每30公分的距離就有一個竹節(jié)。正是由于這些竹節(jié)的存在，才使竹管的抗彎曲強度和抗折斷強度提高了一倍多。剖開竹管可以看到，竹節(jié)就是一小塊的植物纖維板，它將竹管分隔成為彼此不相通的上下兩段。竹節(jié)的邊沿與其所在位置的竹管內(nèi)壁緊密相聯(lián)，成為竹管內(nèi)壁的一個圓形襯板。盡管竹節(jié)的材料并不厚實，也不堅固，但是因其位居竹管中心，非常方便其發(fā)揮內(nèi)撐作用。當(dāng)竹管遭遇破壞性外力作用而欲彎曲之前，其前導(dǎo)誘因是竹管的某些管壁首先變形，向管腔內(nèi)部凹曲踏陷，如果這種趨勢繼續(xù)發(fā)展，就會導(dǎo)致整段竹管彎曲變形。竹節(jié)因為位處中心，其橫向支撐力可以阻止任何部位的管壁向內(nèi)凹曲踏陷，沒有管壁凹曲踏陷，竹管就不會彎曲變形。竹節(jié)因此非常有效地提高了竹管的抗彎曲強度。經(jīng)過解剖和稱重發(fā)現(xiàn)：一個竹節(jié)的重量，與其所在節(jié)段的竹筒的重量相比，前者僅為后者的1％～2％，但卻可以將這段竹管的抗彎曲強度提高到超過原有強度的100％。根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)相關(guān)定律，工程管的抗彎曲強度與其管壁的厚度成正比，如果采用傳統(tǒng)方式，將構(gòu)成竹節(jié)的纖維材料用于增加竹管壁的厚度，那就只能將竹管的抗彎曲強度提高1～2％。與傳統(tǒng)的“厚壁效應(yīng)”比較，“竹節(jié)效應(yīng)”使纖維材料的抗彎曲強度的作用擴大了50倍以上。這是“竹節(jié)效應(yīng)”在結(jié)構(gòu)力學(xué)上創(chuàng)造的奇跡。它使竹子能以其瘦長的身材在空曠的原野和毫無遮攔的郊外，單獨抗御八級大風(fēng)的摧殘而是不彎曲，不倒伏。本發(fā)明的主要特征，就是仿照竹節(jié)的構(gòu)造，以在工程管內(nèi)設(shè)置內(nèi)襯節(jié)的方式來提高工程管的抗彎曲強度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的有益效果：

（1）本發(fā)明是以“竹節(jié)”在植物竹子中的結(jié)構(gòu)和功效為依據(jù)，采用在工程管的管腔內(nèi)設(shè)置獨特的“內(nèi)襯節(jié)”來提高工程管的抗彎曲強度，而不需要增加管壁的厚度，解決了現(xiàn)有技術(shù)只能通過增加管壁厚度來增強工程管抗彎曲強度的難題，可以節(jié)約很多管壁材料，提高材料的利用效率數(shù)十倍，不僅能大幅度提升工程管的抗彎曲強度，還可以減少工程管管體用料，明顯降低生產(chǎn)成本，同時還能生產(chǎn)出用于特殊目的的高強抗彎工程管，具有極好的經(jīng)濟價值和社會效益。

（2）適用范圍廣。本發(fā)明可適用于金屬管道、非金屬管道和復(fù)合管道等不同材質(zhì)的工程管，應(yīng)用范圍廣，發(fā)展前景好。