[發明專利]具有優化的鋼線增強層的軟管

有效

• 申請號: 201480038666.4
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN105358888B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: B·范登布羅克;P·加爾
• 申請（專利權）人: 貝卡爾特公司
• 主分類號: F16L11/08
• 分類號: F16L11/08;D07B1/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳文平;侯寶光

為了改善高壓軟管中鋼線的相等負載，具有不同負載伸長性能的鋼線被引入軟管隨后的增強層中。負載伸長率的差異通過線材的E比率來量化，E比率等于拉伸強度除以斷裂伸長率。徑向最外鋼線增強層的鋼線具有最高的E比率，而徑向最內鋼線增強層具有最低的E比率。任何鋼線增強層的E比率不低于任何內側鋪設的鋼線增強層的E比率。鋼線的E比率可能受到熱處理或機械處理的影響。在機械處理中，可以通過引導折皺或折彎經過預成形設備而將它們引入線材中。

技術領域

本發明涉及用于在壓力下輸送流體的軟管(hose)，其也被稱為 高壓軟管或液壓軟管，以及生產這種軟管的方法。

背景技術

用于在高壓下輸送流體例如液壓油、水以及蒸汽或氣體的高壓、 柔性軟管在各種設備和載具中無所不在，以有效地傳遞可相對于彼此 移動的部件之間的運動或流體。

通常，這些種類的軟管由包含流體的彈性體芯管組成，在所述流 體周圍一個或多個增強層已被螺旋化(spirally)卷繞同時被彈性材料 的中間層徑向分隔。外層一般被施加在最外增強層上用于覆蓋所述增 強層，使得它不被損壞。

增強層對于軟管的功能至關重要，因為它不僅賦予軟管強度，而 且還使軟管保持柔性。增強層必須能夠承受高度可變的壓力與經過流 體傳播的沖擊波。由于軟管多次用于惡劣的環境中并且在高溫或低溫 下輸送腐蝕性(aggressive)流體，因此增強層在這些環境下必須保持 其強度、柔性和耐疲勞性的特性。

雖然在過去對新合成的增強纖維如長鏈合成的聚酰胺基芳族聚 酰胺或超高分子量聚乙烯定向纖維的期望較高，但用于增強高壓軟管 的最常用的材料仍是普通鋼線，其可能涂覆有粘合劑層。

鋼線可以多種方式施加在芯管周圍，如：

·螺旋化軟管，其中線材彼此平行以螺旋方式卷繞。優選地，將 增強層配對并且一對部件的線材以相反的方向卷繞，同時通過中間聚 合物或彈性體層隔開，或者

·可編織(braid)增強層，其可被描述為一對緊密卷繞在一起的 而沒有中間彈性體層的螺旋化層。各螺旋化層的線材被分組為帶狀物， 且一層的帶狀物與另一層的帶狀物交織。可以根據平紋組織、斜紋組 織或緞紋組織進行交織。

軟管中的鋼線以螺旋角卷繞，該螺旋角通常被設定為鋼線的切向 量和螺旋的軸線之間的角度。當該角度接近所謂的“中性角度”時，所 述增強件將在向軟管施加壓力時表現中性，軟管既不縮短也不伸長。 中性角度是約為54°44'。

從力學的觀點來看，軟管必須滿足一些基本要求：

·它必須具有足夠的爆裂壓力(BP)，即試驗樣品的最弱壁零件 處產生的壓力。除其它因素外，爆裂壓力直接取決于斷裂負載和在增 強層的增強纖維的數目。其他因素是軟管的結構：層數、各層的徑向 位置、鋪設角度、螺旋化的或編織的、所用的橡膠等

·軟管必須在一定的工作壓力(WP)下低于其爆裂壓力使用。取 決于軟管的應用，使用對于液壓應用通常被設定為4的安全因子，那 么意圖使用軟管的壓力不應大于爆裂壓力的四分之一。

·當軟管經受由于例如泵循環、閥門關閉、液流沖擊和其他濫用 導致的脈沖壓力時，脈沖壽命測試用于模擬這些現象的影響。在脈沖 壽命測試期間，一塊軟管負載有從接近零至高達125％或133％(取 決于軟管結構)的工作壓力并且反饋一定重復率和占空比的方波壓力。 該測試由于軟管的故障而停止或者當已經達到循環的規定數時停止。 可能地，幸存的試驗樣品經受最終爆裂試驗，以評估軟管的最終性能。

鋼線增強的高壓軟管的領域中，下面的現有技術與本發明特別相 關：