[發明專利]一種強化碳纖維布復合層的構造方法以及應用該方法的管道止裂器

有效

• 申請號: 201710553459.8
• 申請日: 2017-07-08
• 公開（公告）號: CN107310167B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 彭惠芬;趙寧;宋玉杰;王程;王鵬;商瑋
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: B29C70/10
• 分類號: B29C70/10;B29C70/34;B29C70/54;F16L57/02
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

1.一種可活動強化碳纖維布復合層的構造方法，該方法包括將至少四層具有相同形狀的強化碳纖維布相鋪疊，通過粘結劑浸漬后固化成強化碳纖維布復合層；所述每層強化碳纖維布的抗拉方向之間按照由上至下的順序交替存在夾角，所述夾角范圍在15°～60°之間；所述強化碳纖維布復合層由至少兩張主纖維方向一致的強化碳纖維布疊加在一起構成，其特征在于：

在所述強化碳纖維布復合層的中段留有一條沒有粘結劑浸漬的非固化帶，以實現所述強化碳纖維布復合層的活動；構成所述強化碳纖維布復合層的每張碳纖維布的抗拉強度≥3000MPa，抗拉模量≥200GPa。

2.一種管道止裂器，包括環狀碳纖維層合結構(5)與粘貼在環狀碳纖維層合結構(5)外表面的金屬保護層(7)，其特征在于：所述環狀碳纖維層合結構采用權利要求1中所述方法制造的強化碳纖維布復合層；

其中，環狀碳纖維層合結構(5)上的非固化帶被稱為非預浸漬固化帶(6)，位于環狀碳纖維層合結構(5)的中部；金屬保護層(7)采用鍍鋅鐵板制成，包裹在環狀碳纖維層合結構(5)的表面；環狀碳纖維層合結構(5)與金屬保護層(7)結合后，成為一個帶有兩條封閉邊(10)的空心未封閉圓筒；所述封閉邊由碳纖維層合結構連接外緣(4)和金屬保護層連接外緣(3)連接后構成；

所述空心未封閉圓筒的左右兩端的端口為坡口(9)；所述坡口的坡面的傾斜角度范圍在40°到60°之間。

3.一種制造管道止裂器的方法，該方法由如下步驟構成：

第一步，首先根據管道的直徑選擇與之相同直徑的聚四氟乙烯管道模具；

第二步，裁剪出抗拉方向不同的同形狀碳纖維布；裁減中需要確保每層強化碳纖維布的抗拉方向之間按照由上至下的順序交替存在夾角，根據不同的鋪設角度依次鋪疊起來；

第三步，在第二步得到的碳纖維布層上的非固化帶處纏繞粘貼一條10cm左右寬的透明膠帶以防止該處被粘結劑浸漬；

第四步，將第三步中得到的多層碳纖維布的最底層包裹在第一步中制得的聚四氟乙烯管道模具上；碳纖維布上延伸出的用于作為連接外緣的部分使用長條狀夾具夾住；避開長條狀夾具和透明膠帶處涂刷粘結劑進行浸漬；直待最底層固化完成；

第五步，按照第四步的處理方式處理倒數第二層，并依次重復該步驟直到最外層碳纖維布被處理完畢構成管形的碳纖維復合材料層合結構；

第六步，在碳纖維復合材料層合結構外表面涂刷粘結劑，該涂刷過程同樣避開粘貼有透明膠帶的區域和碳纖維布上延伸出的用于作為連接外緣的部分；

第七步，將與管形的碳纖維復合材料層合結構形狀相同且兩端伸出作為連接外緣的鍍鋅鐵板包裹在碳纖維復合材料層合結構上；使用夾具夾住鍍鋅鐵板的連接外緣；

第八步，待碳纖維復合材料層合結構與鍍鋅鐵板之間的連接固化后，去掉夾具，浸漬碳纖維布層連接外緣處各層碳纖維布，然后將碳纖維布層連接外緣與作為金屬保護層的鍍鋅鐵板的連接外緣通過粘接膠粘為一體，構成上下兩條封閉邊；

第九步，待整個結構完全固化后，將其從聚四氟乙烯管道模具上取下；撕下透明膠帶；使用激光在封閉邊上鉆孔；再按照所需管道止裂器的長度進行切割。