專(zhuān)利名稱：管用阻燃劑護(hù)套的制作方法
管用阻燃劑護(hù)套
背景技術(shù)：
波紋管或金屬軟管作為輸送例如天然氣的流體的導(dǎo)管為剛性管 系統(tǒng)提供了一種替代方案。波紋管可以容易地安裝，并且可用于許 多系統(tǒng)應(yīng)用中。由于其特別柔性的結(jié)構(gòu)和相對(duì)高的強(qiáng)度，波紋管的 安裝更為簡(jiǎn)單且更有成本效益。該柔性具有固有限制。隨著管內(nèi)工 作流體的內(nèi)壓力增加，所述波紋管結(jié)構(gòu)對(duì)壓力起反應(yīng)。當(dāng)內(nèi)壓超過(guò) 管材強(qiáng)度時(shí)，典型的波紋管結(jié)構(gòu)開(kāi)始沿其長(zhǎng)度伸長(zhǎng)并膨脹。工作流 體的高壓使折皺膨脹。折皺膨脹導(dǎo)致管變形超出其原始形狀和尺 寸。
為了滿足較高的工作壓力范圍，可以給常規(guī)波紋管套上金屬網(wǎng) 編織層。編織層固定在波紋管的相對(duì)端上。該編織層增強(qiáng)了波紋管 結(jié)構(gòu)，從而在內(nèi)壓力增加時(shí)抵抗折皺膨脹。該編織層在抵抗波紋管 膨脹的功能上有效，從而增加工作壓力的能力。然而，覆蓋波紋管 外徑的編織層經(jīng)受與其覆蓋的波紋管的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。管和編織層沿著 波紋管的長(zhǎng)度相對(duì)移動(dòng)。在將波紋管裝設(shè)至產(chǎn)生振動(dòng)并轉(zhuǎn)移到管的
機(jī)械i殳備的應(yīng)用中，該相對(duì)運(yùn)動(dòng)在編織層的內(nèi)部和管的外表面之間 產(chǎn)生磨損。管的外表面和編織層的內(nèi)表面之間的磨損產(chǎn)生破壞機(jī) 理，其損害波紋管結(jié)構(gòu)的完整性。所述編織層往復(fù)運(yùn)動(dòng)并摩擦波紋 管的外表面材料，直至管的壓力限度失效并隨之泄漏工作流體。
現(xiàn)有管的另一缺點(diǎn)是管經(jīng)常容納在護(hù)套內(nèi)。通常地，護(hù)套用絕 緣材料制成。在將管引入電荷(例如來(lái)自直接或間接的閃電放電)的 情況下，電荷聚積在護(hù)套上，并且可以穿透護(hù)套到達(dá)管，導(dǎo)致管破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方案是一種包括導(dǎo)電波紋管的管組合件， 該波紋管包括具有峰和谷的折皺(convolution)和沿所述波紋管長(zhǎng) 度布置的聚合物護(hù)套，所述聚合物護(hù)套包含阻燃劑。圖l是電荷耗散管組合件的部分截面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式


圖1是電荷耗散管組合件10的部分截面?zhèn)纫晥D。管組合件10 包括管12和導(dǎo)電護(hù)套14。管12可以是用于輸送例如天然氣、液體 等流體的環(huán)形波紋不銹鋼管(CSST)。作為一個(gè)替代方案，管12 可以是螺旋形巻繞管。
護(hù)套14在管12上擠塑而成。波紋管12具有外表面和內(nèi)表面。 內(nèi)表面通常暴露于工作流體。波紋管12包括的結(jié)構(gòu)具有變化的直 徑或沿波紋管12的長(zhǎng)度以交替序列形成峰和谷的折皺。所述外表 面用作與內(nèi)表面相反的峰和谷的基準(zhǔn)。峰由具有較大外直徑的折皺
構(gòu)成，谷由具有較小外直徑的折皺構(gòu)成。
導(dǎo)電護(hù)套14布置在波紋管12的外表面上。導(dǎo)電護(hù)套14可以 基本上填充谷，并且覆蓋外表面上的峰。導(dǎo)電護(hù)套14沿波紋管12 的長(zhǎng)度布置。構(gòu)成導(dǎo)電護(hù)套14的材料具有抵抗使材料變形的力(例 如張力和剪切力)的性質(zhì)。結(jié)果，當(dāng)工作流體的內(nèi)壓力增加并使波 紋管12伸展開(kāi)時(shí)，布置在外表面的谷中的導(dǎo)電護(hù)套14抵抗所產(chǎn)生 的力。導(dǎo)電護(hù)套14抑制波紋管12的膨脹或伸展，使得波紋管12 在線性尺寸或直徑方面沒(méi)有明顯變形。導(dǎo)電護(hù)套14支承波紋管12 的每個(gè)折皺。構(gòu)成導(dǎo)電護(hù)套14的材料也是有彈性和柔性的。由于 波紋管12沿著其長(zhǎng)度彎曲(bend)和伸縮(flex)，所以導(dǎo)電護(hù)套 14隨波紋管12 —起彎曲和伸縮。
可以改變導(dǎo)電護(hù)套14的厚度，以增強(qiáng)管膨脹抗性或?yàn)椴y管 12提供較多或較少的柔性。可以通過(guò)改變導(dǎo)電護(hù)套14的厚度來(lái)滿 足各種壓力等級(jí)。導(dǎo)電護(hù)套14的厚度和波紋管12的壓力等級(jí)之間 存在直接關(guān)系。將導(dǎo)電護(hù)套14應(yīng)用至波紋管12使波紋管12的壓 力等級(jí)增加到高于沒(méi)有導(dǎo)電護(hù)套14的波紋管12的壓力等級(jí)。導(dǎo)電 護(hù)套14還增加在波紋管12中產(chǎn)生金屬疲勞失效所需的彎曲周期
5數(shù)，并且減輕振動(dòng)，以減少振動(dòng)疲勞所致的波紋管12失效。
可以將導(dǎo)電護(hù)套14擠塑到波紋管12的折皺中?？梢允褂闷渌?制造方法將導(dǎo)電護(hù)套14布置到波紋管12的外表面上。在一個(gè)實(shí)施 方案中，迫使導(dǎo)電護(hù)套14進(jìn)入谷中，以基本上填充谷并覆蓋峰。 隨著導(dǎo)電護(hù)套14的擠出，它基本上熔融并向下流入波紋管12的折 皺中。熔融的導(dǎo)電護(hù)套14在波紋管12上冷卻。熔融材料基本上填 充谷并覆蓋峰。在一個(gè)替代實(shí)施方案中，將聚合物導(dǎo)電護(hù)套14向 下擠入折皺中，然后(例如通過(guò)熱)固化。
可以應(yīng)用導(dǎo)電護(hù)套14,以使導(dǎo)電護(hù)套14基本上粘合至波紋管 的整個(gè)外表面。任選的導(dǎo)電護(hù)套14與外表面的粘合可以是機(jī)械粘 合或化學(xué)粘合，使導(dǎo)電護(hù)套14基本上粘附至波紋管12的外表面。 此外，通過(guò)位于谷中，由于導(dǎo)電護(hù)套14的材料性質(zhì)，導(dǎo)電護(hù)套14 機(jī)械阻止波紋管12變形。隨著將導(dǎo)電護(hù)套14應(yīng)用為使導(dǎo)電護(hù)套14 和波紋管12表面之間存在粘合，導(dǎo)電護(hù)套14和波紋管12表面之 間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。消除了導(dǎo)電護(hù)套14和外表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 則基本上消除了磨損機(jī)制，同時(shí)仍然提供壓力增強(qiáng)效果。
在一個(gè)替代實(shí)施方案中，在波紋管12上擠塑導(dǎo)電護(hù)套14，但 是不迫使其進(jìn)入波紋管的谷中。導(dǎo)電護(hù)套14覆蓋波紋管12的峰， 但是沒(méi)有被迫入谷中。
導(dǎo)電護(hù)套14可由導(dǎo)電熱塑性聚合物(例如基于熱塑性聚醚的聚 氨酯化合物)制成。其它的導(dǎo)電熱塑性材料可以用于護(hù)套14,本發(fā) 明不局限于聚氨酯。聚合物優(yōu)選具有下列性能。
表A
性質(zhì) 方法 值
抗拉強(qiáng)度 ASTM D638 約4000磅/平方英寸最小值
延伸率 ASTM D638 約300%最小值彎曲模量 ASTMD790 約25000磅/平方英寸最小值
體積電阻率 ASTM D257 約7 x 104歐姆-厘米最大值
在一個(gè)替代實(shí)施方案中，導(dǎo)電護(hù)套由具有表A所示特性的熱塑 性聚乙烯制成。聚乙烯護(hù)套可以按上文所述粘合至波紋管12。
在管組合件一端或兩端是配合件16。配合件16可以是現(xiàn)有的 CSST配合件，例如在美國(guó)專(zhuān)利5799989、 6079749、 6276728中公 開(kāi)的那些，這些專(zhuān)利的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。優(yōu)選該末端配 合件由金屬(例如黃銅)制成。
因?yàn)樽o(hù)套14是由導(dǎo)電熱塑性材料制成的，所以積聚在護(hù)套14 上的電荷(例如由于直接或間接雷擊引起的)通過(guò)護(hù)套14傳到管 12，然后傳到末端配合件16，并穿過(guò)連接到配合件16的部件。因 此，管12不被非導(dǎo)電護(hù)套上的電荷累積所損壞。
管組合件可用于許多應(yīng)用中，包括可能遭受雷擊(直接或間接) 或其它電荷累積來(lái)源的民用或商用、內(nèi)部或外部以及地面或地下設(shè) 施中。
在一個(gè)替代實(shí)施方案中，除了導(dǎo)電材料，可以將一種或更多種 阻燃劑加入聚合物護(hù)套14中。阻燃劑可以使管組合件滿足或超過(guò) 各種標(biāo)準(zhǔn)。例如，本發(fā)明的實(shí)施方案管組合件包括含量足量的阻燃 劑，以在不除去護(hù)套的情況下通過(guò)<50煙濃度和<25火焰蔓延以及 1 、 2和4小時(shí)UL貫穿洞孔擋火系統(tǒng)分類(lèi)(UL Through Penetration Firestop System Classification )等級(jí)的UL723/ASTM E84測(cè)試。
下表B示出可以加入聚合物護(hù)套14的示范性阻燃劑類(lèi)型和阻 燃劑的重量百分?jǐn)?shù)。
表B
阻燃劑 %(重量)氮/磷 約40 ~約60
溴化的 約10~約20
氯化的 約30~約50
氫氧化鎂 約40 ~約60
三水合鋁 約40~約60
包括該阻燃劑的本發(fā)明實(shí)施方案產(chǎn)生具有下表C物理性質(zhì)的聚 合物護(hù)套。
表c
機(jī)械性能
拉伸強(qiáng)度 約1500磅/平方英寸最小值
延伸率 約200%最小值
彎曲模量 約50000磅/平方英寸最小值
雖然已經(jīng)顯示并描述了優(yōu)選的實(shí)施方案，但是在不脫離本發(fā)明 構(gòu)思和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種修改和替換。因此，應(yīng)當(dāng)理 解，本發(fā)明是以舉例說(shuō)明而不是限制的方式來(lái)描述的。
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權(quán)利要求
1. 一種管組合件，包括導(dǎo)電波紋管，所述導(dǎo)電波紋管包括具有峰和谷的折皺；沿所述波紋管長(zhǎng)度布置的聚合物護(hù)套，所述聚合物護(hù)套包含阻燃劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管組合件，其中所述聚合物護(hù)套具有約1500磅/平方英寸的最小抗拉強(qiáng)度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管組合件，其中所述聚合物護(hù)套具有約200%的最小延伸率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管組合件，其中所述聚合物護(hù)套具有約50000磅/平方英寸的最小彎曲模量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管組*，其中所述阻燃劑的量足以^吏所述管組合件通過(guò)<50煙濃度和<25火焰 蔓^JL 1、2和4小時(shí)UL貫穿洞孔擋火系統(tǒng)分類(lèi)等級(jí)的UL723/ASTM E84測(cè)試。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管組*，其中所述阻燃劑是氮/磷型阻燃劑，在所述聚合物護(hù)套中以約40%至約 60%重量的量存在。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管組合件，其中所述阻燃劑是溴化型阻燃劑，在所述聚合物護(hù)套中以約10%至約 20%重量的量存在。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管組合件，其中所述阻燃劑是氯化型阻燃劑，在所述聚合物護(hù)套中以約30%至約 50%重量的量存在。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管組M，其中所述阻燃劑是氫氧化鎂型阻燃劑，在所述聚合物護(hù)套中以約40% 至約60%重量的量存在。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管組*，其中所述阻燃劑是三7jc合鋁型阻燃劑，在所述聚合物護(hù)套中以約40% 至約60。/。重量的量存在。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管組*，其中 所述波紋管是環(huán)形的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管組合件，其中 所述波紋管是螺旋形的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管組合件，其中其中所述導(dǎo)電聚合物護(hù)套基本上填充所述谷，并且基本上覆蓋所 述峰。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管組合件，還包括 在其一端連接至所述波紋管的配合件。
15. —種管組合件，包括導(dǎo)電波紋管，所述導(dǎo)電波紋管包括具有峰和谷的折皺；沿所述波紋管長(zhǎng)度布置的導(dǎo)電聚合物護(hù)套。
全文摘要
一種管組合件，包括導(dǎo)電波紋管，該波紋管包括具有峰和谷的折皺及沿所述波紋管長(zhǎng)度布置的聚合物護(hù)套，該聚合物護(hù)套包含阻燃劑。
文檔編號(hào)F16L11/11GK101438088SQ200780016736
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者史蒂文·A·特雷克爾, 迪安·W·里韋斯特 申請(qǐng)人:歐美佳福萊克斯公司