(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211235398.8 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 浙江大学 地址 310000 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 施建峰　陈卓愉　郑津洋　葛周天　 姚日雾　许鹏　 (74)专利代理 机构 杭州创智卓英知识产权代理 事务所(普通 合伙) 33324 专利代理师 朱秀琴 (51)Int.Cl. F16L 57/02(2006.01) F16L 9/147(2006.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 113/14(2020.01) G06F 113/26(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种塑料复合管道抗外压失稳管件结构及 其安装方法 (57)摘要 本发明公开了一种塑料复合管道抗外压失 稳管件结构及其安装 方法， 塑料复合管道是以金 属与热塑性塑料复合结构为基础的管材， 卡箍安 装于塑料复合管道的筒体外侧， 用于增加塑料复 合管道的环刚度， 本发明还包括卡箍的具体安装 方法， 即通过计算确定卡箍之间中心距。 计算过 程如下： 单段管道长度为Ls， 根据如下公式计算n： n=[Ls/Δ]， []表示向上圆 整， 基于计算得出的n， 确定 单段管道上安装卡箍 所需的数量为n ‑1个， 卡箍之间中心距为L s/n。 本 发明通过在塑料复合管道上安装刚性卡箍的方 法提高管道的环刚度， 通过理论与试验相结合的 方法确定卡箍中心距， 解决塑料复合管道的卡箍 安装数量及位置确定问题。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 115306987 A 2022.11.08 CN 115306987 A 1.一种塑料复合管道抗外压失稳管件安装方法， 所述塑料复合管道是以金属与 热塑性 塑料复合结构为基础的管材， 所述塑料复合管道抗外压失稳管件包括刚性卡箍， 所述卡箍 安装于所述塑料复合管道的筒体外侧， 用于增加所述塑料复合管道的环刚度； 所述安装方 法如下： 步骤1： 初步计算上述管道在设计外压 下外压失稳时的理论临界长度Lcr， Lcr的计算公式 如下： 其中， 是上述塑料复合管道的弹性模量； 如果管道呈现各向异性， 则所述管道的 弹性模量取 管道轴向模量乘以管道 径向模量的平方根， 即 ； t是上述塑料复合管道的管壁厚度， D是上述塑料复合管道的外径， Po是上述塑料复合管 道的设计外 压； 步骤2： 选取长度为Lcr的试验管道进行试验， 在设计外压Po下， 获取所述塑料复合管道 吸扁时的管道内压力值Pi； 步骤3： 根据Lcr、 Pi计算相邻卡箍之间的中心 距 ， 计算公式如下： 其中， 是管道上相邻安装的两个卡箍间的中心 距； 所述卡箍的壁厚δ满足如下 条件： 其中， 是所述卡箍的材料模量； 如果卡箍呈现各向异性， 则卡箍的材料模量取卡 箍轴向模量乘以卡箍径向模量的平方根， 即 ； 步骤4： 计算上述塑料复合管道单 段管道上安装卡箍的数量及中心 距， 计算过程如下： 其中， Ls是 单段管道长度， []表示向上圆整， n 为大于1的整数； 基于计算得出的n， 确定单段管道上安装卡箍的数量为n ‑1个， 卡箍之间的中间距为Ls/ n；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115306987 A 2即， 在单段管道上， 以管道的一端作 为起点， 每隔Ls/n的距离设置一个卡箍， 共n ‑1个卡 箍。 2.如权利要求1所述的塑料复合管道抗外压失稳管件安装方法， 其特征在于， 当理论临 界长度Lcr大于工程上单段管道最长 长度时， 将所述工程上 单段管道最长 长度作为 Lcr。 3.如权利要求1所述的塑料复合管道抗外压失稳管件安装方法， 其特征在于， 所述获取 所述塑料复合管道 吸扁时的管道内压力值Pi包括： 密封所述塑料复合管道的两端， 以平均 速度≤1kPa/min抽真空， 记录管道吸扁时候的管道内压力， 将其平均值作为管道内压力值 Pi。 4.一种塑料复合管道抗外压失稳管件结构， 所述塑料复合管道是以金属与 热塑性塑料 复合结构为基础的管材， 所述塑料复合管道抗外压失稳管件包括刚性卡箍， 所述卡箍安装 于所述塑料复合管道的筒体外侧， 用于增加所述 塑料复合管道的环刚度， 其特征在于， 所述 塑料复合管道抗外压失稳管件结构采用如权利要求1 ‑3任一项所述的塑料复合管道抗外压 失稳管件安装方法进行安装。 5.如权利要求4所述的塑料复合管道抗外压失稳管件结构， 其特征在于， 所述卡箍的材 料为钢或铝合金。 6.如权利要求4所述的塑料复合管道抗外压失稳管件结构， 其特征在于， 所述卡箍长度 大于所述塑料复合管道半径。 7.如权利要求4所述的塑料复合管道抗外压失稳管件结构， 其特征在于， 所述卡箍为叶 轮型、 环形 型、 镂空型或长 螺栓型。 8.如权利要求4所述的塑料复合管道抗外压失稳管件结构， 其特征在于， 所述卡箍上有 若干个加强筋， 用于增强卡箍的轴向刚性。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115306987 A 3