包括膨胀接头的低压管状系统的制作方法

1.本发明涉及低压管状系统，例如真空管列车运输系统(如超级高铁)，包括多个相互连接的具有纵向轴线的管段，其中每个管段包括中心部分和两个外端部分，并且其中该管状系统被构造成在连接的管段内保持低压或接近真空的环境。这种系统例如在国际专利申请公开号为wo2017/155980a1和wo2016/126505a1中公开，这两件国际专利申请通过引用并入本文。


背景技术：

2.在这样的系统中，列车或其它车辆将以高速行进经过近真空管段，而管段可能经历由地面和/或管本身的热膨胀所引起的运动，或者经历由诸如结构性运动、沉降、动态载荷等引起的其它运动。因此，需要管段之间的柔性气密性接头，该接头是安全且坚固的，并且必须例如能够承受由管段内部的真空所引起的高应力，和/或其必须能够承受由例如由人引起的某种程度的可能的外部冲击。


技术实现要素：

3.因此，根据一实施例，该系统还包括连接管段的多个膨胀接头；其中，每个膨胀接头包括套筒，该套筒由柔性片材制成并且包括环形无极中心部分和两个环形无极外端部分；其中，膨胀接头的每个外端部分设置成与相邻的管段同轴地延伸，并围绕并密封接合相邻的管段的外端部分。在该方面，环形必须被理解为包括任何周向封闭的形状，例如圆形、矩形或多边形。
4.根据进一步实施例，膨胀接头的每个外端部分设置有环形无极保持器线缆，该环形无端部保持器线缆固定到柔性片材并且与相邻的管段同轴地延伸；其中，所述管段的每个外端部分在所述管段的外端附近设置有环形径向向外延伸的凸缘，所述凸缘具有径向外表面、在相应管段的中心部侧延伸的轴向向内的表面、以及在相应管段的外端侧延伸的轴向向外的表面；其中所述凸缘的径向外表面与所述膨胀接头的相应外端部分的径向内表面接合；其中每个环形无极保持器线缆的内径被设计成使得膨胀接头的相应外端对凸缘的轴向向内的表面施加力。优选地，每个环形无极保持器线缆的内径小于相应凸缘的外径。优选地，保持器线缆由钢、玻璃纤维增强的塑料、或芳族聚酰胺制成。
5.根据进一步实施例，从切线方向看，所述膨胀接头的套筒的中心部分均具有大致v形或u形横截面，使得中心部分具有直径大致小于两个外端部分的中心部位。
6.根据另一实施例，所述膨胀接头的套筒的至少中心部分的柔性片材均具有至少两个分离层，包括：不透气的柔性材料的第一层；柔性材料的第二层，其在管状系统的轴向上具有比第一层更高的拉伸强度。优选地，所述膨胀接头的套筒的至少中心部分的柔性片材均还具有柔性材料的第三层，与第一层和第二层相比，第三层对来自外部尖锐物体的冲击具有更高的耐切割性和/或更高的耐刺穿性，其中第三层围绕第一层。优选地，第三层围绕第二层。优选地，第二层围绕第一层。优选地，第二层包括相同材料的至少两个重叠的子层。
优选地，第一层的材料是橡胶，优选地是sbr、epdm、nr或cr橡胶。优选地，第二层的材料包括芳族聚酰胺、碳、尼龙和/或聚酯纤维。优选地，第三层的材料包括芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、钢网、或钢纤维。优选地，拉伸强度是通过astm d7003标准方法测量的，耐切割性是通过astm f1790标准方法测量的，和/或耐刺穿性是通过astm d4833标准方法测量的。
7.所述管段可以由混凝土或金属(例如钢)制成，并且该管段可以具有至少2.5m的直径。
附图说明
8.现在将通过如图所示的优选实施例来进一步说明本发明，其中：
9.图1是根据本发明的以纵向横截面部分示出的系统的侧视图；
10.图2是如图1所示的系统的细节；以及
11.图3是在本发明的系统中使用的膨胀接头的横截面的透视图。
具体实施方式
12.参照图1，(接近)真空管列车运输系统1(诸如超级高铁)包括具有纵向轴线3的多个相互连接的管段2。管段2可以例如由钢或混凝土制成并且可以具有内径，该内径允许驱动超级高铁乘客列车(未示出)通过该系统1。
13.如示意性安装符号4、5所指示的，管段可以被安装成使得在一个外端(在安装符号4处)处其被固定到地面，但允许转动，并且在其另一外端处，滑动支座(安装符号5)允许管段2相对于地面平移和转动。因此，管段2的热膨胀和(小的)地面运动可以由该系统来调节。
14.参照图1、图2和图3，管段2的端部的膨胀和运动要求管段2的外端部分21通过柔性膨胀接头6来相互连接。膨胀接头6包括具有中心部分61和外端部分62的柔性片材的套筒。膨胀接头6的外端部分62与相邻管段2的轴线3同轴地延伸，并且与外端部分21密封式接合。
15.膨胀接头6的外端部分62设置有由钢制成的环形无极保持器线缆621，该线缆621可以固定到或不固定到柔性片材，并且与相邻管段2的轴线3同轴地延伸。管段2的外端部分21设置有凸缘211，并且凸缘211的径向外表面与膨胀接头6的外端部分62的径向内表面接合。每个环形无极保持器线缆621的内径小于凸缘211的外径，使得围绕保持器线缆621的膨胀接头6的外端的材料对凸缘211的轴向向内的表面2111施加力，从而防止膨胀接头6向管段2的外端部分21滑动。管段2的外端部分21及其凸缘211具有比管段2的中心部分小的外径，使得围绕外端部分21的膨胀接头6的外端部分62的外径仍然小于(或近似等于)管段2的外径。然而，膨胀接头6也可以定位在管段2的外表面上，使得膨胀接头6大于管段2的外径。
16.膨胀接头6的柔性且可运动的中心部分61具有大致v形或u形的横截面，中心部分61承受由管道系统的环境与管段2内的低压或(接近)真空之间的压力差引起的力。因此，中心部分61的中心部位具有比两个外端部分小得多的直径。如图2所示，中心部分61的中心部位的内径可以与管段2的内径大致相同，或者甚至小于管段2的内径，但是优选地，膨胀接头6不与管的内包络相干涉。
17.如图2和图3所示，膨胀接头6的柔性片材包括几个分离层。第一层601由柔性橡胶材料制成，例如由sbr、nr或cr(epdm和nbr或其它常规弹性体)制成，并且是不透气的。在外端部分62处，第一层601设置有径向向内的肋部6011，该肋部6011可完全压缩抵靠在凸缘表
面上，从而提供额外的密封，以防止可能的空气从环境泄露到管道系统1。可替代地，凸缘211可以设置有匹配的凹槽2111，如图所示，凹槽2111与肋部6011接合并由其填充。
18.加强的第二层602由至少两个重叠的子层602a、602b组成，每个子层由柔性材料制成，该柔性材料例如为芳族聚酰胺、碳、尼龙和/或聚酯纤维的编织布织物，其在管状系统的轴向上具有比第一层601更高的拉伸强度。
19.柔性材料的保护性第三层603，例如芳族聚酰胺纤维的编织布织物，至少在膨胀接头6的中心部分61围绕第一层601和第二层602，并且与第一层601和第二层602相比，第三层603对来自外部的尖锐物体(例如刀)的冲击具有更高的耐切割能力和更高的耐刺穿能力。
20.第二层602的外端围绕线缆621缠绕，使得线缆621保持所述外端，从而保持整个套管牢固地抵靠管段2的凸缘211。
21.与第一层601连续的另一橡胶层601a围绕先前的层602、603，使得这些层602、603和线缆621被封闭在橡胶中并且与环境隔离。外部橡胶层601a可以通过中间层604硫化/粘附到第三层603。
22.因此，已通过优选实施例描述了本发明。然而，应当理解，本公开仅仅是说明性的。已展现了结构和功能的各种细节，但是在由所附权利要求所表达的术语的一般含义所扩展的全部范围内的所作的改变被理解为在本发明的原理内。说明书和附图应当用于解释权利要求。权利要求不应被解释为所要求保护的范围应被理解为由权利要求中使用的词语的字面意思来严格限定，说明书和附图仅用于解决权利要求中所发现的不确定性。出于确定权利要求所要求保护的范围的目的，应适当考虑与其中指定的元素等同的任何元素。如果所述元素以基本相同的方式执行基本相同的功能，以产生与权利要求中规定的元素基本相同的结果，则认为该元素等效于权利要求中所指定的元素。