專利名稱：一種實(shí)壁管道的擴(kuò)口方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于管道連接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)壁管道的擴(kuò)口方法。
背景技術(shù)：
擴(kuò)口承插式連接是目前管道灌溉系統(tǒng)中管道連接技術(shù)應(yīng)用最廣的一種形式。其連接方法主要有熱軟化擴(kuò)口承插連接法、擴(kuò)口加密封圈承插連接法和膠接粘合式承插連接法三種。
熱軟化擴(kuò)口承插連接法是利用塑料管材對(duì)溫度變化靈敏的熱軟化、冷硬縮的特點(diǎn)，在一定溫度的熱介質(zhì)里加熱，將管子的承口端軟化后與另一節(jié)管子的插口端現(xiàn)場連接，使兩節(jié)管子牢固地結(jié)合在一起，接頭的適宜承插長度視系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作壓力和被連接管材的規(guī)格而定。
擴(kuò)口加密封圈連接法主要適宜于雙壁波紋管和用彈性密封圈連接的光滑管材。為達(dá)到一定的密封壓力，插頭處套上專用密封橡膠圈。
膠接粘合式承插連接法是利用粘合劑將管于或其他被連接物膠接成整體的一種應(yīng)用較廣泛的連接方法。通過在承口端內(nèi)壁和插頭端外壁涂抹粘合材料承插連接管段，接頭密封壓力較高。常用的粘合材料有膠接塑料的溶劑、溶液粘合劑和單體或低聚物三大類。
擴(kuò)口承插式管道連接施工不需要專門的設(shè)備，并且對(duì)施工環(huán)境的要求不高，所以被廣泛采用；但是現(xiàn)在的加工技術(shù)對(duì)于一些采用容易發(fā)生蠕變變形材質(zhì)的管材，如PE管材，若象PVC管材一樣擴(kuò)口，擴(kuò)口后產(chǎn)品會(huì)受溫度、光照的影響，而產(chǎn)生記憶收縮，使管材連接處出現(xiàn)斷裂或漏氣等問題，不能保證使用要求。因此，需要有一種新的改進(jìn)工藝，使蠕變變形材質(zhì)管材經(jīng)擴(kuò)口后不收縮或收縮量很小，從而使承插連接能夠很好地實(shí)現(xiàn)管道的固定并且密封。
管材的記憶收縮主要由分子間的內(nèi)應(yīng)力引起，通過化學(xué)理論可知，容易發(fā)生蠕變變形的物質(zhì)，如PE、PP分子的存在狀態(tài)有兩種晶體狀態(tài)或液態(tài)。晶態(tài)、液態(tài)隨溫度、光照等變化而轉(zhuǎn)換，在某個(gè)溫度下晶態(tài)和液態(tài)存在一定的比例，溫度越高液態(tài)成分越高，表現(xiàn)為越柔軟。因?yàn)榇嬖趦煞N狀態(tài)的分子，擴(kuò)口時(shí)液態(tài)分子冷卻成晶態(tài)分子固定在新位置上，另一部分原來是晶態(tài)的擴(kuò)口時(shí)晶格被拉伸或壓縮變形但又被新冷卻形成晶態(tài)分子約束，但晶格被拉伸或壓縮變形的內(nèi)應(yīng)力還存在，當(dāng)外部條件變化時(shí)如溫度升高、光照等，會(huì)削弱晶格的約束，使內(nèi)應(yīng)力釋放，造成擴(kuò)口記憶收縮。
解決擴(kuò)口后記憶收縮的關(guān)鍵是消除擴(kuò)口時(shí)晶格被拉伸或壓縮變形而存在的內(nèi)應(yīng)力。試驗(yàn)研究表明用升溫、光照等人工時(shí)效方法可以消除內(nèi)應(yīng)力，其原理是使存在內(nèi)應(yīng)力的晶格變成液態(tài)再重新結(jié)晶，而消除內(nèi)應(yīng)力；用擴(kuò)口后機(jī)械強(qiáng)迫收縮也可以消除內(nèi)應(yīng)力，其原理是使原來變形的晶格壓回原位，而消除內(nèi)應(yīng)力。
大量試驗(yàn)研究還表明，PE、PP擴(kuò)口加熱溫度越高或光照強(qiáng)度越大，記憶收縮越迅速。較準(zhǔn)確的加熱溫度，記憶收縮量較為恒定。
基于上述理論，可研制一種有效消除記憶收縮的管材擴(kuò)口方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種新型的實(shí)壁管道的擴(kuò)口方法，使得管道能在擴(kuò)口后不產(chǎn)生記憶收縮，實(shí)現(xiàn)良好的擴(kuò)口承插效果，完成管道的固定與密封。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種實(shí)壁管道的擴(kuò)口方法，通過如下兩個(gè)步驟完成(1)、加熱擴(kuò)口，使擴(kuò)口擴(kuò)展，對(duì)實(shí)壁管道的擴(kuò)口部分進(jìn)行加熱，加熱溫度范圍為100℃到200℃，使擴(kuò)口口徑擴(kuò)展，擴(kuò)展到足以容下實(shí)壁管道的端口，并預(yù)留一定的壓縮余量；(2)、冷卻擴(kuò)口部分，(3)、消除內(nèi)應(yīng)力對(duì)擴(kuò)口部分進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)迫收縮，使擴(kuò)口部分收縮步驟(1)中的壓縮余量，收縮后的擴(kuò)口口徑可以容下實(shí)壁管道的端口。
對(duì)于步驟(1)和步驟(2)，對(duì)擴(kuò)口加熱，使擴(kuò)口的分子大多都轉(zhuǎn)為液態(tài)形式，這時(shí)候擴(kuò)口擴(kuò)展，冷卻后，液態(tài)分子大部分冷卻成晶態(tài)形式并固定在新位置上，而另一部分加熱時(shí)還呈晶態(tài)形式的分子，則在加熱時(shí)其晶格被拉伸或壓縮變形，冷卻后又被新冷卻形成晶態(tài)分子所約束，但晶格被拉伸或壓縮變形的內(nèi)應(yīng)力還存在，所以這時(shí)候的擴(kuò)口部分存在記憶收縮的問題。故而需要預(yù)留一定的壓縮余量，通過步驟(3)采用機(jī)械強(qiáng)迫收縮的方法，使原來變形的晶格壓回原位，使擴(kuò)口部分收縮此壓縮余量，由于強(qiáng)迫壓縮后，分子的晶格被拉進(jìn)，所以存在一個(gè)反推力，迫使分子向外擴(kuò)散，使得管道擴(kuò)口擴(kuò)展，這個(gè)反推力跟步驟(1)擴(kuò)口后的記憶收縮剛好抵消，從而達(dá)到消除內(nèi)應(yīng)力的目的。
上述技術(shù)方案中，對(duì)實(shí)壁管擴(kuò)口部分內(nèi)部及外部同時(shí)加熱，加熱溫度最佳為150℃左右，此時(shí)晶態(tài)含量為30％40％，擴(kuò)口成型最為理想。
本發(fā)明的步驟(3)消除內(nèi)應(yīng)力也可通過升溫、光照等人工時(shí)效方法實(shí)現(xiàn)，使存在內(nèi)應(yīng)力的晶格變成液態(tài)再重新結(jié)晶，消除其內(nèi)應(yīng)力。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(1)、本發(fā)明的加熱溫度控制在150℃左右，容易實(shí)現(xiàn)；(2)、本發(fā)明加工出來的PE擴(kuò)口管道在氣溫達(dá)60℃和在太陽暴曬下不會(huì)產(chǎn)生記憶收縮，從而實(shí)現(xiàn)良好的擴(kuò)口承插效果，完成管道的固定與密封。


圖1是本發(fā)明步驟(1)加工后的擴(kuò)口結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明步驟(2)加工后的擴(kuò)口結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明應(yīng)用于管道連接技術(shù)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，本發(fā)明不僅限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例將本發(fā)明應(yīng)用于PE實(shí)壁管，本發(fā)明步驟(1)對(duì)PE實(shí)壁管擴(kuò)口部分內(nèi)部及外部同時(shí)加熱，加熱溫度為150℃，此時(shí)晶態(tài)含量為30％-40％，擴(kuò)口成型最為理想，經(jīng)過本發(fā)明步驟(1)加工后的擴(kuò)口結(jié)構(gòu)示意圖如附圖1所示，圖中1為管道擴(kuò)口器，管道擴(kuò)口器1插入管道的擴(kuò)口端，并對(duì)擴(kuò)口端內(nèi)部和外部同時(shí)加熱，使擴(kuò)口擴(kuò)展，2為機(jī)械壓縮器，3為局部頂鍛，擴(kuò)口擴(kuò)展后預(yù)留一定的壓縮余量，此時(shí)擴(kuò)口端分子在晶格的拉力作用下，具有記憶收縮。
本發(fā)明步驟(2)冷卻后通過步驟(3)機(jī)械強(qiáng)迫收縮來消除管道擴(kuò)口的內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)過步驟(3)加工后的擴(kuò)口結(jié)構(gòu)示意圖如附圖2所示，此時(shí)管道擴(kuò)口器1已經(jīng)從擴(kuò)口端移出，通過機(jī)械壓縮器2強(qiáng)迫壓縮擴(kuò)口端，使得擴(kuò)口端縮小了步驟(1)預(yù)留的壓縮余量，壓縮后的擴(kuò)口端具有向外擴(kuò)散的反彈力，剛好與步驟(1)的記憶收縮抵消，使擴(kuò)口端的內(nèi)應(yīng)力消除。
本發(fā)明用于管道連接的示意圖如附圖3所示，連接管道5的一端伸入另一根管道的擴(kuò)口端，并在擴(kuò)口的局部頂鍛3里采用橡膠圈5等密封裝置實(shí)現(xiàn)管道連接的密封。
本發(fā)明的擴(kuò)口方法在工業(yè)生產(chǎn)上是這樣實(shí)現(xiàn)的加熱PE實(shí)壁管道將要擴(kuò)口的部分，管材外部采用直接加熱，內(nèi)部采用紅外加熱，加熱溫度始終控制在150℃左右，加熱時(shí)間長短視管徑大小而定；PE實(shí)壁管道擴(kuò)口，擴(kuò)口部分預(yù)留壓縮尺寸，具體預(yù)留量尺寸視管徑大小而定，預(yù)留的尺寸要滿足經(jīng)壓縮至預(yù)定尺寸后實(shí)現(xiàn)擴(kuò)口的不收縮性；最后采用機(jī)械強(qiáng)迫壓縮至預(yù)定擴(kuò)口尺寸。經(jīng)擴(kuò)口后的PE實(shí)壁管不會(huì)產(chǎn)生記憶收縮，能實(shí)現(xiàn)良好的擴(kuò)口承插效果，施工中采用密封圈實(shí)現(xiàn)管道的密封。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)壁管道的擴(kuò)口方法，其特征在于通過如下步驟完成(1)、加熱管道的一端，使管道端口擴(kuò)展，將實(shí)壁管道的擴(kuò)口端進(jìn)行加熱，加熱溫度范圍為140℃到200℃，使管道端口擴(kuò)展；(2)、冷卻擴(kuò)口端，(3)、消除內(nèi)應(yīng)力，將擴(kuò)展后的實(shí)壁管道的擴(kuò)口端進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)迫收縮，收縮后的擴(kuò)口端口徑可以容下實(shí)壁管道的另一端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)壁管道的擴(kuò)口方法，其特征在于所述的步驟(1)的加熱溫度為150℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實(shí)壁管道的擴(kuò)口方法，其特征在于所述的步驟(1)加熱之后的擴(kuò)口預(yù)留有壓縮余量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)壁管到的擴(kuò)口方法，其特征在于所述的步驟(2)冷卻為空氣冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)壁管道的擴(kuò)口方法，其特征在于所述的步驟(3)消除內(nèi)應(yīng)力可采用加熱擴(kuò)口端實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)壁管道的擴(kuò)口方法，先對(duì)實(shí)壁管的擴(kuò)口部分加熱，加熱溫度為150℃左右，加熱后的實(shí)壁管擴(kuò)口預(yù)留一定的壓縮余量，然后對(duì)實(shí)壁管擴(kuò)口部分采用機(jī)械強(qiáng)迫收縮，使擴(kuò)口部分收縮之前的壓縮余量，本發(fā)明可有效消除現(xiàn)有擴(kuò)口方法存在內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致記憶性收縮的問題，適用于實(shí)壁管道的擴(kuò)口承插連接上。
文檔編號(hào)B21D39/08GK1586759SQ20041005120
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月24日
發(fā)明者左滿倫 申請人:廣東聯(lián)塑科技實(shí)業(yè)有限公司