專利名稱：在聚乙烯管中成型帶或不帶加強(qiáng)件的穩(wěn)定管套的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在聚乙稀管中成形帶或不帶附加的加強(qiáng)件的保持穩(wěn)定的管套的方法。
目前在管子的制造中，特別是用于供水和排泄管道的管子，使用兩種塑料，即通常稱為PVC的聚氯乙稀和縮寫為PE的聚乙稀。
這兩種材料有類似的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
PVC的一個缺點(diǎn)是它帶有鉛化合物，因而是有毒的;因此，PVC管只有在其被特別地制成不含鉛時才可用于供水系統(tǒng)，但這個要求使生產(chǎn)成本增加。PVC管子的另一缺點(diǎn)是因其剛性和脆性而常常需要用混凝土或水泥砂漿對管子進(jìn)行包復(fù)或加強(qiáng)。埋在地下的大直徑的管子，例如那些用于流體供給干線的管子就更需要這樣，這些管子通常敷設(shè)在沿公路或通路挖掘的溝中，然后用土將溝填平，以使挖開的地面能恢復(fù)到挖掘前的狀態(tài)。如果不裝備加強(qiáng)件，或填充的土在以后下沉，PVC管子必定會斷裂，不能承受合成運(yùn)動或應(yīng)力。
PVC的另一缺點(diǎn)是它隨著時間的過去結(jié)晶和老化，而更加變脆。
相反，PVC的一個優(yōu)點(diǎn)是它的熱后成形穩(wěn)定性，每節(jié)管子都由沿著連續(xù)擠壓設(shè)備設(shè)置的機(jī)器形成管套。連續(xù)的管子被切成段，并被送入一機(jī)器，該機(jī)器使這些管段通過裝有一爐子的另一位置;每根管子的一端的內(nèi)外被加熱到其材料軟化的溫度，然后，管子立即被輸送到一成形位置，其加熱端的外側(cè)夾在一模具中。最后，一擴(kuò)張塞插入并擴(kuò)大直徑并形成管套。
聚乙稀管有特殊應(yīng)用，因為它既不老化又沒有污染，還具有很好的彈性。
用PE制成的管子的僅有的缺點(diǎn)是它們加熱后可能會收縮;因此成形管套就會存在問題，由于內(nèi)徑往往會收縮，如果不能恢復(fù)到其原始尺寸，則至少在一定程度上就不能插入另一根管子的管端。
目前，通過頭尾相連地對接管子并裝備一獨(dú)立套筒或?qū)⑵浜附釉谝黄鸲朔@個缺點(diǎn)。
第一種方法包括使用其內(nèi)裝有一電阻的一套筒，使與套筒接觸的材料熔化，這樣套筒和插入其中的兩根管子的管端熔化，可省去粘合和密封劑。
當(dāng)管子的直徑很大時，這個方法有點(diǎn)不實(shí)用，因為套筒的外徑需要更大。結(jié)果，使管道的敷設(shè)變得困難，并使所需的作業(yè)和成形每個接頭所需的材料的原始制造成本比普通的管端-管套所需的成倍增加，因為實(shí)際上每個接頭要使用兩段管套。
這個方法所遇到的另一缺點(diǎn)是為了儲備用于不同尺寸的管子的套筒而需要顯著增加基建投資。
上述第二種方法是在兩個管子的端部之間設(shè)置一板或圓盤，并將其加熱到使聚乙稀材料軟化的溫度;然后使兩個端部位于圓盤的兩個相對表面。當(dāng)塑料被加熱到適當(dāng)溫度時，移去圓盤，使管子堅固地對接在一起并固定到獲得完好的焊接接頭為止。同樣，只要管子的直徑比較小，這個方法就是可行的，而對于較大的直徑，例如約為1米，用于城市給水設(shè)備，則需要在現(xiàn)場配備例如能夠支撐與管子直徑相配的圓盤的設(shè)備;因此對于大直徑管子，在運(yùn)輸和必要設(shè)備的使用上都存在問題。
還需要考慮的另一方面是當(dāng)管子用于輸送高壓流體(液體或氣體)時，PE的彈性特征會造成危害，在這種情況下，人們不僅面對管套的穩(wěn)定性的問題，還要面對密封件被迫脫離其固定位置，導(dǎo)致管中輸送的流體猛烈逸出的危險，密封件設(shè)置在相連接的管子的相對表面之間。
在任何情況下，即使在PE管子的端部帶有標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定形式的管套的情況下，仍然存在缺點(diǎn)，因為在管子直徑產(chǎn)生變化的位置總是存在管子破裂的可能性，管徑變化的位置是承受應(yīng)力最大的位置。本發(fā)明的目的是提供一種在由塑料(包括聚乙稀)制成的管子中成形管套，特別是成形可長期保持穩(wěn)定的管套的一種方法，這種管套可裝有或不裝有加強(qiáng)件并可用密封環(huán)或通過與配合的管端表面的熔接成為流體密封;同樣地，試圖保證使這種管套可承受來自其裝置和組件的機(jī)械應(yīng)力。
通過使用本發(fā)明的方法可完全達(dá)到上述目的，本方法的特征是1.將管的端部加熱到使制成該管的材料軟化的溫度;
將管的加熱端部加在帶有一軸向孔的模具中，孔有由至少一個直徑變化的段分隔的兩個直徑不同的段;
用第一塞軸向穿入管，將加熱端部擴(kuò)大到與模具的軸向孔的軟大直徑段接觸的位置;
用套在第一塞上并與孔的較大直徑段配準(zhǔn)的第二塞穿入模具，其作用是對管的加熱的端部施加一壓縮力，以使管套的直徑發(fā)生變化的部分穩(wěn)定。
管套成形之后，在一受控溫度下冷卻管的加熱端部。
2.如1所述的方法，其中直徑變化的段是可使管子獲得比管本身以及套管的其余部分更大的厚度那樣的段。
3.將管的端部加熱到可使制成管的材料軟化的溫度;
將管的加熱端加在帶有一軸向孔的模具中，孔有由一段分隔的兩個不同直徑的段，該分隔段帶有直徑大于相鄰的被分隔段中較大直徑段的一凹槽;
用第一塞同軸穿入管，將加熱的端部擴(kuò)大到與模具的軸向孔的較大直徑段相接觸的位置;
用套在第一塞上并與孔的較大直徑段配準(zhǔn)的第二塞穿入模具，其作用是對管的加熱端部施加一壓縮力，以至少使其在管套直徑發(fā)生變化的部位的厚度大于管子的其余部分。
管套成形以后，在一受控溫度下冷卻管的加熱端部。
4.如1或3中的方法，其中模具在穿入塞和在冷卻工序期間保持在70-80℃左右的大致不變的溫度。
5.如1或3的方法，其中欲成形為一管套的管的端部預(yù)熱到140-150℃左右的溫度。
6.如3中的方法，其中模具中的凹槽僅位于軸向孔的較大直徑段開始變細(xì)的位置，使成形的管套的厚度僅在直徑發(fā)生變化的位置增加。
7.如3中的方法，其中模具中的凹槽是不連續(xù)型的，以使成形的凹槽在直徑發(fā)生變化的位置或至少在變化的直徑的最大直徑位置呈一系列的肋。
本方法是迫使管子的軟化了并擴(kuò)大了的管套端部進(jìn)入一模具的孔中，使直徑變化的區(qū)域穩(wěn)定，然后在受控的溫度條件下冷卻以成形的管套。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是其簡便性，本發(fā)明的方法可用在制造PE管的地方，因此消除了成形管套的實(shí)際困難，即使是在管子直徑很大的情況下也是如此。
下面借助附圖通過舉例的方式詳細(xì)說明本發(fā)明，附圖中

圖1至圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的方法用于成形不帶附加加強(qiáng)件的管套時的三道工序的軸向剖視圖;
圖4表示圖1至圖3中的方法另一實(shí)施方案，用于成形帶有附加密封件的加強(qiáng)的管套。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，欲成形的管套的聚乙稀管1的端部6被加熱(一般在一爐子中，爐溫調(diào)節(jié)到可軟化PE的溫度)，然后由一模具2包圍。模具2有一軸向孔10，孔10至少分為兩個由7和8表示的不同直徑的段以及基本上為錐形的一連接段11;在圖1的實(shí)施例中，在較大直徑端8與連接段11匯合處，還有一凹槽9，其直徑大于較大直徑端8。
管1由模具2的較小直徑段7夾緊，成形的端部6由該較大直徑段自由地包圍(見圖1)。
然后，軟化的端部6被第一塞3穿入，使PE材料變形，擴(kuò)張到其外表面與模具的較大直徑段8接觸的位置(圖2)。
本發(fā)明的一個主要特征是模具2由第二塞4穿入，第二塞4套在第一塞上3上面并與較大直徑段8的表面配準(zhǔn)。更準(zhǔn)確的說，第二塞4填滿第一塞3和較大直徑段8之間的空間(見圖2)，這樣起到一環(huán)形沖頭的作用。第二塞4的插入使管，的軟化的端部6受到一壓力，從而使塑性材料最大限度地填滿孔10所形成的空間，包括凹槽9(如果有)的空間。
然后在一受控溫度下冷卻成形的端部6，并在模具2中保持足以使其在硬化的時間;實(shí)際的時間取決于管壁的厚度。
本發(fā)明的另一重要方面是成形端部6的溫度必須調(diào)節(jié)到使塑料獲得再生，或在任何情況下，例如使其能夠吸收由加壓行程所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
實(shí)際上，通過在受控溫度下的冷卻，由所施加的壓縮力產(chǎn)生的任何內(nèi)應(yīng)力都可全部由材料吸收，形狀的變化變得更為穩(wěn)定;加壓工序還具有穩(wěn)定效果，因為它有助于保證在直徑發(fā)生變化的位置5的完好成形。可適當(dāng)調(diào)節(jié)模具2的溫度，即，在加緊管1之前空著時升高，而在作業(yè)時降低，這個控制獨(dú)立于引入第一塞3和第二塞4的加壓形成所產(chǎn)生的熱。
在實(shí)際中，管子的端部6加熱到140-150℃附近，而模具2保持在大約70-80℃的溫度。凹槽9可只限于在較大直徑段8與連接段11匯合處和/或延伸到占據(jù)全部連接段11，以便獲得更大的厚度;這將有助于防止管套端部6冷卻時的收縮，同時防止在直徑產(chǎn)生變化處的較高應(yīng)力區(qū)域的破裂。還可采用帶有環(huán)形連續(xù)或不連續(xù)凹槽9的方案;在后一種情形下，成形的管套的相應(yīng)段呈一系列的縱向肋，而不是單一的凸起。
圖3的成形的管套6還有一唇部，由12表示，它由第二塞4的加壓行程成形并也有助于防止管套端部6的收縮。
使用圖示的管套，可在管套和對應(yīng)的管端的相對表面之間設(shè)置一電阻環(huán)，它將一起熔化兩個表面的材料，如前所述。
圖4表示本發(fā)明的另一形式，其中在管1中成形的管套由環(huán)繞較大直徑部分21的一金屬環(huán)20加固。采用這種結(jié)構(gòu)，可在占據(jù)管套的管子的端6中或在管套本身中成形一凹槽22，以容納一高壓密封件23;圖示的該密封件是一“V”形截面的唇部，V的頂點(diǎn)朝著管套的開口，其外唇部與管套的內(nèi)壁配合。
在這種情況下，管套也是通過上述的方法成形，在由模具2所形成的相應(yīng)位置帶有首先定位的環(huán)，管中的壓力可升高到一定的連續(xù)的值而沒有任何危險，因為密封件23可防止可輸送的流體逸出;金屬環(huán)20保證管套不會因受力而失去正常形狀，因此密封件23不會從其凹槽22中彈射出來。
權(quán)利要求
1.一種在聚乙稀管中成形帶或不帶加強(qiáng)件的穩(wěn)定管套的方法，其特征在于它包括如下工序?qū)⒐?1)的端部(6)加熱到使制成該管的材料軟化的溫度，將管(1)的加熱的端部(6)夾在帶有一軸向孔(10)的一模具(2)中，孔(10)有由至少一個直徑變化的段(11)分隔的兩個直徑不同的段(7、8)，用一第一塞(3)軸向穿入管(1)，將加熱的端部(6)擴(kuò)大到與模具(2)的軸向孔(10)的較大直徑段(8)接觸的位置，用套在第一塞(3)上并與孔(10)的較大直徑段(8)配準(zhǔn)的一第二塞(4)穿入模具(2)，其作用是對管(1)的加熱的端部(6)施加一壓縮力，以使套管的直徑發(fā)生變化的部分穩(wěn)定，在管套成形之后在一受控溫度下冷卻管(1)的加熱的端部(6)。
2.如權(quán)利要求1中的方法，其中直徑變化的段(11)是可使管子獲得比管(1)以及管套的其余部分更大的厚度那樣的段。
3.一種用于在聚乙稀管中成形帶或不帶加強(qiáng)件的穩(wěn)定管套的方法，其特征在于它包括如下工序?qū)⒐?1)的端部(6)加熱到可使制成管的材料軟化的溫度，將管(1)的加熱的端部(6)夾在帶有一軸向孔(10)的一加熱的模具(2)中，孔(10)有由一段(11)分隔的兩個不同直徑的段(7、8)，段(11)帶有直徑大于相鄰的較大直徑段(8)的一凹槽(9)，用一第一塞(3)同軸穿入管(1)，將加熱的端部(6)擴(kuò)大到與模具(2)的軸向孔(10)的較大直徑段(8)相接觸的位置，用套在第一塞(3)上并與孔(10)的較大直徑段(8)配準(zhǔn)的一第二塞(4)穿入模具(2)，其作用是對管(1)的加熱的端部(6)施加一壓縮力，以至少使其在管套的直徑發(fā)生變化的(5)部位的厚度大于管子的其余部分，在管套成形以后在一受控溫度下冷卻管(1)的加熱的端部(6)。
4.如權(quán)利要求1或3中的方法，其中模具(2)在穿入塞(3、4)和在冷卻工序期間保持在70-80℃左右的大致不變的溫度。
5.如權(quán)利要求1或3的方法，其中欲成形為一管套的管(1)的端部(6)預(yù)熱到140-150℃左右的溫度。
6.如權(quán)利要求3中的方法，其中模具(2)中的凹槽(9)僅位于軸向孔(10)的較大直徑段(8)開始變細(xì)的位置，使成形的管套的厚度僅在直徑發(fā)生變化的位置(5)增加。
7.如權(quán)利要求3的方法，其中模具中的凹槽(9)是不連續(xù)型的，以使成形的凹槽在直徑發(fā)生變化的位置(5)或至少在變化的直徑的最大直徑位置呈一系列的肋。
全文摘要
將聚乙烯管的端部成型為可保持穩(wěn)定可靠的帶有或不帶附加加強(qiáng)件的管套的方法，包括將管(1)的軟化的端部(6)夾在一模具(2)的孔中，并用一第一塞(3)擴(kuò)大之，然后用套在第一塞上滑動的一第二塞(4)將其壓入孔中以便使直徑發(fā)生變化的部件(5)穩(wěn)定，管套成型后，將管的端部置于一受控溫度下冷卻。
文檔編號B29C57/04GK1030885SQ8810436
公開日1989年2月8日 申請日期1988年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月16日
發(fā)明者塔西尼亞·吉斯普 申請人:塔西尼亞·吉斯普