本發(fā)明涉及一種熱水供水管道的連接結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種金屬塑料復(fù)合管之間的熱熔連接結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

在城市供熱二次管網(wǎng)金屬復(fù)合壓力管件聚氨酯泡沫預(yù)制直埋金屬塑料復(fù)合管的連接施工中，采取熱熔承插連接管道先熱熔，后承插的連接方式，施工難度較高，且易受外界環(huán)境因素和施工人員技能的影響。

一個(gè)接口需熔接兩次，純塑料管件重量輕因過度接頭的加入，使得管道熔接口發(fā)生縮徑現(xiàn)象，影響管道流量，增加容接口密封性能的不確定性，工作效率低，接口質(zhì)量不穩(wěn)定造成費(fèi)時(shí)，費(fèi)力，費(fèi)工增加施工成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種金屬塑料復(fù)合管之間的熱熔連接結(jié)構(gòu)及其制作方法，其解決的技術(shù)問題現(xiàn)有管材連接件及連接方法存在施工難度較高，且易受外界環(huán)境因素和施工人員技能的影響，以及管道熔接口發(fā)生縮徑現(xiàn)象。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案：

一種金屬塑料復(fù)合管之間的熱熔連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括多根金屬塑料復(fù)合管，任意相鄰兩根金屬塑料復(fù)合管之間通過中間熱熔連接件(6)進(jìn)行連接，所述中間熱熔連接件(6)包括塑料管體，在塑料管體的內(nèi)壁上固定一層304不銹鋼內(nèi)襯(61)，在塑料管體前、后端分別開有前端插入固定槽(62)和后端插入固定槽(63)，一根金屬塑料復(fù)合管的末端位于前端插入固定槽(62)中，另一根金屬塑料復(fù)合管的末端位于后端插入固定槽(63)中，兩根金屬塑料復(fù)合管和中間熱熔連接件通過電磁感應(yīng)加熱線圈電磁加熱方式將三者熔接固定在一起。

進(jìn)一步，還包括焊接器定位槽(64)，焊接器定位槽(64)位于塑料管體的外壁上，并且也位于前端插入固定槽(62)和后端插入固定槽(63)之間以確保電磁感應(yīng)加熱線圈對前端插入固定槽(62)和后端插入固定槽(63)均勻加熱。

進(jìn)一步，金屬塑料復(fù)合管包括金屬復(fù)合壓力管件(1)，所述金屬復(fù)合壓力管件(1)外層設(shè)有硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層(2)，所述硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層(2)的外部設(shè)有高密度聚乙烯防水防腐層(4)，所述金屬復(fù)合壓力管件(1)由內(nèi)塑料層(11)、鐵磁性金屬層(12)以及外塑料層(13)組成，鐵磁性金屬層(12)位于內(nèi)塑料層(11)與外塑料層(13)之間。

進(jìn)一步，內(nèi)塑料層(11)的外壁與鐵磁性金屬層(12)內(nèi)壁通過一熱熔膠層進(jìn)行固定。

進(jìn)一步，鐵磁性金屬層(12)的外壁與外塑料層(13)內(nèi)壁通過另一熱熔膠層進(jìn)行固定。

進(jìn)一步，每根金屬塑料復(fù)合管兩端的金屬復(fù)合壓力管件(1)長度都長于高密度聚乙烯防水防腐層(4)，任意相鄰兩根金屬塑料復(fù)合管之間的高密度聚乙烯防水防腐層(4)通過套袖(5)進(jìn)行連接，套袖(5)兩端的連接處分別通過一熱收縮帶(7)進(jìn)行密封。

進(jìn)一步，套袖(5)上設(shè)有澆注口(51)，通過澆注口(51)硬質(zhì)聚氨酯泡沫填充套袖(5)與中間熱熔連接件(6)之間的空間以及填充套袖(5)與金屬復(fù)合壓力管件(1)之間的空間。

進(jìn)一步，所述金屬塑料復(fù)合管為PE-RTⅡ、PP-R、βPP-R、玻纖增強(qiáng)，PB、阻氧型PB、阻氧型PE-RT，PB-R，PPS、PPO、PSF、PBT，HDPE供水、燃?xì)?、地源熱泵專用同徑直通、同徑三通、異徑直通、異徑三通、彎頭結(jié)構(gòu)。

一種金屬塑料復(fù)合管之間的熱熔連接結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：步驟1、制作好多根金屬塑料復(fù)合管；

步驟2、將任意兩根金屬塑料復(fù)合管通過中間熱熔連接件(6)進(jìn)行連接后，使用電磁感應(yīng)加熱線圈將上述三者進(jìn)行熔接固定；

步驟3、待冷卻后，通過套袖(5)連接兩根金屬塑料復(fù)合管的高密度聚乙烯防水防腐層(4)，并用熱縮帶(7)密封兩邊的搭接處，在熱力作用下熱收縮帶(7)沿徑向均勻收縮，同時(shí)熱熔膠層熔化，均勻包覆在金屬塑料復(fù)合管表面；

步驟4、在套袖(5)中間打孔形成澆注口(51)，并由高壓澆注機(jī)澆注硬質(zhì)聚氨酯泡沫后，在套袖(5)與中間熱熔連接件(6)之間的空間以及填充套袖(5)與金屬復(fù)合壓力管件(1)之間的空間形成硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層(2)；

步驟5、將澆注口(51)封堵，整個(gè)連接程序結(jié)束；

步驟6、其他相鄰兩根金屬塑料復(fù)合管重復(fù)步驟2-步驟5。

進(jìn)一步，步驟1中金屬塑料復(fù)合管制作方法如下：

步驟11、對金屬復(fù)合壓力管件(1)外觀進(jìn)行檢查，檢查是否工作管(1)存在破損；

步驟12、在外觀完好的金屬復(fù)合壓力管件(1)外部安裝高密度聚乙烯支架(3)；

步驟13、在高密度聚乙烯支架(3)外部安裝高密度聚乙烯防水防腐層(4)形成保溫管一體件，金屬復(fù)合壓力管件(1)與高密度聚乙烯防水防腐層(4)之間通過高密度聚乙烯支架(3)進(jìn)行支撐定位并形成填料空間；

步驟14、將步驟3中所得保溫管一體件吊放在發(fā)泡平臺(tái)上；

步驟15、對保溫管一體件兩端部通過推進(jìn)法蘭進(jìn)行封堵；

步驟16、在高密度聚乙烯防水防腐層(4)的中間部位開設(shè)發(fā)泡孔，注入泡孔后用蓋封堵一次澆注硬質(zhì)聚氨酯泡沫發(fā)泡成型。

步驟17、退出法蘭封堵，所述金屬塑料復(fù)合管制作完成。

該金屬塑料復(fù)合管的中間熱熔連接件及其制作方法具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明通過中間熱熔連接件連接的方式使得施工快捷，連接質(zhì)量高，接頭強(qiáng)度大需要，保證接口材質(zhì)，結(jié)構(gòu)與管體本身的統(tǒng)一性。并且具有高效率、低能耗、易操作的特點(diǎn)，大大降低了操作人員手動(dòng)弊端，提高工效2倍以上，操作更加環(huán)保、安全。

(2)本發(fā)明由于在塑料管體的內(nèi)壁上固定一層304不銹鋼內(nèi)襯，使得中間熱熔連接件在電磁熱熔時(shí)，不會(huì)受到電磁波的影響，因而不會(huì)出現(xiàn)“不規(guī)則縮徑”現(xiàn)象，也就不會(huì)造成阻礙流體正常通行。

附圖說明

圖1：本發(fā)明中金屬塑料復(fù)合管的軸向剖面圖；

圖2：本發(fā)明中金屬塑料復(fù)合管的部件連接示意圖；

圖3：本發(fā)明中金屬塑料復(fù)合管的高密度聚乙烯支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：本發(fā)明中金屬塑料復(fù)合管之間連接示意圖I；

圖5：本發(fā)明中金屬塑料復(fù)合管之間連接示意圖II。

附圖標(biāo)記說明：

1—金屬復(fù)合壓力管件；11—內(nèi)塑料層；12—鐵磁性金屬層；13—外塑料層；2—硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層；3—高密度聚乙烯支架；31—環(huán)形結(jié)構(gòu)；32—支撐葉片；33—支撐平臺(tái)；4—高密度聚乙烯防水防腐層；5—套袖；51—澆注口；6—中間熱熔連接件；61—304不銹鋼內(nèi)村；62—前端插入環(huán)形固定槽；63—后端插入環(huán)形固定槽；64—焊接器定位槽；7—熱收縮帶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1至圖5，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

如圖1所示，一種金屬塑料復(fù)合管，包括金屬復(fù)合壓力管件1，金屬復(fù)合壓力管件1外層設(shè)有硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層2，硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層2的外部設(shè)有高密度聚乙烯防水防腐層4。

本發(fā)明替代原有的鋼工作管或塑料工作管保溫結(jié)構(gòu)型式，是集鋼工作管和塑料工作管優(yōu)點(diǎn)為一體的新型綠色環(huán)保管材，更適用于集中供暖，地?zé)峋疅崴惫┕艿赖认到y(tǒng)，在95℃時(shí)，長期使用壓力可達(dá)1.25MPa,為減少環(huán)境污染，減少熱耗、節(jié)約能源、改善環(huán)境的措施做出貢獻(xiàn)。

如圖2所示，金屬復(fù)合壓力管件1與高密度聚乙烯防水防腐層4之間通過高密度聚乙烯支架3進(jìn)行支撐定位并形成填料空間，填料空間裝填有硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層2。

如圖3所示，高密度聚乙烯支架3包括一環(huán)形結(jié)構(gòu)31，在環(huán)形結(jié)構(gòu)31內(nèi)側(cè)固定在金屬復(fù)合壓力管件1上，環(huán)形結(jié)構(gòu)31外壁上固定多個(gè)發(fā)散式的支撐葉片32，支撐葉片32最外端部設(shè)有支撐平臺(tái)33，支撐葉片32與支撐平臺(tái)33形成T字形結(jié)構(gòu)，T字形結(jié)構(gòu)通過擠壓的方式將金屬復(fù)合壓力管件1與高密度聚乙烯防水防腐層4兩者進(jìn)行固定。

如圖4所示，金屬復(fù)合壓力管件1由內(nèi)塑料層11、鐵磁性金屬層12以及外塑料層13組成，鐵磁性金屬層12位于內(nèi)塑料層11與外塑料層13之間。內(nèi)塑料層11的外壁與鐵磁性金屬層12內(nèi)壁通過一熱熔膠層進(jìn)行固定。鐵磁性金屬層12的外壁與外塑料層13內(nèi)壁通過另一熱熔膠層進(jìn)行固定。

本發(fā)明使用鋼塑復(fù)合管替代鋼管，使得復(fù)合塑料管內(nèi)壁光滑，不易結(jié)垢，流動(dòng)阻力小，熱損失小，系統(tǒng)工作效率高；導(dǎo)熱系數(shù)為0.21W/(mK)，相比金屬管材熱損失更小，更加節(jié)能。

本發(fā)明金屬塑料復(fù)合管的制作方法，包括以下步驟：

步驟11、對金屬復(fù)合壓力管件1外觀進(jìn)行檢查，檢查是否工作管1存在破損。

步驟12、在外觀完好的金屬復(fù)合壓力管件1外部安裝高密度聚乙烯支架3。

步驟13、在高密度聚乙烯支架3外部安裝高密度聚乙烯防水防腐層4形成保溫管一體件，金屬復(fù)合壓力管件1與高密度聚乙烯防水防腐層4之間通過高密度聚乙烯支架3進(jìn)行支撐定位并形成填料空間。

步驟14、將步驟3中所得保溫管一體件吊放在發(fā)泡平臺(tái)上。

步驟15、對保溫管一體件兩端部通過推進(jìn)法蘭進(jìn)行封堵。

步驟16、在高密度聚乙烯防水防腐層4的中間部位開設(shè)發(fā)泡孔，注入泡孔后用蓋封堵一次澆注硬質(zhì)聚氨酯泡沫發(fā)泡成型。

步驟17、退出法蘭封堵，金屬塑料復(fù)合管制作完成。

如圖4和圖5所示，一種金屬塑料復(fù)合管的中間熱熔連接件，包括塑料管體，在塑料管體的內(nèi)壁上固定一層304不銹鋼內(nèi)襯61，在管體前后端分別開有前端插入固定槽62和后端插入固定槽63，一根金屬塑料復(fù)合管的末端位于前端插入固定槽62中，另一根金屬塑料復(fù)合管的末端位于后端插入固定槽63中，兩根金屬塑料復(fù)合管和中間熱熔連接件通過電磁感應(yīng)加熱線圈電磁加熱方式將三者熔接固定在一起。

上述電磁感應(yīng)加熱線圈工作原理如下：當(dāng)電磁感應(yīng)加熱線圈通電工作時(shí)，兩根金屬塑料復(fù)合管的鐵磁性金屬層12形成渦流并且逐漸發(fā)熱，熱量逐漸將兩根金屬塑料復(fù)合管的塑料部分以及中間熱熔連接件的塑料部分進(jìn)行熔化，并最終三者融合在一起。

與此同時(shí)，由于在塑料管體的內(nèi)壁上固定一層304不銹鋼內(nèi)襯61，304不銹鋼內(nèi)襯61由于電磁波不發(fā)生感應(yīng)，也不會(huì)產(chǎn)生熱量，所以其不會(huì)發(fā)生任何形變。也就不會(huì)出現(xiàn)熱熔過程中“不規(guī)則縮徑”現(xiàn)象，會(huì)阻礙流體正常通行，甚至出現(xiàn)管道內(nèi)徑堵塞極端現(xiàn)象。

此外，還包括焊接器定位槽64，焊接器定位槽64位于塑料管體的外壁上，并且也位于前端插入固定槽62和后端插入固定槽63之間以確保電磁感應(yīng)加熱線圈對前端插入固定槽62和后端插入固定槽63均勻加熱。

每根金屬塑料復(fù)合管兩端的金屬復(fù)合壓力管件1長度都長于高密度聚乙烯防水防腐層4，任意相鄰兩根金屬塑料復(fù)合管之間的高密度聚乙烯防水防腐層4通過套袖5進(jìn)行連接，套袖5兩端的連接處分別通過一熱收縮帶7進(jìn)行密封。

套袖5上設(shè)有澆注口51，通過澆注口51硬質(zhì)聚氨酯泡沫填充套袖5與中間熱熔連接件6之間的空間以及填充套袖5與金屬復(fù)合壓力管件1之間的空間。

本發(fā)明金屬塑料復(fù)合管之間的熱熔連接結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：步驟1、制作好多根金屬塑料復(fù)合管。

步驟2、將任意兩根金屬塑料復(fù)合管通過中間熱熔連接件6進(jìn)行連接后，使用電磁感應(yīng)加熱線圈將上述三者進(jìn)行熔接固定。

步驟3、待冷卻后，通過套袖5連接兩根金屬塑料復(fù)合管的高密度聚乙烯防水防腐層4，并用熱縮帶7密封兩邊的搭接處，在熱力作用下熱收縮帶7沿徑向均勻收縮，同時(shí)熱熔膠層熔化，均勻包覆在金屬塑料復(fù)合管表面。

步驟4、在套袖5中間打孔形成澆注口51，并由高壓澆注機(jī)澆注硬質(zhì)聚氨酯泡沫后，在套袖5與中間熱熔連接件6之間的空間以及填充套袖5與金屬復(fù)合壓力管件1之間的空間形成硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層2。

步驟5、將澆注口51封堵，整個(gè)連接程序結(jié)束。

步驟6、其他相鄰兩根金屬塑料復(fù)合管重復(fù)步驟2-步驟5。

硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層2的材質(zhì)為環(huán)保的納米粒子增強(qiáng)改性的聚氨酯泡沫塑料，其按照重量分?jǐn)?shù)計(jì)，其原料中包含以下組分：100重量份的聚醚多元醇；5-7重量份的納米SiO₂；1.02.0重量份的水；1.53.0重量份的表面活性劑；0.31重量份的常規(guī)胺催化劑；0.42.5重量份的反應(yīng)型胺催化劑；2530重量份的發(fā)泡劑；145重量份的MDI體系異氰酸酯。

表面活性劑為聚硅氧烷,中山東駿化工有限公司生產(chǎn)的牌號(hào)3303，所述表面活性劑縮小泡沫表面張力，控制泡孔大小穩(wěn)定泡沫作用。反應(yīng)型胺催化劑為二甲基環(huán)己胺，所述反應(yīng)型胺催化劑參與聚氨酯反應(yīng)，控制發(fā)泡速度。常規(guī)胺催化劑為三乙醇胺，三乙醇胺控制聚合反應(yīng)速度。發(fā)泡劑為一氟二氯乙烷。聚醚多元醇中聚醚以甘油為起始劑，環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合，羥值480mgK0H/g，數(shù)均分子量約400。納米SiO₂為平均粒徑為1530nm，松裝密度為0.12g/cm³，純度為99.5％。

本發(fā)明使用提高硬質(zhì)聚氨酯泡強(qiáng)度的預(yù)制直埋保溫管，良好的納米SiO2分散于聚氨酯硬泡中能夠?qū)ζ淞W(xué)性能起到增強(qiáng)的作用,力學(xué)測試表明，添加納米二氧化硅對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料有一定的增強(qiáng)增韌作用，于未添加SiO2比較，泡沫的壓縮強(qiáng)度提高20％以上，沖擊強(qiáng)度可提高30％左右。

硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層2的材質(zhì)還可以為利用回收廢硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料制作保溫管材料，其按照重量分?jǐn)?shù)計(jì)，其原料中包含以下組分80-90重量份的聚醚多元醇、10-20重量份的廢聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料酵解的產(chǎn)物液體低聚物多元醇混合物、1.0-1.5重量份的水、1.5-3.0重量份的表面活性劑、0.4-1.5重量份的反應(yīng)型胺催化劑、0.3-1重量份的常規(guī)胺催化劑、0-1.5重量份的交聯(lián)劑：30-50重量份的發(fā)泡劑：所述黑料為145-150重量份的聚合MDI體系異氰酸酯。

廢聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料酵解的產(chǎn)物液體低聚物多元醇混合物是由廢硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料經(jīng)破碎機(jī)破碎后按以下比例將廢聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料投入反應(yīng)釜中，再加入醇解劑，在醇解劑的作用下150-220攝氏度反應(yīng)8-10小時(shí)所得；其中，廢聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料與醇解劑的重量比為2：1。醇解劑為二乙二醇，其生產(chǎn)廠家為北京化工廠。

上述反應(yīng)機(jī)理：在醇解劑和催化劑(廢聚氨酯泡沫中已存在催化劑)的共同存在下，聚氨酯中的氨基甲酸酯鍵發(fā)生斷裂，整體被短的醇鏈取代主要反應(yīng)式如下：

-R₁-NH-CO-O-R₂+HO-R₃-OH→R₁-NH-CO-O-R₃-OH，其中R₁、R₂都是氨基甲酸酯基團(tuán)，R₃為醇解劑基團(tuán)。

醇解法本身是將聚氨酯廢料重新用來合成聚氨酯材料的多元醇，可重新利用的液體低聚物，仍具有一定的反應(yīng)活性，可以直接與異氰酸酯反應(yīng)，所以可替代用來合成一系列的聚氨酯產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)原料的循環(huán)使用。

廢聚氨酯硬質(zhì)泡沫粉碎后可直接加入白料中使用，但只限于手工操作，因?yàn)榉鬯楹蟮呐菽亓枯p體積大，增加白料的粘度，受機(jī)器泵、過濾器、機(jī)頭的限制，容易堵塞泵、過濾器、機(jī)頭，所以不能放在高壓澆注機(jī)里使用。醇解后為液體并且與其它組分混合后可直接用于設(shè)備。

回收廢聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料進(jìn)行酵解的目的在于硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料作為一種重要的材料，對其廢舊制品的合理回收再利用，不僅能有效地保護(hù)環(huán)境減少污染而且能節(jié)省資源變廢為寶，而且還具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，也是供熱節(jié)能的有力措施?？梢詼p少對環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用和綠色環(huán)保理念。

組合聚醚多元醇與聚合MDI體系異氰酸酯的重量比為：1:1-1.05，所述組合聚醚多元醇包括聚醚多元醇、廢聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料酵解的產(chǎn)物液體低聚物多元醇混合物、水、表面活性劑、反應(yīng)型胺催化劑、常規(guī)胺催化劑以及發(fā)泡劑。

其中，表面活性劑為聚硅氧烷，型號(hào)為3303，其縮小泡沫表面張力，控制泡孔大小穩(wěn)定泡沫作用；反應(yīng)型胺催化劑二甲基環(huán)己胺：參與聚氨酯反應(yīng)，控制發(fā)泡速度；常規(guī)胺催化劑三乙醇胺，控制聚合反應(yīng)速度。發(fā)泡劑為一氟二氯乙烷。進(jìn)一步，所述組合聚醚多元醇是指包含有80-90wt％的聚醚、水、表面活性劑、催化劑以及發(fā)泡劑的混合物與10-20wt％的回收廢聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料酵解的產(chǎn)物液體低聚物多元醇。聚醚多元醇中的聚醚以甘油為起始劑，環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合，羥值430-480mgK0H/g。

本發(fā)明采用醇解方法可得到活性氫基團(tuán)封端的醇解產(chǎn)物液體低聚物多元醇混合物可直接用作生產(chǎn)的保溫管，經(jīng)醇解處理得到液體低聚物多元醇混合物，可與其它的塑料基體之間產(chǎn)生相互作用力，大大提高保溫管的保溫性能。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。