設(shè)有外壁卡箍導(dǎo)向固定圈和臺(tái)階的承插管件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料管的可調(diào)連接裝置領(lǐng)域，具體為一種設(shè)有外壁卡箍導(dǎo)向固定圈和臺(tái)階的承插管件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱塑性連續(xù)纖維預(yù)浸帶纏繞管道CFRTP具有耐高壓、抗蠕變、不腐蝕、使用壽命長、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、安裝方便、成本低等優(yōu)勢(shì)，越來越受到市場(chǎng)的重視與關(guān)注，隨著CFRTP管材技術(shù)的不斷研發(fā)與完善，生產(chǎn)CFRTP管材的設(shè)備、技術(shù)、工藝等接近產(chǎn)業(yè)化前期，當(dāng)隨著高壓、薄壁的熱塑性連續(xù)纖維預(yù)浸帶纏繞管道CFRTP的生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)尤其是大直徑CFRTP管道的生產(chǎn)，薄壁的CFRTP管道的內(nèi)層與芯層纖維帶、管材外層與芯層纖維帶的熔貼密實(shí)難以100%保證，預(yù)浸帶層與上下塑料層之間極易產(chǎn)生縫隙，帶壓的介質(zhì)極易從纖維帶與上下層縫隙切口的端面擠入并引爆管道的問題之一；薄壁管材端面與管件端面對(duì)接因熔接面積太少在熱漲、冷縮應(yīng)力與內(nèi)壓力疊加下，其對(duì)接口極易產(chǎn)生裂口漏水問題之二。因此現(xiàn)在廣泛采用管材外壁插入管件內(nèi)壁內(nèi)壁平面熔貼或管材與管件、管材與管件端面對(duì)接熔貼二種連接方法在熱力、采暖、空調(diào)、熱水、給水、工業(yè)介質(zhì)輸送等領(lǐng)域中的使用就顯得十分不安全。
[0003]根據(jù)薄壁、高壓的熱塑性連續(xù)纖維預(yù)浸帶纏繞管道CFRTP產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特性與生產(chǎn)工藝存在的弱點(diǎn)，CFRTP管道切口端面不能暴露于壓力的介質(zhì)，否則介質(zhì)就有可能從未熔接密實(shí)的結(jié)合面擠入，導(dǎo)致CFRTP管道存在發(fā)生爆裂的危險(xiǎn)可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，解決CFRTP管道切口端面不能暴露于壓力的介質(zhì)中與薄壁管材端面端面對(duì)接熔接面積太少存在的問題，本發(fā)明公開了一種設(shè)有外壁卡箍導(dǎo)向固定圈和臺(tái)階的承插管件及其制造方法。
[0005]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案達(dá)到發(fā)明目的:
一種設(shè)有外壁卡箍導(dǎo)向固定圈和臺(tái)階的承插管件，該管件為內(nèi)部貫通的中空柱型管體，其特征是:
管體的外側(cè)壁上箍有臺(tái)階體，臺(tái)階體的外側(cè)壁形成上臺(tái)階，管體的外側(cè)壁形成下臺(tái)階，臺(tái)階體的外側(cè)壁上還箍有突緣；
以突緣為對(duì)稱軸將箍有臺(tái)階體的管體分為左右對(duì)稱的上臺(tái)階和下臺(tái)階兩部分。
[0006]所述的設(shè)有外壁卡箍導(dǎo)向固定圈和臺(tái)階的承插管件，其特征是:
管體形狀選用同內(nèi)徑的直通管、異內(nèi)徑的直通管、90°的彎頭管、45°的彎頭管、同內(nèi)徑的三通接頭管和異內(nèi)徑的三通接頭管中的任意一種；
選用90°的彎頭管或45°的彎頭管時(shí)，所述的彎頭管以管體中心軸線為對(duì)稱軸呈左右對(duì)稱地等分為兩部分，管體兩部分的外側(cè)壁上都設(shè)有上臺(tái)階和下臺(tái)階，兩部分以連接體連接，臺(tái)階外側(cè)壁的中心處設(shè)有突緣； 選用同內(nèi)徑的三通接頭管或異內(nèi)徑的三通接頭管時(shí)，所述的三通接頭管以管體T字中心軸線分為三部分，管體三部分的外側(cè)壁上都設(shè)有上臺(tái)階和下臺(tái)階、三部分以連接體連接，臺(tái)階外側(cè)壁的中心處設(shè)有突緣；
選用同內(nèi)徑的直通管或異內(nèi)徑的直通管時(shí)，所述的直通管以管體中心軸線呈左右對(duì)稱地等分為兩部分，管體兩部分的外側(cè)壁上都設(shè)有上臺(tái)階和下臺(tái)階，兩部分以連接體連接，臺(tái)階外側(cè)壁的中心處設(shè)有突緣；
連接體作為多個(gè)上臺(tái)階之間的連接與承受內(nèi)部壓力的組件，突緣作為熔接時(shí)卡箍導(dǎo)向固定凸圓圈，同時(shí)阻止管材內(nèi)帶壓介質(zhì)滲透至管材斷面層間未緊密熔接的縫隙層，確保管材的內(nèi)壁長期承受高壓，從而延長管道系統(tǒng)的使用壽命；上臺(tái)階作為管件承壓與熔接時(shí)卡箍受力體，下臺(tái)階作為加長及加強(qiáng)式熔接管段與管體一起用以反插管材內(nèi)壁熔接并與被熔接的管材熔為密閉的整體，連接體、突緣、上臺(tái)階和下臺(tái)階箍在管體的外側(cè)壁通過注塑機(jī)與模具注塑成型熔為整體。
[0007]所述的設(shè)有外壁卡箍導(dǎo)向固定圈和臺(tái)階的承插管件，其特征是:上臺(tái)階和下臺(tái)階交界處的端面經(jīng)熱熔模具熔成2mm?4mm凹槽，所述凹槽用以插入管材斷面端部以提高管件與管材端面熔貼斷面的耐壓強(qiáng)度。
[0008]所述的設(shè)有外壁卡箍導(dǎo)向固定圈和臺(tái)階的承插管件，其特征是:上臺(tái)階的寬度為50mm?60mm作為卡箍受力面，上臺(tái)階外側(cè)壁的中部設(shè)有底部R27與頂部R15的凸圈，所述凸圈用以嵌入并抵住卡箍凹槽內(nèi)使管體與卡箍牢固固定。
[0009]所述的設(shè)有外壁卡箍導(dǎo)向固定圈和臺(tái)階的承插管件的制造方法，其特征是:按如下步驟依次實(shí)施:
a.打開雙液壓熱熔承插機(jī)固定管體上半部卡箍，放入管體并對(duì)準(zhǔn)突緣即卡箍導(dǎo)向固定凸圈,卡入卡箍凹槽后蓋上卡箍上半部入槽鎖緊對(duì)拉螺栓；
b.打開雙液壓熱熔承插機(jī)固定管體上半部卡箍，放入CFRTP管材后蓋上卡箍上半部鎖緊對(duì)拉螺栓；
c.將刨刀入座雙液壓熱熔承插機(jī)雙用卡槽內(nèi)，啟動(dòng)刨刀機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)刨刀，液壓缸推動(dòng)雙用卡槽內(nèi)刨刀貼緊管體的端面，刨刀機(jī)上的刮刀從管體內(nèi)壁上刮除0.5mm±0.2mm的壁厚、刨刀機(jī)上的刨刀刨平管體的端面；
d.取下刨刀機(jī)換上承插熱熔模頭入座雙用卡槽內(nèi)，合閘加熱承插熱熔模頭到設(shè)定溫度并保溫20分鐘；
e.液壓缸推動(dòng)卡住雙用卡槽將管件熱熔模頭頂入管體的內(nèi)壁，直至上下臺(tái)階接觸面熔出凹槽2mm深度為止；
f.同時(shí)推動(dòng)卡住待連接管材卡箍的液壓缸將待連接管材頂入熱熔模頭內(nèi)熱熔表面；
g.同時(shí)啟動(dòng)雙液壓缸將熱熔模頭從待連接管材與管體退出后，取出熱熔模頭；
h.同時(shí)再次啟動(dòng)卡住待連接管材卡箍的液壓缸推動(dòng)將待連接管材頂入管體內(nèi)并保壓冷卻；
1.打開卡住待連接管材、管體上半部卡箍，取出熱熔好的熔接體。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)是:1.管件下臺(tái)階的外徑尺寸與被承插管材的內(nèi)徑尺寸一致；2.管件下臺(tái)階的壁厚應(yīng)滿足于熱熔工藝的要求，根據(jù)管件直徑尺寸大小，一般設(shè)置為5mm?8mm厚度；3.管件下臺(tái)階長度的熔接面積應(yīng)滿足于抵抗管道因熱漲冷縮翹曲所產(chǎn)生的應(yīng)力，根據(jù)管道系統(tǒng)直徑尺寸大小，一般長度設(shè)置為50mm?70mm ;4.為了彌補(bǔ)管件上下層端面與管材切口端面對(duì)接后管件斷面壁厚不能滿足于管內(nèi)介質(zhì)長期使用壓力的需求，上下層連接處的端面應(yīng)設(shè)置成或由熱熔模具強(qiáng)行熔推成為向內(nèi)2mm?5mm深度的凹型缺口，凹型缺口供CFRTP管道插入凹型缺口熔貼后來提高管件斷面的耐壓強(qiáng)度；5.管件上層比下層所增加的壁厚與下層壁厚熔體管材后組成一體壁厚來共同承受管內(nèi)介質(zhì)的壓力；6.管件插入管材后實(shí)現(xiàn)平面與端面雙熔接；7.上臺(tái)階面的中部凸圈起到固定管件與導(dǎo)向作用。
[0011]本發(fā)明采用加長管件的外壁反插入并熔貼管材的內(nèi)壁形成鍵合的整體，通過鍵合的整體來解決CFRTP管道切口端面永遠(yuǎn)封閉在管件外壁上，繼而實(shí)現(xiàn)其不會(huì)接觸介質(zhì)的目的，以確保管道系統(tǒng)長期安全的使用；本發(fā)明還采用了加長的熔接管件來增強(qiáng)熔接口強(qiáng)度，使熔接后含管材與管件的管道系統(tǒng)視為單根無接口管材，具有足夠的強(qiáng)度和剛度來滿足于熱脹冷縮與翹曲應(yīng)力的要求。
【附圖說明】
[0012]圖1是采用同內(nèi)徑的直通管的本發(fā)明的剖面示意圖；
圖2是采用異內(nèi)徑的直通管的本發(fā)明的剖面示意圖；
圖3是采用90°的彎頭管的本發(fā)明的剖面示意圖；
圖4是采用同內(nèi)徑的三通接頭管的本發(fā)明的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0014]實(shí)施例1
DN80PP-R直接管件的制作:
1.管件尺寸的設(shè)計(jì)
a.管件上臺(tái)階面長度設(shè)置50mm,外徑設(shè)置IlOmm；
b.在上臺(tái)階面的二端分設(shè)二個(gè)長度60mm、外徑82mm、內(nèi)徑70mm并二邊貫穿的下臺(tái)階面；
c.管件上臺(tái)階面長度中間位置設(shè)置8mm寬X3mm凸圈；
d.管件下臺(tái)階面熔接60mm長度范圍內(nèi)的壁厚為6mm。
[0015]2.注塑模具的制作
依據(jù)管件設(shè)計(jì)尺寸開金屬模具。
[0016]3.注塑 DN80PP-R 管件
a.將金屬模具置于相應(yīng)噸位要求的注塑機(jī)內(nèi)；
b.把PP-R原料倒入注塑機(jī)料桶中；
c.加熱螺桿各段溫度為170°C?220°C；
d.啟動(dòng)注塑機(jī)螺桿馬達(dá)將PP-R熔體擠入模具型腔內(nèi)并保壓冷卻；
e.開啟模具，取出PP-R