CN101469793B - 多壁层间中空塑料保温、保冷管道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道，包括内管壁、中空管壁、外管壁、管壁之间由植筋联接，与介于内管壁、中空管壁、外管壁两壁之间的中空隔热层构成，其特征是中空隔热层内用常压或负压的气体或填充保温材料为隔热体，各管壁、植筋可浸、喷、涂低发射率的混合层或中空隔热层内管壁表面挤贴低发射率的功能层，外管壁、中空管壁、植筋可制成塑料、铝粉、吸附吸气剂按比例配料的混合筋、壁，塑料内管壁内可以嵌入金属管、其线膨胀差由补偿器或波纹管消融，管道横截面可为各种形状，用多壁复合管机头挤出加工或用其它成型技术，管道用热熔卡具热熔或用金属管件外壁螺母与内壁螺母与接头体紧固或用法兰盘、粘接、焊接等连接方法。

Description

多壁层间中空塑料保温、保冷管道

【所属技术领域】

本发明涉及一种用于建筑、化工、石油、电力领域冷热介质输送的管材，具体说是一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道。

【背景技术】

塑料管的种类很多，有单壁管和双壁管。双壁管为使管径做大、强度提高，设计了多种型号的双壁系列。管壁型的多样化大都是从改善管壁受力结构，减少用料方面考虑。管道大都用于建筑和基础设施无压排水系统。目前广泛应用于建筑、化工领域有压冷热介质输送的塑料管是单壁塑料管。单壁塑料管注重在管壁内加筋、加网、加金属片提升管道耐压耐热能力，改造后的塑料管道的保温性能并没有提高。塑料管保温性能较金属管好，其导热系数在0.3w/(m.k)左右，未另作保温处理的单壁塑料管直接用于热介质的输送领域，还是造成，可观的能源浪费。

普通管道的保温、保冷层大多数是在载流管上包裹成型，因绝热层透气造成保冷时吸湿性提高，绝热体透气系数增大，浪费很多能源。管道保温、保冷的防潮、防腐、防水层材料靠涂层膜封闭，结构强度差还污染环境，几年需要一次维修，浪费人力财力资源。

【发明内容】

为克服现有单、双壁塑料管只利用本管壁保温性能差的缺陷，本发明提供一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道，利用有限空间空气导热系数小，当瑞利准则Ra值小于1700时，空气无法克服自身运动粘性的阻力，在双壁中空管壁内不存在自然对流换热，只存在空气自身导热和管壁的辐射换热现象。解决的方法是在中空壁面浸涂或挤贴低发射率的材料，用铝粉漆或将塑料与铝粉按比例混合后挤贴在塑料管壁表面等方法降低辐射换热。当Ra值大于1700时，双壁中空内空气产生环绕对流换热，冷热损失加大，消除对流换热的方法是在双壁中空管内填充经过干燥烘烤后的绝热体，使双壁中空管内保持为纯导热。双壁中空管内也可填充气体、或抽空。使塑料管道不在只限于本管壁材料保温的性能较差问题。为弥补塑料管材自身耐热差强度低的不足，在多壁中空塑料管内嵌入金属管承载流体，扩大塑料与金属组合管的使用范围。管道的联接选用法兰盘、粘接、丝扣、焊接或用新设计的热熔卡具的内圆、外圆加热盘热熔等方法。Φ63mm以下双壁中空管的联接使用新设计的金属管件。管道的生产可用多壁复合管机头挤出加工、或用其它加工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道，包括内管壁、中空管壁、外管壁、管壁之间由植筋联接，与介于内管壁、中空管壁、外管壁两壁之间的中空隔热层构成，其特征是中空隔热层内用常压或负压的气体或填充保温材料为隔热体，各管壁、植筋可浸、喷、涂低发射率的混合层或中空隔热层内的管壁表面挤贴低发射率的功能层，外管壁、中空管壁、植筋可以制成塑料、铝粉、吸附剂、吸气剂按比例配料的低发射率混合筋、壁，塑料内管壁内可以嵌入金属管，金属与塑料的线膨胀差由补偿器或泼纹管消融，管道横截面可为各种形状，管道可用多壁复合管机头挤出加工或用其它成型技术，管道间可用热熔卡具的内圆、外圆加热盘热熔或用金属管件外壁螺母与内壁螺母与接头体紧固或用法兰盘、粘接、焊接等连接方法。

在上述技术方案中，所说的塑料管壁、植筋材料可为各种塑料，常用塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚酰亚胺、聚氟乙烯、聚氯乙烯、工程塑料、和塑料改性开发的高性能功能性塑料和塑料原料内填加纤维类等物，外管壁可选用低渗透率的塑料，包裹金属管的塑料使用耐高温、线膨胀率小或在塑料内添加纤维类，塑料内嵌的金属管、法兰盘内嵌的金属盘、管壁的定型套材料为钢材或有色金属。

在上述技术方案中，所说管道的连接与管件，金属连接管件的内壁螺母挤压梯型卡圈、O型密封圈与管件接头体联接紧固双壁中空塑料管内管壁，外壁螺母挤压梯形卡圈、O型密封圈与内壁螺母联接紧固双壁中空塑料管外管壁，接头体外型另有弯头型、三通型，接头螺纹有阴、阳两种，金属联接管件的外壁螺母、内壁螺母、接头体的材料为黄铜H59或其它金属，O型密封圈材料为橡胶或塑料，梯型卡圈材料为黄铜或铝合金。与管道连接的承插式、法兰盘式活塞补偿器管件由塑料材料加工成型时、活塞管可用本体和O型圈密封，活塞套管用内嵌金属管、活塞管外镶金属管加工成型时、活塞管可用本体或活塞管体上的三道金属涨圈密封，补偿器、半圆式对开波纹塑料兰盘、泼纹管在管的最高额定温度内使用能消融塑料与金属材料的线膨胀差。

在上述技术方案中，所说的中空隔热层内可为常压或负压空气或各层内分别填加气体类、纤维状类、粉末状类、泡沫状类绝热体或每层内混合添加，中空隔热层内压力在10⁶～10^-6Pa间选用，中空隔热层厚度视选用绝热体种类、性能和对管道保温、保冷技术要求而定，常用厚度在0.1～100mm中选用，中空隔热层管壁两端头封闭。管道内介质低于80K时，临近内管壁的非抽空中空管隔热层内要充入50～100Pa氢或氦气，防止中空内空气凝结。

在上述技术方案中，所说的混合外管壁、混合中空管壁、混合植筋、功能层的原料，为塑料原料填加低发射率的铝粉和吸附剂、吸气剂、添加剂，中空管壁、植筋内原料填加的吸附剂有活性碳、氧化铝、分子筛粉末等，添加剂有发泡、增塑、润滑、阻燃、填充、着色剂等，混合层原料为清漆与铝粉合成，填加吸气剂的原料以能在380℃以下生效为准，填加铝粉的量以混合料的发射率达到0.04左右，填加吸附剂、吸气剂的量能吸附外管壁原料的自然渗透与中空内产生的气体量为准。添加活性碳时的管壁烘考温度要大于180℃。

在上述技术方案中，所说的管道横截面可为各种形状，常用横截面形状为圆形和正方形、长方形，种类包括多壁中空管道、多壁中空内抽空管道、多壁中空内填充绝热材料管道，管道中空隔热层数不限定，常用层数为1～50，管道的各层管壁材料可选用不同种类的塑料组成，管道的管径定型以定型套的肋壁和管芯尺寸为标准，定型套的套体在多壁管的两植筋间设有水或气的进口孔与中空管壁层的各层环形流道相通，水或气通过环形流道进入中空内环形肋壁圆孔中、与内管壁定型芯内通入的水或气共同使管体降温定型，薄壁管管径的定型套用导热性能好的金属材料与外缘连接的翅片用强制风冷冷却定型各管壁，管壁的中空隔热层排列顺序由外向内，管道保温、保冷层厚度、按选用的塑料管材或金属管材在管内允许使用的冷、热流体温度范围内设定，并套用国家相关标准。

在上述技术方案中，所说的外管壁、中空管壁、植筋厚度可任意选用，常用的外管壁、中空管壁、中空隔热层内植筋厚度在0.1～20mm中选用，中空管壁面可制成均匀分布纵长60mm左右、宽0.1～2mm缝隙，制成缝隙的方法是在管壁的挤压中由定型套肋壁间的连接支筋厚度、长度、与挤出机流料流速和成品管道引料器速度同步的调速和管壁冷却定型速度变化来定型，定型套内的支筋数量确定管壁表面约占0.31％左右缝隙率的形成，中空管壁塑料原料内可添加制剂制成微孔塑料壁，中空管壁内植筋均匀分部、每层数量在2～12根间选用，植筋隔管壁有花接或串接两种，壁厚大于6mm的塑料中空管的两壁间可用燕尾槽、燕尾体筋连接。

在上述技术方案中，所说的塑料内管壁、塑料内嵌金属管壁的外径分别为管道的公称尺寸，塑料内管壁、塑料内嵌金属管壁的壁厚套用相同材料、相同使用条件的国家标准。

在上述技术方案中，所说的多壁复合管机头主分流器与一次分流器挤出的塑料流料、与挤入各层环形流道的混合料流经二次分流器挤出后汇合，制成有功能层的多壁塑料管壁，机头可设置多个进料口、分别进不同类型原料，机头包括叁层复合管机头、钢、铜、塑复合管机头、双壁单、双筋复合管机头，三壁双层筋复合管机头，四壁三、四层筋复合管机头，五壁四层筋复合管机头，六壁五层筋复合管机头，多壁多层筋复合管机头，机头可独立或按挤出工序组合使用，机头材料为钢材或有色金属。

在上述技术方案中，所说的塑料管道热熔联接卡其的加热盘分内圆体和外圆体，外管壁、中空管壁、植筋使用外圆加热盘，内管壁使用内圆加热盘，热熔联接塑料内嵌金属管时可取出内圆加热盘，打开定位转动装置的外圆半圆加热盘套入管体，热熔卡具的加热盘外型尺寸与多壁层间中空塑料管配套设计，加热盘更换方便，内圆和外圆加热盘加热温度可分别设定，温度控制范围在120～500℃之间选用。

本发明的有益效果是：多壁层间中空塑料保温、保冷管道的中空隔热层管壁与载流的内管壁一体化生产，产品制成周期短，用多壁复合管机头挤出加工工艺简便、且能生产出高技术性能的管壁和复杂的管形。封闭的中空隔热层内用常压或负压空气或填充材料(气体)，不受季节、气候、大气湿度和管道沟坑内积水等使用环境的影响。管道除保温补口处的内嵌金属管、焊口做防腐防水处理外，管道外壁不用防腐剂、煤焦油漆、沥青等有害材料，免去了管道保温、保冷层隔几年做一次防腐、防湿、防水处理的维修工序和费用，使本产品价格只是传统保温管道价格在使用年限内的1/2～1/10左右。双壁中空塑料管的外管壁在管埋深度0.8m以下时、无须另加套管可承载地面上二十吨的载荷。

小口径塑料保温、保冷管、塑料内嵌金属管填补了市场产品供求的空白，改变了市场产品没有专用保温层的销售史，仅双壁保温、保冷管的绝热效率就比单壁管提高两倍以上。

多壁层间中空塑料管和中空内填充绝热体或抽空保温、内嵌金属管承载流体的组合管道，具备了塑料中空管易加工和耐低温、金属管承载流体耐高压、耐高温的共同特性。用于抽空的塑料管内嵌金属管的中空绝热层与植筋均匀分部，管壁间的导热靠很薄的塑料植筋横向传导，与用包、捆扎方法制成的多层抽真空管内铝箔金属的横向热导率、纵向热导率相比能减少1/8～1/2热损失。抽空管的塑料中空管壁可制成有吸附、吸气剂的微缝和微孔壁，减少多壁层中部区域内的残余气体，缩短30～50％的抽空时间、和能长时间保持设定的负压值。抽气管封口时管内自动闭塞气门关闭，塑料抽气管热熔时管内无负压，塑料熔化液无外力、凝固容易不易漏气，提高了塑料封口质量。抽空管的绝热性能在相同技术条件下使用能达到金属组装真空管的绝热效果，本加工成本只是其成本的1/12～1/3左右，能扩大当今真空管道的应用领域和使用范围。管道适用温度-250～360℃、绝热层有效热导率10^-2～10^-5w/(m.k)。

多壁层间中空塑料保温、保冷管道成品化高，配件品种齐全，用新设计的金属联接管件或用新设计的热熔卡具联接保温、保冷层，现场的作业操作简便，塑料内嵌金属管或抽空管的中空绝热层在管与管的连接时用波纹管法兰盘、承插活塞式补偿器、法兰盘活塞式补偿器，完全能消融金属与塑料线膨胀误差和内应力，使用安装时与单壁塑料、金属管一样方便。

多壁层间中空塑料保温、保冷管道外壁面环保、无(散发)毒、无(废料)公害。即便中空层使用有污染环境的绝热材料，也仅限于厂内可控的生产环节，材料填加到中空管内封闭后，不透气，无飞尘、无异味，对环境无污染。管道达到使用年限后，所有原料可回收再利用。管壁表面着色方便，中空管内可插入探头监测，便于化工行业和对危险气液输送流体的鉴别和掌控。管壁隔音效果好，用于排水时噪音比铸铁管还低。管道具有显著的社会效益。

本发明的产品品种涵盖种类多，管道用途广泛，常应用于建筑、石油、化工、电力领域。管道可以满足防腐要求高的石油传输、海洋、湖泊、河道深水中保温使用的特殊条件、和应用在要求管道绝热性能较高的科技、科研等各行业。本发明内容中的塑料管壁、金属管壁、绝热层厚度的技术指标套用了国标，产品可以系列化。

【附图说明】

附图1是本发明的一种双壁中空塑料保温、保冷管金属联接管件剖面图；

附图2是本发明的一种双壁中空内八筋塑料管截面图；

附图3是本发明的一种四壁三中空内八筋、植筋隔管壁串接、塑料管内嵌金属管截面图；

附图4是本发明的一种双壁中空内填充保温材料三筋、塑料管内嵌金属管截面图；

附图5是本发明的一种双壁中空内填充保温材料十筋、长方形风道截面图；

附图6是本发明的一种六壁五中空内四筋、管壁为混合材料管道截面图；

附图7是本发明的一种三壁二中空内八筋、植筋隔管壁花接、长方形风道截面图；

附图8是本发明的一种双壁中空内四筋、管壁间由燕尾槽、体植筋连接的风道截面图；

附图9是本发明的一种四壁三中空内四植筋花接、中空内填充三种保温材料管道截面图；

附图10是本发明的一种十八壁十七中空内有燕尾槽、体四植筋、可抽空塑料管截面图；

附图11是本发明的一种六壁五中空管内可抽空、塑料法兰盘内嵌金属盘管道剖面图；

附图12是本发明的一种塑料管壁和塑料内嵌金属管、塑料管壁的热熔卡具主视图；

附图13是本发明的一种六壁五中空管、每层中空内八筋、植筋隔管壁花接管道截面图；

附图14是本发明的一种六壁五中空管内可抽空、两片塑料法兰盘熔接的管道剖面图；

附图15是本发明的一种六壁五中空管复合机头、冷却定型套剖面图；

附图16是本发明的一种六壁五中空管复合机头内嵌金属管、冷却定型套剖面图；

附图17是本发明的一种可抽空、能内嵌金属管的塑料法兰盘活塞式补偿器管件剖面图；

附图18是本发明的一种塑料承插连接活塞式补偿器管件剖面图；

附图19是本发明的一种半圆式对开、波纹、塑料兰盘主视图；

在图中，1是塑料内管壁；2是塑料外管壁；3是中空隔热层；4是中空隔热层内塑料植筋；5是中空隔热层内塑料管壁表面挤贴低发射率功能层；6是塑料中空管壁；7是塑料内管壁内嵌金属管；8是中空隔热层内纤维状类填充物；9是塑料管壁、植筋浸涂低发射率混合层；10是塑料与铝粉(吸附、吸气剂)混合外管壁；11是塑料与铝粉(吸附、吸气剂)混合植筋；12是塑料与铝粉(吸附、吸气剂)混合中空管壁；13是外管壁螺母；14是内管壁螺母；15是接头体；16是梯形卡圈；17是O型密封圈；18是燕尾体；19是燕尾槽；20是中空隔热层内粉末状类填充物；21是中空隔热层内泡沫状类填充物；22是中空管壁缝隙；23是塑料法兰盘内嵌金属盘；24是塑料波纹管；25是抽气孔；26是抽气管；27是抽气管内嵌自动闭塞气门阀体；28是法兰盘内中空腔；29是塑料法兰盘内嵌金属盘密封槽；30是动态抽空排气管；31是法兰盘连接孔；32是内嵌金属管与金属盘立面焊接口；33是内嵌金属盘的盘钉；34是热熔卡具外圆半圆体电热盘；35是热熔卡具内圆电热盘；36是热熔卡具外圆半圆体与金属框架转动装置；37是热熔卡具内、外电热盘间绝热垫；38是半片塑料法兰外盘；39是半片塑料法兰内盘；40是塑料法兰外盘密封槽；41是管壁定型套与冷却水或气环形流道结构体；42是定型套环形肋壁内圆孔；43是口模与二次分流器；44是一次分流器与混合料环形流道结构体；45是混合料进料口；46是外、中空管壁植筋辅料进口；47是机头体与内管壁芯模；48是主进料腔端盖；49是主分流器锥头；50是内管壁主料进口；51是机径螺丝孔；52是内壁管定型芯冷却水或气进口；53是一次分流器；54是混合料环形流道；55是二次分流器；56是二次分流器与口模调节螺丝；57是定型套内冷却水或气进口孔；58是冷却水或气环形流道；59是定型套环形肋壁；60是口模调节螺丝；61是机头体；62是外管壁与1～3中空管壁、植筋辅料进口；63是4中空壁、内管壁植筋辅料进口；64是塑料内嵌金属管流料腔；65是内嵌金属管的塑料溶料、防溢锥体耐磨密封垫；66是二次分流器调节螺丝；67是定型套与机头隔热垫；68是分体肋壁筒连接螺丝；69是分体肋壁筒；70是塑料活塞管体；71是塑料套环；72是塑料活塞套管体；73是活塞管密封环；74是半圆对开兰盘凸缘壁；75是半圆对开兰盘凸缘壁上连接孔。

【具体实施方式】

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道，如图13、图14所示，管道有六壁五中空、壁内五层植筋，所用原料为两种，塑料和混合料。挤出加工分二种方案，方案一，塑料管壁(1)、(2)、(6)植筋(4)挤出机，功能层(5)挤出机，用六壁五层筋复合管机头挤出加工。功能层挤出机挤压混合流料(45)经二次分流器(55)、与复合管机头主分流器锥头(49)、一次分流器(53)的塑料管壁挤出机流料(46)(50)汇合，制成六壁五中空管道。方案二用三组双壁单、双筋复合管机头和六台挤出机，管壁(1)(6)植筋(4)挤出机，功能层(5)挤出机，为一组合体，挤出双壁、双层植筋、功能层管壁，用第四中空内的植筋(4)与第二组合体挤出的两个中空壁(6)、两层植筋(4)功能层(5)管壁熔接汇合，第三组合体挤出了管壁(2)(6)、植筋(4)功能层(5)与前两组的第二中空内植筋(4)熔接汇合后制成六壁五中空管道。各挤出机要调配流料压力、流量，保持流道内流料无过热分解和倒溢。所用复合管机头可任意组合，分几道工序共挤成型。机头加热器件主要用电阻、陶瓷、电感、铸铝加热器，应用时按挤出加工工艺要求、塑料种类、管径、管壁层数量、和是否便于插入机头体内加热来确定加热器。

管道的管径定型以定型套(41)肋壁(59)为标准尺寸，由定型套进口孔(57)内水或气流入各管壁层的半圆环形流道(58)再流入环形肋壁孔(42)内、与内定型管芯(52)内通入水或气促成多壁层间中空管的内壁(1)、外壁(2)和中空管壁(6)及植筋(4)降温定型。

实施例2：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道，如图3、图4、图9所示，管壁选用两种塑料共挤出工序加工成型。用耐高温添加纤维的塑料原料用钢、铜、塑复合管机头挤出双壁中空塑料内嵌金属管后，再嵌入另一个机头内与其挤出的管壁植筋熔接成型，制成不同材料种类的耐360℃的多壁层间中空塑料内嵌金属保温管道。如两种塑料的熔化温度相差甚少，包裹内嵌金属管塑料内添加纤维物时可用多壁钢、铜、塑复合管机头(图16)一次挤出成型。塑料内嵌的金属管用无缝管，直径大的管也用直缝焊接管，消除塑料、金属线膨胀包裹痕，保证塑料与内嵌金属管的包覆效果。

半成品管可在中空隔热层(3)内填充烘干或干燥后的纤维状类(8)粉末状类(20)泡沫状类(21)绝热材料，用法兰盘封堵隔热层(3)管壁端面后还可填充气体。填充纤维状类(8)的玻璃纤维、陶瓷纤维、矿棉等保温材料要用专用工具拉入隔热层(3)内，材料填加密度均匀。填充成型的泡沫状类(21)的泡沫玻璃、泡沫聚苯乙稀、泡沫聚氨酯、微孔橡胶等绝热材料时，型材的外型与中空隔热层(3)管型对应生产，各边尺寸要小于管径4～8mm便于填充安装。中空隔热层(3)内还可填充干燥后的粉末状类(20)的膨胀蛭石、硅藻土、碳酸镁、膨胀珠光砂、气凝胶等绝热材料。选择填充物要注意材料的适用范围、如热导率、比热容、热膨胀、最佳密度、和材料允许使用绝热温度等。中空隔热层(3)内可同时填充绝热材料与气体，各中空隔热层(3)内、可分层填充若干不同的绝热体。

实施例3：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道，如图6、图10所示，挤出加工壁厚小于2mm的外管壁(2)、中空管壁(6)、植筋(4)时，可以将管壁、植筋制成塑料与铝粉混合的筋、壁。用六壁五层筋复合管机头和两台挤出机加工，第一台挤出混合外管壁(10)、混合植筋(11)、混合中空管壁(12)，第二台挤出内管壁(1)，制成多壁层间中空塑料管。

薄壁管中空管壁(6)植筋(4)燕尾体筋(18)缝隙(22)用多壁复合管(十六壁十七筋)机头一次挤出制成。中空管壁(6)利用定型套肋壁(59)间支筋厚度、使流料在管壁上挤出0.1～2mm宽的缝隙，用调整挤出机流料流速、与定型套冷却速度的配合，保留住缝隙，并使管壁缝隙(22)在长约60mm左右内无法愈合，再利用定型套内支筋的设计数量促成管壁表面形成0.31％的缝隙率。应用上述方法时，管道引料器的速度与挤出流料速度要同步，否则流料流速大造成定型套肋壁间流料压力增大，隔开的缝隙会重新愈合。缝隙在抽空时能滤除多层中部区域内的残余气体并缩短30～50％抽空时间。薄壁管管壁热容量很小、冷却定型套用导热性能好金属材料连接传热翅片强迫风冷、控制管壁定型速度。定型后的薄壁管竖起、用燕尾体筋(18)插入预先竖起的塑料内管壁(1)塑料外管壁(2)预留的燕尾槽(19)内涂胶粘合，熔接管两端的专用抽空法兰盘，组装成抽空管道。

如用热塑性好的塑料、在流料流速变化不影响内、外管壁的成型质量时可一次加工成型。

实施例4：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道，如图7所示，用三壁双层筋机头单壁挤压，用两台挤出机，一台挤出机挤出外管壁(2)、植筋(4)、中空管壁(6)、内管壁(1)，一台挤出机同步将铝粉漆挤涂在管壁表面制成混合层(9)，铝粉漆挤出机的流料压力要大于管壁挤出机，使铝粉漆牢固的挤涂在管壁表面内。大口径管道，可采用成品管封堵内管壁两端头后浸、喷、涂铝粉漆制成混合层(9)。

实施例5：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道机头，如图15所示，机头的(45)(46)(50)进料口与挤出机分别连接，外管壁(2)、中空管壁(6)、植筋(4)由第一台挤出机将流料挤入(46)口内，第二台功能层(5)挤出机将混合料流料挤入(45)口内，第三台内管壁(1)挤出机将流料挤入(50)口内，三股流料汇合制成管道。外管壁、中空管壁、植筋与内管壁的塑料原料可以为熔点相近的不同类别材料。

实施例6：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道，如图5所示，用三层复合管机头、两台挤出机，一台管壁挤出机挤出内管壁(1)外管壁(2)，一台芯层发泡挤出机挤出绝热层(21)，泡沫层孔结构为闭孔，泡沫的密度按所用塑料原料在使用温度范围内、以其热导率最小的密度值为标准。

实施例7：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道与管件的连接，如图1、图17、图18、图19所示。用金属管件连接、先去掉管端头中空内植筋15～30mm，将金属管件外壁螺母(13)梯形卡圈(16)套入管材，检查O型密封圈(17)，将内壁螺母(14)接头体(15)梯形卡圈(16)穿入管材，使接头体(15)的根部与塑料管材头接实，拧紧内壁螺母(14)挤压梯形卡圈(16)O型密封圈(17)与接头体(15)联接紧固双壁中空塑料管内管壁(1)，外壁螺母(13)先不要拧紧，待局部试压没有泄漏处再操作，拧紧外壁螺母(13)挤压梯形卡圈(16)O型密封圈(17)与内壁螺母(14)联接紧固双壁中空塑料管外管壁(2)。金属联接管件的配件生产可用各种加工方法，塑料内嵌金属弯头、对丝、三通、丝母等金属管件按标准件配套生产。

多壁层间中空塑料管、抽空管、内嵌金属管用管件连接时，先对裸露金属管接头做防腐、防水层处理，对长距离输送埋地金属管道的防腐要与电化学防腐的阴极保护结和使用。完成防腐后将补偿器的法兰盘(23)套入裸露较长的金属管一端与绝热层管的法兰盘连接，待内嵌金属管用丝扣、法兰、焊接等方法连接、完成试压，对焊口、接口做防腐、防水处理后，再在补偿器管内填加保温材料，拉长补偿器活塞管(70)与另一端的法兰盘连接密封后可抽空。也可将两个半圆对开的泼纹兰盘凸缘壁上的孔(75)用螺丝紧固包裹管道后、用管件两端的法兰盘与管壁两端的法兰盘联接。还可用泼纹套管预埋的电热丝通电热熔联接隔热层(3)两端管壁或用胶直接粘接套管与管壁。裸露金属管两端保温层无法热熔法兰盘连接时，先用高质量防水胶套包裹保温层、再用补口保温层管联接两端的绝热层。塑料与金属材料的线膨胀率相差10倍左右，在额定最高温度内使用补偿器、泼纹管连接，每个接口能消融20米长管的膨胀误差值，超20米用的补偿器、泼纹管可定做。现场施工用的防腐材料要便于操作，如用聚乙烯粘胶带、沥青玻璃毡、环氧粉末涂料等。

实施例8：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道与管件的热熔联接卡具，如附图中各管道、管件所示，选用与管径配套的加热盘，采用同材质、同牌号的管材与塑料管件熔接。热熔卡具的内、外圆加热盘的温度，以加热管壁厚、材料种类分别设定。外管壁(2)、中空管壁(6)、植筋(4)用外圆加热盘，内管壁(1)用内圆加热盘，加热时间视环境、材料而定。热熔联接塑料内嵌金属管与塑料法兰盘内嵌金属盘时要取出内圆体加热盘，热熔完毕后开启外圆加热盘撤离管道，金属管与金属盘可采用立面(32)焊或端面焊。

各种管件与绝热管道配套生产标准化、系列化的规格产品。配件主要包括法兰盘(有丝接、熔接、开口、法兰盘内有中空腔)、泼纹管、弯头、承插式和活塞式补偿器、三通、和用于抽空管道相同规格配套的双壁中空塑料内嵌金属的可填充保温材料的金属管件(有熔接式、丝接式、卡扣式)等，配件的生产可用各种成型加工方法。

实施例9：一种加工多壁层间中空塑料保温、保冷管道机头，如图15、图16所示，机头的金属件用金属切削机床、铣床、钻床加工制成，必要时用电火花切割机床、磨床辅助加工，分流器、口模表面可用氮化和渗碳、淬火热处理。机头各配件的配合面未达到光洁度要求时可用平面磨床磨光，防止流料溢漏。流料腔可用电化学抛光或用手用电动工具安装弹性抛光轮、砂轮抛光。定型套与口摸连接处可加隔热垫。定型套环形肋壁(59)上圆孔(42)较长、用加长杆柄钻头两头对钻，钻孔不要求同心度，能通水、气即可。

定型套中的部分环形肋壁(59)可制成与套体分体的肋壁筒(69)，将环形肋壁筒隔管壁插装在定型套(41)上，分体肋壁筒用螺钉(68)与定型套体连接，定型套内选定分体肋壁筒(69)间隔距为直径相差20mm左右，解决定型套肋壁间隔距小无法用车床车削加工的难题。

薄壁管(图10)的定型套体肋壁很薄，可先制成模具，用青、黄铜材料冷热挤、拉拔加工成型。也可用2～5个分体肋壁、支筋为一组装体、装配在定型套上用气体保护焊接定位。肋壁支筋与肋壁的接触面弧度一致，具有良好的导热性能，管壁定型时套体的肋壁内外温度保持一致。薄壁管多层复合管机头定型套可直接用电火花切割机床加工成型，成本较高。

实施例10：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道，如图11、图14所示抽空管用多壁复合管机头挤出成型，中空管壁可用制剂制成开孔式微孔壁，壁内添加铝粉、吸附剂、吸气剂，微孔中空管壁在抽空时能滤掉多层中部区域内的残余气体，缩短30～50％抽空时间。管壁与配件组装要确保材料的洁净，管两端熔接泼纹管和有中空腔的法兰盘后按管壁材料许可使用温度烘烤除气，管壁料内添加活性碳的烘考温度要大于180℃。从法兰盘端面抽气管(26)连接抽空至负压标后，塑料抽气管内嵌自动闭塞气门阀关闭，抽气管在无负压状态下热熔封口后检测，有中空腔的法兰盘中备有动态抽气管，供多次抽空用。抽空管道的中空隔热层内压力可在10⁴～10^-6Pa间选用，隔热层有效热导率在10^-2～10^-5w/(m.k)间。抽空可用各种设备，常用扩散泵、涡轮分子泵、钛升华泵等。在塑料中空隔热层内填加吸附剂、吸气剂要激活或再生处理、并在管两端封堵前填加。

实施例11：一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道中的风道，如图7、图8所示由选定塑料，用双壁单筋复合管机头或三壁双层筋复合管机头、两台挤出机，一台塑料管壁(1)(2)(6)植筋(4)挤出机，一台功能层(5)挤出机，一次加工成双壁中空或三壁二中空风道。对直径超出500mm、壁厚超出6mm的风道也可用分工序加工方法。分别制成内管壁(1)燕尾体筋(18)与外管壁(2)燕尾槽(19)，由燕尾槽、体加胶组装成风道。

上述实施例的变更：多壁层间中空塑料保温、保冷管道的生产加工工序和选用加工成型的工艺方法、流程可以变更；所选用共挤出多壁复合管材机头结构及各工序机头组成可以变更；中空管壁、中空隔热层的层数和间隙厚度和植筋数量可以变更；管壁与中空隔热层选用填加原料品种、添加原料间的比例、粘贴、和绝热的方法可以变更；管道的截面形状可以变更；双壁中空塑料保温、保冷管Φ63mm以下小型管材的联接方法、及金属联接管件配套的塑料内嵌金属弯头、对丝、三通、丝母、活接的保温方法可以变更。

Claims (10)

1.一种多壁层间中空塑料保温、保冷管道，包括内管壁(1)、中空管壁(6)、外管壁(2)、植筋(4)和中空隔热层(3)，管壁之间由植筋(4)联接，管壁、植筋材料为工程塑料；中空隔热层(3)介于内管壁、中空管壁、外管壁两壁之间，其特征是中空隔热层内用填充保温材料为隔热体，填充材料为气体类或纤维状类(8)或粉末状类(20)或泡沫状类(21)；各管壁表面浸、喷、涂低发射率的混合层(9)或中空隔热层内的管壁表面挤贴低发射率的功能层(5)或将外管壁、中空管壁、植筋制成塑料、铝粉、吸附剂按比例配料的低发射率和具有吸气功能的混合筋(11)、壁(10、12)；管道的塑料内管壁直接承载流体或在塑料内管壁内嵌入金属管(7)承载流体，内嵌的金属管与塑料管之间的线膨胀差由补偿器或波纹管消融；管道横截面为各种形状，管道的成型用多壁多层筋复合管机头挤出加工，管道间用热熔卡具的内圆(35)、外圆(34)加热盘热熔连接或用金属管件外壁螺母(13)与内壁螺母(14)与接头体(15)紧固连接或用法兰盘(24)、粘接、焊接、卡扣连接。

2.根据权利要求1所述的多壁层间中空塑料保温、保冷管道，其特征是各管壁、植筋表面直接使用，中空隔热层(3)厚度视选用绝热体种类、性能和管道保温、保冷技术要求而定，每层厚度在0.1～100mm中选用，中空隔热层瑞利准则Ra值小于1700，中空管壁内不存在自然对流换热；中空隔热层(3)内为常压或负压空气或各层内分别填加矿棉、玻璃纤维、陶瓷纤维，或填加干燥后的粉末状类的碳酸镁、硅藻土、膨胀蛭石、膨胀珠光砂、气凝胶，或填加泡沫聚氨酯、泡沫玻璃、泡沫聚苯乙烯、微孔橡胶，或绝热层的各层内分别的混合添加；隔热层有效热导率在10^-2～10^-5w/(m.k)间选用，中空隔热层内压力在10⁶～10^-6Pa间选用；塑料抽气管(26)内嵌自动闭塞气门阀(27)，抽气管在无负压状态下热熔封口；管内介质低于80K时，临近内管壁的非抽空的中空隔热层内充入50-100Pa的氢或氦气，防止中空隔热层内空气凝结；中空隔热层管壁两端头封闭，管道适用温度-250～360℃。

3.根据权利要求1所述的多壁层间中空塑料保温、保冷管道，其特征是各种管件与绝热管道配套生产系列化的规格产品；法兰盘包括丝接式、熔接式、开口式、内有中空腔式、半圆对开波纹式，泼纹管、弯头、承插式和活塞式补偿器、三通和用于抽空管道相同规格配套的双壁中空塑料内嵌金属填充保温材料的金属管件包括熔接式、丝接式、卡扣式，配件的生产用各种成型加工方法；双壁中空管金属管件的内壁螺母(14)挤压梯型卡圈(16)、O型密封圈(17)与管件接头体(15)联接紧固双壁中空塑料管内管壁(1)，外壁螺母(13)挤压梯形卡圈、O型密封圈与内壁螺母联接紧固双壁中空塑料管外管壁(2)，接头体外型另有弯头型、三通型，接头螺纹有阴、阳两种，金属联接管件的外壁螺母、内壁螺母、接头体材料为黄铜H59，O型密封圈材料为橡胶或塑料，梯型卡圈材料为黄铜或铝合金；与管道连接的承插式、法兰盘式活塞补偿器管件由塑料材料加工成型时、活塞管用本体和O型圈密封，活塞套管用内嵌金属管、活塞管外镶金属管加工成型时，活塞管用本体或活塞管体上的三道金属涨圈密封，补偿器、半圆式对开波纹塑料兰盘、波纹管在管的最高额定温度内使用时能消融塑料与金属材料的线膨胀差。

4.根据权利要求1所述的多壁层间中空塑料保温、保冷管道，其特征是塑料管壁(1、2、6)植筋(4)材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚酰亚胺、聚氟乙烯、聚氯乙烯或塑料改性开发的高性能功能性塑料或在塑料原料内填加纤维类物，管道的塑料外管壁与中空管壁统一用料或外管壁选用低渗透率的塑料，包裹金属管(7)的塑料使用耐高温、线膨胀率小或在塑料原料内添加纤维类物，塑料内嵌的金属管、塑料法兰盘内嵌的金属盘(23)、管壁定型套材料为钢材或有色金属，内嵌金属管为无缝管、直缝卷焊管。

5.根据权利要求1所述的多壁层间中空塑料保温、保冷管道，其特征是混合外管壁(10)、混合植筋(11)、混合中空管壁(12)、功能层(5)的原料为塑料原料内填加低发射率的铝粉和吸附剂、添加剂，中空管壁、植筋塑料原料内填加的吸附剂包括活性碳、氧化铝、分子筛粉末、吸气剂，添加剂包括发泡、增塑、润滑、阻燃、填充、着色剂，混合层(9)原料包括清漆与铝粉合成，填加吸气剂的原料以能在380℃以下生效为准，填加铝粉的量以混合料的发射率达到0.04左右，填加吸附剂的量能吸附外管壁原料的自然渗透与中空内产生的气体量为准。

6.根据权利要求1所述的多壁层间中空塑料保温、保冷管道，其特征是管道横截面形状为圆形或正方形、长方形，管道种类包括多壁中空内抽空管道、多壁中空内填充绝热材料管道，管道中空隔热层(3)层数为1～50，管道的各层管壁材料选用一种塑料或选用不同种类的塑料组成，管道的管径定型以定型套的肋壁(59)和管芯尺寸为标准，定型套的套体在多壁管的两植筋间设有水或气的进口孔(57)与中空管壁层的各层环形流道(58)相通，水或气通过环形流道进入中空内环形肋壁圆孔(42)中、与内管壁定型芯内通入的水或气(52)共同使管体降温定型，薄壁管管径的定型套用导热性能好的金属材料与外缘连接的翅片用强制风冷冷却定型各管壁，管壁的中空隔热层排列顺序由外向内，管道保温、保冷层厚度、按选用的塑料管(1)材或金属管(7)材在管内允许使用的冷、热流体温度范围内设定，并套用国家相关标准。

7.根据权利要求1所述的多壁层间中空塑料保温、保冷管道，其特征是外管壁(2)、中空管壁(6)、植筋(4)厚度在0.1～20mm中选用，抽空管中2mm以下薄壁管的中空管壁(6)面或制成均匀分布纵长60mm左右、宽0.1～2mm缝隙(22)壁面，制成缝隙的方法是在管壁的挤压中由定型套肋壁(59)间的连接支筋厚度、长度、与挤出机流料流速和成品管道引料器速度同步的调速和管壁冷却定型速度变化来定型，定型套内的支筋数量确定管壁表面约占0.31％缝隙率的形成；抽空管的中空塑料管壁(6)或在塑料原料内添加制剂制成开孔式微孔塑料壁；中空管壁内或插入探头监测危险气液输送；中空管壁内植筋均匀分部、每层数量在2～12根间选用，植筋隔管壁有花接或串接两种，壁厚大于6mm的塑料中空管的两壁间或用燕尾槽(19)、燕尾体(18)筋组装连接。

8.根据权利要求1所述的多壁层间中空塑料保温、保冷管道，其特征是塑料内管壁(1)、塑料内嵌金属管壁(7)外径分别为管道公称尺寸，塑料内管壁、塑料内嵌金属管壁厚套用相同材料相同使用条件的国家标准。

9.根据权利要求1所述的多壁层间中空塑料保温、保冷管道，其特征是多壁复合管机头主分流器(49)与一次分流器(44)挤出的塑料流料、与挤入各层环形流道(54)的混合料流经二次分流器(55)挤出后汇合，制成有功能层的多壁塑料管壁，机头设置多个进料口，主(50)辅(46)进料口可分别进不同类型原料，机头包括三层复合管机头；钢、铜、塑复合管机头；双壁单、双筋复合管机头；三壁双层筋复合管机头；四壁三、四层筋复合管机头；五壁四层筋复合管机头；六壁五层筋复合管机头；机头可独立或按挤出工序组合使用，机头材料和管壁的定型套材料为钢材或有色金属。

10.根据权利要求1所述的多壁层间中空塑料保温、保冷管道，其特征是塑料管道的热熔卡具加热盘分内圆(35)体、外圆(34)体，外管壁、中空管壁、植筋使用外圆加热盘，内管壁使用内圆加热盘，热熔联接塑料内嵌金属管时取出内圆加热盘，打开转动装置(36)定位的外圆(34)半圆加热盘套入管体，热熔卡具的加热盘外型尺寸与多壁层间中空塑料管配套设计，加热盘更换方便，内圆和外圆加热盘加热温度可分别设定，温度控制范围在120～500℃之间选用。