CN103759091B - 具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于塑料管件技术领域，特指一种具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件及其生产工艺，包括有内螺纹套或外螺纹套，在内螺纹套外成型有塑料外包覆增强套形成复合增强型的内螺纹嵌件；或在外螺纹套内成型有塑料内包覆增强套形成复合增强型的外螺纹嵌件，所述的内螺纹嵌件或外内螺纹嵌件的一侧注塑成型有管件连接部形成塑料管件，本发明使用寿命长，环保，安全可靠，降低生产成本。

Description

具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件及其生产工艺

技术领域：

本发明属于塑料管件技术领域，特指一种具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件及其生产工艺。

背景技术：

塑料管网之间有不同的连接方式，为了适应不同用途、不同规格、不同接口的连接场合，大量采用便于装拆更换及检查维修的螺纹连接方式。目前，带螺纹塑料管件为了达到螺牙的强度、精度、密封性和寿命，不是在塑料管件上直接成型出塑牙连接螺纹，而是使用强度、精度、密封性和寿命比塑料高的铜质材料加工成带螺牙的嵌件，通过嵌件注塑成型形式制造带螺纹的塑料管件，以满足塑料管网螺纹连接的配套使用。这种采用铜质材料加工成嵌件需经过从铜材到锻坯再到机加工最后到电镀的制造过程。其不足之处在于：

1、锻坯过程(俗称红冲)能耗高，作业环境温度高、工人劳动强度大，每位单件连续生产、效率低。

2、机加工铜质材料，会产生切削粉尘颗粒，对人体有一定的危害，每位单件连续生产、效率低。

3、目前国内外供水、供气、供热、化工等承受压力及高温的塑料管网领域，绝大部分采用聚烯烃(PP(PP-H、PP-B)、PP-R、PE(HDPE、PE-RT、PE-X)、PB等)材料制造，大量使用铜质嵌件管件。但铜离子是聚烯烃高分子热降解氧化反应能在室温进行的催化剂，必须经过电镀处理，使铜离子与聚烯烃高分子之间具有隔离层，以阻止其加速降解老化。然而电镀工艺能耗高，环境污染严重。

4、铜质材料嵌件与管件连接部高分子材料的线胀系数、热导率相差很大，由于环境温度变化原因，本来包覆紧密的贴合界面会出现松弛和间隙，造成管道内具有压力及高温的流体泄漏，尽管通过增加密封结构及密封件，仍然存在不安全及寿命短的隐患，同时增加了检修更换的成本。

5、采用铜质材料作为嵌件，其强重比小，材料消耗大，不节约资源，材料成本和分拣回收成本高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种使用安全可靠、寿命更长、节省人工，效率高的具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件及其生产工艺。

本发明是这样实现的：

具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件，包括有由薄壁管金属型材制作的内螺纹套或外螺纹套，在内螺纹套外成型有塑料外包覆增强套形成复合增强型的具有内螺纹的内螺纹嵌件；或在外螺纹套内成型有塑料内包覆增强套形成复合增强型的具有外螺纹的外螺纹嵌件，所述的内螺纹嵌件或外内螺纹嵌件的一侧注塑成型有管件连接部形成塑料管件。

上述的内螺纹套的一端设置有螺纹，在两端端口分别设置有向外延伸的外翻边，外翻边嵌入塑料外包覆增强套内，所述的外螺纹套的一端设置有螺纹，在两端端口分别设置有内翻边，内翻边嵌入塑料内包覆增强套内。

上述的外螺纹套的螺纹与另一端之间的部分周向设置有防转结构，防转结构为凸起或凹槽，所述的内螺纹套的外表面设置有防转结构。

上述的防转结构是：周向设置的凹凸条形或棱形浅槽结构。

上述的外螺纹嵌件远离螺纹的一端的内孔为扩孔，在外螺纹嵌件的外螺纹套上远离螺纹的一端及内包覆增强套的扩孔处成型有管件连接部。

上述的管件连接部为三通管或直管或弯管；或是在直管或弯管的外端设置有延伸管，在三通管的另两通分别设置有延伸管。

上述的内螺纹嵌件的外表面设置有防转凹槽或防转凸起，在内螺纹嵌件外成型有管件连接部。

上述的管件连接部是三通管或直管或弯管；或是在直管或弯管的外端设置有延伸管，在三通管的另两通分别设置有延伸管。

上述的内螺纹套为不锈钢内螺纹套或铝内螺纹套；所述的外螺纹套为不锈钢外螺纹套或铝外螺纹套。

具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件的生产工艺，工艺流程包括如下步骤：

(1)采用薄壁管金属型材作为螺纹套坯料，采用直接冲压和滚压冷成型的方式，制成被包覆复合增强零件：外螺纹套或内螺纹套；

(2)采取嵌件注塑成型的方法，将步骤(1)冷作成型的外螺纹套或内螺纹套装入注塑模具中，并将该模具安装到注塑机中，经注塑成型，形成外螺纹套内或内螺纹套外包覆有塑料的一体化的复合增强型的内螺纹嵌件或外螺纹嵌件；

(3)将步骤(2)中成型的一体化的内螺纹嵌件或外螺纹嵌件装入管件连接部的注塑模具中，在内螺纹嵌件或外螺纹嵌件的一侧经二次注塑形成一侧有内螺纹或外螺纹、另一侧有管件连接部的塑料管件。

本发明相比现有技术突出的优点是：

1、本发明嵌件螺纹部分采用不锈钢材质，其中的铬离子恰恰能阻止聚烯烃高分子降解老化，其耐候性、耐蚀性好，使聚烯烃类管件的使用安全可靠、寿命更长；

2、本发明采用不锈钢薄壁管型材作为螺纹套坯料，并直接采取冲压和滚压冷成型的方式，可分别制造不同类型和规格的内和外螺纹套，其中外螺纹套有周向凹凸槽结构，内螺纹套外表面带凹凸直形或棱形浅槽结构，以加强嵌件承受旋转力的能力，防止拧紧螺纹时出现嵌件与管件连接部嵌合部之间的打滑现象。外螺纹套两端口具有内翻结构，内螺纹套具有扩口结构，进一步增加了螺纹套的强度和刚度。强度高而重量轻，既节省金属材料，又有足够的承载能力；无切削加工，材料利用率高，容易实现大批量连续高速生产，生产自动化程度高；制品尺寸误差小，螺纹的连接配合精度高、密封性好；

3、本发明与螺纹套和管件连接部接合部分利用塑料材质的包覆增强技术，使螺纹套的螺牙不变形不烂扣，并且内螺纹嵌件设计出承受拧紧螺纹旋转力的周向凹凸槽结构，进一步加强了螺纹和管件连接部的整体强度和环刚度，能显著提高管网系统适应高压和高温场合的能力；

4、本发明复合技术采取嵌件注塑的成型方法，即将冷作成型的不锈钢螺纹套装入塑钢复合型螺纹嵌件注塑模具中，经注射成型，形成一体化的塑钢复合增强型螺纹嵌件，再将一体化的塑钢复合增强型螺纹嵌件装入塑料管件连接部注塑模具中，经二次注射成型，形成整体的具有螺纹连接功能的不同用途、不同规格、不同接口的塑料管件。如：外螺纹管件，内螺纹管件，并且应用本发明技术制制造成的带螺纹塑料管件，可缩小管件连接部的外形尺寸，进一步节约了塑料原料，降低了制造成本；

5、本发明在注射成型过程中，嵌件在模具内高压、高温及固化的作用下，复合增强中的塑料高分子，与管件连接部塑料高分子形成互溶接合，彼此之间的连接是以化学键的方式进行的，这种连接方式不仅连接强度高，而且两者的线胀系数、热导率很接近，使塑料管网中螺纹连接的配套件，不随环境温度变化和使用时间长短的影响而出现松弛和间隙现象，不需要密封件就具备了更好的密封性能，使用安全可靠、寿命长；

6、本发明根据规格大小，利用多腔注塑模具成型塑钢复合增强型螺纹嵌件，一个成型周期可生产几件到几十件件成品，能耗低，操作简单，节省人工，效率高，容易满足其管网螺纹连接的大量需求。材料成本低，材料利用率高，分拣回收再造容易，可节约大量的铜材资源；

7、本发明塑钢复合增强型螺纹嵌件，技术上具有突出的特点和显著的进步，是替代目前普遍使用的铜质嵌件的先进产品。在塑料管网螺纹连接的场合应用极其广泛。

附图说明：

图1是本发明的外螺纹套的主视图；

图2是本发明的外螺纹套的左视图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是本发明的外螺纹嵌件的剖视图；

图5是本发明的外螺纹嵌件的左视图；

图6是本发明的外螺纹嵌件的主视图；

图7是图6的B-B剖视图；

图8是本发明的外螺纹管件的剖视图，其中管件连接部为直管；

图9是本发明的外螺纹管件的左视图，其中管件连接部为直管；

图10是本发明的外螺纹管件的主视图，其中管件连接部为直管；

图11是图10的C-C剖视图；

图12是本发明的外螺纹管件上成型有延伸管的剖视图，其中管件连接部为直管；

图13是本发明的外螺纹管件上成型有延伸管的主视图；

图14是本发明的外螺纹管件的剖视图，其中管件连接部为弯管；

图15是本发明的外螺纹管件的左视图，其中管件连接部为弯管；

图16是本发明的外螺纹管件的俯视图，其中管件连接部为弯管；

图17是本发明的外螺纹管件上成型有延伸管的主视图，其中管件连接部为弯管；

图18是本发明的外螺纹管件上成型有延伸管的剖视图，其中管件连接部为弯管；

图19是本发明的外螺纹管件上成型有延伸管的俯视图，其中管件连接部为弯管；

图20是本发明的内螺纹套的剖视图；

图21是本发明的内螺纹套的左视图；

图22是本发明的内螺纹套的主视图；

图23是本发明的内螺纹嵌件的剖视图；

图24是本发明的内螺纹嵌件的左视图；

图25是本发明的内螺纹嵌件的主视图；

图26是图25的D-D剖视图；

图27是本发明的内螺纹管件的剖视图，其中管件连接部为直管；

图28是本发明的内螺纹管件的左视图，其中管件连接部为直管；

图29是本发明的内螺纹管件的主视图，其中管件连接部为直管；

图30是图29的E-E剖视图；

图31是本发明的内螺纹管件上成型有延伸管的剖视图，其中管件连接部为直管；

图32是本发明的内螺纹管件上成型有延伸管的主视图，其中管件连接部为直管；

图33是本发明的内螺纹管件的剖视图，其中管件连接部为三通管；

图34是本发明的内螺纹管件的左视图，其中管件连接部为三通管；

图35是本发明的内螺纹管件的俯视图，其中管件连接部为三通管；

图36是本发明的管件连接部为三通管的内螺纹管件的两端成型有延长管的剖视图；

图37是本发明的管件连接部为三通管的内螺纹管件的两端成型有延长管的俯视图；

图38是本发明的内螺纹管件与外螺纹管件螺接的剖视图，其中外螺纹管件的管件连接部为弯管；

图39是本发明的内螺纹管件与外螺纹管件螺接的俯视图，其中外螺纹管件的管件连接部为弯管；

图40是本发明的内螺纹管件与外螺纹管件螺接的剖视图，其中外螺纹管件的管件连接部为直管；

图41是本发明的内螺纹管件与外螺纹管件螺接的俯视图，其中外螺纹管件的管件连接部为直管。

具体实施方式：

下面以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—41：

具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件，包括有由薄壁管金属型材制作的内螺纹套2或外螺纹套1，在内螺纹套2外成型有塑料外包覆增强套5形成复合增强型的具有内螺纹的内螺纹嵌件3；或在外螺纹套1内成型有塑料内包覆增强套6形成复合增强型的具有外螺纹的外螺纹嵌件4，所述的内螺纹嵌件3或外螺纹嵌件4的一侧注塑成型有管件连接部形成塑料管件。外螺纹套1、内螺纹套2为不锈钢为螺纹套、不锈钢外螺纹套。不锈钢材质，其中的铬离子恰恰能阻止聚烯烃高分子降解老化，其耐候性、耐蚀性好，使聚烯烃类管件的使用安全可靠、寿命更长。

上述的内螺纹套2的一端设置有螺纹7，在两端端口分别设置有向外延伸的外翻边8，外翻边8嵌入塑料外包覆增强套5内，所述的外螺纹套1的一端设置有螺纹9，在两端端口分别设置有内翻边10，内翻边10嵌入塑料内包覆增强套6内。外翻边8进一步增加了内螺纹套的强度和刚度，内翻边10进一步增加了外螺纹套的强度和刚度。

上述的外螺纹套1的螺纹9与另一端之间的部分周向设置有防转结构11，防转结构11为凸起或凹槽，所述的内螺纹套2的外表面设置有防转结构12。以加强嵌件承受旋转力的能力，防止拧紧螺纹时出现嵌件与管件连接部嵌合部之间的打滑现象，进一步加强了整体强度和环刚度，能显著提高管网系统适应高压和高温场合的能力。

上述的防转结构12是：周向设置的凹凸条形或棱形浅槽结构。

上述的外螺纹嵌件4远离螺纹9的一端的内孔为扩孔13，在外螺纹嵌件4的外螺纹套1上远离螺纹9的一端及内包覆增强套6的扩孔处成型有管件连接部形成外螺纹管件。

上述的管件连接部为三通管或直管14或弯管15；或是在三通管或直管14或弯管15的外端设置有延伸管16，在三通管的另外两通分别设置有延伸管，这里的另外两通指的是三通管18上设置有外螺纹嵌件4之外的两通。

上述的内螺纹嵌件3的外表面设置有防转凹槽17或防转凸起，在内螺纹嵌件3外成型有管件连接部形成内螺纹管件。

上述的管件连接部是三通管18或直管19或弯管；或是在直管19或弯管的外端设置有延伸管20，在三通管18的另外两通分别设置有延伸管20。这里的另外两通指的是三通管18上设置有内螺纹嵌件3之外的两通。

在注塑成型过程中，嵌件在模具内高压、高温及固化的作用下，复合增强中的塑料高分子，与管件连接部塑料高分子形成互溶接合，彼此之间的连接是以化学键的方式进行的，这种连接方式不仅连接强度高，而且两者的线胀系数、热导率很接近，使塑料管网中螺纹连接的配套件，不随环境温度变化和使用时间长短的影响而出现松弛和间隙现象，不需要密封件就具备了更好的密封性能，使用安全可靠、寿命长。

本发明制作的内螺纹管件及外螺纹管件的螺纹部分可进行相互螺接。

具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件的生产工艺，工艺流程包括如下步骤：

(1)采用薄壁管金属型材作为螺纹套坯料，采用直接冲压和滚压冷成型的方式，制成被包覆复合增强零件：外螺纹套1或内螺纹套2；

(2)采取嵌件注塑成型的方法，将步骤(1)冷作成型的外螺纹套1或内螺纹套2装入注塑模具中，并将该模具安装到注塑机中，经注塑成型，形成外螺纹套1内或内螺纹套2内包覆有塑料的一体化的复合增强型的内螺纹嵌件3或外螺纹嵌件4；

(3)将步骤(2)中成型的一体化的内螺纹嵌件3或外螺纹嵌件4装入管件连接部的注塑模具中，在内螺纹嵌件3或外螺纹嵌件4的一侧经二次注塑形成一侧有内螺纹或外螺纹、另一侧有管件连接部的塑料管件。

上述的薄壁管型材为不锈钢薄壁管型材或铝薄壁管型材。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例之一，并非以此限制本发明的实施范围，故：凡依本发明的形状、结构、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件，其特征在于：包括有由薄壁管金属型材制作的内螺纹套或外螺纹套，在内螺纹套外成型有塑料外包覆增强套形成复合增强型的具有内螺纹的内螺纹嵌件；或在外螺纹套内成型有塑料内包覆增强套形成复合增强型的具有外螺纹的外螺纹嵌件，所述的内螺纹嵌件或外内螺纹嵌件的一侧注塑成型有管件连接部形成塑料管件；

所述的内螺纹套的一端设置有螺纹，在两端端口分别设置有向外延伸的外翻边，外翻边嵌入塑料外包覆增强套内，所述的外螺纹套的一端设置有螺纹，在两端端口分别设置有内翻边，内翻边嵌入塑料内包覆增强套内。

2.根据权利要求1所述的具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件，其特征在于：所述的外螺纹套的螺纹与另一端之间的部分周向设置有防转结构，防转结构为凸起或凹槽，所述的内螺纹套的外表面设置有防转结构。

3.根据权利要求2所述的具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件，其特征在于：所述的防转结构是：周向设置的凹凸条形或棱形浅槽结构。

4.根据权利要求1所述的具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件，其特征在于：所述的外螺纹嵌件远离螺纹的一端的内孔为扩孔，在外螺纹嵌件的外螺纹套上远离螺纹的一端及内包覆增强套的扩孔处成型有管件连接部。

5.根据权利要求4所述的具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件，其特征在于：所述的管件连接部为三通管或直管或弯管；或是在直管或弯管的外端设置有延伸管，在三通管的另两通分别设置有延伸管。

6.根据权利要求1所述的具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件，其特征在于：所述的内螺纹嵌件的外表面设置有防转凹槽或防转凸起，在内螺纹嵌件外成型有管件连接部。

7.根据权利要求6所述的具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件，其特征在于：所述的管件连接部是三通管或直管或弯管；或是在直管或弯管的外端设置有延伸管，在三通管的另两通分别设置有延伸管。

8.根据权利要求1所述的具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件，其特征在于：所述的内螺纹套为不锈钢内螺纹套或铝内螺纹套；所述的外螺纹套为不锈钢外螺纹套或铝外螺纹套。

9.如权利要求1所述的具有塑钢复合增强型螺纹嵌件的塑料管件的生产工艺，其特征在于：工艺流程包括如下步骤：

(1)采用薄壁管金属型材作为螺纹套坯料，采用直接冲压和滚压冷成型的方式，制成被包覆复合增强零件：外螺纹套或内螺纹套；

(2)采取嵌件注塑成型的方法，将步骤(1)冷作成型的外螺纹套或内螺纹套装入注塑模具中，并将该模具安装到注塑机中，经注塑成型，形成外螺纹套内或内螺纹套外包覆有塑料的一体化的复合增强型的内螺纹嵌件或外螺纹嵌件；

(3)将步骤(2)中成型的一体化的内螺纹嵌件或外螺纹嵌件装入管件连接部的注塑模具中，在内螺纹嵌件或外螺纹嵌件的一侧经二次注塑形成一侧有内螺纹或外螺纹、另一侧有管件连接部的塑料管件。