CN108237695B - 一种改进型pe管热熔对接机和用其制备止水环的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进型PE管热熔对接机和用其制备止水环的方法。通过在现有的PE管热熔对接机的内夹瓦上开设导孔，增设副夹瓦及弹簧、导柱、限位端头及限位支撑卡等附件，使热熔对接机具有加工止水环的功能。本发明的附件既可以用来对现有机器进行改造，也可以由厂家配套整机提供给用户。在PE管道热熔对接的过程中，通过副夹瓦限制熔融状态的管道材料外翻方向，使其在管身上形成与管身一体的环片状，即制作成满足需要的止水环。使用本发明的方法加工制作止水环特别方便，有利于PE管材在给排水工程中的一致性使用，充分发挥其优良的防腐性能。

Description

一种改进型PE管热熔对接机和用其制备止水环的方法

技术领域

本发明涉及给排水工程技术领域，具体涉及一种改进型PE管热熔对接机以及用其在PE管上制备止水环的方法。

背景技术

在穿过建筑物的管道上采用止水环防渗漏是一种可靠的方法。传统的止水环是用钢板加工焊于钢管上用来防止渗漏的环板，其原理很就是加倍的延长水渗浸的路径，大大增加水的渗浸阻力来达到抗渗目的。随着科技发展，大量的新材料被广泛应用到给排水领域。特别是PE管材因优异的耐腐蚀性和很低的糙率系数，在给排水工程中逐步替代了金属管道。PE管道采用挤出成型工艺生产，不能生产带止水环的管道。PE管件如弯头三通等采用注塑成型工艺生产，虽然可以生产带止水环的专用管件，但必须一种规格对应一套专用模具。因PE管止水环使用量少导致其生产成本很高，市场上甚至是网上都找不到现成的产品。如果直接将PE管埋入混凝土中，因其表面光滑，极易在和混凝土接触处产生渗水现象，导致工程中需要止水措施的地方依然采用钢管制作预埋再和PE管连接，成本高且没有能充分发挥PE管材的防腐性能。

PE材料的管道与管道的连接和管道与管件的连接采用热熔对接。一般的热熔机由机架、四对夹瓦（每对夹瓦是两个半圆环状，放入管道后合拢紧固以夹持待熔接管道。在以下说明里，将靠近对接端面的两个夹瓦称为内夹瓦）、加热板、铣刀等部件组成。热熔连接的主要步骤有：①材料准备：将管道置于平坦位置，放于对接机上，留足一定的切削余量。②夹紧：根据所焊制的管材选择合适的夹瓦，夹紧管材，为切削做好准备。③切削：在对接端面之间放入铣刀，切削所焊管段端面，去除杂质和氧化层，保证两对接端面平整、光洁、无杂质。④对中：两焊管段端面要完全对中，错边不能超过壁厚的10%。⑤加热：放入加热板，移动两焊管段端面紧贴加热板，加热到管材要求的熔接温度并保持到吸热时间。⑥切换：将加热板拿开，迅速让两热融端面相粘并加压。⑦熔融对接：保持管道对接端面始终处于熔融压力。⑧冷却：保持对接压力不变，让接口缓慢冷却。⑨对接完成：冷却好后松开夹瓦，移开对接机，使用专业工具切除内、外翻边。对接时在接头处产生内、外翻边如果不切除，内翻遍会增大管道阻尼系数，外翻边影响外观。

所以现有技术的缺点就是：成型的PE管止水环管件无现成产品，工程中依然采用带止水环的钢管穿越防水混凝土，未能有效利用PE管道的防腐性能；热熔对接机功能单一，管道在热熔对接中产生的翻边有害无益。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术的缺点而提出的，其所解决的技术问题是提供一种改进型PE管热熔对接机和用其制备止水环的方法，利用PE管道对接时产生的外翻料在管道外形成止水环。

为了解决以上的技术问题，本发明首先需要对现有的PE管热熔对接机进行改进，具体就是：首先在现有的内夹瓦上靠近环外沿的地方开设导孔，导孔在圆周上等距分布；在两个内夹瓦之间增加一对与之平面形状相同的副夹瓦，其内圆直径比内夹瓦内圆直径略大，与拟熔接的PE管道滑动配合，不产生对管道对夹持作用，其内环靠近管道接头的边缘进行圆弧倒角处理；副夹瓦上对应于内夹瓦上导孔的位置处固定有垂直于环面的导柱，导柱上穿套弹簧后再穿过内夹瓦上对应导柱位置的相同形状的导孔，导孔与导柱滑动配合；穿过导孔后，导柱的外端装上限位端头，端头可以是螺母、插销或者卡簧等，防止导柱在弹簧作用下向内自行退出导孔。相对应地，每一个半圆副夹瓦上配套至少一个可以夹持在导柱上的限位支撑卡，所述支撑卡由一个横断面呈“Ω”形的弹性夹持片和与其顶部沿轴线方向连接的“T”形的手柄构成。横断面呈“Ω”形的弹性夹持片的开口部尺寸大于拟夹持的导柱的直径，收缩部小于导柱直径，其圆形部分内径与拟夹持的导柱外径相同。

由内向外推动副夹瓦使弹簧压缩，导柱向外侧移动后在限位端头和内夹瓦之间放入限位支撑卡卡在导柱上，保证附夹瓦的位置低于待处理的管道端面，保证不影响铣刀的切削工作。

进入管道端面加热时环节时，取下导柱上的限位支撑卡，副夹瓦会在弹簧的作用下复位，和管端一起接触到加热板，一同升温。对管端施加压力对接的时候，熔融状态的管材会向内和外翻出，顺着副夹瓦倒角处径向扩张，形成与管道垂直的环片，且与管道为整体结构，正好满足止水环构造的要求。为了加强止水环的防渗效果，扩大它的表面积，延长渗径，副夹瓦的工作面制作成同心的凸凹间隔的立体纹路，制成的止水环表面就会形成相应的环状纹路。

为了防止副夹瓦散热太快造成接口熔融材料快速冷却，保证熔融的管道材料在生成环片时的流动性，副夹瓦应该采用有一定耐高温性能且能防止PE熔融料粘连的材料制作。保持管端对接压力是对接成功的关键因素，如果副夹瓦和内夹瓦之间采用刚性连接，就会直接承受压力而无法检测到作用在管端的真实压力，可能导致对接质量无法控制，因此副夹瓦与内夹瓦采用导柱和导孔组合，保证副夹瓦可以在一定范围内沿着管道轴向平行移动，导柱上的弹簧既可以保证接口翻出料成型的压力，又不会影响到接口处的对接压力。

以上设备的改造方案也可以在工厂实施，按照不同的规格对应生产，使新出厂的设备配套副夹瓦和其它附件，即具有制备止水环的功能。也可以把改进所需的附件成套提供给用户，让需要的用户自己改装即可。

设备改造完成后，就可以按以下操作方法来利用热熔对接机在PE管上制作止水环了。

步骤如下：

①设备准备：根据需要制作的PE管规格，将相对应规格的副夹瓦6及附件与内夹瓦4组合完成，由内向外推动副夹瓦使弹簧5压缩，导柱9向外侧移动后在限位端头14和内夹瓦4之间放入限位支撑卡3，限位支撑卡3卡在导柱9上。②材料准备：将管道置于平坦位置，放于对接机上，管道端面高于附夹瓦的位置并留足一定的切削余量。③夹紧：拧紧夹瓦上的紧固螺母，夹紧管材，检查两焊管段端面对中情况，错边不能超过壁厚的10%，为切削做好准备。④切削和对中：在对接端面之间放入铣刀，切削所焊管段端面，去除杂质和氧化层，保证两对接端面平整、光洁、无杂质。同时复查两焊管段端面对中情况，错边超过壁厚的10%需要重新调整并再次切削直至合格。⑤加热：放入加热板，移动两焊管段端面紧贴加热板，取下夹在导柱9上的限位支撑卡3，让副夹瓦6在弹簧5作用下与加热板接触与管端一同受热升温，加热到管材要求的熔接温度并保持到规定的吸热时间。⑥切换：将加热板拿开的同时，迅速让两热融端面相粘并加压。⑦熔融对接：保持管道对接端面始终处于熔融压力。⑧冷却：保持对接压力不变，让接口缓慢冷却。⑨对接完成：冷却好后松开所有夹瓦，移开对接机，检查熔融的管材在副夹瓦限制下形成的止水环，切除内翻边。

综上所述，对现有PE管道热熔对接机进行改进后，需要时加装副卡瓦及附件就可以用来在PE管道上制作止水环，随时随地根据工程施工的需求制作，方便快捷，提高了PE管道的应用范围，在有止水防渗要求的地方也能完全取代钢管，有利于PE管材的一致性使用，充分发挥其优良的防腐性能。取下副夹瓦即可实施正常对接作业，实现一机多用。

附图说明

图1是热熔对接机加装副夹瓦的改进示意图。

图2是利用改进后的热熔对接机在PE管上制作止水环工作状态示意图。

图3是管道对接端面处的局部放大图。

图中：1、机架 ；2、活动外夹瓦；3、限位支撑卡；4、内夹瓦；5、弹簧；6、副夹瓦；7、导孔；8、固定外夹瓦；9、导柱；10、PE管道；11、管道壁；12、止水环；13、内翻边；14、限位端头。

具体实施方式

现有的对接机上一般有四付夹瓦，每付由上下两个半圆形的瓦片构成。左右两边各两付，各负责夹紧一个管端。靠着机体外侧的在这里称为外夹瓦，靠内侧的称为内夹瓦。左边的两付夹瓦一般是和机架固定连接的；右边两付夹瓦可以沿着机架上的导轨与固定夹瓦做相对的开合移动。

第一种情况是对现成的热熔对接机进行改造。结合附图1进行说明：首先在现有的内夹瓦4上靠近环外沿的地方开设导孔7，导孔7在圆周上等距分布，优选每半圆环上开三个；在内夹瓦4之间内侧相对的增加一对副夹瓦6，副夹瓦6与内夹瓦4环面形状相同，在满足结构强度的情况下可以做得比机器上的原装的内、外夹瓦薄，其内圆直径比内夹瓦4内圆直径略大，与拟熔接的PE管道滑动配合，不产生对管道对夹持作用，其内环靠近管道接头的边缘进行圆弧倒角处理；副夹瓦6上对应于内夹瓦4上导孔的位置处固定有垂直于环面的导柱9，导柱9上穿套有弹簧5后再穿过内夹瓦上对应导柱9位置的相同形状的导孔7，导孔7与导柱9滑动配合；穿过导孔7后，导柱9的外端装上限位端头14，该端头可以是螺母、插销或者卡簧等。相对应地，每一个半圆的副夹瓦6和内夹瓦4的组合上至少配套一个可以夹持在导柱9上的限位支撑卡3，所述支撑卡3由一个横断面呈“Ω”形的弹性夹持片和与其顶部沿轴线方向连接的“T”形的手柄构成。横断面呈“Ω”形的弹性夹持片的开口部尺寸大于拟夹持的导柱的直径，收缩部小于导柱直径，其后部圆形部分内径与拟夹持的导柱外径相同。

由内向外推动副夹瓦使弹簧5压缩，导柱向外侧移动后在限位端头和内夹瓦之间放入限位支撑卡3卡在导柱9上，保证副夹瓦6的位置低于待处理的管道端面，不影响铣刀的切削工作。图1的弹簧处于压缩状态。

进入管道端面加热时环节时，取下导柱9上的限位支撑卡3，副夹瓦会在弹簧5的作用下复位，和管端一起接触到加热板，一同升温。图2表示的是对管端施加压力对接的时候，熔融状态的管材会向内和外翻出，顺着副夹瓦倒角处径向扩张，形成与管道垂直的环状，正好满足对止水环的技术要求。图3是管道对接端面处的局部放大图，在副夹瓦的限制下熔融管材会形成我们期望的环状，内翻边依然会保持正常对接时一样的形状。为了防止副夹瓦散热太快造成接口熔融材料快速冷却，保证熔融的管道材料在生成环片时的流动性，副夹瓦应该采用有一定耐高温性能且能防止PE熔融料粘连的材料制作。对现有的对接机进行改造时优选采用聚四氟乙烯板加工。

以上设备的改造方案也可以在工厂实施，按照不同的规格对应生产，使新出厂的设备配套副夹瓦和其它附件，即具有制备止水环的功能。也可以把改进所需的附件成套提供给用户，让需要的用户自己改装即可。一整套的改装所需附件：已开设导孔7的内夹瓦4两付；副夹瓦6两付；与全部导孔7数量对应的导柱9、弹簧5和限位端头14，至少四个限位支撑卡3。用户直接用已开导孔7的内夹瓦4替换掉原装的内夹瓦，可以比针对现有设备进行单独加工节约成本。

工厂化批量生产时副夹瓦优选方案是副夹瓦采用金属材料制作，在它的工作面覆盖聚四氟乙烯复合涂层，可以有效降低生产成本。

设备改造完成或者购买到有副夹瓦的热熔对接机后，就可以按以下操作方法来利用热熔对接机在PE管上制作止水环了。

步骤如下：

①设备准备：根据需要制作的PE管规格，将相对应规格的副夹瓦6及附件与内夹瓦4组合完成，由内向外推动副夹瓦使弹簧5压缩，导柱向外侧移动后在限位端头和内夹瓦之间放入限位支撑卡3卡在导柱9上。②材料准备：将管道置于平坦位置，放于对接机上，管道端面高于附夹瓦的位置并留足一定的切削余量。③夹紧：拧紧夹瓦上的紧固螺母，夹紧管材，检查两焊管段端面对中情况，错边不能超过壁厚的10%，为切削做好准备。④切削和对中：在对接端面之间放入铣刀，切削所焊管段端面，去除杂质和氧化层，保证两对接端面平整、光洁、无杂质。同时复查两焊管段端面对中情况，错边超过壁厚的10%需要重新调整并再次切削直至合格。⑤加热：放入加热板，移动两焊管段端面紧贴加热板，取下夹在导柱9上的限位支撑卡3，让副夹瓦6在弹簧5的作用下与加热板接触并与管端一同受热升温，加热到管材要求的熔接温度并保持到规定的吸热时间。⑥切换：将加热板拿开的同时，迅速让两热融端面相粘并加压。⑦熔融对接：保持管道对接端面始终处于熔融压力。⑧冷却：保持对接压力不变，让接口缓慢冷却。⑨对接完成：冷却好后松开所有夹瓦，移开对接机，检查熔融的管材在夹瓦限制下形成的止水环，切除内翻边。

如果需要多道止水环，按以上步骤重复需要的次数即可。

需要进行正常的管道对接作业时，按安装的逆顺序取下副夹瓦及其附件，原来的操作方法程序一概无需改变。

需要说明的是，上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不仅限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化都属于本发明请求的保护范围。

Claims (7)

1.一种改进型PE管热熔对接机，包括机架（1）、 活动外夹瓦（2）、内夹瓦（4）、固定外夹瓦（8）、加热板、铣刀组成，其特征在于：所述内夹瓦（4）上靠近环外沿的地方开设导孔（7）；两个所述内夹瓦（4）相对的方向分别连接有副夹瓦（6），副夹瓦（6）上对应于内夹瓦上导孔（7）的位置处固定有垂直于环面的导柱（9），导柱（9）上套有弹簧（5），导柱（9）穿过内夹瓦（4）上导孔（7）后的另一端上装有限位端头（14），任意一个半圆的内夹瓦（4）和副夹瓦（6）的组合上至少配置一个限位支撑卡（3），所述支撑卡（3）由一个横断面呈“Ω”形的弹性夹持片和与其顶部沿轴线方向连接的“T”形的手柄构成，横断面呈“Ω”形的弹性夹持片的开口部尺寸大于拟夹持的导柱（9）的直径，收缩部小于导柱（9）直径，其后部圆形部分内径与拟夹持的导柱（9）外径相同。

2.根据权利要求1所述的一种改进型PE管热熔对接机，其特征在于：所述副夹瓦（6）与内夹瓦（4）平面形状相同，副夹瓦（6）的内圆直径大于内夹瓦（4）内圆直径，副夹瓦（6）内环靠近管道接头侧的边缘为圆弧倒角，工作面有同心的凸凹间隔的立体纹路。

3.根据权利要求1所述的一种改进型PE管热熔对接机，其特征在于：所述导孔（7）在圆周上等距分布，导孔（7）和导柱（9）形状相同且为滑动配合。

4.根据权利要求1所述的一种改进型PE管热熔对接机，其特征在于：所述限位支撑卡（3）在需要时夹持在副夹瓦（6）向外侧移动压缩弹簧（5）后伸出的导柱（9）上，限位支撑卡（3）两端分别支撑在限位端头（14）和内夹瓦（4）上，限制导柱（9）和副夹瓦（6）在弹簧（5）的作用下向内夹瓦（4）内侧伸出。

5.一种用于将现有PE管热熔对接机改造成权利要求1所述一种改进型PE管热熔对接机的套件，包括：已开设导孔（7）的内夹瓦（4）两付；副夹瓦（6）两付；与全部导孔（7）数量对应的导柱（9）、弹簧（5）和限位端头（14），至少四个限位支撑卡（3）。

6.一种使用权利要求1至4所述的任意一种改进型PE管热熔对接机在PE管道上制作止水环的方法，包括以下步骤：①设备准备：根据需要制作的PE管规格，将相对应规格的副夹瓦（6）及附件与内夹瓦（4）组合完成，由内向外推动副夹瓦（6）使弹簧（5）压缩，导柱（9）向外侧移动后在限位端头（14）和内夹瓦（4）之间放入限位支撑卡（3）卡在导柱（9）上；②材料准备：将管道置于平坦位置，放于对接机上，管道端面高于附夹瓦（6）的位置并留足一定的切削余量；③夹紧：拧紧夹瓦上的紧固螺母，夹紧管材，检查两焊管段端面对中情况，错边不能超过壁厚的10%，为切削做好准备；④切削：在对接端面之间放入铣刀，切削所焊管段端面，去除杂质和氧化层，保证两对接端面平整、光洁、无杂质，同时复查两焊管段端面对中情况，错边超过壁厚的10%需要重新调整并再次切削直至合格；⑤加热：放入加热板，移动两焊管段端面紧贴加热板，取下夹在导柱（9）上的限位支撑卡（3），让副夹瓦（6）在弹簧（5）作用下与加热板接触并与管端一同受热升温，加热到管材要求的熔接温度并保持到规定的吸热时间；⑥切换：将加热板拿开的同时，迅速让两热融端面相粘并加压；⑦熔融对接：保持管道对接端面始终处于熔融压力；⑧冷却：保持对接压力不变，让接口缓慢冷却；⑨对接完成：冷却好后松开所有夹瓦，移开对接机，检查熔融的管材在副夹瓦限制下形成的止水环，切除内翻边；如需制作多道止水环，在需要位置切断管道后，重复步骤②至⑨即可。

7.根据权利要求6所述的一种改进型PE管热熔对接机在PE管道上制作止水环的方法制备的有止水环的PE管道。