CN109454877B - 一种hdpe双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置，包括第一波纹管、第二波纹管、内嵌环、扁管道、热熔腔和传输管；所述内嵌环安装在第一波纹管凹陷位置，第一波纹管和内嵌环插入到第二波纹管内，扁管道一端插入到内嵌环内，扁管道另一端安装在传输管上，传输管中间后侧位置安装有融化HDPE材料的热熔腔，热熔腔设置在传输管的上方，传输管尾部安装有低速电机，低速电机用于嵌入式热熔衔接的动力；本发明从热熔衔接的内部将内嵌环放置在衔接位置，并且将内嵌环在填充的HDPE物料的温度作用下融化，将其中的金属圈和弹簧包裹在凝固的HDPE材料中，使衔接位置与波纹管具有相似的结构和应力承受能力，并且很好的连接两根波纹管。
Description
技术领域
本发明涉及双壁波纹管热熔衔接技术领域，具体的是一种HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置。
背景技术
双壁波纹管材是以高密度聚乙烯为原料的一种新型轻质管材，具有重量轻、耐高压、韧性好、施工快、寿命长等特点，其优异的管壁结构设计，与其他结构的管材相比，成本大大降低。并且由于连接方便、可靠，在国内外得到广泛应用。大量替代混凝土管和铸铁管。
HDPE双壁波纹管通常采用热熔方式衔接，通常采用将两根波纹管加热后软化后挤压衔接，或者采用电容的方式将两根波纹管衔接，不管采用哪种方式对两根需要衔接的波纹管本身软化后造成的空隙弥补的方式对波纹管本身的结构性能都会产生影响，尤其是在变形越大的情况下对波纹管的性能影响越大，接口处承受应力的能力越差；因此，如何改善HDPE双壁波纹管热熔衔接时直接对波纹管进行软化，从而影响接口处应力的降低，同时增加连接处承受与波纹管相近似的应力，使衔接处保持密封的同时具有更好的应力吸收作用是本发明需要解决的问题。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置，改善HDPE双壁波纹管热熔衔接时直接对波纹管进行软化，从而影响接口处应力的降低，同时增加连接处承受与波纹管相近似的应力，使衔接处保持密封的同时具有更好的应力吸收作用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置，包括第一波纹管、第二波纹管、内嵌环、扁管道、热熔腔和传输管；所述内嵌环安装在第一波纹管凹陷位置，第一波纹管和内嵌环插入到第二波纹管内，扁管道一端插入到内嵌环内，扁管道另一端安装在传输管上，传输管中间后侧位置安装有融化HDPE材料的热熔腔，热熔腔设置在传输管的上方，传输管尾部安装有低速电机，低速电机用于嵌入式热熔衔接的动力；
其中，所述内嵌环最内层是弹性圈，弹性圈用于跨过波纹管的凸起到达凹陷的位置，弹性圈的外侧设置有金属圈，金属圈用于增加HDPE软化凝固后的应力，内嵌环最外层设置有空腔，空腔内部设置有若干弹簧，弹簧顶部安装有顶块，顶块最下端设置有限位脚，限位脚用于顶块处于空腔内，空腔朝向第一波纹管一侧顶端开有注入口，注入口用于HDPE软化的注入；
其中，所述扁管道为内侧上下高度为3mm，外侧高度在6mm以内，扁管道一端设置有安装HDPE喷嘴的喷嘴螺纹，扁管道另一端设置有安装传输管的连接螺纹，连接螺纹一端为圆柱状结构，连接螺纹内设置有压力阀，压力阀的承压力为10MPa，扁管道外层包裹一层扁管保温层，扁管保温层用于保持扁管道内部温度，使HDPE熔融材料不在扁管道内凝固，造成管道堵塞；
其中，所述热熔腔是壶状结构，热熔腔最外层是隔热层，隔热层内部是金属层，金属层内部是加热电片，加热电片内是薄层的镀铬内表面，热熔腔下表面设置带有螺纹的连接口，热熔腔上表面设置有固体HDPE材料进入的物料进口。
作为本发明进一步的方案，所述第一波纹管位置最外圈的第一个凹陷位置安装有橡胶圈，橡胶圈下半部分半圆结构，橡胶圈上半部分为平面的结构，内嵌环与橡胶圈之间间隔一个波纹管的凹陷。
作为本发明进一步的方案，所述弹簧一端固定在空腔上，弹簧和顶块为对称方向上共设置四个，四个顶块最外侧形成的圆直径大于第二波纹管接口内径2-4mm。
作为本发明进一步的方案，所述低速电机前端通过螺栓安装在传输管的尾端，电机主轴插入到传输管内部。
作为本发明进一步的方案，所述传输管与低速电机相对一端设置有安装帽，安装帽内部为螺纹结构，安装帽与传输管外侧设置有密封橡胶圈，密封橡胶圈用于活动的安装帽在传输管上的密封，传输管内部安装有螺旋杆，螺旋杆用于HDPE熔融后的半固态流体传输到第一波纹管和第二波纹管的接口处，传输管外层设置有传输管保温，传输管保温用于保持HDPE熔融体的半固态形态。
作为本发明进一步的方案，所述HDPE喷嘴为喷口处一排圆形孔洞的扁平形结构，HDPE喷嘴通过焊接安装在扁管道前端。
该HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置的工作方式，包括以下步骤：
步骤一、将第一波纹管的插入端和第二波纹管的承插端，对齐放置在一起，将内嵌环最内侧的弹性圈张开放置在从第一波纹管插入端数第三个凹陷处，再将橡胶圈套接在于内嵌环间隔一个凹陷的最外侧的第一波纹管的凹陷处；
步骤二、将HDPE喷嘴插入到注入口处，移动第二波纹管的承插口从橡胶圈开始插入第一波纹管，当第二波纹管不再相对于第一波纹管有相对移动时，停止插入动作；
步骤三、将扁管道尾端安装在安装帽上，使扁管道与传输管连接，将HDPE物料加入到热熔腔中，并且接通电源开始加热；
步骤四、当热熔腔内温度在100℃以下时采用大档位快速加热，当热熔腔温度超过100℃时降低加热速度缓慢加热，当热熔腔内温度达到125℃时，HDPE物料开始软化，当温度达到130℃时达到HDPE物料的融化点，继续加热，温度控制在130℃-133℃以内，HDPE物料方可注入到传输管道内；
步骤五、打开低速电机和连接口，HDPE半液态的物料进入到传输管内，HDPE物料在螺旋杆作用下向扁管道方向移动聚集，当在压力阀处的压力达到10MPa时，压力阀打开，HDPE物料快速进入到扁管道，并通过HDPE喷嘴注入到内嵌环内，带有温度的HDPE物料将内嵌环软化，使金属圈和弹簧镶嵌在凝固的内嵌环中，金属圈和弹簧在HDPE物料的凝固后起到很好的应力吸收作用，使连接处不产生裂纹；
步骤六、当内嵌环注满HDPE物料时，第一波纹管和第二波纹管在高温作用下软化并且和注入的HDPE物料内嵌环形成固定连接，完成双臂波纹管的热熔衔接。
本发明的有益效果：
1、该HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置通过在衔接接口处预安装内嵌环，并且内嵌环内设置有金属圈可在内嵌环融化后固定在HDPE物料的内部，当注入130℃左右的HDPE半液体的物料时，在高温的作用下融化内嵌环的周边聚合物，使金属圈暴露并融合在凝固的HDPE物料中，从而增加了衔接处对外部应力的抵抗作用。
2、传输管的螺旋加压，使HDPE物料在进入到衔接口处之前产生较大的压力，在HDPE物料进入到内嵌环中时迅速填充到内嵌环中的空腔位置，并且在HDPE空腔位置处将周边的聚合物融化，只保留未能融化的金属圈和弹簧。
3、扁管道的结构使其头部可以伸入到内嵌环的安装位置，并且保温层将内部温度与外部隔离，避免扁管道对外的传热作用影响到与其相贴合的两个双壁波纹管。
4、本发明从热熔衔接的内部将内嵌环放置在衔接位置，并且将内嵌环在填充的HDPE物料的温度作用下融化，将其中的金属圈和弹簧包裹在凝固的HDPE材料中，使衔接位置与波纹管具有相似的结构和应力承受能力，并且很好的连接两根波纹管。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明HDPE注入结构示意图。
图2是本发明中传输管剖视结构示意图。
图3是本发明中热熔腔剖视结构示意图。
图4是本发明中扁管道结构示意图。
图5是本发明中橡胶圈和内嵌环安装位置结构示意图。
图6是本发明中内嵌环侧面结构示意图。
图7是本发明中内嵌环正面结构示意图。
附图标记：第一波纹管1、橡胶圈11、第二波纹管2、内嵌环3、顶块31、空腔32、弹簧33、限位脚34、弹性圈35、注入口36、金属圈37、扁管道4、HDPE喷嘴41、喷嘴螺纹42、压力阀43、连接螺纹44、扁管保温层45、热熔腔5、隔热层51、金属层52、加热电片53、镀铬内表面54、连接口55、物料进口56、低速电机6、电机主轴61、传输管7、螺旋杆71、安装帽72、传输管保温73、密封橡胶圈74。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图7所示，本发明为一种HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置，包括第一波纹管1、第二波纹管2、内嵌环3、扁管道4、热熔腔5和传输管7；所述内嵌环3安装在第一波纹管1凹陷位置，第一波纹管1和内嵌环3插入到第二波纹管2内，扁管道4一端插入到内嵌环3内，扁管道4另一端安装在传输管7上，传输管7中间后侧位置安装有融化HDPE材料的热熔腔5，热熔腔5设置在传输管7的上方，传输管7尾部安装有低速电机6，低速电机6用于嵌入式热熔衔接的动力；
其中，所述内嵌环3最内层是弹性圈35，弹性圈35用于跨过波纹管的凸起到达凹陷的位置，弹性圈35的外侧设置有金属圈37，金属圈37用于增加HDPE软化凝固后的应力，内嵌环3最外层设置有空腔32，空腔32内部设置有若干弹簧33，弹簧33顶部安装有顶块31，顶块31最下端设置有限位脚34，限位脚34用于顶块31处于空腔32内，空腔32朝向第一波纹管1一侧顶端开有注入口36，注入口36用于HDPE软化的注入；
其中，所述扁管道4为内侧上下高度为3mm，外侧高度在6mm以内，扁管道4一端设置有安装HDPE喷嘴41的喷嘴螺纹42，扁管道4另一端设置有安装传输管7的连接螺纹44，连接螺纹44一端为圆柱状结构，连接螺纹内设置有压力阀43，压力阀43的承压力为10MPa，当传输管7给压力阀43的压力达到10MPa时，压力阀43打开，将熔融的HDPE材料注入到内嵌环3内，扁管道4外层包裹一层扁管保温层45，扁管保温层45用于保持扁管道4内部温度，使HDPE熔融材料不在扁管道4内凝固，造成管道堵塞；
其中，所述热熔腔5是壶状结构，热熔腔5最外层是隔热层51，隔热层51内部是金属层52，金属层52内部是加热电片53，加热电片53内是薄层的镀铬内表面54，热熔腔5下表面设置带有螺纹的连接口55，热熔腔5上表面设置有固体HDPE材料进入的物料进口56。
如图5所示，所述第一波纹管1位置最外圈的第一个凹陷位置安装有橡胶圈11，橡胶圈11下半部分半圆结构，橡胶圈11上半部分为平面的结构，内嵌环3与橡胶圈11之间间隔一个波纹管的凹陷，使内嵌环3在热融时的热量传递不对橡胶圈11造成融化，从而影响橡胶圈11的使用。
如图6和图7所示，所述弹簧33一端固定在空腔32上，弹簧33和顶块31为对称方向上共设置四个，四个顶块31最外侧形成的圆直径大于第二波纹管2接口内径2-4mm，活动的顶块31方便内嵌环3插入到第二波纹管2内，并且可使内嵌环3在第二波纹管2内保持一定的挤压力，使内嵌环3在热熔的过程中保持第一波纹管1和第二波纹管2的相对位置稳定，不发生偏移。
如图1所示，所述低速电机6前端通过螺栓安装在传输管7的尾端，电机主轴61插入到传输管7内部，电机主轴61通过旋转螺旋杆71，使HDPE物料在传输管7内不断聚集从而压力不断增大，当压力阀43打开时，以较快的速度注入到内嵌环3内，冷却凝固后形成连接和蜜蜂环。
如图1和图2所示，所述传输管7与低速电机6相对一端设置有安装帽72，安装帽72内部为螺纹结构，安装帽72与传输管7外侧设置有密封橡胶圈74，密封橡胶圈74用于活动的安装帽72在传输管7上的密封，传输管7内部安装有螺旋杆71，螺旋杆71用于HDPE熔融后的半固态流体传输到第一波纹管1和第二波纹管2的接口处，传输管7外层设置有传输管保温73，传输管保温73用于保持HDPE熔融体的半固态形态。
如图1所示，所述HDPE喷嘴41为喷口处一排圆形孔洞的扁平形结构，HDPE喷嘴41通过焊接安装在扁管道4前端。
该HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置的工作方式，包括以下步骤：
步骤一、将第一波纹管1的插入端和第二波纹管2的承插端，对齐放置在一起，将内嵌环3最内侧的弹性圈35张开放置在从第一波纹管1插入端数第三个凹陷处，再将橡胶圈11套接在于内嵌环3间隔一个凹陷的最外侧的第一波纹管1的凹陷处；
步骤二、将HDPE喷嘴41插入到注入口36处，移动第二波纹管2的承插口从橡胶圈11开始插入第一波纹管1，当第二波纹管2不再相对于第一波纹管1有相对移动时，停止插入动作；
步骤三、将扁管道4尾端安装在安装帽72上，使扁管道4与传输管7连接，将HDPE物料加入到热熔腔5中，并且接通电源开始加热；
步骤四、当热熔腔5内温度在100℃以下时采用大档位快速加热，当热熔腔5温度超过100℃时降低加热速度缓慢加热，当热熔腔5内温度达到125℃时，HDPE物料开始软化，当温度达到130℃时达到HDPE物料的融化点，继续加热，温度控制在130℃-133℃以内，HDPE物料方可注入到传输管道内；
步骤五、打开低速电机6和连接口55，HDPE半液态的物料进入到传输管7内，HDPE物料在螺旋杆71作用下向扁管道4方向移动聚集，当在压力阀43处的压力达到10MPa时，压力阀43打开，HDPE物料快速进入到扁管道4，并通过HDPE喷嘴41注入到内嵌环3内，带有温度的HDPE物料将内嵌环3软化，使金属圈37和弹簧33镶嵌在凝固的内嵌环3中，金属圈37和弹簧33在HDPE物料的凝固后起到很好的应力吸收作用，使连接处不产生裂纹；
步骤六、当内嵌环3注满HDPE物料时，第一波纹管1和第二波纹管2在高温作用下软化并且和注入的HDPE物料内嵌环3形成固定连接，完成双臂波纹管的热熔衔接。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置，包括第一波纹管(1)、第二波纹管(2)、内嵌环(3)、扁管道(4)、热熔腔(5)和传输管(7)，其特征在于，所述内嵌环(3)安装在第一波纹管(1)凹陷位置，第一波纹管(1)和内嵌环(3)插入到第二波纹管(2)内，扁管道(4)一端插入到内嵌环(3)内，扁管道(4)另一端安装在传输管(7)上，传输管(7)中间后侧位置安装有融化HDPE材料的热熔腔(5)，热熔腔(5)设置在传输管(7)的上方，传输管(7)尾部安装有低速电机(6)，低速电机(6)用于嵌入式热熔衔接的动力；
其中，所述内嵌环(3)最内层是弹性圈(35)，弹性圈(35)用于跨过波纹管的凸起到达凹陷的位置，弹性圈(35)的外侧设置有金属圈(37)，金属圈(37)用于增加HDPE软化凝固后的应力，内嵌环(3)最外层设置有空腔(32)，空腔(32)内部设置有若干弹簧(33)，弹簧(33)顶部安装有顶块(31)，顶块(31)最下端设置有限位脚(34)，限位脚(34)用于顶块(31)处于空腔(32)内，空腔(32)朝向第一波纹管(1)一侧顶端开有注入口(36)，注入口(36)用于HDPE软化的注入；
其中，所述扁管道(4)为内侧上下高度为3mm，外侧高度在6mm以内，扁管道(4)一端设置有安装HDPE喷嘴(41)的喷嘴螺纹(42)，扁管道(4)另一端设置有安装传输管(7)的连接螺纹(44)，连接螺纹(44)一端为圆柱状结构，连接螺纹内设置有压力阀(43)，压力阀(43)的承压力为10MPa，扁管道(4)外层包裹一层扁管保温层(45)，扁管保温层(45)用于保持扁管道(4)内部温度，使HDPE熔融材料不在扁管道(4)内凝固，造成管道堵塞；
其中，所述热熔腔(5)是壶状结构，热熔腔(5)最外层是隔热层(51)，隔热层(51)内部是金属层(52)，金属层(52)内部是加热电片(53)，加热电片(53)内是薄层的镀铬内表面(54)，热熔腔(5)下表面设置带有螺纹的连接口(55)，热熔腔(5)上表面设置有固体HDPE材料进入的物料进口(56)；
其中，所述传输管(7)与低速电机(6)相对一端设置有安装帽(72)，安装帽(72)内部为螺纹结构，安装帽(72)与传输管(7)外侧设置有密封橡胶圈(74)，密封橡胶圈(74)用于活动的安装帽(72)在传输管(7)上的密封，传输管(7)内部安装有螺旋杆(71)，螺旋杆(71)用于HDPE熔融后的半固态流体传输到第一波纹管(1)和第二波纹管(2)的接口处，传输管(7)外层设置有传输管保温(73)，传输管保温(73)用于保持HDPE熔融体的半固态形态；
所述第一波纹管(1)位置最外圈的第一个凹陷位置安装有橡胶圈(11)，橡胶圈(11)下半部分半圆结构，橡胶圈(11)上半部分为平面的结构，内嵌环(3)与橡胶圈(11)之间间隔一个波纹管的凹陷；
所述弹簧(33)一端固定在空腔(32)上，弹簧(33)和顶块(31)为对称方向上共设置四个，四个顶块(31)最外侧形成的圆直径大于第二波纹管(2)接口内径2-4mm；
所述低速电机(6)前端通过螺栓安装在传输管(7)的尾端，电机主轴(61)插入到传输管(7)内部；
所述HDPE喷嘴(41)为喷口处一排圆形孔洞的扁平形结构，HDPE喷嘴(41)通过焊接安装在扁管道(4)前端。
2.根据权利要求1所述的一种HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置,其特征在于，该HDPE双壁波纹管嵌入式热熔衔接装置的工作方式，包括以下步骤：
步骤一、将第一波纹管(1)的插入端和第二波纹管(2)的承插端，对齐放置在一起，将内嵌环(3)最内侧的弹性圈(35)张开放置在从第一波纹管(1)插入端数第三个凹陷处，再将橡胶圈(11)套接在于内嵌环(3)间隔一个凹陷的最外侧的第一波纹管(1)的凹陷处；
步骤二、将HDPE喷嘴(41)插入到注入口(36)处，移动第二波纹管(2)的承插口从橡胶圈(11)开始插入第一波纹管(1)，当第二波纹管(2)不再相对于第一波纹管(1)有相对移动时，停止插入动作；
步骤三、将扁管道(4)尾端安装在安装帽(72)上，使扁管道(4)与传输管(7)连接，将HDPE物料加入到热熔腔(5)中，并且接通电源开始加热；
步骤四、当热熔腔(5)内温度在100℃以下时采用大档位快速加热，当热熔腔(5)温度超过100℃时降低加热速度缓慢加热，当热熔腔(5)内温度达到125℃时，HDPE物料开始软化，当温度达到130℃时达到HDPE物料的融化点，继续加热，温度控制在130℃-133℃以内，HDPE物料方可注入到传输管道内；
步骤五、打开低速电机(6)和连接口(55)，HDPE半液态的物料进入到传输管(7)内，HDPE物料在螺旋杆(71)作用下向扁管道(4)方向移动聚集，当在压力阀(43)处的压力达到10MPa时，压力阀(43)打开，HDPE物料快速进入到扁管道(4)，并通过HDPE喷嘴(41)注入到内嵌环(3)内，带有温度的HDPE物料将内嵌环(3)软化，使金属圈(37)和弹簧(33)镶嵌在凝固的内嵌环(3)中，金属圈(37)和弹簧(33)在HDPE物料的凝固后起到很好的应力吸收作用，使连接处不产生裂纹；
步骤六、当内嵌环(3)注满HDPE物料时，第一波纹管(1)和第二波纹管(2)在高温作用下软化并且和注入的HDPE物料内嵌环(3)形成固定连接，完成双臂波纹管的热熔衔接。
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Application publication date: 20190312 Assignee: ANHUI YUFA PLASTIC INDUSTRY Co.,Ltd. Assignor: ANQING YUEFA PIPE INDUSTRY CO.,LTD. Contract record no.: X2023980042968 Denomination of invention: An embedded hot melt connection device for HDPE double wall corrugated pipes Granted publication date: 20201201 License type: Common License Record date: 20231011 |
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Denomination of invention: An embedded hot melt connection device for HDPE double wall corrugated pipes Granted publication date: 20201201 Pledgee: China Postal Savings Bank Co.,Ltd. Huaining County Branch Pledgor: ANQING YUEFA PIPE INDUSTRY CO.,LTD. Registration number: Y2024980009889 |
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