CN110185861A - 一种复合管材铆固连接装置及制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合管材铆固连接装置及制备方法和应用，其特征在于所述复合管材本体包括内层塑料、专用热熔胶层、缠绕钢丝网层和外层塑料,所述复合管材本体的端部设置有“T”型外翻结构；两个所述复合管材本体通过所述连接件与两高强度铆固挡环将管材的缠绕钢丝网层进行铆固，并通过所述连接件将两高强度铆固挡环进行固定连接；本发明的有益效果是：可以将钢丝网骨架塑料复合管连接处的缠绕钢丝网层进行有效的铆固变形固定，解决了现今连接方式无法将缠绕钢丝网层有效控制的难题，避免了钢丝网骨架塑料复合管管端连接拔脱掉头的风险。

Description

一种复合管材铆固连接装置及制备方法和应用

技术领域：

本发明属于钢丝网骨架塑料复合管材连接结构技术领域，更具体地涉及一种复合管材铆固连接装置及制备方法和应用。

背景技术：

钢丝网骨架塑料复合管以其卓越的性能，受到了管道工程界的青睐，现已知Q/0881DHB008-2018备案企标中规定管材承压可以达到公称压力7.0Mpa；现有钢丝网骨架塑料复合管材的连接方式有电熔套筒连接、热熔对焊加电容套筒连接、电熔法兰连接、热熔承插法兰连接、扣压法兰连接、扣压卡箍连接。

这些连接方式共存的特点是工作压力低≤3.5Mpa，不能够与现有钢丝网骨架塑料复合管的最高承压相匹配，究其原因是连接处的钢丝层不能够与工作液体完全的隔离，特别是在山区供水地形高差较大，斜坡面敷设的管道，运行过程中受输送液体及自重影响，在承受高压力时易造成钢丝层窜水，连接处拔脱的情况，最终造成管道破坏失效。

专利号为201710820772 .3的国家发明专利公开了一种钢丝网骨架塑料复合管管接头结构和接头结构制作方法，设置有钢丝网骨架塑料复合管的接头结构，接头连接部的端面上具有呈环形的翻边容置槽，翻边容置槽的侧面上开有呈环形的搭接密封槽；钢丝网骨架塑料复合管的端部具有向外侧翻折的环形翻边；管件套接部套设在钢丝网骨架塑料复合管上，环形翻边位于翻边容置槽内，环形翻边中内管的外缘部嵌入搭接密封槽内。接头结构通过内管的外缘部嵌入搭接密封槽内保证了接头座与钢丝网骨架塑料复合管之间连接强度，避免发生接头脱落现象。

该装置虽然利用稳固的接头结构，但是其接头结构的设计仅仅可以实现的管端翻边外缘部的PE层嵌入密封槽内，而管材中间的钢丝层没有进行有效的控制，当钢丝网骨架塑料复合管在承受工作压力时，就会频繁交替的产生涨缩现象，该结构虽然使用法兰及螺栓进行外部的连接固定，但是管壁的涨缩还是会引起管材内部的钢丝层在管壁内来回窜动，由于钢丝层仅是翻边，而没有进行有效的固定，久而久之就会造成管端翻边从挡环中拔脱出来。

专利号为201811461225 .1专利号为201811461225 .1的国家发明专利公开了一种钢丝网骨架塑料复合管的连接结构，该装置在上一个专利的基础上进行了改造，连接结构包括垫设在两根钢丝网骨架塑料复合管中的环形翻边之间的第三垫圈，第三垫圈与环形翻边中内管的端面之间通过熔化冷却固连，这样将两个翻边的外侧通过热熔连接在一起，相对于201710820772 .3的国家发明专利中的翻边结构是相互独立的结构，在稳定性上有所提高，

但是，还是没有在实质性上解决问题，由于钢丝骨架结构的热涨收缩与外侧塑料层差异较大，但是随着使用时间的增加，翻边依旧会从接头结构的挡环中拔出来。

发明内容：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明提供了一种钢丝网骨架塑料复合管的高压力高强度铆固连接方式，从真正意义上解决了钢丝层窜动所引起的窜水、拔脱等质量问题。

本发明解决上述技术问题的具体技术方案为：复合管材铆固连接装置，包括复合管材本体、高强度铆固挡环和连接件，其特征在于所述复合管材本体包括内层塑料、专用热熔胶层、缠绕钢丝网层和外层塑料,所述复合管材本体的端部设置有“T”型外翻结构；

两个所述复合管材本体通过所述连接件与两高强度铆固挡环将管材的缠绕钢丝网层进行铆固，并通过所述连接件将两高强度铆固挡环进行固定连接。

进一步地，所述高强度铆固挡环为金属材质的圆环形结构，设在所述“T”型外翻结构的外侧,包括扣压段、缩口段、内翻包覆段和铆固段，所述扣压段内部设置扣压倒齿，通过缩口变形后扣压在管材本体，实现高强度铆固档环与管材外层塑料的连接；所述缩口段和内翻包覆段包裹在“T”型外翻结构的外侧，在压力作用下经过缩口变形和内翻包覆，将“T”型外翻结构及内部缠绕钢丝网层进行圆弧形包覆；所述铆固段为嵌入管端“T”型外翻结构的内层塑料，并将缠绕钢丝网层进行压嵌铆固的结构，继续加压促使铆固段端部嵌入缠绕钢丝网层进行高强度铆固，铆固后缠绕钢丝网层呈“U”型结构，且挡环端部嵌入缠绕钢丝网层变形后的“U”型结构而将缠绕钢丝网层进行有效的固定，从而起到防止缠绕钢丝网层拔脱的作用。

进一步地，所述的连接件包括密封结构和连接结构。

进一步地，所述的密封结构为橡胶密封垫或电热熔密封垫。

进一步地，所述的连接件为螺栓连接或卡扣连接或卡箍连接或缠绕连接或禁锢连接的任意一种。

一种复合管材铆固连接装置制备方法，其特征在于高强度铆固档环塑性变形后，将管材本体内部缠绕钢丝网层进行有效的顶压和固定，制备过程包括：扣压步骤、缩口步骤、内翻包覆步骤和高强度铆固步骤；

Ⅰ扣压步骤：使用扣压模具将高强度铆固档环的扣压段缩口变形，挡环内的扣压倒齿孔径缩小将管材扣压固定；

Ⅱ缩口步骤：使用铆固模具对高强度铆固挡环施压，高强度铆固挡环的外缘直边在铆固模具模腔的作用下缩口变形，将“T”型外翻结构进行缩口固定；

Ⅲ内翻包覆步骤：铆固模具对高强度铆固挡环继续施压，高强度铆固挡环缩口段在压力作用下变形并内翻包覆，将“T”型外翻结构进行圆弧形包覆；

Ⅳ高强度铆固步骤：铆固模具对高强度铆固挡环连续施压，高强度铆固挡环的内翻包覆段端部变形嵌入“T”型外翻结构塑料内层，并将缠绕钢丝网层顶压变形至“U”型结构，此时挡环铆固段端部已嵌入“T”型外翻结构内缠绕钢丝网层变形后的“U”型结构，并将“T”型外翻结构及内部缠绕钢丝网层进行高强度铆固。

进一步地，所述铆固模具为圆环形结构，在内部设置有内凹形模腔，所述模腔为在圆环形结构端面上加工出的内圆弧面。

进一步地，所述“T”型外翻结构为通过加热或常温加工变形的方式将管端进行翻边加工而成。

进一步地，所述常温加工变形采用顶压整平模具，所述顶压整平模具为独立的一体式模具结构，所述顶压整平模具包括定位结构、顶压整平结构和内撑结构。

一种复合管材铆固连接装置，其特征在于用于钢丝网骨架塑料复合管材连接，以及钢丝网骨架塑料复合管材与阀门、三通、弯头之间的连接，是一种高压力、高强度的连接方式。

本发明的有益效果是：可以将钢丝网骨架塑料复合管连接处的缠绕钢丝网层进行有效的铆固变形固定，解决了现今连接方式无法将缠绕钢丝网层有效控制的难题，避免了钢丝网骨架塑料复合管管端连接拔脱掉头的风险。

附图说明：

附图1是本发明结构示意图；

附图2是本发明定长模具与扣压模具示意图；

附图3是本发明定长扣压加工过程示意图；

附图4是本发明扩口模具及加工过程示意图；

附图5是本发明扩口后管端结构状态示意图；

附图6是本发明顶压整平模具加工过程示意图；

附图7是本发明顶压整平模具使用过程示意图；

附图8是本发明铆固模具及铆固加工过程初始状态示意图；

附图9是本发明铆固模具及铆固加工过程状态示意图；

附图10是本发明铆固连接装置示意图；附图中：

图中:1、复合管材本体；2、“T”型外翻结构；3、高强度铆固挡环；4、橡胶密封垫4；5、法兰盘；6、紧固螺栓；7、紧固螺母；8.定长模具；9、扣压模具；10、扩口模具；11、顶压整平模具；12、铆固模具；13、扣压段；14、缩口段；15、内翻包覆段；16、铆固段。

具体实施方式：

在本发明的描述中具体细节仅仅是为了能够充分理解本发明的实施例，但是作为本领域的技术人员应该知道本发明的实施并不限于这些细节。另外，公知的结构和功能没有被详细的描述或者展示，以避免模糊了本发明实施例的要点。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种复合管材铆固连接装置制备方法，包括：扣压步骤、缩口步骤、内翻包覆步骤和高强度铆固步骤；

1. 扣压步骤段包括使用扣压模具9将高强度铆固档环3的扣压段13缩口变形，挡环内的扣压倒齿孔径缩小将管材扣压固定；

2.缩口步骤段包括使用铆固模具12对高强度铆固挡环3施压，高强度铆固挡环3的外缘直边在铆固模具12模腔的作用下缩口变形，将“T”型外翻结构2进行缩口固定；

3. 内翻包覆步骤包括利用铆固模具12对高强度铆固挡环3继续施压，高强度铆固挡环3缩口段14在压力作用下变形并内翻包覆，将“T”型外翻结构2进行圆弧形包覆；

4.高强度铆固步骤包括利用铆固模具12对高强度铆固挡环3继续施压，高强度铆固挡环3的内翻包覆段15端部变形嵌入“T”型外翻结构2，并将缠绕钢丝网层顶压变形至“U”型结构，此时挡环铆固段16端部已嵌入“T”型外翻结构2内缠绕钢丝网层变形后的“U”型结构，将“T”型外翻结构2及内部缠绕钢丝网层进行高强度铆固。

所述铆固模具12为圆环形结构，在内部设置有内凹形模腔，所述模腔结构为在圆环形结构端面上加工出的内圆弧面。

为了更加直观的展现本发明的高强度铆固连接的优势，进行进一步地详细描述：

具体实施例1：

1.“T”型外翻结构2利用扩口模具10和顶压整平模具11通过常温加工变形工艺制备而成；

2.两个所述复合管材本体1的“T”型外翻结构2通过高强度铆固挡环塑性变形后将管端“T”型外翻结构及内部缠绕钢丝网层进行铆固；

3.铆固后的连接装置通过设置成螺栓的连接件连接固定，并利用橡胶密封垫4进行密封；

具体实施例2:

1.“T”型外翻结构2利用常规工艺的高温加工变形工艺制备而成；

2.两个所述复合管材本体1的“T”型外翻结构2通过高强度铆固档环将管材的缠绕钢丝网层进行铆固，

3.铆固后的连接装置通过设置成螺栓的连接件连接固定，并利用橡胶密封垫4进行密封；

具体实施例3:

1.“T”型外翻结构2利用顶压整平模具11通过常温加工变形工艺制备而成；

2.两个所述复合管材本体1的“T”型外翻结构2通过高强度铆固挡环塑性变形后将管端“T”型外翻结构及内部缠绕钢丝网层进行铆固；

3.铆固后的连接装置通过设置成螺栓的连接件连接固定，并利用热熔进行密封；

具体实施例4:

1.“T”型外翻结构2利用顶压整平模具11通过常温加工变形工艺制备而成；

2.两个所述复合管材本体1的“T”型外翻结构2通过高强度铆固挡环塑性变形后将管端“T”型外翻结构及内部缠绕钢丝网层进行铆固；

3.铆固后的连接装置通过设置成卡箍的连接件连接固定，并利用热熔方式进行密封。

具体操作步骤如下：

具体实施例1：

钢丝网骨架塑料复合管材铆固连接装置，包括钢丝网骨架塑料复合管材本体1、高强度铆固挡环3和连接件，所述复合管材本体1包括内层塑料、专用热熔胶层、缠绕钢丝网层和外层塑料, 所述复合管材本体1的端部设置有“T”型外翻结构2；

两个所述复合管材本体1的“T”型外翻结构2通过高强度铆固挡环塑性变形后将管端“T”型外翻结构及内部缠绕钢丝网层进行铆固，并通过所述连接件将两管体进行固定连接；

所述高强度铆固挡环3为金属结构，设在所述“T”型外翻结构2的外侧,包括扣压段13、缩口段14、内翻包覆段15和铆固段16，所述缩口段14为包裹在“T”型外翻结构的外侧，在压力作用下经过缩口变形和内翻包覆，将“T”型外翻结构进行圆弧形包覆，所述铆固段16嵌入通过施力变形成“U”型结构的钢丝层内，并通过铆固连接进行固定。

所述的连接件包括密封结构和连接结构；所述的密封结构为橡胶密封垫4，所述的连接件为螺栓连接。

所述“T”型外翻结构2是通过扩口模具10和顶压整平模具11在不加热常温状态下进行翻边制备而成。所述扩口模具10和顶压整平模具11均为独立的一体式结构，所述扩口模具10结构为圆锥体结构，所述顶压整平模具11为沿轴线方向设置的多个圆柱体组合结构。

具体步骤包括：首先将待加工的钢丝网骨架塑料复合管1与高强度铆固挡环3装配后，置入扣压模具9内，并使用定长模具8限定管端的探出尺寸，使用油压机对扣压模具9进行施压，使得高强度铆固挡环扣压段13缩口变形，挡环内的扣压倒齿孔径缩小将管材扣压固定，过程如图4，得到如图5结构；

然后使用扩口模具10将扣压后定长的管端进行扩口至喇叭口状，过程如图4，得到如图5结构；

最后使用顶压整平模具11将扩口后的管端进行“T”型顶压整平，过程如图6，得到如图7结构；

所述高强度铆固结构是通过使用铆固模具12对高强度铆固档环施压，致使高强度铆固档环变形，将“T”型外翻结构2进行包裹和铆固制备而成。所述铆固模具12为一体式模腔结构，所述高强度铆固档环3为金属圆环结构，设在所述“T”型外翻结构2的外侧。

具体步骤包括：使用铆固模具12对扣压挡环3施压，促使高强度铆固挡环3的外缘直边在铆固模腔的作用下，先后经过扣压步骤、缩口步骤、内翻包覆步骤和高强度铆固步骤的过程，致使高强度铆固档环端部变形嵌入“T”型外翻结构2，并将缠绕钢丝网层顶压变形至“U”型进行高强度铆固，过程如图8，图9，最终完成高强度铆固连接装置的制作，得出如图10结构。

高强度铆固连接装置，可以用于钢丝网骨架塑料复合管材之前的连接，以及钢丝网骨架塑料复合管材与阀门、三通、弯头之间的连接。

具体实施例2：

同实施例1，所不同的是将实施1中“T”型外翻结构2的“常温加工变形的方式”替换成高温加工变形的方式；

具体实施例3：

同实施例1，所不同的是将实施1中的“密封结构为橡胶密封垫4”替换成热熔连接；

其中热熔连接的具体步骤为：

同实施例1，所不同的是将实施1中密封结构中的密封胶圈更改为热熔连接方式，所述热熔连接方式为在两个所述复合管材本体1的端面之间放置电热熔丝或电热熔胶垫，两管材连接后通过对电热熔丝通电产生热量，致使管材两端面热熔在一起而起到热熔密封的作用。

具体实施例4：

同实施例3，所不同的是将实施3中的“螺栓连接”替换成卡箍连接；

根据上述实施例可以清楚的看出：专利号为201710820772 .3及专利号为201811461225 .1描述的装置虽然利用稳固的接头结构，但是其接头结构的设计仅仅可以实现的管端翻边外缘部的PE层嵌入密封槽内，而管材中间的缠绕钢丝网层没有进行有效的控制，当钢丝网骨架塑料复合管在承受工作压力时，就会频繁交替的产生涨缩现象，该结构虽然使用法兰及螺栓进行外部的连接固定，但是管壁的涨缩还是会引起管材内部的缠绕钢丝网层在管壁内来回窜动，由于缠绕钢丝网层仅是翻边，而没有进行有效的固定，久而久之就会造成管端翻边从挡环中拔脱出来。

综上所述：本发明通过使用高强度铆固连接结构，将钢丝网骨架塑料复合管连接处的缠绕钢丝网层进行有效的铆固，完美的实现了管材外壁、管端“T”型外翻结构和内部缠绕钢丝网层有效的固定，这样管材在承受工作压力和频繁的涨缩时，就不会出现缠绕钢丝网层在管壁内部来回的窜动的情况，从而解决了现今连接方式无法将缠绕钢丝网层有效控制的难题，避免了钢丝网骨架塑料复合管管端连接拔脱掉头的风险。

Claims (10)

1.一种复合管材铆固连接装置，包括复合管材本体、高强度铆固挡环和连接件，其特征在于所述复合管材本体包括内层塑料、专用热熔胶层、缠绕钢丝网层和外层塑料,所述复合管材本体的端部设置有“T”型外翻结构；

两个所述复合管材本体通过所述连接件与两高强度铆固挡环固定连接。

2.根据权利要求1所述的铆固连接装置，其特征在于两个所述复合管材本体的“T”型外翻结构通过高强度铆固挡环将管材的缠绕钢丝网层进行铆固，并通过所述连接件将两高强度铆固挡环进行固定连接；

所述高强度铆固挡环为金属材质的圆环形结构，设在所述“T”型外翻结构的外侧,包括扣压段、缩口段、内翻包覆段和铆固段，所述扣压段内部设置有通过缩口变形后扣压在管材本体，实现高强度铆固档环与管材外层塑料连接的扣压倒齿；所述缩口段和内翻包覆段包裹在“T”型外翻结构的外侧；所述铆固段设置成嵌入管端“T”型外翻结构的内层塑料，并将缠绕钢丝网层进行压嵌铆固的结构。

3.根据权利要求2所述的复合管材铆固连接装置，其特征在于所述的连接件包括密封结构和连接结构。

4.根据权利要求3所述的复合管材铆固连接装置，其特征在于所述的密封结构为橡胶密封垫。

5.根据权利要求3所述的复合管材铆固连接装置，其特征在于所述的连接件为螺栓连接或卡扣连接或卡箍连接或缠绕连接或禁锢连接的任意一种。

6.一种如权利要求2所述的复合管材铆固连接装置的制备方法，其特征在于铆固档环塑性变形后，将管材本体内部缠绕钢丝网层进行有效的压嵌和固定，制备过程包括：扣压步骤、缩口步骤、内翻包覆步骤和高强度铆固步骤；

Ⅰ扣压步骤：使用扣压模具将铆固档环的扣压段缩口变形，挡环内的扣压倒齿孔径缩小将管材扣压固定；

Ⅱ缩口步骤：使用铆固模具对高强度铆固挡环施压，高强度铆固挡环的外缘直边在铆固模具模腔的作用下缩口变形，将“T”型外翻结构进行缩口固定；

Ⅲ内翻包覆步骤：铆固模具对高强度铆固挡环继续施压，高强度铆固挡环缩口段在压力作用下变形并内翻包覆，将“T”型外翻结构进行圆弧形包覆；

Ⅳ高强度铆固步骤：铆固模具对高强度铆固挡环连续施压，高强度铆固挡环的内翻包覆段端部变形嵌入“T”型外翻结构塑料内层，并将缠绕钢丝网层顶压变形至“U”型结构，此时挡环铆固段端部已嵌入“T”型外翻结构内缠绕钢丝网层变形后的“U”型结构，并将“T”型外翻结构及内部缠绕钢丝网层进行高强度铆固。

7.根据权利要求6所述的复合管材铆固连接装置制备方法，其特征在于所述铆固模具为圆环形结构，在内部设置有内凹形模腔，所述模腔为在圆环形结构端面上加工出的内圆弧面。

8.根据权利要求6-7所述的复合管材铆固连接装置制备方法，其特征在于所述“T”型外翻结构为通过加热或常温加工变形的方式将管端进行翻边加工而成。

9.根据权利要求6-7所述的复合管材铆固连接装置制备方法，其特征在于所述常温加工变形采用顶压整平模具，所述顶压整平模具为独立的一体式模具结构，所述顶压整平模具包括定位结构、顶压整平结构和内撑结构。

10.一种如权利要求1-5所述的复合管材铆固连接装置，其特征在于用于缠绕钢丝网塑料复合管材连接，以及缠绕钢丝网塑料复合管材与阀门、三通、弯头之间的连接。