CN115592936A - 一种复合管道的封口方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合管道的封口方法，属于管道封口加工的技术领域。为了解决现有的操作稳定性不佳和连接强度不好的问题，提供一种复合管道的封口方法，该方法包括将选取的塑料连接管进行机加工，在所述塑料连接管的两端外侧均形成贯穿端面的环形让位凹槽，具有朝向塑料连接管轴向方向的第一槽壁；对所述环形让位凹槽的两个槽壁均进行加热热熔，并对塑料连接管外层用于熔接管道封头的表面进行加热热熔；对管道封头的内侧壁和环形挡的端面进行加热热熔；挤压进行套接熔接，冷却固化后，得到相应的封口后的复合管道。能有效的保持中间纤维增强层的结合强度性能，使具有更好的剪切强度性能。

Description

一种复合管道的封口方法

技术领域

本发明涉及一种复合管道的封口方法，属于管道封口加工的技术领域。

背景技术

CFRTP复合管道是一种耐腐蚀塑料与非耐腐蚀高强度材料复合为一体的一种流体输送管材，通常采用三层结构，内层采用耐腐蚀、耐磨损的热塑性材料层，中间层设有增强材料层，外层是起保护作用的外塑料层，在实际使用过程中，对于长输送管道来说，需要多个管道如CFRTP复合管道进行首尾相接，常见是管体连接方式有采用热熔连接和电熔连接，使熔融形成一体化连接的方式。

但作为供水管道使用时的管道其整体的设计年限要求在50年以上，当供水关闭及开启时，强大的水流冲击，会产生强大的轴向及径向负载，其瞬间爆发力是正常使用条件下2-3倍，这是引起管道连接处首先损坏的重要原因，损坏造成中间层的增强材料会渗入流体受水源的侵蚀，以有造成管道内的饮用水受到增强材料的污染。为了改善管道的整体连接强度和避免管道易损坏造成中间的增强材料对水源的污染，有通过在管道的端面热熔接管道封口环，来实现提高热熔后的连接强度，如现有专利文献(授权公告号：CN 215721591 U)公开的一种管道连接结构，通过在连接管的两端连接封口环，其中，外封口环与连接管的外侧壁通过热熔连接在一起，由于其直接以管道与封口环热熔后挤压套接在一起固化形成，挤压过程中会受到的阻力较大，不利于操作；同时，直接使连接管的端面抵靠到封口环进行热熔连接，由于其径向的端面从内到外均是同步进行热熔，使得热熔后端面上的中间增强层在热熔接的过程中会存在不确定性，不能保证加工的稳定性，且在套接管道封头时，由于封口环的阻挡作用，在挤压的过程中，在管道端面与封口环进行对接时，熔融的材料会出现朝向管道内侧挤的趋势，这样会带动中间的纤维增强层的端部在这种趋势的作用下，更易造成向内侧翻，会使其与内层之间的间距小于内层的厚度，这样在管道内供应高负载的水源时，会造成管内的饮用水渗透侵蚀中间增强层，从而造成它们之间的结合强度下降，降低层之间剪切强度性能，以及因纤维增强层间距减少而渗透的影响而造成管内饮用水的污染等问题。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种复合管道的封口方法，解决的问题是如何有效实现提高操作稳定性，避免管道内增强材料内翻和提高管道整体强度性能。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种复合管道的封口方法，该复合管道包括塑料连接管和呈筒状的管道封头，所述塑料连接管从内到外包括内层、纤维增强层和外层，所述管道封头的一端内边沿处具有向内凸出的环形挡沿，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、将选取的塑料连接管进行机加工，在所述塑料连接管的两端外侧均形成贯穿端面的环形让位凹槽，使所述环形让位凹槽具有朝向塑料连接管轴向方向的第一槽壁，所述纤维增强层的端面贯穿且位于所述第一槽壁处；

B、对所述塑料连接管两端所述环形让位凹槽的两个槽壁均进行加热热熔，并对塑料连接管外层用于熔接管道封头的表面进行加热热熔；对管道封头的内侧壁和环形挡沿用于与所述塑料连接管的端面抵靠的端面进行加热热熔；

C、加热完成后，将所述管道封头从所述塑料连接管的相应端挤压进行套接复合，直到所述环形挡沿抵靠到所述塑料连接管的端面并进行熔接，挤压过程中所述管道封头的部分热熔的材料填充到所述环形让位凹槽处并熔接复合在一起，冷却固化后，得到相应的封口后的复合管道。

本发明通过先对塑料连接管进行机加工，使形成相应的环形让位凹槽，加工过程中使形成的第一槽壁延伸到内层的外表面处，这样有效的保证中间的纤维增强层材料一并被加工除去，使其端部形成在该第一槽壁处且贯穿的结构方式，这样有效的避免在端面上纤维增强层端部与塑料连接管的端面之间的距离，相当于形成一段以环形让位凹槽朝向塑料连接管径向的槽壁的距离，形成错位，更有效的避免从管道的端面连接处渗入的可能性；同时，由于环形让位凹槽的结构设计，在对环形让位凹槽的两个槽壁进行加热熔融时，能够保证熔接面均被加热熔融到，而对应机加工后的纤维增强层的端部的内侧的内层材料不易被完全加热熔融到，目的在于避免在同一端面上进行热熔，保证其内层的支撑强度，相对于被完全加热熔融到的位置具有更高的硬度需求，这样，在进行挤压套接时，管道封头的部分熔融的材料会慢慢的挤压到环形让位凹槽内形成一体填充并在一环形挡沿的作用下一直向第一槽壁侧挤压，而由于第一槽壁侧的径向整个面都会被加热熔融，而对应纤维增强层的端部的径向内侧的内层材料保持其支撑性，从而有效的保证挤压过程中能够使纤维增强层的端部向外侧熔融状态的方向翻折，也能够完全填充该对应的环形让位凹槽的空间，从而有效的实现提高挤压套接过程的操作稳定性避免中间的纤维增强层的端面向内翻而出现的纤维材料与管道内侧的间距的缺陷，有效的避免管道在使用时因其间距的减少而导致使用时因管内的水源高压渗入或使该相对变薄的位置损伤而侵蚀到中间层的纤维增强层的问题，采用本方法能够有效避免侵蚀对中间纤维增强层的侵蚀，从而使通过采用本发明的方法能够有效的实现保证管道的整体强度性能，尤其是轴向的剪切强度性能，以及有效的避免纤维增强层材料对管内水源的污染；同时，由于有效的保证了纤维增强层的端部整体向外侧翻的特性，这样也能够更好的实现其与外层的材料之间的熔接结合力，从而实现双重的性能提升，使管道具有更优异的熔接强度性能，更好的保证了管道不易在使用过程中损坏的优点。

在上述复合管道的封口方法中，作为优选，步骤A中所述机加工时，使所述环形让位凹槽的第一槽壁沿塑料连接管的径向向内延伸至所述内层的外表面处，且所述纤维增强层的端面与所述第一槽面的表面相齐平。相当于使整个外层和纤维增强层均进行机加工除去，完全保持内层的材料，形成的在纤维增强层与内层的外表面之间，这样的设计由于它们之间的边界之间，在热熔后进行挤压时，更有利于熔融的材料从它们的边界处挤压，从而更有效的保证将位于第一槽壁上的纤维增强层的端部向外挤，更有效的实现避免纤维增强层的端部向内侧翻的机率，实现提高挤压过程的操作稳定性，也有效的避免因内翻而导致使用过程中管内水渗入侵蚀中间纤维增强层的问题，更好的保持各层之间的结合力和剪切强度的性能，有效的实现保证管道的整体强度性能。

在上述复合管道的封口方法中，作为优选，步骤B中所述加热热熔时对所述塑料连接管的端面不进行加热。不对塑料连接端的外端端面进行加热，这样目的是为了保持环形让位凹槽处对应的内层材料因端面加热熔融时软化，保持该内层具有较好的硬度，这样也更有利于在熔接时保证第一槽壁上的纤维增强层的端面向外翻的效果。

在上述复合管道的封口方法中，作为优选，步骤C中所述挤出过程中使所述纤维增强层的端部沿塑料连接管的径向向外翻折形成限位部。在管道封头的环形挡沿的协助作用下，并通过挤压操作，能够有效的使纤维增强层的端部向外翻，这样在加热熔融的状态下，该相应的端部能部分嵌入到外层的塑料材料内，形成相互复合在一起的状态，能够起到更好的限位作用，其它们之间的结合效果更好，更有效的提高剪切强度性能的效果。

在上述复合管道的封口方法中，作为优选，所述限位部周向呈倾斜向外翻折，使所述限位部与所述内层的外表面之间形成有夹角。呈倾斜外翻形成夹角能够使在挤压的过程中熔融的材料填充到该区域进行熔接，能将纤维增强层的端部包裹起来，且又能增大与内层之间的熔接面提高粘结强度性能，更有效的实现提高整体剪切强度的性能。作为进一步的优选，步骤C中所述挤压过程中使所述管道封头热熔的材料还填充到所述限位部与所述内层外表面之间的夹角处形成突块。

在上述复合管道的封口方法中，作为优选，步骤B中所述管道封头还进行预加工，使在所述管道封头的内侧壁上沿管道封头周向形成有环形凹腔，当所述塑料连接管与所述管道封头套接熔接后，所述环形凹腔位于所述径向槽面处的径向外侧。当加热熔融时，将塑料连接管和管道封头熔接的过程中，挤压到环形凹腔位于第一槽壁径向外侧，能使在径向上具有更多的变形空间，更有利于在挤压的过程中使纤维增强层的端部向外侧挤压形成倾斜，从而使最终也能更好的保证管道的整体性能。作为进一步的优选，所述环形凹腔到环形挡沿的距离略小于所述第一槽壁到塑料连接管相应端端面的距离。相当于考虑到预留的环形挡沿加热熔融的挤压变形空间，更有效的保证其在复合完成后基本上位于第一槽壁的径向外侧。

在上述复合管道的封口方法中，作为优选，步骤A中所述机加工为采用切割处理在所述塑料连接管的两端形成所述环形让位凹槽。通过切割加工能够更有利于加工后第一槽面上的纤维增强层的端面与其齐平，且整体的平整性也较好，更有利于后续的熔接操作。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.通过采用本发明的方法，加工环形让位凹槽和使纤维增强层的端部位于第一槽壁处，有效的实现挤压过程的操作稳定性，保证在挤压过程中纤维增强层的端部向外侧挤出，能够更好的实现其与外层的材料之间的熔接结合力，从而实现双重的性能提升，使管道具有更优异的熔接强度性能，更好的保证了管道不易在使用过程中损坏的优点，也能够有效的保持中间纤维增强层的结合强度性能，使具有更好的剪切强度性能，避免了因纤维材料内翻而造成的侵蚀影响强度的问题。

2.通过使环形让位凹槽的第一槽壁沿塑料连接管的径向向内延伸至所述内层的外表面处且与其齐平，更有效的实现避免纤维增强层的端部向内侧翻的机率，实现提高挤压过程的操作稳定性，更好的保持各层之间的结合力和剪切强度的性能。

3.通过环形凹腔的结构设计，使在径向上具有更多的变形空间，更有利于在挤压的过程中使纤维增强层的端部向外侧挤压形成倾斜，从而使最终也能更好的保证管道的整体性能。

附图说明

图1是本复合管道熔接前塑料连接管和管道封头的剖示结构示意图。

图2是本复合管道的剖示结构示意图。

图3是图2中A处的放大结构示意图。

图4是图3中管道封头的局部剖视结构示意图。

图5是中图3中塑料连接管的局部剖视结构示意图。

图6是本复合管道的塑料连接管和管道封头在热熔时的过程示意图。

图7是另一种复合管道熔接前的塑料连接管和管道封头的剖示结构示意图。

图8是对应图7中的塑料连接管和管道封头在热熔时的过程示意图。

图中，1、塑料连接管；11、环形让位凹槽；111、第一槽壁；12、内层；13、纤维增强层；131、限位部；14、外层；2、管道封头；21、环形挡沿；22、环形熔接部；221、突块；3、热熔加热设备。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。

实施例一

结合图1-6所示，本复合管道包括塑料连接管1和呈筒状的管道封头2，塑料连接管1从内到外包括内层12、纤维增强层13和外层14，管道封头2的一端内边沿处具有向内凸出的环形挡沿21，上述的塑料连接管1如采用CFRTP管，管道封头2可采用PE管，将它们通过上述结构进行热熔连接固连形成上述结构的复合管，对于塑料连接管1的外径略大于管道封头2的内径，形成挤压熔接，这根据加工的尺寸要求进行调整即可，更主要是的本发明的复合管道的封口方法是通过以下方法来完成，具体方法如下：

根据复合管道的封口要求，选取相应的塑料连接管1和管道封头2，再将选取的塑料连接管1进行机加工，在塑料连接管1的两端外侧均形成贯穿端面的环形让位凹槽11，使环形让位凹槽11具有朝向塑料连接管1轴向的第一槽壁111，加工后使纤维增强层13的端面贯穿且位于第一槽壁111处；通过这样的机加工后，使纤维增强层13的端面与塑料连接管1的端面形成了一段环形让位凹槽11的轴向距离空间，这里的机加工可通过机械加工能够除去部分材料形成该环形让位凹槽11均可，在对该塑料连接管1的两端均加工完成；

然后，进入加热熔融工序，采用热熔加热设备3，对塑料连接管1两端环形让位凹槽11的两个槽壁均进行加热热熔，并对塑料连接管1外层14用于熔接管道封头2的表面也进行加热热熔，使达到熔融状能熔接即可，外层14的加热长度可根据管道封头2套接的长度尺寸进行控制和要求；

对管道封头2的内侧壁和环形挡沿21用于与塑料连接管1的端面抵靠的端面进行加热热熔；结合图6所示，这里在进行加热熔时，可通过采用一般的热熔加热设备3进行加热，加热的温度按照一般的温度控制即可，保证达到熔融状粘接，温度的控制可采用一般的管道封头熔接的温度控制均可；上述对于塑料连接管1和管道封头2的加热可分别进行加热或同步进行加热均可；

加热完成后，进入复合工序操作，将管道封头2从塑料连接管1的相应端挤压进行套接复合，直到环形挡沿21抵靠到塑料连接管1的端面并进行熔接，挤压过程中所述管道封头2的部分热熔的材料填充到环形让位凹槽11处并熔接复合在一起，冷却固化后，得到相应的封口后的复合管道。

进一步的实施方案，在上述进行机加工时，使环形让位凹槽11的第一槽壁111沿塑料连接管1的径向向内延伸至内层12的外表面处，且纤维增强层13的端面与第一槽面111的表面相齐平。这里可通过在机加工时如采用切刀切割时对切割的径向深度进行控制，使切割到相应的内层12的外表面处，也就是相当于刚好切完外层14和相应的中间纤维增强层13，保留内层12，最好使第一槽面111形成的是沿径向方向，也就是说第一槽面111是朝向塑料连接管1的轴向方向且垂直于该轴向的。上述机加工为采用切割处理在塑料连接管1的两端形成环形让位凹槽11。

上述在对塑料连接管1进行加热热熔时，对于塑料连接管1的端面不进行加热。也就是说通过加热，对环形让位凹槽11的第一槽壁和朝向塑料连接管1径向的另一槽壁的两个表面均进行加热，而对塑料连接管1的最外端与环形挡沿21抵靠的端面不进行加热，这样能够避免该端面在径向上完全加热熔熔融，保持其内层12支撑能力，且端面不加热，能够更好的保持该端面的整体原有形态。

上述加热完全后，更进一步的操作，通过在挤压过程中使纤维增强层13的端部沿塑料连接管1的径向向外翻折形成限位部131，进一步的使，限位部131周向呈倾斜向外翻折，使限位部131与内层12的外表面之间形成有夹角，这一过程在挤压熔接时慢慢形成。相当于是在操作时，挤压过程中使管道封头2热熔的材料还填充到限位部131与内层12外表面之间的夹角处形成突块221。利用熔融材料有一定的流动性，通过挤压过程，能够将该熔融材料挤到相应的夹角位置处，同时也使该位置的纤维增强层12的端部向外翻。

对于上述针对塑料连接管1和管道封头2的加热熔融温度的控制可根据选择的相应管材的材料进行调整。

通过采用本发明的上述方法封口得到的产品进行性能检验，结果表明能够有效实现加工后，复合管道的纤维增强层13的端部都能达到向外翻的特性，从而保证了产品的质量，同时也具有优异的整体强度性能，具有高剪切强度的效果。

实施例二

结合图2、图7和图8，本实施例的复合管道的封口方法基本同实施例一相同，区别在于以下加工过程不同，在对管道封头进行加热熔融前，还对管道封头2进行预加工，结合图7和图8，上述具体的预加工是通过机加工如切割的方式使在管道封头2的内侧壁上沿管道封头2周向形成有环形凹腔23，对该环形凹腔23的位置选择，结合图8的熔接复合方式，通过复合后当塑料连接管1与管道封头2套接熔接后，环形凹腔23位于第一槽壁111处的径向外侧，熔接后由于在是加热熔融状态进行进行的熔接，该环形凹腔23最好成型时会被熔融的材料填充，最终也是形成如图2的成品结构。这样的结构设计能够更好的提供纤维增强层的端部向外翻时的变形空间，更有利于保证其向外翻的优点，最好是使上述的环形凹腔23到环形挡沿21的距离略小于第一槽壁11到塑料连接管1相应端端面的距离。其它过程的操作基本同实施例一一致，这里不再详细说明，引用实施例一的具体加工操作过程即可。

本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (9)

1.一种复合管道的封口方法，该复合管道包括塑料连接管(1)和呈筒状的管道封头(2)，所述塑料连接管(1)从内到外包括内层(12)、纤维增强层(13)和外层(14)，所述管道封头(2)的一端内边沿处具有向内凸出的环形挡沿(21)，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、将选取的塑料连接管(1)进行机加工，在所述塑料连接管(1)的两端外侧周向均形成贯穿端面的环形让位凹槽(11)，使所述环形让位凹槽(11)具有朝向塑料连接管(1)轴向方向的第一槽壁(111)，所述纤维增强层(13)的端面贯穿且位于所述第一槽壁(111)处；

B、对所述塑料连接管(1)两端所述环形让位凹槽(11)的两个槽壁均进行加热热熔，并对塑料连接管(1)外层用于熔接管道封头(2)的表面进行加热热熔；对管道封头(2)的内侧壁和环形挡沿(21)用于与所述塑料连接管(1)的端面抵靠的端面进行加热热熔；

C、加热完成后，将所述管道封头(2)从所述塑料连接管(1)的相应端挤压进行套接复合，直到所述环形挡沿(21)抵靠到所述塑料连接管(1)的端面并进行熔接，挤压过程中所述管道封头(2)的部分热熔的材料填充到所述环形让位凹槽(11)处并熔接复合在一起，冷却固化后，得到相应的封口后的复合管道。

2.根据权利要求1所述复合管道的封口方法，其特征在于，步骤A中所述机加工时，使所述环形让位凹槽(11)的第一槽壁(111)沿塑料连接管(1)的径向向内延伸至所述内层(12)的外表面处，且所述纤维增强层(13)的端面与所述第一槽面(111)的表面相齐平。

3.根据权利要求1所述复合管道的封口方法，其特征在于，步骤B中所述加热热熔时对所述塑料连接管(1)的端面不进行加热。

4.根据权利要求1所述复合管道的封口方法，其特征在于，步骤C中所述挤压过程中使所述纤维增强层(13)的端部沿所述塑料连接管(1)的径向向外翻折形成限位部(131)。

5.根据权利要求4所述复合管道的封口方法，其特征在于，所述限位部(131)周向呈倾斜向外翻折，使所述限位部(131)与所述内层(12)的外表面之间形成有夹角。

6.根据权利要求5所述复合管道的封口方法，其特征在于，步骤C中所述挤压过程中使所述管道封头(2)热熔的材料还填充到所述限位部(131)与所述内层(12)外表面之间的夹角处形成突块(221)。

7.根据权利要求1-5任意一项所述复合管道的封口方法，其特征在于，步骤B中所述管道封头(2)还进行预加工，使在所述管道封头(2)的内侧壁上沿管道封头(2)周向形成有环形凹腔(23)，当所述塑料连接管(1)与所述管道封头(2)套接熔接后，所述环形凹腔(23)位于所述第一槽壁(111)处的径向外侧。

8.根据权利要求7所述复合管道的封口方法，其特征在于，所述环形凹腔(23)到环形挡沿(21)的距离略小于所述第一槽壁(11)到塑料连接管(1)相应端端面的距离。

9.根据权利要求1-5任意一项所述复合管道的封口方法，其特征在于，步骤A中所述机加工为采用切割处理在所述塑料连接管(1)的两端形成所述环形让位凹槽(11)。

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