CN1209389A - 合成树脂管材和用于制造该管材的挤出装置 - Google Patents

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Abstract

一种在管材的轴线方向具有交替配置的基本上矩形截面部分和基本上圆形截面部分的管材。圆形部分的厚度在圆周方向是不均匀的。特别是,对应于矩形部分拐角部分的圆形部分的厚度设置得比对应于矩形部分相应边中心部分的厚度大。因此,得到耐高压变形的具有拐角部分的管材。还有,该管材能以高效率的方式制造。

Description

合成树脂管材和用于制造该管材的挤出装置
本发明一般涉及一种合成树脂管材并且，更特别涉及一种埋藏在地下的，或用于地面上的建筑物内部或外部的合成树脂管材，或作为用于保护各种类型电线的电缆保护管和管材。
波纹管系统一般是已知的，这些波纹管系统一般由合成树脂形成并且包括成形为环形或螺旋形不规则或波纹形的管壁。这些波纹管系统广泛用作电缆保护管或排水管。
常规的合成树脂波纹管材有几个很难克服的缺点。首先，当合成树脂波纹管被竖直时管材的稳定性很差。这是因为管材的形状是圆波纹形。其次，由于合成树脂波纹管是圆形的，因此在其相互邻接位置很难相互平行排列两或多根这样的管材。由于排列困难，因此当该管材在地下排列时，淤泥、砂子和其它碎片容易进入各个管材之间，这样就干扰了管材的直线性。当电缆，例如电线贯穿该管材时这又增加了穿入阻力。还有，由于管材的这种排列也会容易增加流体的阻力。
人们已经开发了管道系统来解决具有圆形和不规则波纹形的常规波纹管的上述问题。图11-13显示的管材P1在管材的轴向方向具有交替排列的圆柱形部分2(具有基本上为矩形的截面)和圆柱形部分3(具有基本上为圆形的截面)。
特别是，图11显示管材P1，其中圆柱部分3具有均匀厚度的圆形截面。还有，圆柱部分2具有矩形截面，它具有边缘部分2b和拐角部分2a，其中边缘部分2b比拐角部分2a具有较厚的截面。如在图12和13中所更好地看到的，拐角部分2a有一中间部分A和拐角部分B、B，其中两个拐角部分B、B与中间部分A相比在厚度上极度地减少。重要的是，两个厚度A,B与中心部分2b的厚度C相比在厚度上极度地减少。由于拐角部分B,B在厚度上极度地减少，因此拐角部分B,B在耐压变形性与圆柱部分2,3的其余部分相比非常差，并且因此而容易破裂。
因此本发明的一个目的是提供一种具有增强的拐角部分的管材以便提高耐压变形性，从而防止拐角部分破裂。
本发明进一步的目的是提供一种改进的管材，其易于生产而不降低生产效率。
根据本发明，提供一种合成树脂管材P，其具有侧壁1，它包括沿管材P的轴向方向交替配置的多个基本上为矩形的部分和多个为圆形的部分。基本上为矩形的部分包括边缘部分和拐角部分。基本上为圆形的部分的厚度在圆周方向是不均匀的。连同其它形状一起，这可以包括，(ⅰ)真正圆形的内周边缘和向外伸出的外周边缘，(ⅱ)真正圆形的外周边缘和向内伸出的内周边缘，或(ⅲ)向外伸出的外周边缘和向内伸出的内周边缘。
对应于矩形拐角部分的圆形部分的厚度W1比对应于矩形边缘部分的圆形部分的厚度W2更大。在实施例中，厚度W1设定为比厚度W2大大约20％-60％，更优选大25％-50％。厚度W1在45°、135°、225°和315°的角度方向增大，而厚度W2在0°、90°、180°和270°的角度方向增大。
在树脂挤出装置中还提供所形成的树脂挤出口用于挤出形成管材的树脂管。在优选的实施例中，树脂挤出包括在树脂挤出口圆周方向真正圆形的外周边缘和向内伸出的内周边缘。树脂挤出口也可以形成为其它不均匀的形状。在树脂挤出口中形成的树脂挤出间隙t1被设定为大于也在树脂挤出口中形成的树脂挤出间隙t2。在优选的实施例中，树脂挤出间隙t1被设定为比树脂挤出间隙t2宽大约5％-30％。
型坯(树脂)管T从树脂挤出口挤出。在一实施例中，型坯管T包括具有基本上为圆形外周表面，而内周表面具有凸出部分。因此型坯管T在圆周方向没有均匀的厚度。在实施例中，型坯管T的厚度可以在20％-60％的范围内变化。
管材P的合成树脂材料优选是聚烯烃树脂系统例如聚乙烯和聚丙烯，聚氯乙烯或者也可以使用其它能提供耐候性、耐久性和环境声音性质的这类材料。合成树脂材料必须具有足够的强度和/或厚度和/或足够的耐压变形性以承受施于管壁1的外部压力。
从本发明优选实施例的以下详细说明并参考附图就可更好地理解以上的和其它的目的、方面和优点，其中：
图1是本发明第一实施例的透视图；
图2是第一实施例的正面图；
图3是第一实施例的右侧视图；
图4是第一实施例的左侧视图；
图5是沿图2的Ⅴ-Ⅴ线所取的放大剖视图；
图6是沿图3的Ⅵ-Ⅵ线所取的剖视图；
图7是在树脂挤出装置中形成的树脂挤出口的正面图；
图8是从树脂挤出口挤出的型坯管的透视图；
图9是根据本发明管材的第二实施例的剖视图，显示的部分对应于图5中所示第一实施例的部分；
图10是根据本发明管材的第三实施例的剖视图，显示的部分对应于图5中所示第一实施例的部分；
图11是对照管的侧视图，其中对照管的矩形截面圆柱部分被局部剖开；
图12是沿图11的Ⅻ-Ⅻ线所取的放大剖视图；和
图13是对照管的透视图。
现在参见附图，尤其是参见图1，图中显示具有侧壁1的合成树脂管材P。该侧壁包括许多基本上是矩形的部分2和许多基本上是圆形的部分3。这许多基本上是矩形的部分2和许多基本上是圆形的部分3沿着管材P的轴线方向交替配置形成本发明的管材。这许多基本上是矩形的部分2包括边缘部分2b和拐角部分2a，而基本上是圆形的部分3包括区段3a,3b。区段3b对应于基本上是矩形的部分2的边缘部分2b，而区段3a对应于基本上是矩形的部分2的拐角部分2a。
更进一步，图1显示基本上是圆形部分3的厚度在圆周方向是不均匀的。即，区段3a的厚度大于区段3b的厚度。
图2显示管材P的正面图。如参考图1所作的说明，管材P包括侧壁1和许多交替的基本上为矩形的部分2和基本上为圆形的部分3。这许多基本上是矩形的部分2包括边缘部分2b和拐角部分2a。在优选的实施例中，管材1被分段制造以便于安装，其中管材P的一端包括基本上为矩形的部分2而管材P的另一端包括基本上为圆形的部分3。然而，基本上为矩形的部分2和基本上为圆形的部分3的其它配置预料也能用于本发明。
图3显示本发明的右侧视图而图4显示本发明的左侧视图。如图3和4所示，区段3b对应于基本上是矩形的部分2的边缘部分2b，而区段3a对应于基本上是矩形的部分2的拐角部分2a。区段3a的厚度大于区段3b的厚度。
图5是沿图2的Ⅴ-Ⅴ线所取的放大剖视图并显示管材P各个部分厚度的详细视图。特别是，对应于矩形的部分2的拐角部分2a的圆形部分3的区段3a的厚度W1大于对应于矩形的部分2的边缘部分2b的圆形部分3的区段3b的厚度W2。这样，圆形部分3的厚度是不均匀的。在优选的实施例中，厚度W1大约比厚度W2大20％-60％，更优选大25％-50％。然而，在厚度W1和厚度W2之间的其它厚度比率预料也能用于本发明。
在优选的实施例中，区段3a的厚度W1在45°、135°、225°和315°的角度方向增大，而区段3b的厚度W2在0°、90°、180°和270°的角度方向增大。拐角2a的厚度和边缘部分2b的厚度基本上是相同的厚度。
图6显示沿图3的Ⅵ-Ⅵ线所取的剖视图。如在图6中所清楚地显示，W1的厚度比W2的厚度大。
图7显示在树脂挤出装置中形成的树脂挤出口的正面图。图7的树脂挤出口包括真正圆形外圆周边缘和在树脂挤出口N的圆周方向向内凸出的内圆周边缘，由此形成区段11,12。特别是，区段11在树脂挤出口N的圆周方向以基本上规则的间隔相互隔开。中间区段12在区段11之间定位并且也在树脂挤出口N的圆周方向以基本上规则的间隔相互隔开。设置在区段11的树脂挤出间隙t1大于设置在相应中间区段12的树脂挤出间隙t2。在优选的实施例中，树脂挤出间隙t1比树脂挤出间隙t2宽大约5％-30％。
尽管树脂挤出口N并不限于图7所示，即使在成型管材P的模具中使用如图7所示的形状，尤其是在吹塑成型装置中为了确定管材的外形而在履带模具中，如果用于形成管材圆柱部分3的模具短圆柱部分的内圆周表面被制成在圆周方向具有向外伸出的凸出的不均匀形状，管材P的基本上圆形部分3可以具有基本上真正圆形的内表面和具有不均匀部分的外圆周表面(图9)。另一方面，管材P的基本上圆形部分3也可以在其圆周方向具有不均匀形状(在向内和向外不均匀形状中变化)的内圆周表面和外圆周表面。即，管材P的圆周部分3可以这样构成，它具有分别在内侧和外侧形成的不均匀部分(参见图10)。在实施例中，可提供其它树脂挤出口N用于本发明只要该树脂挤出口N能提供此处所说的优点就行。
图8显示从图7的树脂挤出口N挤出的型坯(树脂)管T的透视图。如图8所示，型坯管T(由树脂挤出口N挤出的)包括具有基本上真正圆形的外圆周表面，而内圆周表面具有向内凸出部分。因此，该型坯管T在圆周方向不具有均匀的厚度，T1,T2。根据此构形，基本上为矩形部分2的相应的拐角部分2a通过型坯T的相应的大厚度部分T1成型，基本上为矩形部分2的边缘部分2b通过型坯T的小厚度部分T2成型。在实施例中，型坯管T的厚度在20％至60％的范围变化。
图9是根据本发明管材的第二实施例的剖视图，显示的部分对应于图5中所示第一实施例的部分。在图9中，像图5那样，对应于矩形部分2的拐角部分2a的圆形部分3的区段3a的厚度W1大于对应于矩形部分2的边缘部分2b的圆形部分3的区段3b的厚度W2。然而，通过改变挤出装置的模具的内表面形状，基本上为圆形的部分3具有一基本上是真正圆形的内表面和具有不均匀部分的外圆周表面。即，在圆周方向提供真正圆形内圆周边缘和向外凸出的外圆周边缘3a。向外凸出的外圆周边缘3a包括厚度W1，其比区段3b的厚度W2大。图9的管材P可同样被用于常规的管材，因为其内表面是圆形的。
图10显示根据本发明管材的第三实施例的局部图，显示的部分对应于图5中所示第一实施例的部分。在此例中，基本上为圆形的部分3在圆周方向具有两个不均匀形状的(向内和向外不均匀形状变化)内部和外部圆周表面。这是因为挤出装置模具的内表面形状在圆周方向可不均匀地形成至轻微的程度。这样，圆形部分3的结构即可具有分别在其内边和外边形成的不均匀部分，而在某些情况下圆形部分3的内表面和外表面的不均匀部分并不特别显著。
如进一步在图10中所见，矩形部分2的拐角部分2a在厚度上稍小于矩形部分2的边缘部分2b。换句话说，在根据本发明构成的管材P中，不总是需要拐角部分2a的厚度等于边缘部分2b的厚度，但是拐角部分2a的厚度可以稍薄，只要拐角部分2a的厚度能够维持合适的强度和耐压变形性就行。
在优选的实施例中，形成管材P的合成树脂材料是聚烯烃合成树脂例如聚乙烯、聚丙烯或其它能够提供耐天候性、耐久性和环境声音性能的这类材料。然而，其它的合成树脂材料例如聚氯乙烯或类似物也可以根据本发明的特殊应用而选择使用。因此，当管材P用于地下时，它必须具有足够的强度和/或厚度和/或足够的耐压变形性以承受施于管壁1的外部压力。还有，用于成型管材P的合成树脂材料或橡胶材料的硬度可根据(ⅰ)所要制造的管材的尺寸，(ⅱ)该管材要被使用的位置和(ⅲ)各种其它条件而任意选择。
成型两根管材并测量其实际尺寸。当图7所示的树脂挤出口N的间隙t1和t2在整个树脂挤出口N的圆周上都相同时成型第一根管材。在树脂挤出口N的间隙t1和t2变化的条件下成型第二根管材。
表1显示通过实际测量厚度A、B、C而得到的实际测量值。
表1
                            (数的单位是mm)
 管材尺寸(圆柱部分圆形截面的内径)     50     81     100
          厚度变化数值0  t1=4.25t2=4.25   t1=5.0t2=5.0  t1=5.25t2=5.25
       中间部分拐角的厚度A     0.7     1.0     1.2
     拐角部两个拐角截面的厚度B     0.4     0.7     0.7
       中心部分侧面的厚度C     1.9     3.0     3.6
         厚度变化数值0.5  t1=4.75t2=4.25   t1=5.5t2=5.0  t1=5.75t2=5.25
       中间部分拐角的厚度A     1.3     1.2     1.4
   拐角部分两个拐角截面的厚度B     1.0     1.0     0.9
    中心部分侧面的厚度C     2.0    3.15     3.5
       厚度变化数值1.1  t1=6.35t2=5.25
      中间部分拐角的厚度A      -     -     1.75
   拐角部分两个拐角截面的厚度B      -     -     1.3
       中心部分侧面的厚度C      -     -     3.5
表2显示在上述本发明原理基础上成型的管材的测量结果
表2
   尺寸    样品号      圆柱部分圆形截面    大厚度百分比(％)
 小厚度部分  大厚度部分
φ50    50-150-250-3     1.731.701.75     2.462.542.55     42.149.546.0
φ80    80-180-280-380-480-580-5     2.542.572.532.612.672.80     3.673.803.933.944.004.19     44.347.855.151.349.649.6
 φ100   100-1100-2     2.892.80     3.974.14     37.548.2
 φ100大厚度型   100-3100-4100-5     4.084.054.11     5.085.065.13     24.524.924.8
虽然本发明通过单个优选实施例进行了叙述，然而本领域的熟练人员承认本发明可在所附权利要求的精神和范围内通过改进而实施。

Claims (12)

1．一种包括管壁的管材，该管材包括：
多个基本上为矩形的部分，多个基本上为矩形的部分包括边缘部分和拐角部分；和
多个基本上为圆形的部分，基本上为矩形的部分和基本上为圆形的部分在管材的轴线方向彼此交替，基本上为圆形的部分的厚度在管材的圆周方向变化，
其中对应于基本上为矩形部分的拐角部分的基本上为圆形的部分的厚度比对应于基本上为矩形部分的边缘部分的基本上为圆形部分的厚度大。
2．如权利要求1所述的管材，进一步包括：
包括基本上为矩形部分的第一端；和
包括基本上为圆形部分的第二端。
3．如权利要求1所述的管材，进一步包括：
包括一个基本上为矩形部分和基本上为圆形部分的第一端；和
包括一个基本上为矩形部分和基本上为圆形部分的第二端。
4．如权利要求1所述的管材，其中对应于基本上为矩形部分拐角部分的基本上为圆形的部分的厚度比对应于基本上为矩形部分的边缘部分的基本上为圆形部分的厚度高大约20％-60％。
5．如权利要求4所述的管材，其中对应于基本上为矩形部分拐角部分的基本上为圆形的部分的厚度比对应于基本上为矩形部分的边缘部分的基本上为圆形部分的厚度高大约25％-50％。
6．如权利要求1所述的管材，其中：对应于基本上为矩形部分拐角部分的基本上为圆形的部分厚度在45°、135°、225°和315°的角度方向增大，而
对应于基本上为矩形部分的边缘部分的基本上为圆形部分的厚度在0°、90°、180°和270°的角度方向增大。
7．如权利要求1所述的管材，其中基本上为矩形部分的边缘部分的厚度和拐角部分的厚度基本上是相同的厚度。
8．如权利要求1所述的管材，其中基本上为矩形部分的边缘部分的厚度不同于基本上为矩形部分的拐角部分的厚度。
9．如权利要求1所述的管材，其中：
该管材包括合成树脂材料，和
该合成树脂材料是一聚烯烃系统。
10．如权利要求1所述的管材，其中
基本上为圆形部分的内圆周表面基本上是真正圆形的，而
基本上为圆形部分的外圆周表面包括向外伸出的凸起。
11．如权利要求1所述的管材，其中：
基本上为圆形部分的内圆周表面包括向内伸出的凸起，和
基本上为圆形部分的外圆周表面基本上是真正圆形。
12．如权利要求1所述的管材，其中：
基本上为圆形部分的内圆周表面包括向内伸出的凸起，和
基本上为圆形部分的外圆周表面包括向外伸出的凸起。
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