CN210566918U - 一种大口径塑料管的楔形熔接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大口径塑料管的楔形熔接结构，包括同轴、呈角度或相贯连接、且均为同塑料材质的两段或多段管体，在相接的第一管体和第二管体的接缝处嵌设有同一环形周面分别与第一管体和第二管体熔接的连接体，所述连接体的截面呈楔形结构，且连接体的周面呈凹凸结构与第一管体和第二管体的端面贴合熔接。该结构适用于对大口径、厚壁管的各种形式(如同轴、弯头、三通等)的管体连接，特别是异形管的焊接，管壁越厚，连接强度越高，该结构在制作中无需使用夹具以及移动管体等，施工方便、可靠、灵活且效率高，强度大。

Description

一种大口径塑料管的楔形熔接结构

技术领域

本实用新型涉及大口径塑料管的焊接技术领域，尤其涉及一种大口径塑料管的楔形熔接结构，适用于对大口径(直径DN3000mm以上)、厚壁管(200mm以上)的直管、弯头、三通的成型加工。

背景技术

焊接就是借助原子间的联系和质子间的扩散，获得形成整体接头的过程。也可以认为，焊接是利用热能或机械压力，或者两者并用，使用填充材料，将两个或两个以上的工件连接一起的，成为不可分的牢固接头的方法。

现有的对大口径管的焊接形式主要有坡口熔焊、热熔对焊以及利用电熔丝承插熔接。

坡口熔焊一般采用电熔焊枪，利用热风熔化焊丝与母材形成焊缝的手工操作焊接方法，热风温度在160-220℃左右，适用于短焊缝，对于大口径管的焊接，人工的劳动强度极大，工作效率低。并且在坡口熔焊时，要求焊缝均匀。

热熔对焊是先用加热板给管材的两端加热再连接，连接过程中必须对焊接面施加压力(加热或不加热)，以完成的焊接方法。在操作过程中需要使用夹具对管体焊接端面进行施压，并且在安装和拆卸夹具时，需要将两段管体进行轴向移动，使两段管体分开一定距离用于安装夹具以及对夹具施加压力，操作繁琐，在管体直径、重量较大时，需要的夹具尺寸较大，管体移动困难，对操作空间也有一定要求，并且压焊时同样对两管体接缝的整齐度也有要求，要求焊缝均匀。

利用电熔丝承插熔接，是将两管体承插，并在连接处设置电熔丝，通过给电熔丝加热，使得连接处材料熔融，将两管体连接。在大口径管体承插时，由于管体直径较大，造成其管道直径误差也随之增大，管道连接处可能呈椭圆形，两管道的误差较大，造成两管体接触的面积变小，造成管道连接强度差、密封性差。

因此，在现有技术中对大口径管的焊接存在一定的困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于大口径管连接成型、连接强度高的一种大口径塑料管的楔形熔接结构。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种大口径塑料管的楔形熔接结构，包括同轴、呈角度或相贯连接、且均为同塑料材质的两段或多段管体，其特征在于：在相接的第一管体和第二管体的接缝处嵌设有同一环形周面分别与第一管体和第二管体熔接的连接体，所述连接体的截面呈楔形结构，且连接体的周面呈凹凸结构与第一管体和第二管体的端面贴合熔接。

进一步的技术方案在于：一次熔接孔，呈楔形通孔结构，位于第一管体和第二管体的接缝处，包括周向等间距开设的多个，多个一次熔接孔以接缝所在的圆心为中心呈放射状布置；所述连接体包括一次锥销棒，所述一次锥销棒与管体材质相同，填充于一次熔接孔内，所述一次锥销棒的同一周面分别与第一管体和第二管体熔接，并与一次熔接孔能够过盈配合；二次熔接孔，呈楔形通孔结构，位于相邻的两一次熔接孔之间，并与两一次熔接孔相交，多个二次熔接孔以接缝所在的圆心为中心呈放射状布置；所述连接体还包括二次锥销棒，所述二次锥销棒与管体材质相同，填充于二次熔接孔内，所述二次锥销棒的同一周面分别与第一管体、第二管体和一次锥销棒相熔接，并与二次熔接孔能够过盈配合。

进一步的技术方案在于：所述一次熔接孔的小端与二次熔接孔的小端朝向相反方向设置。

进一步的技术方案在于：所述一次熔接孔和二次熔接孔的小端均朝向管体内部设置。

进一步的技术方案在于：所述一次锥销棒和二次锥销棒的小端均设有用于拉动其轴向运动的拉拽部。

进一步的技术方案在于：所述一次熔接孔和二次熔接孔的横截面形状为圆形、长方形、椭圆形或正多边形。

进一步的技术方案在于：相邻的两一次熔接孔大端的中心距为20mm以上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

该结构利用连接体的楔形面结构，一方面能够很容易的将连接体放入熔接孔内，另一方面通过对连接体施压，促进连接体运动，利用连接体的锥面挤压管体端面，实现连接体与管体面面接触挤压，保压稳定、效果好，提高了连接体与管体连接的强度。

而且里面连接体周面非光滑的凹凸结构，加强了连接体与管体之间的环向连接强度。

该结构适用于对大口径、厚壁管的各种形式(如同轴、弯头、三通等)的管体连接，特别是异形管的焊接，管壁越厚，连接强度越高，该结构在制作中无需使用夹具以及移动管体等，施工方便、可靠、灵活且效率高，强度大。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是现有技术中直管的结构示意图；

图2是现有技术中弯头的结构示意图；

图3是现有技术中三通的结构示意图；

图4是本发明中实施例3.1中管体接缝处熔接孔的结构示意图(一次熔接孔与二次熔接孔的朝向相同)；

图5是本发明中实施例3.1中管体接缝处锥销棒的安装结构示意图；

图6是本发明中实施例3.1中管体接缝处的一结构示意图(圆形熔接孔)；

图7是本发明中实施例3.1中管体接缝处的另一结构示意图(矩形熔接孔)；

图8是本发明中实施例3.2中管体接缝处熔接孔的结构示意图(一次熔接孔与二次熔接孔的朝向相反)；

图9是本发明中实施例3.2中管体接缝处锥销棒的安装结构示意图；

图10是本发明中实施例3.2中管体接缝处的一结构示意图(圆形熔接孔)；

图11是本发明中实施例3.2中管体接缝处的另一结构示意图(矩形熔接孔)；

图12是本发明中锥销棒的一结构示意图；

图13是本发明中锥销棒的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的仅仅实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1～图13所示，一种大口径塑料管的楔形熔接结构，包括同轴、呈角度或相贯连接、且均为同塑料材质的两段或多段管体，在相接的第一管体101和第二管体102的接缝处嵌设有同一环形周面分别与第一管体101和第二管体102熔接的连接体10，所述连接体10的截面呈楔形结构，且连接体10的周面呈凹凸结构与第一管体101和第二管体102的端面贴合熔接。

该结构利用连接体10的楔形面结构，一方面能够很容易的将连接体10放入熔接孔内，另一方面通过对连接体10施压，促进连接体10运动，利用连接体10的锥面挤压管体端面，实现连接体10与管体面面接触挤压，保压稳定、效果好，提高了连接体10与管体连接的强度。

而且里面连接体10周面非光滑的凹凸结构，加强了连接体10与管体之间的环向连接强度。

该结构适用于对大口径、厚壁管的各种形式(如同轴、弯头、三通等)的管体连接，特别是异形管的焊接，管壁越厚，连接强度越高，该结构在施工时无需使用夹具以及移动管体等，操作方便、可靠、灵活且效率高，强度大。

具体的，一次熔接孔11，呈楔形通孔结构，位于第一管体101和第二管体102的接缝处，包括周向等间距开设的多个，多个一次熔接孔11以接缝所在的圆心为中心呈放射状布置；所述连接体10包括一次锥销棒13，所述一次锥销棒13与管体材质相同，填充于一次熔接孔11内，所述一次锥销棒13的同一周面分别与第一管体101和第二管体102熔接，并与一次熔接孔11能够过盈配合。二次熔接孔12，呈楔形通孔结构，位于相邻的两一次熔接孔11之间，并与两一次熔接孔11相交，多个二次熔接孔12以接缝所在的圆心为中心呈放射状布置；所述连接体10还包括二次锥销棒14，所述二次锥销棒14与管体材质相同，填充于二次熔接孔12内，所述二次锥销棒14的同一周面分别与第一管体101、第二管体102和一次锥销棒13相熔接，并与二次熔接孔12能够过盈配合。一次锥销棒13和二次锥销棒14组合形成连接体10的凹凸周面。

对于上述结构的施工方法，采用大口径塑料管的楔形熔接方法，包括以下步骤：

A.预处理：

按要求将同塑料材质的两段或多段管体端面或相贯坡口加工成型，然后拼装至成品形状并进行预固定，使待焊接的两管体端面保持稳定的接触；

B.一次熔接处理：

b1.在两管体的接缝处环向等间距制备多个呈楔形的一次熔接孔11，一次熔接孔11的中心位于两管体的接缝上，多个一次熔接孔11以接缝所在的圆心为中心呈放射状布置；

b2.获取与一次熔接孔11相匹配、且与管体同材质的一次锥销棒13，一次锥销棒13的长度大于一次熔接孔11的深度，使得一次锥销棒13与一次熔接孔11配合后，其大端能够凸出于一次熔接孔11；

b3.将一次熔接孔11和一次锥销棒13加热熔接配合，并对一次锥销棒13轴向加压，使一次锥销棒13挤压一次熔接孔11；

b4.保压一定时间，至一次熔接孔11和一次锥销棒13冷却；

C.二次熔接处理：

c1.在相邻的两一次熔接孔11中间制备同样呈楔形的二次熔接孔12，并使二次熔接孔12与相邻的一次熔接孔11相交，多个二次熔接孔12同样以接缝所在的圆心为中心呈放射状布置；

c2.获取与二次熔接孔12相匹配、且与管体同材质的二次锥销棒14，二次锥销棒14的长度大于二次熔接孔12的深度，使得二次锥销棒14与二次熔接孔12配合后，其大端能够凸出于二次熔接孔12；

c3.将二次熔接孔12和二次锥销棒14加热熔接配合，并对二次锥销棒14轴向加压，使二次锥销棒14挤压二次熔接孔12；

c4.保压一定时间，至二次熔接孔12和二次锥销棒14冷却。

该方法通过先后两次熔接处理，实现对两管体的连接固定。

一次熔接处理时，先在两管体的接缝处间隔加工出多个一次熔接孔11，同一一次熔接孔11的内壁由两管体的端面构成，再在一次熔接孔11内嵌入一次锥销棒13，一次锥销棒13的一周面同时与两管体熔接，从而实现对两管体的连接的一次固定。

二次熔接处理时，在两一次熔接孔11之间加工二次熔接孔12，使同一二次熔接孔12的内壁由两管体的端面以及两一次锥销棒13构成，再在二次熔接孔12内嵌入二次锥销棒14，二次锥销棒14的一周面同时与两管体及两一次锥销棒13熔接，不仅实现了对两管体的连接，同时还将多个一次锥销棒13连接形成一体，完成二次熔接固定，提高了熔接强度。

在一次熔接和二次熔接时，均利用锥销棒的楔形面结构，一方面能够很容易的将锥销棒放入熔接孔内，另一方面结合锥销棒的长度大于熔接孔深的特征，通过对锥销棒轴向施压，促进锥销棒向熔接孔内运动，利用锥销棒轴的锥面挤压熔接孔，锥销棒与熔接孔为面面接触挤压，保压稳定、效果好，提高了锥销棒与管体连接的强度。

该方法适用于对大口径、厚壁管的各种形式(如图1～3所示，同轴、弯头、三通等)的管体连接，特别是异形管的焊接，管壁越厚，连接强度越高，该方法无需使用夹具以及移动管体等，操作方便、可靠、灵活且效率高，强度大。

根据使用需求，在步骤C之后还具有步骤D整形处理，由于一次锥销棒13和二次锥销棒14的长度均大于孔深，根据使用需求，去除凸出于管体的一次锥销棒13和二次锥销棒14。而当管体埋设于地下时，只需去除凸出于管体内壁的锥销棒，凸出于管体外的部分形成加强筋还能够提高管体的使用强度，使管体与土壤结合强度提高。

对于熔接孔和锥销棒的加热熔融形式，可以采用单独加热或同时加热，具体可采用三种实施方式。

实施例1.1

在一次熔接和二次熔接中熔接孔和锥销棒均采用单独加热，具体的步骤b3和步骤c3的操作相同，包括以下步骤：

e1.分别对一次熔接孔11和二次熔接孔12内表面、以及对一次锥销棒13和二次锥销棒14外表面进行单独加热，使其均具有2-5mm厚的软化层；

e2.将一次锥销棒13和二次锥销棒14放置于对应的一次熔接孔11和二次熔接孔12内；

e3.从一次锥销棒13和二次锥销棒14的大端向小端挤压，或从小端拉拽。

实施例1.2

一次熔接中一次熔接孔11和一次锥销棒13采用同时加热，二次熔接中二次熔接孔12和二次锥销棒14采用分别加热。

具体的步骤b3包括以下步骤：f1.在一次锥销棒13的表面螺旋缠绕加热丝；

f2.将一次锥销棒13放置于对应的一次熔接孔11内，并给加热丝通电使接触面熔融实现熔接；

f3.从一次锥销棒13的大端向小端挤压，或从小端拉拽。

步骤c3包括以下步骤：

e1.对二次熔接孔12内表面、以及对二次锥销棒14外表面进行单独加热，使其均具有2-5mm厚的软化层；

e2.将二次锥销棒14放置于对应的二次熔接孔12内；

e3.从二次锥销棒14的大端向小端挤压，或从小端拉拽。

实施例1.3

一次熔接中一次熔接孔11和一次锥销棒13采用单独加热，二次熔接中二次熔接孔12和二次锥销棒14采用同时加热。

具体的步骤b3包括以下步骤：

e1.对一次熔接孔11内表面、以及对一次锥销棒13外表面进行单独加热，使其均具有2-5mm厚的软化层；

e2.将一次锥销棒13放置于对应的一次熔接孔11内；

e3.从一次锥销棒13的大端向小端挤压，或从小端拉拽。

步骤c3包括以下步骤：

f1.在二次锥销棒14的表面螺旋缠绕加热丝；

f2.将二次锥销棒14放置于对应的二次熔接孔12内，并给加热丝通电使接触面熔融实现熔接；

f3.从二次锥销棒14的大端向小端挤压，或从小端拉拽。

两次熔接如都采用电熔丝同时加热会出现短路现象，因此两次熔接不能同时采用电熔丝熔接固定。

锥销棒和熔接孔采用单独加热的形式，可以利用加热工装分别对锥销棒和熔接孔加热，且加热效果可控。

用于大口径塑料管楔形熔接的加热工装，包括用于对一次熔接孔11和\或二次熔接孔12内壁加热的加热棒，以及用于对一次锥销棒13和\或二次锥销棒14外壁加热的加热套。

加热棒为金属外壳电加热元件，其外表面形状与一次熔接孔11和\或二次熔接孔12内表面相匹配，可分别对一次熔接孔11和\或二次熔接孔12内表面加热，也可多个加热棒对多个熔接孔同时加热。所述加热棒可自动控制加热温度，使熔接孔内表面均匀融化。

加热套为金属外壳电加热元件，其内表面形状与一次锥销棒13和\或二次锥销棒14外表面相匹配，可分别对一次锥销棒13和\或二次锥销棒14外表面加热，也可多个加热套对多个锥销棒同时加热。所述加热套可自动控制加热温度，使锥销棒外表面均匀融化。

为了防止锥销棒和熔接孔在单独加热后，在向熔接孔内放置锥销棒时，使锥销棒在放置的过程中与熔接孔粘连，所以在步骤e1与步骤e2之间还具有步骤e1.5。步骤e1.5将一次锥销棒13和\或二次锥销棒14以及一次熔接孔11和\或二次熔接孔12冷却至表层结皮，冷却方式可以借助导热材料，例如铁座、风机等将一次锥销棒13和\或二次锥销棒14以及一次熔接孔11和\或二次熔接孔12的表层热量导出至结皮，冷却时间约2～10s。在锥销棒放置到位并挤压时，锥销棒和熔接孔内部的热量又会将表层的结皮冲破，实现对两管体的熔接。

利用加热丝对熔接孔和锥销棒同时加热，避免了在操作过程中烫伤操作人员，提高了生产的安全性。为了在加热丝通电后，保证管体与锥销棒的熔接强度，加热丝的直径为1～2.2mm，相邻两圈加热丝之间的间距为2～10mm，以保证加热丝在通电后，将熔接孔和锥销棒加热至具有2-5mm厚的软化层。

而对于熔接孔的加工，可以在将管体固定到位后在现场一次加工制得。但为了节约现象施工的时间，可选择在出厂前加工出来。

实施例2.1

一次熔接孔11的制备包括以下步骤：

g1.在预处理操作将管体吊装到位后，在管体的待熔接的端面环向等间距地加工多个楔形半槽；

g2.在预处理操作将管体拼装至成品形状后，转动管体，使两段管体的楔形半槽形成一完整的楔形孔。

对于一次熔接孔11和二次熔接孔12的设置，具体可包括两种形式。

实施例3.1

如图4～图7所示，一次熔接孔11和二次熔接孔12的小端均朝向管体内部开设。该种设置方式，便于从外向内对熔接棒施加压力，也可以从管体内拉拽熔接棒。

实施例3.2

如图8～图11所示，一次熔接孔11的小端与二次熔接孔12的小端朝向相反方向开设。该种设置方式，能够使一次熔接棒13和二次熔接棒14能够在较小面积相交的情况下实现完全重叠相交，扩大了两一次熔接孔11之间的间距，减少了熔接孔的设置，减少了用料，节约了成本，并提高了熔接强度。

在上述实施例中，相邻的两一次熔接孔11大端的中心距为20mm以上，以确保锥销棒的直径，保证锥销棒与两管体的熔接面积并且，为了便于拉拽锥销棒，在一次锥销棒13和二次锥销棒14的小端均设有用于拉动其轴向运动的拉拽部15，拉拽部15可以采用拉绳或拉环等形式。

而对于熔接孔的形状，如图12和图13所示，一次熔接孔11和二次熔接孔12的横截面形状为圆形、长方形、椭圆形或正多边形。为了加工制作方便，可将一次熔接孔11和二次熔接孔12的形状和尺寸设置相同。但是为了增强一次熔接棒13和二次熔接棒14与管体之间环形的熔接强度，在横截面选用长方形或正多边形，并选用实施例3.1的形式设置时，一次熔接孔11和二次熔接孔12的尺寸选用大小两种，以便一次熔接棒13和二次熔接棒14熔接后，与管体熔接的侧壁形成凹凸结构。

以上仅是本实用新型的较佳实施例，任何人根据本实用新型的内容对本实用新型作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种大口径塑料管的楔形熔接结构，包括同轴、呈角度或相贯连接、且均为同塑料材质的两段或多段管体，其特征在于：在相接的第一管体(101)和第二管体(102)的接缝处嵌设有同一环形周面分别与第一管体(101)和第二管体(102)熔接的连接体(10)，所述连接体(10)的截面呈楔形结构，且连接体(10)的周面呈凹凸结构与第一管体(101)和第二管体(102)的端面贴合熔接。

2.根据权利要求1所述的一种大口径塑料管的楔形熔接结构，其特征在于：

一次熔接孔(11)，呈楔形通孔结构，位于第一管体(101)和第二管体(102)的接缝处，包括周向等间距开设的多个，多个一次熔接孔(11)以接缝所在的圆心为中心呈放射状布置；

所述连接体(10)包括一次锥销棒(13)，所述一次锥销棒(13)与管体材质相同，填充于一次熔接孔(11)内，所述一次锥销棒(13)的同一周面分别与第一管体(101)和第二管体(102)熔接，并与一次熔接孔(11)能够过盈配合；

二次熔接孔(12)，呈楔形通孔结构，位于相邻的两一次熔接孔(11)之间，并与两一次熔接孔(11)相交，多个二次熔接孔(12)以接缝所在的圆心为中心呈放射状布置；

所述连接体(10)还包括二次锥销棒(14)，所述二次锥销棒(14)与管体材质相同，填充于二次熔接孔(12)内，所述二次锥销棒(14)的同一周面分别与第一管体(101)、第二管体(102)和一次锥销棒(13)相熔接，并与二次熔接孔(12)能够过盈配合。

3.根据权利要求2所述的一种大口径塑料管的楔形熔接结构，其特征在于：所述一次熔接孔(11)的小端与二次熔接孔(12)的小端朝向相反方向设置。

4.根据权利要求2所述的一种大口径塑料管的楔形熔接结构，其特征在于：所述一次熔接孔(11)和二次熔接孔(12)的小端均朝向管体内部设置。

5.根据权利要求2所述的一种大口径塑料管的楔形熔接结构，其特征在于：所述一次锥销棒(13)和二次锥销棒(14)的小端均设有用于拉动其轴向运动的拉拽部(15)。

6.根据权利要求2所述的一种大口径塑料管的楔形熔接结构，其特征在于：所述一次熔接孔(11)和二次熔接孔(12)的横截面形状为圆形、长方形、椭圆形或正多边形。

7.根据权利要求2所述的一种大口径塑料管的楔形熔接结构，其特征在于：相邻的两一次熔接孔(11)大端的中心距为20mm以上。

Images