CN220228146U - 一种聚乙烯复合管连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种聚乙烯复合管连接结构，涉及管道领域，包括为管状结构的固定件和感应加热结构，固定件外到内依次包括第一聚乙烯层、第一金属层、第二聚乙烯层，固定件的两端分别用于套装在两个玄武岩聚乙烯复合管的连接端内，且固定件的外径大于或等于两个玄武岩聚乙烯复合管的连接端的内径，感应加热结构位于两个玄武岩聚乙烯复合管外，用于加热第一金属层。本结构连接后，具有更好的强度、密度性、抗压性；同时，还能够保持管道内壁光滑，不影响流通面积。

Description

一种聚乙烯复合管连接结构

技术领域

本实用新型涉及管道领域，具体涉及一种聚乙烯复合管连接结构。

背景技术

玄武岩纤维，是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。玄武岩纤维所制成的聚乙烯复合管具有比金属和玻璃纤维更高的强度、化学稳定性和热稳定性、耐酸碱度、抗紫外线性能、吸湿性能等。

但玄武岩纤维聚乙烯复合管的连接方式成为了行业难题，因为玄武岩纤维聚乙烯复合管中有玄武岩纤维层，玄武岩纤维的熔融要1450℃-1500℃，所以无法采用对接热融方法，因此现有的玄武岩纤维复合管连接方式如下：

卡槽对接法：在玄武岩纤维复合管的端部设置环形卡槽，在连接两根管道时，采用两个半圆接头扣合在两根管道的连接处，再将两个半圆接头用螺栓连接，半圆接头的半圆凸环卡合进管道的卡槽内，实现连接。这种方式的连接在半圆接头拼接处容易出现泄漏，无法保证管道的密封性，当出现外力撞击时，玄武岩纤维复合管的连接处更容易出现泄漏。

热熔承插连接法：管道端口应成倒角，用洁净棉布擦净管材和管件连接面上的污物，并在插口端标出插入深度。随后，用热熔承插连接工具对插口的外表面和承口的内表面进行加热。加热完毕后，立即退出加热工具，并用均匀外力将插口插至承口达标线的深度，使承口端部形成均匀凸缘。但这样的承口管件承受压力有限，无法使用于高压管道，失去了玄武岩纤维聚乙烯复合管特性，另玄武岩纤维聚乙烯复合管端头无法实现密封，玄武岩纤维会对水造成二次污染。

电熔连接：将电熔管件套在管材和管件上，并利用预埋在电熔管件内表面的电阻丝通电发热而产生的热能加热、熔化电熔管件的内表面和与之承插的管材外表面，使之融为一体。此方法连接时在户外气候和大风环境影响很难实现精准焊接，需要通过管件的结构设计和精确地控制输入功率以及通电时间，才能够获得高质量的接头，整个操作过程精度要求较高、施工难度大，效率低。另一方面，由于电熔管件的引入，该方法的连接成本较高，而且对连接管材的加工尺寸对接管段的要求要与热熔对接相同。除此之外，焊接前还需要刮除待焊表面的氧化皮，操作繁琐。

法兰连接；在对武岩纤维聚乙烯管端进行法兰盘(背压松套法兰)连接，先将法兰盘(背压松套法兰)套入待连接的聚乙烯法兰连接件(跟形管端)的端部，再将法兰连接件(跟形管端)的平口端与管道按热熔或电熔连接的要求进行连接。由于武岩纤维聚乙烯管与金属管的内、外径配套关系不一，且管壁厚度不一，需要增添一个双法兰短管。让金属管的法兰尺寸与武岩纤维聚乙烯管的法兰尺寸保持一致，才能确保法兰盘的连接规范合理，但成本较高操作难度大。

综上所述，现有的玄武岩纤维聚乙烯复合管连接方式问题多、难度大、效率低、成本高、且实际实用性较差。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种聚乙烯复合管连接结构，通过固定件快速固定连接两个玄武岩聚乙烯复合管，同时适用于高压、低压复合管，具有较好的强度、抗压性；

本实用新型的另一个目的在于提供基于玄武岩聚乙烯复合管的连接方法，通过应用在上述连接件的连接方法，在具有较好的强度和抗压性的基础上，进一步提高连接的紧固性。

基于第一个实用新型目的，本申请的技术方案包括为管状结构的固定件和感应加热结构，固定件外到内依次包括第一聚乙烯层、第一金属层、第二聚乙烯层，连接时，固定件的两端分别套装在两个玄武岩聚乙烯复合管的连接端内，感应加热结构位于两个玄武岩聚乙烯复合管外。

其中，感应加热结构为现有结构，其基本工作原理是利用交变的电流产生交变的磁场，交变的磁场使其中的金属导体内部产生涡流，从而使金属工件迅速发热。

感应加热结构加热的过程中，第一金属层发热，使第一聚乙烯层熔融，融化膨胀并充满复合管与固定件之间的间隙，直至复合管内外表面的聚乙烯层也产生熔体，两种熔体互相融合在一起，冷却成型后，复合管与固定件紧密连接为一体。

感应加热结构的加热方向为从内部到外部，因此第一金属层首先发热，其次为复合管的玄武岩纤维层，因此能够首先保证复合管与固定件之间的融合，提高连接效率。

本结构与现有的连接件相比，本结构的固定件设置在复合管的内壁上，由于设置有第一金属层，因此熔融后的固定件的厚度较薄，减小了固定件的厚度对复合管连接处带来的阻力，提高了固定件及复合管在连接处的抗压能力。

现有的结构通常在连接处的厚度设置较厚，不能保持管道内壁光滑，进而会影响流通面积，现有的结构若在连接处的厚度设置较薄，又不能适用于高压的复合管中。

因此，本结构在第一金属层的作用下，不仅可以在较薄的厚度下，不影响流通面积，还能在连接处具有较好的强度和抗压能力，同时适用于高压和低压复合管。

在此基础之上，固定件的第一金属层、第二聚乙烯层之间设置有隔热层。隔热层使第一金属层在发热时，只能融化第一聚乙烯层和复合管内侧的聚乙烯，确保玄武岩聚乙烯复合管管道内壁不会变形，进一步的提高抗压性和强度，保证管道内壁光滑，不影响流通效率。

进一步的，固定件的侧面设置有接口连接件，接口连接件包括第二金属层和套装在第二金属层上的第三聚乙烯层。当两个复合管套装在固定件的两端上时，接口连接件位于两个复合管的管口之间。在加热时，接口连接件的第二金属层发热使第三聚乙烯层、以及复合管的管口处的聚乙烯层熔融，最终互相融合在一起，冷却成型后，使复合管的管口处从内到外能够完全被包裹起来，进而提高复合管接口处的强度。

现有的连接件中，对于复合管的管口处并不能进行有效地密封，进而在使用时，管口处始终为强度及抗压性较差的位置，该处也容易发生事故，本结构通过带有第二金属层的接口连接件能够有效解决上述问题。

并且，优选的，第二金属层的宽度小于或等于两个玄武岩聚乙烯复合管的外径，第二金属层在两个复合管内，不仅能够提高管口处的强度和抗压力，同时也不会影响正常的使用。同时，第三聚乙烯层的宽度大于两个玄武岩聚乙烯复合管的外径，当第三聚乙烯层熔融时，能够与复合管的聚乙烯层融合，将复合管的管口处完全包裹连接起来。

更进一步的，本结构还包括用于固定在两个玄武岩聚乙烯复合管外侧面固定环，固定环上设置有用于调节固定环内径的调节件，固定环的内侧设置有若干金属连接齿。固定环的金属连接齿发热作用在复合管的外侧聚乙烯上，使外侧聚乙烯熔融，当固定件和复合管内壁的热融连接完成后，调节调节件紧固固定环，使金属连接齿抓入玄武岩纤维内，提高了管道的安全性和可靠性，彻底解决了传统接头方式存在安全隐患的问题。

基于另一个实用新型目的，玄武岩聚乙烯复合管的连接方法，包括以下步骤：

将固定件的两端分别套装在两个玄武岩聚乙烯复合管的连接端内；

套装固定件和玄武岩聚乙烯复合管后，在玄武岩聚乙烯复合管连接端的外壁上套装若干固定环；

将感应加热结构的感应线圈缠绕在两个玄武岩聚乙烯复合管、若干固定环的外壁上，加热第一金属层，使固定件的第一聚乙烯层与玄武岩聚乙烯复合管连接端的内侧聚乙烯层熔融，调节调节件使金属连接齿插入玄武岩聚乙烯复合管的玄武岩纤维层。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型一种聚乙烯复合管连接结构，通过感应线圈使固定件的第一金属层感应发热，使第一聚乙烯层融化而产生熔体，融化膨胀并充满复合管间隙，直至复合管内外表面也产生熔体，两种熔体互相融合在一起，冷却成型后，固定件与两个复合管紧密连接为一体；本结构不仅能够快速连接，且施工方便，与其它连接结构和方法相比，强度、密度性、抗压性更佳；同时，还能够保持管道内壁光滑，不影响流通面积。

其次，固定件内预埋第一金属层，降低了固定件内壁厚度，减小了固定件厚度给复合管管道带来的阻力，提高了固定件的抗压能力。

并且，第一金属层、第二聚乙烯层之间设置有隔热层，让第一金属层的加热温度只能融化固定件外侧的第一聚乙烯层和复合管管道内壁的聚乙烯材料，确保玄武岩聚乙烯复合管管道内壁不会变形。

同时，通过感应热融方法使金属连接齿可抓入玄武岩纤维层内，提高了复合管管道的安全性和可靠性，解决了传统接头方式存在安全隐患的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为实施例1中，固定件结构示意图；

图2为实施例3中，设置有接口连接件的固定件结构示意图；

图3为实施例3中，接口连接件与复合管之间结构示意图；

图4为实施例4中，固定环的一种结构示意图；

图5为实施例4中，固定环的另一种结构示意图；

图6为实施例5中，第一复合管、第二复合管与固定件连接后结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-固定件，2-第一聚乙烯层，3-第一金属层，4-第二聚乙烯层，5-隔热层，6-第二金属层，7-第三聚乙烯层，8-第一复合管，81-第一外聚乙烯层，82-第一玄武岩纤维层，83-第一内聚乙烯层，9-第二复合管，91-第二外聚乙烯层，92-第二玄武岩纤维层，93-第二内聚乙烯层，10-固定环，11-金属连接齿，12-感应线圈。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例1

连接件包括为管状结构的固定件1和感应加热结构，固定件1如图1所示，从外到内依次包括第一聚乙烯层2、第一金属层3、第二聚乙烯层4；

固定件1的两端分别套装在两个玄武岩聚乙烯复合管的连接端内，且固定件1的外径大于或等于两个玄武岩聚乙烯复合管的连接端的内径，当固定件1的外径等于两个玄武岩聚乙烯复合管的连接端的内径时，效果最好。由于聚乙烯层具有弹性，因此当固定件1的外径大于两个玄武岩聚乙烯复合管的连接端的内径时，能更好的紧固连接。

感应加热结构包括感应线圈12、感应加热控制器，在使用时，固定件1的两端分别套装在两个玄武岩聚乙烯复合管的连接端内，再将感应线圈12缠绕在两个玄武岩聚乙烯复合管上与固定件重合处，通过感应加热控制器使第一金属层3加热到能够使聚乙烯材料熔融的温度。

第一金属层3发热时，使第一聚乙烯层2熔融，融化膨胀并充满复合管与固定件之间的间隙，直至复合管的内表面的聚乙烯层也产生熔体，两种熔体互相融合在一起，冷却成型后，复合管与固定件紧密连接为一体。

实施例2

在实施例1的基础上，固定件1的第一金属层3、第二聚乙烯层4之间设置有隔热层5。第一金属层3发热时，使第一聚乙烯层2熔融，第二聚乙烯层4不熔融，确保复合管管道内壁不会变形，进而保持管道内壁的光滑。

实施例3

如图2所示，固定件1的侧面设置有接口连接件，接口连接件包括第二金属层6和套装在第二金属层6上的第三聚乙烯层7。

在部分实施例中，固定件1为圆环状。

在部分实施例中，第二金属层6与第一金属层3连通，第三聚乙烯层7与第一聚乙烯层2连通。

当感应加热结构加热时，第二金属层6与第一金属层3发热，使第三聚乙烯层7与第一聚乙烯层2熔融、复合管的内侧聚乙烯层、外侧聚乙烯层均熔融，最终复合管与固定件、两个复合管之间的管口处与接口连接件均连接为一体。

在部分实施例中，如图3所示，第二金属层6的宽度小于或等于两个玄武岩聚乙烯复合管的外径，优选的，第二金属层6的宽度等于两个玄武岩聚乙烯复合管的外径，其中，第二金属层6的宽度指与固定件的轴线垂直的方向上的长度，即第二金属层6位于玄武岩聚乙烯复合管内。

在部分实施例中，如图3所示，第三聚乙烯层7的宽度大于两个玄武岩聚乙烯复合管的外径，其中，第三聚乙烯层7的宽度指与固定件的轴线垂直的方向上的长度，即第三聚乙烯层7位于两个玄武岩聚乙烯复合管外。

实施例4

在上述实施例的基础上，连接件还包括用于固定在两个玄武岩聚乙烯复合管外侧面固定环10，固定环10上设置有用于调节固定环10内径的调节件，固定环10的内侧设置有若干金属连接齿11。

在部分实施例中，如图4所示，固定环10为具有两个连接端的卡环，调节件为分别设置在两个连接端上的若干连接孔和螺栓，通过调节螺栓连接在不同的连接孔中，调节固定环的内径。在使用时，在固定件与两个复合管连接后，将固定环固定在两个复合管外与固定件重合的位置上，金属连接齿11与复合管外侧的聚乙烯层相接触，再将感应线圈12缠绕在两个玄武岩聚乙烯复合管、若干固定环10的外壁上，加热后，第一金属件发热、金属连接齿11发热，固定件与复合管连接后，调节固定环，使金属连接齿11插入复合管的玄武岩纤维内。

部分实施例中，固定环10如图5所示，为u型抱箍，其采用金属铁皮冲压法，根据玄武岩聚乙烯复合管外管径大小和所需要长度裁剪好金属铁皮，将裁剪好金属铁皮放入冲压模具中进行蛇牙状刺冲压，得到金属连接齿11。将金属铁皮两头进行卷孔焊接，得到固定环。

实施例5

在上述实施例的基础上，基于玄武岩聚乙烯复合管的连接方法，包括以下步骤：

如图6所示，两个玄武岩聚乙烯复合管为第一复合管8和第二复合管9，第一复合管8从外到内包括第一外聚乙烯层81、第一玄武岩纤维层82、第一内聚乙烯层83；第二复合管9从外到内包括第二外聚乙烯层91、第二玄武岩纤维层92、第二内聚乙烯层93。

将固定件1的两端分别套装在第一复合管8和第二复合管9的连接端内，固定件1的第一聚乙烯层2与第一内聚乙烯层83、第二内聚乙烯层93相接触，第三聚乙烯层7与第一复合管8管口处的第一外聚乙烯层81、第一玄武岩纤维层82、第一内聚乙烯层83接触，第三聚乙烯层7与第二复合管9管口处的第二外聚乙烯层91、第二玄武岩纤维层92、第二内聚乙烯层93相接触；

在第一复合管8和第二复合管9的外壁上套装若干固定环10，金属连接齿11与第一外聚乙烯层81、第二外聚乙烯层91相接触；

将感应加热结构的感应线圈12缠绕在第一复合管8、第二复合管9、固定环10上，通过感应加热控制器使第一金属层3、第一玄武岩纤维层82、第二玄武岩纤维层92、第二金属层6加热到能够使聚乙烯材料熔融的温度；

第一金属层3首先发热，在固定件的第一聚乙烯层2与第一内聚乙烯层83、第二内聚乙烯层93熔融连接后，调节固定环10的内径，使金属连接齿11插入第一玄武岩纤维层82、第二玄武岩纤维层92中。

在外部涂刷上聚脲涂料保护层，连接施工完毕。

本文中所使用的“第一”、“第二”、“第三”等只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚乙烯复合管连接结构，其特征在于，包括为管状结构的固定件(1)和感应加热结构，固定件(1)外到内依次包括第一聚乙烯层(2)、第一金属层(3)、第二聚乙烯层(4)，固定件(1)的两端分别套装在两个玄武岩聚乙烯复合管内，感应加热结构用于加热第一金属层(3)。

2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合管连接结构，其特征在于，固定件(1)的第一金属层(3)、第二聚乙烯层(4)之间设置有隔热层(5)。

3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合管连接结构，其特征在于，固定件(1)的侧面设置有接口连接件，固定件(1)与两个玄武岩聚乙烯复合管连接时，接口连接件位于两个玄武岩聚乙烯复合管之间。

4.根据权利要求3所述的一种聚乙烯复合管连接结构，其特征在于，接口连接件包括第二金属层(6)和套装在第二金属层(6)上的第三聚乙烯层(7)。

5.根据权利要求3所述的一种聚乙烯复合管连接结构，其特征在于，固定件(1)为圆环状。

6.根据权利要求3所述的一种聚乙烯复合管连接结构，其特征在于，第二金属层(6)的宽度小于或等于两个玄武岩聚乙烯复合管的外径。

7.根据权利要求3所述的一种聚乙烯复合管连接结构，其特征在于，第三聚乙烯层(7)的宽度大于两个玄武岩聚乙烯复合管的外径。

8.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合管连接结构，其特征在于，还包括用于固定在玄武岩聚乙烯复合管外侧的固定环(10)，固定环(10)上设置有用于调节固定环(10)内径的调节件，固定环(10)的内侧设置有若干金属连接齿(11)。

9.根据权利要求8所述的一种聚乙烯复合管连接结构，其特征在于，固定环(10)为u型抱箍。

10.根据权利要求4所述的一种聚乙烯复合管连接结构，其特征在于，第一金属层(3)与第二金属层(6)连通。