CN2709753Y - 大口径组装式塑料管材 - Google Patents

Abstract

大口径组装式塑料管材，其特征在于由单元型材组装而成，所述单元型材具有所要制造的管材相同的圆周曲率。由于单元型材在模具中热成型时已具有要求的曲率，装配时不再承受弯曲应力，所以可将结构壁厚增至理想尺寸；而且防止了因材料在应力下的应变而导致刚度变化、断裂失效的弊病，使用寿命长。本实用新型不受口径和壁厚的限制，尤其适合大口径(直径500－3000mm)管材的生产，生产设备投资减少，解决了产品难运输的问题。单元型材间可以通过粘结、焊接或扣接方式组装在一起。

Description

大口径组装式塑料管材

                              技术领域

本实用新型涉及一种用于市政排污、污水处理设施、农田水利灌溉、海水养殖等工程用塑料管材。

                              背景技术

随着国民经济及城镇建设的快速发展和国家对环保事业的重视，在市政排水、污水处理等工程中，对大口径管材的需求日益增长，而且所需要的管材的口径越来越大，D1-2m的管材已普遍使用，在有的工程中已使用了D3m的管材。

但目前我国在排污、污水处理等领域所用的大口径管材，一是传统产品水泥管，二是新型塑料管材(PE中空缠绕管、PVC-U缠绕管、塑料加筋管、塑料波纹管、塑料实壁管等)，后者处于日益增长趋势，在国外，水泥管材已基本被取消，而代之以各种塑料管道。

PE中空缠绕管、PVC-U缠绕管、塑料加筋管、塑料波纹管、塑料实壁管等，均属柔性管材，与水泥管相比，对地基的要求低，且重量轻，耐化学腐蚀，使用寿命长，密封性好，综合造价低。但目前存在如下问题：

(1)设备投资巨大，且投资与管径的大小成正比。每条生产线从上百至上千万元。目前生产的管径仅限于D1.5m以下。跨地区使用时，造成长距离运输。

(2)上述管道均需在生产厂家出成品管材。因管径口径大，给运输造成困难，增加运输费用，因为运输问题，严重限制了这些管材的应用。

(3)为解决设备投资大，运输困难问题，近年来开发了PVC-U缠绕管，其工艺首先是生产出PVC-U结构型材，然后将其运至施工现场，利用缠绕机生产出最终成品缠绕管。但PVC-U缠绕管存在着严重的缺陷，就是PVC-U缠绕管是型材在冷态下被缠绕成管材，型材受弯曲，就在管壁中产生了巨大的弯曲应力，管外壁受拉伸，管内壁受压缩。大家都知道，PVC-U和其它热塑性塑料一样是粘弹性材料，其应变行为对加载时间有着明显的依赖性，从粘弹性材料的应变-时间等应力蠕变曲线可看出，在相同时间内，施加的应力越大，其应变(ε)数值就越大。在等应力情况下，随着时间的增长，应变(ε)数值也逐渐增大，达到一定数值时，就会引发材料缩颈和产生银纹，银纹在应力的继续作用下，就发展成为微裂纹，继而裂纹，最终导致材料断裂，使缠绕管破坏而失效。即使在材料断裂之前，缩颈和应变也会改变管材的原有环刚度，在外负荷下加剧管材的变形，导致管材的破坏失效。另外，PVC-U缠绕管虽也采用了中空式结构型材，比实壁管节省材料，但其结构壁厚受缠绕限制，太厚会使外壁过度拉伸而出现裂纹，内壁过度压缩而起皱，所以不可能很大，而管材的环刚度则与结构壁厚的立方成正比。因此PVC-U缠绕管有其应用的局限性。

                              发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种大口径组装式塑料管材，管材使用寿命长，不受口径和壁厚的限制，解决生产设备高投资和产品难运输的问题。

本实用新型大口径组装式塑料管材，其特征在于由单元型材组装而成，所述单元型材具有所要制造的管材相同的圆周曲率。

本实用新型在圆周方向上由多根单元型材组成，一般单元型材的截面为管材圆周的1/24-1/4长度(也即在圆周方向上分成4-24根型材)。利用挤出机和结构模具挤出相应的型材，可在施工现场组装。由于单元型材的截面只有大口径管材圆周的1/24-1/4，每米型材的重量也只有相应管材的1/24-1/4，所需挤出机的挤出量大大降低，机台投资费用相应大幅度降低，设备投资可减少90％以上。型材在模具中热成型时已具有要求的曲率，装配时不再承受弯曲应力，所以可将结构壁厚增至理想尺寸，从而在环刚度相同时比PVC-U缠绕管节省10％以上的材料。

为了节省材料，本实用新型的单元型材仍可以采用中空式结构型材，中空部分可以分为矩形、方形、圆形或椭圆形等形状。型材的内、外壁可以为平滑表面或波状、圆弧形等异形表面，根据使用要求而定。单元型材间可以通过粘结、焊接或扣接方式组装在一起。当采用扣接方式连接时，单元型材的一端带有扣接插头单元，插头单元与中空式结构截面形状相适应，在单元型材的另一端为相适应的插槽单元，插头与插槽扣接后与中空结构形状吻合。由于型材在模具中热成型时已具有要求的曲率，在组装时只是连接在一起，不会象PVC-U缠绕管那样产生弯曲应力，从而防止了因材料在应力下的应变而导致刚度变化、断裂失效的弊病，使用寿命长。

本实用新型的优点：

使用寿命长，不受口径和壁厚的限制，尤其适合大口径(直径500-3000mm)管材的生产，生产设备投资减少，解决了产品难运输的问题。

                          附图说明

图1、图2分别为本实用新型单元型材的结构示意图；

图3、图4分别为用单元型材组装而成的管材结构示意图。

图中：1单元型材  2插头单元  3插槽单元  4管材

                         具体实施方式

图1、图2为列举的两种单元型材形状。如图1，单元型材1为具有多个截面呈矩形的中空结构，外壁和内壁为平滑的表面，一端带有插头单元2，该插头单元与中空结构截面形状相适应，在单元型材的另一端为相适应的插槽单元3，相邻的单元型材其中一根单元型材的插头单元与另一根的插槽单元扣接后与中空结构形状吻合(图3所示)。如图2为另一种单元型材形式，单元型材具有多个截面为半圆形的中空结构，外壁相当于为圆弧形表面，内壁为平滑的表面，一端带有呈半圆形的插头单元2，与中空结构截面形状相适应，另一端为半圆形的插槽单元3，相邻的单元型材其中一根单元型材的插头单元与另一根的插槽单元扣接后与中空结构形状吻合(图4所示)。

图3、图4分别为由8根相同长度的单元型材1组装成管材的结构示意图，由于每根单元型材具有所要制造的管材的圆周曲率，所以单元型材间组装为一根完整的管材，单元型材间的扣接处可以再用粘合剂粘结以保证扣接处的严密性。

Claims (5)

1、一种大口径组装式塑料管材，其特征在于由单元型材组装而成，所述单元型材具有所要制造的管材相同的圆周曲率。

2、根据权利要求1所述的塑料管材，其特征在于所述单元型材的截面为管材圆周的1/24-1/4长度。

3、根据权利要求1所述的塑料管材，其特征在于所述单元型材的内、外壁为平滑表面或波状、圆弧形表面。

4、根据权利要求1所述的塑料管材，其特征在于所述单元型材为中空式结构型材。

5、根据权利要求1所述的塑料管材，其特征在于所述单元型材间通过粘结、焊接或扣接方式组装在一起。

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