CN85105639A - 管道的卷绕成形及密封所用的方法及设备 - Google Patents

Abstract

板带通过螺旋形卷绕的方式制成的管子，板带上有若干纵向肋条从板带基面上竖起并横向隔开，其中一肋条带有球形端头；而另一肋条带有纵向球形窝槽，当板带卷绕时，窝槽和球头形成互接对，所有肋条或部分肋条带有适当的空槽，因而使接缝和肋条在横向可作一定量的伸张，槽由舌状边条封闭。在各种实例中，肋条有多种形式，在大部分情况下，肋条是空心的，并大体上呈矩形或半圆柱形，外形上呈波纹状。

Description

以前，曾有人提出过用塑料挤压成形的方法制造板带，在这种板带上有若干沿横向设置的竖肋条，各肋条之间形成纵向沟槽，板带的长度不受限制，在板带的一侧设有第一接合部，在板带的另一侧或另一侧靠里设有第二接合部，这种布局方式使板带在作螺旋形卷绕时，其第一接合部锁定在第二接合部内，从而制成管状件，这种管状件的强度相当高，长度可任意选定，其用途很广，例如可把它埋设在地下，作地下管使用，管子外壁的螺旋形肋条对管道起保护作用。

本发明对板带的这种螺旋形卷绕结构作某些改进。

在研究这种管子的使用过程中发现，其横向设置的竖肋条甚为重要，其原因，一是通过这些向外凸出的肋条，使管子得到极好的保护;二是可选定肋条的形状，使管子得到良好的缓冲;再者，肋条的这种形状能实现板带相邻搭接边之间的良好互锁，特别是对要求实现流体密封的管子这点尤为重要;此外，通过采用复合肋条或增强肋条可以提高管子的强度。如果需要作为隔沙屏等设施来使用，则肋条做成有利于隔沙的形状，以防沙粒阻塞管子自身壁面上的隙孔。本发明涉及各种板带结构，这些板带符合强度要求，由这些板带制成的管子，其使用性能有所提高。

本发明的一个目标是提供一种板带作螺旋卷绕时边缘搭接的良好接合方法，使接合部牢固，消除意外危险事故。

本发明的另一目标是在原有结构的基础上进一步提高其抗冲击能力。

本发明的又一目标是提供一种既有高的抗冲击能力，又沿纵向具有一定挠性的管子。

本发明的又一目标是利用塑性的“记忆”，对锁紧发生作用。

本发明的又一目标是通过使用不溶性塑料或无热熔焊性塑料使锁紧牢固。

本发明的还一目标是提供一种板带形状，它通常可制成防沙屏，或在细流灌溉或类似场合下使用。

本发明的又一目标是使管子的内壁形成相当平的连续表面，组成管子的板带具有肋条及肋条间形成的槽腔，使管子在结构上具有伸展性。

本发明的第一个目标是关于管子边缘的密封问题，管子是由板带作螺旋形卷绕而成，板带的边缘互相搭接接合，即当管子连续卷绕时，板带一边的肋条与板带另一边的窝槽相接合，本发明特别是关于搭接连接形式的问题。

本发明是一种由板带作螺旋形卷绕而成的管子，板带卷绕的每圈之间均有搭接部分，通过把板带一面上的第一接合部连接到板带另一面与其搭配的第二接合部上，使搭接部分锁定在一起，第一接合部与第二接合部在横向隔开设置，板带至少在一面上有若干隔开设置的纵向竖肋条，其特征为：形成第一接合部的肋条带有一个球形端头，该球头肋条搭配到形成第二接合部的窝槽内，窝槽的一端通过板带开口，至少第二接合部是有弹性的，可以容纳和夹持第一接合部肋条的球形端头，因此，在接合处限制了板带的横向伸展，使接合部不会脱开。

本发明还有其他的空心肋条，使板带能够伸缩以增加其横向挠性，这些肋条的内槽有各种形状。

本发明的特点是使用舌状边条复盖接缝，或当肋条内槽通过板带开口时，用此舌状边条复盖槽口，这些舌状边条既能密封槽口，又使板带能沿横向延展和收缩，由这种板带制成的管子可以承受弯曲。

因此，本发明克服了用板带作螺旋形卷绕而成的管子和其邻边搭接没有挠性的问题，同时也保证了接缝的密封，保证在使用过程中不因管子和接缝没有挠性而造成升失效。本发明管子对于应力破坏具有更大的抗力。可用作地下管道，或用于周围有相对运动作用的管子。

图1是根据本发明的方法卷绕管子的部分立体图，虚线部分表示使板带沿螺旋形卷绕成管子的送进滚子和接合滚子，图中还表示了引导板带旋绕成管子的整列滚子中的几个滚子。

图2是图1所示具有普通结构板带的端部正视放大图。

图3是带T形肋条的板带，具有形式较好的锁紧和密封部分，图中示出有一肋条具有一定的纵向可调性，如这种管子封埋在地下，可经受一定的地壳运动，或可以承受某种程度的弯曲。

图4表示用图3所示板带作螺旋形卷绕成管子时如何实现互锁和密封的情况。

图5、图6和图7表示具有环形肋条的板带形式，同时还表示了环槽密封的舌状边条，这些舌状边条不一定需要使用。图5表示板带作螺旋形卷绕时的搭接情况。

图8、图9和图10表示端部带空腔的丁形肋条，这种肋条使管子外周具有弹性。

图11表示通过使用波纹状立筋，使丁形肋条获得弹性。

图12是一段管子的局部立体图，从管中切下一段，经矫直形成排水板。

本板带结构是可以改变的，但其一般的形式为：在板带1上有若干从其基面上竖起并隔开设置的丁形肋条2，带有外端3，板带的边端肋条4比其余的肋条2短，形成第一接合部，以便配装入邻近板带1另一边的肋条6的窝槽5内，后者形成第二接合部，在肋条6之外，板带1还向外和向上延伸，形成锁紧部7，当板带卷绕成管子时，它嵌接在相邻肋条的下面。

肋条4带有球形端头8，用以装入窝槽5内，窝槽5内有用以连接肋条4的球形端头8的纵向扩张槽9，肋条4和肋条6做成能使肋条4的球形端头8压入窝槽5内，使球形端头8被牢固地夹持在胀大了的槽9内，即使肋条6经受一定的运动或变形，此处连接也不会脱开。

肋条4的球形部分8可以有一个侧平面10，它限定了窝槽内的空隙，如图4清楚地所示，这样，使得连接更容易，并且在结合处，由于形成如迷宫密封那样的体积扩张和压力降，从而实现对流体的密封。该平面与邻近板带一侧的肋条共同伸延。

在卷制管子的过程中，通过一对驱动滚子11，使板带1向前送进，当卷好第一圈后，通过后面的接合滚子12与板带另一边上的滚子13一起动作，使板带的搭接边压合在一起，通过差动滚子14进一步提高压合锁紧性。滚子14与滚子12共同伸展，但其驱动速度与滚子12稍有不同，以利于接合部的相互压合，且由于施力于板带，有助于板带弯成管子。

有一整列导引滚子15，图中仅示出少数几个，这些滚子沿第一圈连续排列，这些属于已知的技术。

从图1中可以看到，在用板带制作管子的过程中，组成第一接合部的肋条4要与组成第二接合部的肋条6内的窝槽5对齐，在板带作螺旋卷绕时，滚子12、13和14把板带的一边压合锁定到板带的另一边上，与此同时，板带的锁紧部7被压合在相邻竖肋条2的丁形部分3的下面，以利于板带两侧边互锁，这可从图4中清楚看出。

板带的另一边有密封用的舌状边条16，当板带卷绕成管子时，它伸展复盖肋条4和肋条6互接的区域。

舌状边条16靠着板带1放置，并借助于管内流体压力压紧在板带1上，边条上可设有波纹状接触面17，以形成流体的迷宫密封，表面17凹入板带1内，表面18以类似的方式设置，从而可贴到位于板带1的肋条4和相邻肋条2之间的表面上，如图4所示。

舌状边条16可以具有类似于橡皮的密封表面，在板带卷绕后，它与板带1的表面17接触，或在板带的这一位置可以采用压制在刚性基条上的弹性塑料，从而提供牢固的高效密封，或可使舌状边条16胶合到板带的接合部上。

再看锁紧部7，显然，当板带的一边与另一边搭配，接合部的肋条与窝槽很容易地压合在一起时，锁紧部7同时也能很容易地被置于锁定接合部和相邻丁形肋条之间的空间内。由锁紧部7所形成的这第二锁定接合部必须要使各接合部件在相对于其接合肋条进入锁紧位置时其原接合处保持互接和锁定。此外与它连接的肋条可以有一个勾形突出端，如图4虚线表示的18所示，由于肋条受压变形而使锁紧部7就位，当压力释放时，肋条2复位而形成第二锁定部位。

在板带的搭接边进入锁定位置时，通过在锁紧部7和其连接肋条之间嵌入密封胶带19，可以形成密封。

图3和图4中的板带体与图1和图2中的板带体是相似的，但在图3和图4的板带体上有一肋条2A，它虽也有丁形端3，但却带槽20，这使该板带比图1和图2中的板带更具有挠性，对接缝处的挠性也有类似影响。

可以看到，图3所示的肋条2A是双壁的，两壁之间形成内槽，内槽在肋条竖端封闭，通过板带1的基面开口，若要求挠度更大些，则可把双壁21和22的间隔加深，达大部分肋条高度。

若内槽20需要密封，则从内槽一边可伸展出一片作用与舌状边条16相似的边条，与内槽另一边的板带接合。

空心肋条可改形，如图5和图6所示。

图5所示的内槽24能使板带1在需要时可沿纵向伸展和收缩，该结构也是双壁的，带有侧壁25、26和平顶壁27，内槽24通过板带面开口，由舌状边条28复盖。

舌状边条28靠预应力贴在板带的基面上，既可以便于管子伸缩，又有光滑的内表面。

端肋条27A与板带的球形端头29相连接，锁紧部30用于限制壁25向外挠曲，密封剂31可置于锁紧部30上如图所示。

图6所示形式为：肋条是由近似半圆柱形的外部壁32和近似圆柱形的内部壁33连接而成波纹形，它也有相应于28那样的舌状边条34，用以密封内槽35。

在该图中还表示了在内槽35中可以嵌入固体混合物或弹性材料38，或在内槽之间的空间39处放入增强材料，如芯条40或内装可拉伸芯子42的弹性棒条41。

如图4所示的密封胶带19也可用于所述任何形式的结构中，以进一步提高锁紧性能，防止连接失效。

在图6所示的结构形式中，肋条端部32带弧形，当受到伸张载荷时，肋条自身起弹簧的作用，使肋条外端部发生少量移动，而运动不会传至肋条连接板带的内端部，这种良好的应力分配方式有利于锁紧。

如打算把这种板带制成防沙屏或类似物品，则只需刻制出若干锯痕，最好横贯板带的弧形部分，并且由于板带的这部分是弧形的，从而使穿透到内槽所形成的沟槽内，故每一沟槽均有多个隙缝，直开通至此物品的基面部分，封闭肋条内端的舌形边条可适当开孔，以便使流体流入如此制成的管子内，此管道或可作排水管用，通过两层通孔控制液，流的流出。

本发明上述的后一种形式如图7所示，采取环形肋条45的形式，限定了纵向内槽46，环形肋条的底端由舌状边条47复盖，舌状边条47A表示抬起了一点，显示板带可伸缩的特性。

窄槽48是沿肋条45的横向分布的槽，在伸出的边条47内有孔或隙孔49，当用这种板带作螺旋卷绕成管子时，沙子为孔、槽所阻隔，而水则可从此流入管内。

如果打算封闭内槽46，则舌状边条47可取47B的形式进行密封，47B的端缘有球状部分51，用以锁紧在纵向窝槽52内。

这种形式还可用于灌溉系统，使水从孔或隙孔49中流过，它还可作为测流量的孔道，通过窄槽48分配水量于土地中。

在图8、图9和图10所示的形式中，肋条53的外端制成可吸收冲击的形状，如在远离板带基体处设置膨胀的丁形端54，形成若干空心结构，这部分结构既可制成如图8所示密闭空心槽55的形式，又可制成如图9所示由横向伸张的缩颈形部分56和从肋条59外伸的丁形端部58组成的形式，或如图10所示的肋条端还带有两内置弓形壁57的形式，肋条53之所以能吸收冲击是由于它们具有所需的弹性。

图11所示丁形肋条的立肋60是波纹形的。肋条的端部61是平的，这种形式具有一定的弹性，可缓冲撞击作用，以免撞击传至肋条自身基面处。

装填材料可在板带成形后容易地注入，或在注塑板带时把它嵌入;在板带不需要有伸缩性之处，对舌状边条的牢固密封，既可以在注塑过程中当此处材料尚有足够的流动性时进行，也可以事后再粘结或形成定位件。

当这种板带作螺旋形卷绕成形时，由于板带具有竖肋条及其自身的基本形状，可以知道，板带本身是处于张紧状态，故保证其刚度远大于普通的圆筒形物体。再者，由于肋条大多向外伸，可能在某种场合也向内伸，或者同时向内伸和向外伸，这使其强度得到提高，还可在内槽中填充或部分填充适当的材料如图6所示，使结构得到增强，或在带隙孔板带的沟槽中设置多孔性物料，实现高效过滤，这种过滤物料表示在图7的一个内槽中。

同时还要认识到，肋条的结构既可采用传统性带槽或类似形状的形式，又可把金属丝或尼龙丝或类似的线材绕入这些沟槽内，进一步增强结构。

业已发现，根据所述种种结构，可以相应生产出供受压或不变压情况下使用的各种管子，如污水管、电话导线管和类似管子，但是，这些管子在设计上要考虑承受泥土载荷的偏差因数，对于给定长度的管子来说，既使重量相差达到35%～40%，仍给出同样的偏差因数。

因此，根据需要，可以调节挤压工艺，以制出复合材料的板带，使之在肋条的立肋方向比之其他角度方向都有更大的抗偏转刚性。因此，用这种板带卷绕成的管子，至少在其肋条结构部分可用刚性材料，而管壁本身则可以用挠性较大的材料。

在图12所示形式中，其肋条是制成波纹状肋条65，带有密封用舌状边条66，其布局方式与图5、图6和图7所示的类似，但本图示是把管子从纵向切开并经矫直成为平板，可用作隔土排水板或类似挡板，使渗进沟槽67内的水从槽中排出，舌状边条66的边缘68是波纹形的允许水从边条面流入沟槽67内。

为防止管子相邻旋圈之间沿纵向滑动，可沿横向加以波纹或加锯齿状脊筋和凹槽，它们的形状及位置可以多种多样，如波纹形部分70，使锁紧部7的下表面呈波纹状，与板带73处上表面的波纹72相配合。同样，在球形部分8上和孔槽9内可形成互接凸缘。

Claims (24)

1、一种用于制作管子的板带，可以用来作螺旋形卷绕，使板带上形成相互搭接的边缘部分，并通过板带一面上的第一接合部与板带另一面上与第一接合部横向隔开的第二接合部相连接，使搭接边缘部分锁定在一起，从而绕制成管子；板带上有若干纵走向的肋条，从板带基面上竖起，并沿其横向分布开；板带的特征为：

在这些肋条中，有一肋条构成所述的第一接合部，该肋条带有球形端头；

另一肋条带有纵向球形窝槽，构成所述的第二接合部，该窝槽通过板带基面开口，当前述球头肋条与之嵌接时，窝槽可以胀大，故使两接合部的连接得到锁紧，因此，在结合处允许一定范围的横向拉伸而不致使结缝脱开。

2、按权利要求1所规定的板带，其另一特征为：在所述肋条球形部分的一侧有一平面段，该平面部分基本上与肋条邻接板带边缘一侧的立筋共同伸展，因而有利于肋条在窝槽内的连接和密封。

3、按权利要求1或2所规定的板带，其另一特征为：在相邻于前述接合部处，有第二锁紧元件，包括：

在上述板带窝槽肋条之外，有一伸展部分，当板带作螺旋形卷绕时，该部分可与相邻肋条嵌接。

4、按权利要求1或2所规定的板带，其另一特征为：从板带基面的一侧，在邻接第一接合部处，伸展出一舌状边条，该边条的设置是用以复盖第一接合部和第二接合部组成的接缝，使该接缝得到进一步的密封。

5、按权利要求1所规定的板带，其另一特征为：至少有一肋条是空心的，且此肋条通过板带的基面开槽，因此，允许板带横向伸缩，从而使该板带制成的管子可以承受应力和有限的弯曲。

6、按权利要求5所规定的板带，其特征为：该肋条呈“U形”，其槽通过板带的基面开口。

7、按权利要求5所规定的板带，其特征为：该肋条具有隔开的弧形壁，以形成纵向内槽，该内槽通过板带的基面开口。

8、用按权利要求3、6或7所规定的板带制成的管子，其另一特征为：在螺旋卷绕之后，在上述肋条的伸展部分及与其相嵌接的肋条之间可加密封用嵌入物。

9、用按权利要求5、6或7所规定的板带制成的管子，其特征为：板带具有从内槽一边伸延的舌状边条，该边条不仅能封闭与板带另一边连接后的内槽，并允许板带横向伸缩。

10、按权利要求1所规定的板带，其另一特征为：至少有一些肋条带纵向空槽，这些空槽通过板带的基面开口，由空槽一边伸延的舌状边条把这些空槽封闭。舌状边条任意地紧靠到空槽另一边的板带基面处，通过渗流小孔，允许液流进入空槽内。

11、按权利要求10所规定的板带，其另一特征为：该渗流小孔可从板带制成的管内打通至空槽，并从管外通过肋条壁打通至空槽，因此，这些空槽可控制进、出管道的液流。

12、按权利要求1所规定的板带，其特征为：其竖肋条带有空心的外端，因此可以缓冲由肋条传至板带基面的压力。

13、按权利要求12所规定的板带，其特征为：该肋条呈“丁”形，其横向伸展的头部与板带基面隔开，并且是空心的。

14、按权利要求12所规定的板带，其特征为：该肋条呈“丁”形，其横向伸展部分至少有一个空腔，端壁为弧形，对传至该肋条外端的压力可起缓冲作用。

15、按权利要求1所规定的板带，其特征为：该竖肋条呈“丁”形，其向外伸展的肋条立筋呈波纹形，可以缓冲传向板带基面的压力。

16、按权利要求1所规定的板带，其特征为：肋条形成波浪形，各肋条由带波纹状边缘的舌状边条密封于板带的另一边上，边条靠贴着肋条的基面，形成排水装置，使水从板带带舌状边条的一面进入由波浪形肋条与舌状边条组成的纵向空槽内。

17、按权利要求1所规定的板带，其特征为：在板带的互相搭接部分，可沿横向加制波纹形或加脊筋，以免各圈之间出现纵向位移。

18、一种挡板，是把板带卷绕成螺旋形，然后沿纵向切开并至少将其局部矫直，作为排水板。

19、用带竖肋条的板带（肋条在横向隔开，沿纵走向设置）卷绕管子时，其制作及密封方法为：当板带作螺旋形卷绕时，通过板带一面上的第一接合部与板带另一面上，横向与第一接合部隔开的第二接合部相连接，使板带的纵向边缘部分搭接起来，锁定在一起;其特征为：

把组成上述接合部之一的带球形端头的纵向肋条连接到组成另一接合部的肋条的扩张窝槽内。

当其一接合部挤胀另一接合部，嵌入锁定位置时，至少有一接合部的尺寸发生变化，从而使连接处能承受一定的伸张量而结缝不致脱开。

20、由权利要求19所规定的方法，其特征为：为进一步加强连接，采用第二锁紧部，在邻近窝槽但隔开一段距离处设肋条，进一步夹持和密封互相搭接的部分。

21、按权利要求19或20所规定的方法，其另一特征为：

令密封用舌状边条从板带带纵向互接肋条的一侧向外伸出;

将由接合部形成的结缝由此密封边条复盖。

22、由权利要求19所规定的方法，其特征为：板带上至少有一纵向空槽，该空槽通过板带基面开口，故允许板带横向伸缩。

23、由权利要求21或22所规定的方法，其特征为：

令舌状边条伸展并越过上述空槽;

将此舌状边条靠置于板带基面上，封闭该空槽。

24、制造螺旋形卷绕管子的方法为：将带有在横向隔开，沿纵走向设置的竖肋条的板带作螺旋形卷绕，通过板带一面上的第一接合部与板带另一面上，横向与第一接合部隔开的第二接合部相连接，使板带的纵向边缘部分搭接起来，锁定在一起，其特征为：

把设置在板带一侧，形成其一接合部的纵向肋条连接到设置于板带的另一侧，形成另一接合部的肋条的窝槽内;

将至少一个接合部挤胀嵌入锁定位置内，使连接处能承受一定的伸张量;

在邻近上述接合缝处，将第二锁紧部嵌接于其相邻肋条上，使互相搭接部分得到进一步的夹持和密封;

将密封边条从板带有纵向互接肋条的一侧向外伸出;

将该密封边条复盖接合部位上;

令板带至少有一肋条带纵向空槽，该空槽通过板带基面开口，由这种板带卷绕成的管子，允许横向伸缩。

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