TW266185B - Process for the fusion jointing of plastics pipes and socket for carrying out the process - Google Patents

Description

經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 266185 A7 ------------____ 五、發明説明（1 ) . 本發明係有關一種使相當小直徑之管零件（特別是由聚 偏二氟乙埽（PVDF)製得者）熔化接舍之方法及套管。其他 塑料如聚氣乙烯（PVC)，純聚氣乙烯（CPVD)，聚乙缔 (pE) ’聚丙晞（pp)乙烯氣三氟乙烯（ECTFE)，全氟烷氧 垸（PFA)，聚醚g旨酮（PEEK),聚伸苯硫化物（pps)等製 得之管亦可依據本發明彼此接合。 由高密度聚乙烯（HDPE)製得之管熔化接合中使用所謂 <電動套管爲已知。此操作中，欲熔化接合之淑向排列管 零件係串聯排列，但維持某種間隙而可使由與欲熔化接合 之該管零件相同之材料製得之環插入。接著以插入其内之 電動加熱元件之方式使排列在對接周圍之電動套管加熱， 此引起在套管/管零件界面之塑膠表面軟化並随後使套管 與管零件熔化接合。但此熔化接合並未發生在沿著管間隙 疋管零件之間，在實務上該間隙仍存在且固此造成接合管 零件中發生後流動之顯著干擾。此外，許多情況中，電動 加熱元件曝露於管間隙區域中，因此有腐蝕現象。 迄今’具相當大管直徑之HPDE管線熔化接合所述之技 術，可用以熔化接合具其相當小直徑；pvDF管線系統。 在P V D F管之例中，由於上述之小直徑及伴隨之壁厚度小 ，因此當使用已知之電動套管熔化接合時，管零件在加熱 狀態下會塌下，而無法製得可再製之熔化接合品質之效果 〇 本發明I目的係提供一種在使用電動套管熔化接合可成 功地使特別是PVDF管與由塑料製得之管狀連接件熔化接 本紙张又度通用中國國豕標準（CNS ) A4規格（21〇><297公董） 4- 杜衣------II------.^ (請先KI-讀背面·之注意事項再填寫本頁) 266185 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（ 合之上述方法。此外’本發明方法之套管將加以明確載述 〇 本發明達成之目的爲欲熔化接合之塑膠管零件係彼此對 接，塑膠管零件係在相當廣區域之對接接合下加教，其長 度爲管直徑之約。。至！^倍（視各例而定），由對接接合所 測定，其方法係利用塑料製得之電加熱套管，且熔化接合 至後者，#接接合之方向或相當有區域比相#寬區域加熱 更強，因而不僅在套管内表面與管零件之相鄰表面發生熔 化接合，在沿著對接接頭之管零件之對接亦發生熔化接合 〇 因此依據本發明之方法，特別提供—種使兩個管零件之 對接接合區域強力加熱，而確使管零件彼此對接，亦即彼 此更緊密或密接。除了套管内壁與由其覆蓋之管零件之外 表面間之圓筒熔接表面外，在整個管壁厚度上亦具有熔化 接合。結果，以加.熱線圈，金屬絲網等形狀提供之加熱元 件會完全被塑料覆蓋，因此確使免受腐蝕之完全保護作用 。因此管中之中段流動亦不會受加熱線圈之成份零件之污 染。 依據本發明，又提供排列在對接接合區域内塑膠管零件 内側之伸縮軟管接受約1至3巴（bar)之壓力，隨後使軟化 塑膠固化，並自接合塑膠管解開並移開。 本發明方法提供之伸縮軟管在套管之至少整個軸向長度 上可承受管零件之内壁，避免任何軟化塑料逸出流至管孔 中。此確實可避免干擾内部珠粒之形成。此外，由於其在 裝------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) δ66ΐ85

、發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 ::整個套管軸向長度上延伸，因此伸縮 接a之管零件穩定。若維持本發明之製 *了使欲 件特別適用於藉電動套管使PVDF管溶化接合。’則孩等條 ^據本發明，使用之伸縮軟管係在其兩個轴向 “例中，環之直徑大於伸縮軟管本身 ：古 :::化—r略小之直徑。對塑膠環== 四氟乙晞軟：可非常艮好地輸送至該溶化接合部。 風乙浠適瓦作爲塑膠環之材料。 ::明亦有關一種用以進行本發明方法之電； 動套管，其在其内壁區域内具有加教元件。·，·、“ 該套管之特徵爲在欲覆蓋之對接接合部區域具有比 固外側區域更大之熱輸出。依本發明，在兩個管零件之對 接表面區域内導入增加之熱輸出。 - 此導致管端软化或溶化，結果發生兩個管零件之 化接合及連續轴向接合。進行本發明之方法又具有使加教 元件有避免腐蝕之排列目的。 …、 本發明之較佳具體例之區別在^加熱元件爲加熱金屬線 圈’其比在兩個相接外側區域更緊密纏繞在對接接合區域 ’因而在此區域具有較小之節距。 本發明 < 加熱疋件亦可爲加熱柵條或加熱金屬網，該金 屬線相對於管零件放射狀連接，比在兩個外側區域更靠近 排列於，覆蓋之對接接頭區域；對接接頭區域内熱輸出增 加可藉使在對接接合區域中之加熱金屬線直徑比在兩個 外側區域更薄而完成。最後，依據本發明，增加熱輸出之 ---------抽衣------17------0 (請先¾.讀背面之注意事項再填寫本頁) 266185 —_ 五、發明説明（4 效果可在整個套管中加熱線圏之節距 域中提供額外加熱金屬線圈等而達成。…在對接接合區 體=之細節、特徵及優點可由下列數個較佳具 二Γ::申請專利範圍而顯然易見。圖式中： 圖顯:、具習知技藝之習知電動套管之欲 個e零件（邵份縱斷面圖； 圖2顯示本發明之 如圖丨之相同斷面圖；谷化接…零件之電動套管之 圖3顯示圖2目標物之改良具體例； 、 圖4顯示本發明製備方法之代表例； 圖5顯示進行本發明方法之夾具裝置平面圖； 訂 圖6顯示進行本發明方法之炫化接合裝置之代表例；及 圖7顯不本發明之如圖2所示套管之放大代表例。 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 圖1顯示習知技藝用以使兩個HDPE管零件】及2溶化接 合著’該零件彼此相鄰放置同時留有間隙8，電動套管3在 其内表面區域具有加熱金屬線圈4 ’若電流經由此線圈輸 运，因此連接加熱金屬線圈4之套管3與管零件丨及2之 HDPE零件開始熔化，其在冷卻後引致 化接合至套管3。但在已知方法之情況中，間隙8並:^ 滿且加熱金屬線圈4相對於管内表面仍部份打開，因而 會受腐蝕。 本發明之套管3特別説明於圖2及3。在本發明方法之例 中兩個零件1及2係彼此對接，即彼此密接，如接合或 對接表面1 5所示。 本紙張Mii用中關家標準（⑽）A4規格（21QX297&a ) 266185 A7 B7 經 濟 部 中 k. 梯 準 % 員 工 消 費 合 作 社 印 裝 五、發明説明（ 加熱金屬線圈4更緊密纏繞於内部區域5,其覆蓋該接合 部15，因而在使該加熱金屬線圈時，此内部區域中發展之 熱比在其兩鄰接外側或相當寬之區域6更強。此加熱可加 以控制或線圈繞組之排列可排成使形成接合部丨5之管零件 1及2端部發生管零件丨及2完全软化，該兩個管零件丨及之 在冷卻下來後彼此會對接熔化接合，除外藉電動套管3沿 著套管3與管零件丨及2之圓筒狀密接表面熔化接合。在開 始進行熔接操作之前，依據本發明，伸縮軟管“亦可導入 管孔中基本上是導入由套管3覆蓋之區域；對其施加1至 3巴之壓力’較好爲空氣壓力，且隨後在一支撑物上由套 管對整個管零件加熱且隨後保持管之圓形截面形狀，由於 施加壓力可使其更緊密接合在管零件丨及2之内壁。此外，、 此可防，在兩個管零件之對接表面15之任何軟化塑 料滲入g孔’在此點，本發明藉強化加熱輸出而使其整個 軟化、，即延伸至整個管壁厚度。此方法中，亦可確實抑制 該方法中干擾後來操作之内部珠粒。 套& <内壁與管零件1及2之外壁之間之軟化塑膠零件 冷部下來後’亦在管零件丨及2之對接表面〗5沿著對接表 面放射狀L伸’在第—次關閉套管之加熱後’自管孔移開 伸縮叙g 1 0管零件1及2彼此熔化接合而形成單—管， 其可精確地保持其圓形截面形狀且避免内部珠粒及間隙8 〇 ^ 所顯不，伸縮軟管10亦可藉塑膠環圍繞在其軸向 端之區域’該環較好由聚四氟乙埽或在欲溶化接合之管零

^1T-^----- (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) . 266185 五、發明説明（6

經濟部中央標準局員工消费合作社印製 件1及2中可相當良奸祕、，典么.i 艮好地π動（類似材料所構成。塑勝環 30之外徑比管零件！及2之 泰 Μ二略乂、’於其中可推入 軟管1 0。伸縮敕管i 〇可相斟 、、 j相對於對接接合部1 5排列而使塑 膠環3 0基本上可相對於該教瞢 、 軟：g而對稱地排列。接著，對伸 縮软管1〇施加壓力，使其沿著其位於塑膠環冗密接該對 接接合部1 5之間之部位穷垃 M在接在熔化接合操作期間，確實 會妨礙熔合珠粒之形成。 . 圖4説明熔化接合操作之圖解代表例，套管3、已恩於管零 件2上，f零件1随後類似地壓人與管零件2相反側之套管 3中’直至管零件2中心在套管内。兩個管端預先削平，隨 後，伸縮軟管1〇導入套管3下方之管孔。在所圖示之且體 例中’伸縮軟管在整個轴向長度延伸，其約比套管3大約2 倍’且因此在施加壓力後，確實支撑套管溶化接合區域及 管零件丄及2之鄰接區域。此壓力係經由端部"之管連接 部供應。關於塑膠環30。較好如前述般製得。 圖5再説明夾具裝置12，其中管零件⑴在这化接合操 作中係串聯地被轴向夾住，在此具體例中並未示出伸縮軟 管10。管零件2亦藉夾具元件32導至套管3中。 央具裝置12基本上包括架座31，其上可置換且可固定地 架設 <個夾具元件32。一夾具元件32各可接納管零件^， 套管3及管零件2。欲溶化接合之管之該等成份零件各別可 彼此：聯排列固定於夾具元件32中，因此該等元件彼此相 對地牢固排列而用於溶化接合操作中。 圖3中，係提出對應於圖2所示之套管3之套管。與圖2所 請 閲 讀· 背 冬· 意 事 項 再 填 本 頁 裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（21〇X297公釐） -9- 266185 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 不套管不同處在於其設於套管附件1 4之兩側，且因此軸向 延伸。就此’夹具裝置1 2可配置於小直徑之管零件之例中 。套管附件1 4有助於確使管零件1及2在溶化接合前，確 實附著且排列於實際之套管3中，此例中該接合表面亦彼 此對接且接著形成接合部1 5。 圖6中’係提出進行本發明之具有伸縮軟管1 〇及套管3之 溶化接合產生器1 6 ’該伸縮軟管1 〇係經由該熔化接合產 生器16連接至空氣壓縮源38，且接著經由管線39依據欲 讀取之條線代碼之程式供應經控制之壓力。該套管3經由 管線1 7 ’ 1 8連接至熔化接合產生器1 6，且自其供應電力 〇 熔化接合產生器通常供應i i 〇至2 2 〇伏特之電壓，其供 應約5至1 0伏特電壓及約4至5安培電流強度之熔化接合電 流。視貯存於條線代碼中之數據而定，其與管或套管一起 供應，接著自動預設定熔化接合時間及熔化接合電流。在 條線代碼中可存入有關製造者，套管及管之尺寸，壁厚及 隨後所需之熔化接合時間之値。 本發明顯示一種由PVDF製得之相當薄壁管之熔化接合 方法，亦顯示其他塑膠彼此熔化接合之方法。這些管之= 徑通常約2〇至160毫米，壁厚約1 9至1〇毫米，述 之套管壁厚約爲3至1 〇毫米，套管附件之壁厚約^ $毫= 。於較例例中套管附件之軸向程度約爲7至8毫米。‘其 徑爲20至35毫米之例中，本發明之套 5直 食e i軸長相當於 直徑，在管直徑約35至16〇毫米之例中， I官軸長約爲管 ^訂 線 (請先閱讀背面t注意事項再填寫本頁) t紙張&度適用中國國家橾準（CNS ) Λ4规格（210χ297ϋΠ" 10- 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 266185 五、發明説明（8 ) --—-- 直匕之0.6至0.4倍。當然此結果爲本發明之套管具有相當 I心軸長。依此法不僅可使直線延仲之管彼此熔化接合， 亦可使彎管及配件兩者彼此熔化接合且接合至直線管區段 〇 爲了説明本發明之套管，再次提出較佳具體例，係以大 爲放大圖示於圖7。由圖7可見列沿著對接接合部15彼此 對接之兩個管零件丨及2。套管3已對稱地設於整徊對接接 合部；圖7以縱切面説明管零件丨及2及套管'，所見者僅 爲此縱切面之一半。此例中，套管包括套筒33，於其上設 有加熱線圏4，其精確度爲相對於另一者之繞组間隙在對 接接合部15區域中係小於套管之兩個外部區域，因而，欲 覆蓋之對接接合部15中，與外部區域相較，有套组之增強 加熱輸出，其亦導致管零件丨及2之對接在一起之端面沿著 對接接合部1 5熔化接合。 在各例中於套筒3 3之軸向端區域具有附件3 4，其連接加 熱線圈4之兩端，接著將電接觸元件3 5裝設於附件上，製 造該套管之操作當然需在套管完全排列在管零件1及2之前 進行，接觸元件3 5連接至管線〖7及1 8。 在套官3之確實製造操作中，依所述方法排列該加熱線 圈4及端部35之後，因而製得之單元於進一步操作及進一 步模製中以塑料包封，因而最終套管3係以拉伸態獲得。 對各端部35同時製得連接套管36。 需進一步強調若依據本發明可製得特別可用以保護免受 積體加熱線圈4污染之套管3，纏繞有加熱線圈4之加熱金 (請先閲讀背面t注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 本紙張尺度it用t ® S家橾準（CNS ) A4規格公釐"7 -11 - 266185 at ____B7 五、發明説明（9 ) 屬線在結合至套管3之前以p f A包覆，亦即在纏繞至套筒 33之前包覆，且在包含套筒33之實際套管3係由PVDF製 得時包覆。P F A比P V D F具有些許高之熔點。因此在熔化 接合操作中，加熱金屬線之包封比套管之PVDF更不易軟 化，因而加熱金屬線之任何自由材料微粒保留在PFA包封 中。因此種套管，於有利方式中，由PVDF製得之管零件 1及2亦可熔化接合。若加熱線圈之p f A包覆厚度·約爲0 . 1 毫米亦已足夠。 --- n I I n n I - I I I I I 丁 、-贷 (請先閱讀背面t注意事項再填寫本頁) 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -12- 本紙張八度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8

   申請專利範圍 266185 1. 一種使相當小直徑之塑膠管特別是由聚偏二氟乙缔 (PVDF)製得之塑膠管熔化接合之方法，其具下列步驟 使欲熔化接合之塑膠管零件（1，2)彼此相互對接， 藉由塑料製得之電加熱套管（3)之方式，使對接接合 部（15)之相當廣區域6中之塑膠管零件（1，2)加熱，在 各例中整個長度約爲管外徑之〇.2至1〇倍（由對接接合 邵（1 5 )測量），並熔化接合至後者， , 使對接接合部（1 5)之相當有區域（5)施加比相當寬區 域（6)更強之熱，因此不僅在套管（3)之内表面與管零 件（1，2 )之鄰接表面發生熔化接合，且在管零件（丨，2 ) 沿對接接合部（15)之對接處亦發生熔化接合。 2. 根據申請專利範圍第！項之方法，其特徵爲在對接接合 4 ( 1 5 )之區域内係使伸縮軟管（丨〇 )排列在塑膠管零件 (1，2 )之内側，施加約！至3巴之壓力，且在軟化塑膠 固化後’自接合塑膠管解開及移開。 3. 根據申請專利範圍第丨項之方法，其特徵爲管零件（丨， 2)及電動套管（3)之材料係使用聚氣乙烯（pvc),純聚 氣乙烯（CPVC)’聚乙烯（pe)，聚丙烯（pp),乙烯氣 —氣乙締（ECTFE)，全氟烷氧烷（ρρΑ)，聚醚酯酮 (PEEK)，聚伸苯基较化物（pps)等。 4. 種使相當小直徑之塑膠管零件（1，2 )溶化接合之套 管，特別是適用於由聚偏二氟乙晞製得之塑膠管者，該 套管（3 )之内壁區域中排列有電加熱元件（4 )，其特徵 I I 裝 訂 I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 良紙張认適用中國^~家縣（CNS ) Α4· ( 21〇χ297公酱 -13- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 266185 、申請專利範圍 爲加熱元件（4)在其覆蓋塑膠管零件（1，2)之對接接合 部（15)之區域（5)内具有比在其啕個外側區域（6)内更 大之加熱輪出。 5. 根據申言青專利&圍第4項之套管，其特徵爲該加熱元件 爲力…、金屬線圈4，其在欲覆蓋之對接接合部（ι5)之區 域（5)中具有比在其兩個外側區域（6)中更小之繞組 隙。 6. 根據申請專利範圍第4項之套管，其特徵爲加熱元件“) 爲加熱栅條或加熱金屬網’且金屬線係相對於管零件 (1，2)放射狀配置，且於欲覆蓋之對接接合部之區域 (5)中比於其兩個外II域（6)中更緊密地排列在一起 ° 丨: 7. 根據申請專利範圍第_之套管，其特徵爲在加熱金屬 線圈（4)有相同節距對接接合部（15)之區域（”中 之加熱金屬線直徑比在兩個外側區域（6 )者更薄。 8_根據申請專利範圍第4至6項之任—项之套管，其特徵 爲在加熱金屬線圈（4)|4目同節距時，在覆蓋該對接搔 合郅（15)之區域又設_額外加熱金屬線圈。 9. 根據申請專利範圍第項之任—項之套管，其特徵 爲其轴長對其内徑之'約爲〇 2 : 1至i : j。 10. 根據申請專利範圍第9項之套管，其特徵爲在管直徑約 爲20至35宅米時，套管之軸長對其内徑之比約爲丄：工 ’在管内徑約35至160毫米時，其軸長對其内徑之比 約爲 0.4 : 1 至 〇 . 6 : 1。 装 訂 線 -- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 -14- 266185 申請專利範園 11. 根據申請專利範固第4至7項之任一项之套 爲在兩側整體地設有較小厚度之套管附 、徵 化:合之管零件(…)之固定裝置，且套管(3): = 附件（7 )之内徑相同。 、 12. 根據申請專利範圍第4至7項之任 爲』件⑷係排列在套管（3)内側之套管⑺内表面 之區域内。 13. -種進行根據申請專㈣圍第i至3項之任1項之方法 之伸縮#軟管，其特徵爲該伸縮軟管（10)係由壁厚約i.5 至2.5毫米之高純度矽酮橡膠製得者。 根據中請專利範圍第13項之伸縮软管，其特徵爲在其 轴端區域内具有比其間區域内更大之直徑，本質上係相 當於欲熔化接合之塑膠管零件（1，2 )之内徑。 15.根據申請專利範圍第14項之伸縮軟管，其特徵爲由聚 四氟乙烯製得之塑膠環係排列於其軸端區域内。 請 先 閱 讀· 背 1¾ I 本 頁 裝 訂 線 經濟部中央標準局負工消費合作社印製