设有外壁卡箍导向固定圈和台阶的承插管件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料管的可调连接装置领域，具体为一种设有外壁卡箍导向固定圈和台阶的承插管件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]热塑性连续纤维预浸带缠绕管道CFRTP具有耐高压、抗蠕变、不腐蚀、使用寿命长、强度高、质量轻、安装方便、成本低等优势，越来越受到市场的重视与关注，随着CFRTP管材技术的不断研发与完善，生产CFRTP管材的设备、技术、工艺等接近产业化前期，当随着高压、薄壁的热塑性连续纤维预浸带缠绕管道CFRTP的生产，发现尤其是大直径CFRTP管道的生产，薄壁的CFRTP管道的内层与芯层纤维带、管材外层与芯层纤维带的熔贴密实难以100%保证，预浸带层与上下塑料层之间极易产生缝隙，带压的介质极易从纤维带与上下层缝隙切口的端面挤入并引爆管道的问题之一；薄壁管材端面与管件端面对接因熔接面积太少在热涨、冷缩应力与内压力叠加下，其对接口极易产生裂口漏水问题之二。因此现在广泛采用管材外壁插入管件内壁内壁平面熔贴或管材与管件、管材与管件端面对接熔贴二种连接方法在热力、采暖、空调、热水、给水、工业介质输送等领域中的使用就显得十分不安全。
[0003]根据薄壁、高压的热塑性连续纤维预浸带缠绕管道CFRTP产品结构的特性与生产工艺存在的弱点，CFRTP管道切口端面不能暴露于压力的介质，否则介质就有可能从未熔接密实的结合面挤入，导致CFRTP管道存在发生爆裂的危险可能。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的缺陷，解决CFRTP管道切口端面不能暴露于压力的介质中与薄壁管材端面端面对接熔接面积太少存在的问题，本发明公开了一种设有外壁卡箍导向固定圈和台阶的承插管件及其制造方法。
[0005]本发明通过如下技术方案达到发明目的:
一种设有外壁卡箍导向固定圈和台阶的承插管件，该管件为内部贯通的中空柱型管体，其特征是:
管体的外侧壁上箍有台阶体，台阶体的外侧壁形成上台阶，管体的外侧壁形成下台阶，台阶体的外侧壁上还箍有突缘；
以突缘为对称轴将箍有台阶体的管体分为左右对称的上台阶和下台阶两部分。
[0006]所述的设有外壁卡箍导向固定圈和台阶的承插管件，其特征是:
管体形状选用同内径的直通管、异内径的直通管、90°的弯头管、45°的弯头管、同内径的三通接头管和异内径的三通接头管中的任意一种；
选用90°的弯头管或45°的弯头管时，所述的弯头管以管体中心轴线为对称轴呈左右对称地等分为两部分，管体两部分的外侧壁上都设有上台阶和下台阶，两部分以连接体连接，台阶外侧壁的中心处设有突缘； 选用同内径的三通接头管或异内径的三通接头管时，所述的三通接头管以管体T字中心轴线分为三部分，管体三部分的外侧壁上都设有上台阶和下台阶、三部分以连接体连接，台阶外侧壁的中心处设有突缘；
选用同内径的直通管或异内径的直通管时，所述的直通管以管体中心轴线呈左右对称地等分为两部分，管体两部分的外侧壁上都设有上台阶和下台阶，两部分以连接体连接，台阶外侧壁的中心处设有突缘；
连接体作为多个上台阶之间的连接与承受内部压力的组件，突缘作为熔接时卡箍导向固定凸圆圈，同时阻止管材内带压介质渗透至管材断面层间未紧密熔接的缝隙层，确保管材的内壁长期承受高压，从而延长管道系统的使用寿命；上台阶作为管件承压与熔接时卡箍受力体，下台阶作为加长及加强式熔接管段与管体一起用以反插管材内壁熔接并与被熔接的管材熔为密闭的整体，连接体、突缘、上台阶和下台阶箍在管体的外侧壁通过注塑机与模具注塑成型熔为整体。
[0007]所述的设有外壁卡箍导向固定圈和台阶的承插管件，其特征是:上台阶和下台阶交界处的端面经热熔模具熔成2mm?4mm凹槽，所述凹槽用以插入管材断面端部以提高管件与管材端面熔贴断面的耐压强度。
[0008]所述的设有外壁卡箍导向固定圈和台阶的承插管件，其特征是:上台阶的宽度为50mm?60mm作为卡箍受力面，上台阶外侧壁的中部设有底部R27与顶部R15的凸圈，所述凸圈用以嵌入并抵住卡箍凹槽内使管体与卡箍牢固固定。
[0009]所述的设有外壁卡箍导向固定圈和台阶的承插管件的制造方法，其特征是:按如下步骤依次实施:
a.打开双液压热熔承插机固定管体上半部卡箍，放入管体并对准突缘即卡箍导向固定凸圈,卡入卡箍凹槽后盖上卡箍上半部入槽锁紧对拉螺栓；
b.打开双液压热熔承插机固定管体上半部卡箍，放入CFRTP管材后盖上卡箍上半部锁紧对拉螺栓；
c.将刨刀入座双液压热熔承插机双用卡槽内，启动刨刀机驱动电机旋转刨刀，液压缸推动双用卡槽内刨刀贴紧管体的端面，刨刀机上的刮刀从管体内壁上刮除0.5mm±0.2mm的壁厚、刨刀机上的刨刀刨平管体的端面；
d.取下刨刀机换上承插热熔模头入座双用卡槽内，合闸加热承插热熔模头到设定温度并保温20分钟；
e.液压缸推动卡住双用卡槽将管件热熔模头顶入管体的内壁，直至上下台阶接触面熔出凹槽2mm深度为止；
f.同时推动卡住待连接管材卡箍的液压缸将待连接管材顶入热熔模头内热熔表面；
g.同时启动双液压缸将热熔模头从待连接管材与管体退出后，取出热熔模头；
h.同时再次启动卡住待连接管材卡箍的液压缸推动将待连接管材顶入管体内并保压冷却；
1.打开卡住待连接管材、管体上半部卡箍，取出热熔好的熔接体。
[0010]本发明的技术特点是:1.管件下台阶的外径尺寸与被承插管材的内径尺寸一致；2.管件下台阶的壁厚应满足于热熔工艺的要求，根据管件直径尺寸大小，一般设置为5mm?8mm厚度；3.管件下台阶长度的熔接面积应满足于抵抗管道因热涨冷缩翘曲所产生的应力，根据管道系统直径尺寸大小，一般长度设置为50mm?70mm ;4.为了弥补管件上下层端面与管材切口端面对接后管件断面壁厚不能满足于管内介质长期使用压力的需求，上下层连接处的端面应设置成或由热熔模具强行熔推成为向内2mm?5mm深度的凹型缺口，凹型缺口供CFRTP管道插入凹型缺口熔贴后来提高管件断面的耐压强度；5.管件上层比下层所增加的壁厚与下层壁厚熔体管材后组成一体壁厚来共同承受管内介质的压力；6.管件插入管材后实现平面与端面双熔接；7.上台阶面的中部凸圈起到固定管件与导向作用。
[0011]本发明采用加长管件的外壁反插入并熔贴管材的内壁形成键合的整体，通过键合的整体来解决CFRTP管道切口端面永远封闭在管件外壁上，继而实现其不会接触介质的目的，以确保管道系统长期安全的使用；本发明还采用了加长的熔接管件来增强熔接口强度，使熔接后含管材与管件的管道系统视为单根无接口管材，具有足够的强度和刚度来满足于热胀冷缩与翘曲应力的要求。
【附图说明】
[0012]图1是采用同内径的直通管的本发明的剖面示意图；
图2是采用异内径的直通管的本发明的剖面示意图；
图3是采用90°的弯头管的本发明的剖面示意图；
图4是采用同内径的三通接头管的本发明的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下通过具体实施例进一步说明本发明。
[0014]实施例1
DN80PP-R直接管件的制作:
1.管件尺寸的设计
a.管件上台阶面长度设置50mm,外径设置IlOmm；
b.在上台阶面的二端分设二个长度60mm、外径82mm、内径70mm并二边贯穿的下台阶面；
c.管件上台阶面长度中间位置设置8mm宽X3mm凸圈；
d.管件下台阶面熔接60mm长度范围内的壁厚为6mm。
[0015]2.注塑模具的制作
依据管件设计尺寸开金属模具。
[0016]3.注塑 DN80PP-R 管件
a.将金属模具置于相应吨位要求的注塑机内；
b.把PP-R原料倒入注塑机料桶中；
c.加热螺杆各段温度为170°C?220°C；
d.启动注塑机螺杆马达将PP-R熔体挤入模具型腔内并保压冷却；
e.开启模具，取出PP-R