专利名称：具有座的塑料管及提供具有座的塑料管的方法
技术领域：
本发明关于具有座的塑料管，该管包括一个本体部分和至少一个端座，端座至少具有两层。
本发明还关于提供具有座的塑料管的方法，在该方法中塑料管本体部分的至少一端加热和扩大，从而形成一个座。
座部通常是管子的最弱的部分，为了增强管座，芬兰专利94902教导了一种技术方案其中在管座中产生一个不同于管子其余部分的取向。然而，这种强有力的取向材料并不总能适用于座的内层。例如在一些塑料中，溶化的胶可能在表面上引起应力裂纹，因此不能进行胶接。接着，芬兰专利945107公开了一种座，该座包括扩大的管端和宜装在内侧的套。即使采用这种技术方案也常常不能充分改进套的特性。
本发明的目的在于提供一种塑料管和至少避免一些上述缺点的方法。
本发明的塑料管的特征在于；座的至少一层的取向不同于另一层的取向，该至少一层的取向不同于本体部分的取向。
本发明的方法的特征在于塑料管包括至少两层，塑料管的端部扩大，从而提供具有座的塑料管，座的至少一层的取向不同于另一层的取向，该至少一层的取向不同于本体部分的取向。
本发明的基本概念是管子包括一个至少具有两层的座，至少一层的取向不同于管子本体部分的取向。一个进一步的基本概念是座的至少一层的取向不同于座的另一层的取向。一个优选实施例的概念是座由形成较粗的管部和安置在其中的套组成。管子可在不会基本改变其取向的温度上扩大，座的取向不同于管的取向、或者管在改变其取向的温度上扩大，座的取向不同于管的扩大部分的取向。理想的另一个优选实施例是，座包括具有至少两层的端部，该端部扩大，使座形成。例如，管层由不同材料制成，从而使它们的取向温度不同。在管端扩大前，上述端部加热到一个温度，在该温度上，在扩大期间至少一层材料产生取向，但在扩大期间至少一层材料不产生取向。另外，作为例子，不同层中的不同取向可通过仅加热原料管的一个表面来取得。被加热的表面达到这样高的温度，在该温度上由拉伸产生的张力立即松弛，表面不会取向，而在内层较冷的表面产生取向。
一种优选的结构由通过拉伸取向的材料获得，然而该材料包含人造纤维。理想情况是座包括由纤维增强的两层，其中反相的纤维方向与轴约呈50°角，并提供抗压性能。第三层具有轴向增强物，该增强物与其它层相比，它的取向不同。在一根抗拉管中，仅在座部需要上述轴向层，在管中则不需要。最后，用热塑性的无纤维的内外层来覆盖整个结构。
本发明的一个优点是，座的机械强度象管的其余部分一样，甚至更好。通过使座层设置不同的取向，例如至少一层取向不同，提供了轴向取向，使座非常抗拉，径向取向的至少一层使座抗压。另一方面，至少一层可以取向，座的机械特性、还有绝缘特性得到改进，另外通过至少一层设置成不定向，使它具有良好的化学特性。
可以采用不同的方法来得到管和/或座的取向，例如通过拉伸或剪切(如在加工工具中转动芯棒)来获得分子取向，还可通过纤维增强的热塑性塑料形成的管和/或座的层来获得不同程度的取向。本发明仅关于自增强的热塑性管和/或用人造纤维增强的热塑性管。用连续的纤维增强的塑料管不包括在本发明内，因为这种管子不能由扩大而形成管座。而人造纤维在基体中滑移，使座扩大不会出现问题。
在本说明书中，术语“座”指的是管的端部，该端部通过扩大该管或在管外加一个套做成比管的其余部分粗。另外，术语“具有至少两层的座”指的是座的至少一层是与管部分成整体的壁，套可以构成第二层，或者管和座两者均具有至少两层，使座的层和相应的管层成一整体，在此情况下，该术语指的是具有至少两层的整个管座。
下面将参照附图详细描述本发明，其中
图1a、1b和1c是说明本发明方法的各步骤的剖视图2是本发明的第二种具有座的塑料管剖视图，图3是本发明的第三种具有座的塑料管部分剖视图。
图1a表示一个模子1，在其内侧装有三层的塑料管2。在模具1的座支撑件1a中装有用以加热塑料管2的端部的加热装置。在塑料管2的内侧，装有一根扩大芯棒4。扩大芯棒4是一个能使塑料管2机械地扩大的装置。作为例子，扩大芯棒4可是橡胶制成的，在其中泵入空气时它可以扩大，同时扩大了塑料管。扩大芯棒4用来扩大部分塑料管2，从而形成管座2e。该扩大芯棒4用来扩大塑料管2，从而使它如图1b所示压靠模具1的座支撑件1a。
塑料管2中的层2a～2c由不同材料制成，从而在不同的温度上产生取向。作为例子，内层2a和外层2c可以是聚乙烯PE，中间的交联层2b可以是聚乙烯PEX。加热装置3用于加热塑料管2的端部，例如加热到聚乙烯PE的结晶温度以上的某一温度，如150℃。在此情况下，聚乙烯的内层2a和外层2c在扩大期间并不进行取向，然而中间层2b进行径向取向，这是因为在上述温度上，交联层的聚乙烯PEX进行取向，交联产生的网络键合防止材料松弛。
由此可得到图1c所示的塑料管2，它的本体部分具有三层，三层的整体座连到本体部分上，内层2a和外层2c不取向，中间层2b取向。取向的中间层2b增加了座2e的机械强度，并改进了它的绝缘性能。内层2a和外层2c的化学特性极佳。这些层使管接头上所用的溶化的胶不会使座2e收缩或表面出现裂纹。
内层2a和外层2c还可改成用聚氯乙烯PVC，在此情况下，上述两层不取向。在此情况下，取向的中间层也可以是聚氯乙烯。
当用图1a～1c所示的方法来提供一个具有座的塑料管时，不同层上的材料特征可以基本相同，如果需要仅在外层原料管加热。在此情况下，外表面加热到一个高温度，使由拉伸产生的拉力在外层2c不取向的情况下迅速松弛，这种情况就是在内层上的温度上升很慢，从而在其中出现取向。
图2表示本发明的第二种塑料管2。在图2的实施例中，座2e具有一层的直径大于管2的本体部分2d的直径，并在座内安置一个套5。管2的座2e可用将管材加热到扩大时不发生取向的温度上来加大，并在加热后扩大该管。在此情况下，套5的取向做成使它不同于管的本体2d的取向和扩大的管壁的取向。在套5中，取向方向可以是径向或轴向，也可是两个方向的。径向取向增大了座2e的抗压性，轴向取向增大了座2e的抗拉强度。
制造座2e的另一方法是将塑料管加热到一个温度上，在此温度在扩大期间在塑料管壁上产生取向，并且在该温度上扩大塑料管。这种情况就是塑料管壁中的取向在本体部分2d和座部分2e中是不同的。座5的取向选择成不同于塑料管壁的取向。此时座2e和本体部分2d仍是一个整体。套5可以是完全非取向的，套5的取向可以与本体部分2d的取向相同或不同。
套5还可放在管2的外侧。因此套5可以是一个独立取向的套或一般的注射模塑件。套5可推到管2内，从而在它推到内侧时，套5扩大了管2的端部。另一方面，可先将管2的端扩大到正好为套5的外部尺寸。另外，管2的端部可以扩大成比套5大，使管2的端部收缩在套5上，收缩方式可以是可能的管取向至少部分是松弛的或者是不松弛的。取向的松弛可用在收缩阶段使管端保持轴向拉伸来进行防止。
图3表示本发明的第三种塑料管2。套5的外表面可具有槽、凸头、倾斜面等，它们可使套5和管2相互不移动。套5最好用注塑制成，从而使套5的尺寸精确并且制成难于成形的形状，套5可用如玻璃纤维增强塑料那样的刚性材料制成，管2收缩在套5上后基本不会改变套5内部的尺寸和形状。一根第二根管6安置在套5内侧，在套5和第二根管之间可安置楔形圈7。该楔形圈7包括贴靠套5的楔形表面5a的楔形表面7a。这样的楔形表面5a和7a防止第二根管6和套5之间的移动。由于楔形表面5a和7a可对上述点上产生很强的径向摩擦力，使楔形圈7紧密地压靠第二根管6，因此可防止轴向移动。
套5的内侧可具有密封槽5b，一个密封圈8放置在该槽中，从而确保套5和第二根管6之间的连接密封。
套5包括倾斜的端部9，它有利于将套5推入管2。管2和套5材料的取向程度和/或取向方向不必相同，它们可修改成宜用于每个特殊的用途。该取向可以是聚合物的分子取向，也可以是可能的纤维增强件的取向。如果套5主要经受径向应力或力，取向的方向特别放在周向。如果套5主要受到轴向力，套5的主要取向是轴向的。例如，如果当楔形圈7贴靠套5的楔形表面5a时，在套5中产生一个轴向拉伸应力，则套5最好取向为轴向、或纤维取向为轴向。管2和套5可用相同的聚合物制成，但它们的填充介质和/或增强介质、和含量可以不同。管2端部的管孔上具有一个法兰型的附加增加件，它特别能增大管孔的周向强度。
上面的图和相关的描述仅拟用于说明本发明的概念。本发明细节可在权利要求的范围内进行变化。因此，座2e的不同层的取向可以不同，这样，不同层具有不同的取向程度和取向方向。另外，座2e可包括多于2或3层的层。套5也可放置在座2e内，座2e包括至少两层并与本体部分2d形成整体，亦即套5可安置在图1c的座2e内侧。
权利要求
1.一种具有一个座的塑料管(2)，该管包括一个本体部分(2d)和至少一个端部的管座(2e)，该管座具有至少两层，其特征在于管座的至少一层的取向不同于另一层的取向，并且该至少一层的取向不同于本体部分(2d)的取向。
2.如权利要求1的塑料管，其特征在于座(2e)的至少一层由一个套(5)组成。
3.如权利要求2的塑料管，其特征在于套(5)具有取向。
4.如权利要求2或3的塑料管，其特征在于套(5)放置在塑料管(2)的内侧。
5.如前面权利要求的任何一个的塑料管，其特征在于座(2e)的至少两层由与本体部分(2d)成一整体的层(2a～2c)组成，该层的至少一层的取向不同于另一层的取向。
6.如权利要求5的塑料管，其特征在于座(2e)包括与本体部分(2d)成一整体的至少三层(2a～2c)。
7.如权利要求6的塑料管，其特征在于内层(2a)和外层(2c)基本是非取向的聚乙烯(PE)，至少一个中间层是取向的交联的聚乙烯(PEX)。
8.一种提供一种具有一个座的塑料管的方法，在该方法中，塑料管(2)本体部分(2d)的至少一端被加热和扩大，从而形成座(2e)，其特征在于塑料管(2)包括至少两层(2a～2c)，塑料管(2)的端部扩大从而提供具有一个座(2e)的塑料管，管座(2e)的至少一层的取向不同于另一层的取向，并且至少一层的取向不同于本体部分(2d)的取向。
9.如权利要求8的方法，其特征在于至少两个不同层(2a～2c)的取向温度不同，塑料管(2)的端部加热到一个温度，在该温度上，至少一层的材料在扩大时取向、至少一层在扩大时基本不取向，塑料管(2)的端部在上述温度上扩大，从而提供具有座(2e)的塑料管，座的至少一层的取向不同于另一层的取向，并且该至少一层的取向不同于本体部分(2d)的取向。
10.如权利要求8的方法，其特征在于仅在塑料管(2)端部的一个表面加热，使上述表面达到这样一个高温，在该温度上，与上述表面相连的层(2a～2c)在扩大时不取向，而在远离该加热表面的层(2a～2c)上产生取向。
11.如权利要求8～10的任何一个的方法，其特征在于塑料管(2)的至少一层(2a～2c)是聚乙烯(PE)层、至少一层(2a～2c)是交联的聚乙烯层(PEX)。
12.如权利要求11的方法，其特征在于塑料管(2)包括至少三层，其中最内层(2a)和最外层(2c)是聚乙烯(PE)层，至少一个中间层(2b)是交联的聚乙烯(PEX)层。
全文摘要
一种具有一个座的塑料管和提供具有一个座的塑料管的方法,其中座(2e)包括至少两层。至少一个座层的取向不同于另一层的取向,该至少一层的取向也不同于塑料管(2)的本体部分(2d)的取向。座(2e)可由包含至少两层(2a～2c)的塑料管制成,该至少两层(2a～2c)的取向温度不同。塑料管(2)加热到一个温度,在该温度上至少一层的材料在扩大时取向、至少另一层材料在扩大时基本不取向,塑料管的端部在上述温度上扩大,从而为它提供一个座(2e)。
文档编号B32B27/32GK1346430SQ00805929
公开日2002年4月24日 申请日期2000年3月31日 优先权日1999年4月1日
发明者于里·扎尔文基拉, 艾斯克·西普莱内 申请人:乌波诺尔创新股份公司