专利名称：一种塑料嵌件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种塑料管道的螺纹连接件，特别涉及一种塑料嵌件。
背景技术：
当今在国内乃至国际社会，PP_R、PE、PERT、PB、PVC等各种塑料管道应用非常广泛， 这类管道有着卫生、轻便、安装方便、性能可靠、成本低廉等诸多优点，而由于这些材料本身的强度低，不允许制作成螺纹，故这些管道需要螺纹连接的部件均采用金属件与塑料经过注塑工艺组合的螺纹过渡件。这种过渡件均采用注塑工艺将带有螺纹的金属件与塑料结合在一起，为了美观，该种金属件表面绝大多数电镀了镍或铬。普遍使用的金属材料是黄铜， 一般是 H59-1。目前，用于嵌合在塑料中的铜件与塑料结合部位所采用的结构均是在外表面制作二道以上的沿截面圆周方向横向的凹槽以及在底部有几个凸起，如图1所示。横向的凹槽具有两方面作用1、抗拉伸作用防止金属件从塑料中脱落；2、密封作用这种槽一般为燕尾槽，即凹槽底部的宽度大于上开口的宽度，这种结构被证明在管道内部压力的作用下此种螺纹过渡件能够很好地保持密封性能，原理是金属材料与后注塑材料的热收缩比较大， 热注塑材料冷却后收缩与金属件之间产生紧密结合，从而起到密封作用。底部的凸起所起的作用是抗扭作用即防止金属与外部塑料件产生相对旋转。现有技术采用铜件与塑料通过注塑成型的工艺制作成的螺纹过渡件配件经实际使用证明比较可靠，也得到了非常广泛的应用，已经得以普及。但在实际使用中也会出现如下问题1、由于配件的铜件均采用黄铜，黄铜较脆，在施工中，如遇施工人员野蛮施工，会发生铜件开裂现象；2、在金属与塑料的接触面之间偶尔会出现渗漏现象，特别是随着管道内压增高，这种现象会更加频繁。很多企业和个人希望对现有技术进行一些改进，并做了一些尝试，即将使用的材料改为工程塑料，仍采用现在通用产品的结构，为了增强密封性能将沿截面方向的凹槽的宽度制作得更小，并增加凹槽数量；如现在一般为两条3mm宽度的燕尾槽，为了达到好的效果，改为四条Imm的凹槽，这样也能适当增强密封性能；因塑料嵌件采用注塑工艺生产，无法制作燕尾槽，密封性能仍得不到充分保障；实验证明，这种结构出现渗漏的情况仍比较频繁，特别是内螺纹配件渗漏率很高，螺纹过渡件可靠性低。以上两点缺陷是由产品的材料和结构所决定的，不可能完全杜绝。另外，众所周知，铜件与塑料件相比， 还有以下缺点1、铜是矿产资源，不可再生，铜件的成本较高；2、铜长期与空气或水接触会产生铜锈即所谓铜绿；3、铜件的生产能耗高，属高耗能产品；4、铜件采用机械加工，尺寸公差的控制受人为因素影响较大，实际生产中次品率较高；5、铜件采用机械加工，生产效率低下，属劳动密集型产品；6、为了美观，铜件一般都电镀，电镀是污染工艺。由于以上的缺点，需要寻找一种新材料代替金属使用，高强度工程塑料成为选择的对象材料，在欧洲，用于铝塑管和PEX管连接件的铜件已经成功被特种工程塑料所取代。 但是，在PP-R、PE、PERT、PB、PVC等管路系统的管件应用领域目前尚没有采用塑料嵌件的先例，原因是工程塑料与后注塑管件的材料之间的收缩比相差很小，而且塑料嵌件通过模具注塑成型，无法实现燕尾槽的制作，采用现有结构的塑料嵌件制作的螺纹过渡件不能达到密封要求；也未能找到合理的结构使两种不同的塑料材料之间产生可靠的配合，特别是密封性不能得到充分保障，螺纹过渡件的可靠性不能满足要求。实验证明，采用与现有结构相同的结构，仅仅将材料变成工程塑料制作嵌件，制成的螺纹过渡件经过试验，两种材料接触面的密封性能很不可靠，特别是内螺纹件，渗漏的现象非常频繁。因此到目前为止，在塑料管道的应用中，尚没有批量采用塑料嵌件的实例，采用塑料嵌件代替金属嵌件成为一项急待解决的难题。
发明内容发明目的本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种密封性能好的塑料嵌件。技术方案本实用新型所述的塑料嵌件，包括内螺纹嵌件和外螺纹嵌件两种形式， 所述内螺纹嵌件和外螺纹嵌件都包括圆筒形主体部分和螺纹部分，其中内螺纹设置在对应的嵌件主体部分的内壁，外螺纹设置在对应的嵌件主体部分的上端；所述圆筒形主体部分的远离螺纹接口的底部端面上设置有与外圆柱面同轴的凹槽。通过注塑工艺生产螺纹过渡件成品的过程中，后注塑材料注入凹槽中，并填满凹槽，产生密封作用，该结构的密封作用不会因管道内的压力增大而降低，内压的增大将使两种材料贴合得更紧密，所以随着内压的增大密封性能更好；即使是在嵌件与外包注塑材料产生微弱相对旋转的情况下，该结构的密封性能也不会失效，密封效果远远好于在圆筒形主体部分的外表面制作沿截面圆周方向横向凹槽的现有技术方案。为了增强塑料嵌件的抗扭、抗拉性能，所述圆筒形主体部分的外壁上设置有沿轴向的纵向凸起和沿截面方向的横向凸起。本实用新型产品的圆筒形主体部分在制作螺纹过渡件的过程中经过注塑工艺后，嵌合在其他塑料材料之中，圆筒形主体外壁上沿轴向的纵向凸起可以防止嵌件与后注塑的材料之间产生相对旋转，对螺纹过渡件成品来说起到抗扭力作用；该结构的抗扭力矩最大，采用该结构的螺纹过渡件与其他结构的相同规格、相同材料制作的配件成品相比较，该结构的螺纹过渡件抗扭力强度最高；位于圆筒形外表面沿截面方面的横向凸起可以防止嵌件在外力作用下从后注塑的材料中脱落，对螺纹过渡件成品来说起抗拉力作用。在抗扭和抗拉机械外力结构方面，也可以把沿轴向的纵向凸起和沿截面方面的横向凸起均改为凹槽，但从理论分析，因起抗机械外力作用的后注塑材料仅仅是凹槽内的很少的部分，远不如此专利凸起方案参与抗力的后注塑材料体积大，抗力强度会低很多；而且将凸起改为凹槽后，模具制作的难度会增加。为了抗扭和抗拉的效果更好，本实用新型更优选方案为所述纵向凸起和所述横向凸起沿圆周方向依次均勻规则排列，排列方式以及横向凸起、纵向凸起的数量都可以根据需要在合理的范围内确定。有益效果本实用新型与现有技术相比，其有益效果是1、本实用新型通过采用特殊的结构，使得塑料管道的螺纹过渡件中的嵌件由金属件改成塑料件成为现实，并且采用该结构的嵌件制作成的螺纹过渡件管件的综合性能优于金属嵌件制作成的管件，杜绝了开裂和渗漏现象；2、通过采用特殊的结构，注塑成配件后，提高了产品的抗扭强度、承压性能和密封性能，即提高了两种材料的结合性能及成品的可靠性；3、本实用新型通过材料的改变，极大地降低了产品的生产能耗，减少了铜资源在该领域的应用，达到以塑代钢的目的，降低了产品的材料成本及加工成本；4、产品杜绝了铜锈的产生，并且达到更高标准的卫生要求；5、产品杜绝了铜件开裂现象的发生；6、产品免除了电镀工艺，减少了产生污染的工艺；7、通过模具实现批量生产，提高了生产效率，保证了产品尺寸的稳定性，次品率会大大降低，而金属嵌件采用机械加工批量生产，公差尺寸难以控制；8、产品的重量得到降低， 该结构可广泛应用于高密封要求的两种不同材料的组合件中。
图1为现有的金属嵌件结构示意图；图2为本实用新型塑料嵌件的结构示意图；图3为本实用新型塑料嵌件的倒置图；图4为本实用新型塑料嵌件与后注塑材料结合后的螺纹过渡件成品图；其中，la、内螺纹嵌件；lb、外螺纹嵌件；2、纵向凸起；3、横向凸起；4、凹槽；5、注塑材料。
具体实施方式
以下结合附图，通过一个最佳实施例，对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。一种塑料嵌件，包括内螺纹嵌件Ia和外螺纹嵌件Ib两种形式，所述内螺纹嵌件Ia 和外螺纹嵌件(Ib)都包括圆筒形主体部分和螺纹部分，其中内螺纹设置在对应的主体部分的内壁，外螺纹设置在对应的主体部分的上端；所述圆筒形主体部分的远离螺纹接口的底部端面上设置有与外圆柱面同轴的凹槽4 ；所述圆筒形主体部分的外壁上设置有沿轴向的纵向凸起2和沿截面方向的横向凸起3 ；所述纵向凸起2和所述横向凸起3沿圆周方向依次均勻规则排列。本实用新型产品的圆筒形主体部分经过制作螺纹过渡件的注塑工艺后，与后注塑材料5配合，嵌合在后注塑材料之中。后注塑材料注入凹槽中，并填满凹槽，起密封作用；圆筒形主体外壁上沿轴向的纵向凸起和沿截面方面的横向凸起与外部注塑材料紧密结合，纵向凸起可以防止嵌件与后注塑的材料之间产生相对旋转，对螺纹过渡件成品来说起到抗扭力作用；横向凸起可以防止嵌件在外力作用下从后注塑的材料中脱落，对螺纹过渡件成品来说起抗拉力作用。下面对采用本实用新型产品和现有的金属嵌件产品制作的螺纹过渡件成品进行对比测试，进一步说明本实用新型产品的性能。一、测试样品测试件为嵌件经过注塑工艺后制得的外部为PP-R塑料的螺纹过渡件成品，规格为G1/2螺纹的PP-R内螺纹直接和外螺纹直接；其中采用现有嵌件结构的内螺纹直接和外螺纹直接各10个；本实用新型嵌件结构的内螺纹直接和外螺纹直接各10个，测试成品嵌件的制作材料为含30%玻纤的PA66。二、抗扭力测试测试方法将测试件的塑料一端与ΡΡ-ΚΦ32Χ63异径三通Φ32出口端连接并将异径三通主体部位固定在台钳上，异径三通起固定测试件的作用，螺纹一端与钢制的螺纹件连接，并用扭力扳手不断将钢制螺纹件与被测试件旋紧，设置扭力数值，当扭力值达到设定值，扭力扳手会发出“咔嗒”声响，逐步调高扭力数据，直到被测试件的嵌件与PP-R材料之间发生相对旋转，即表示被测试件已被破坏，被破坏前的扭力数值即确定为配件的抗扭力强度。测试结果现有技术外螺纹嵌件的最小扭力强度为35N/米，最大扭力强度为51N/米，平均抗扭力强度为42. 5N/米；现有技术内螺纹嵌件的最小抗扭力强度为37N/米，最大抗扭力强度为55N/米；平均抗扭力强度为46N/m ；本实用新型外螺纹嵌件的最小抗扭力强度为68N/米，最大抗扭力强度为93N/米； 平均抗扭力强度为73. 5N/m ；本实用新型内螺纹嵌件的最小抗扭力强度为71N/米，最大抗扭力强度为97N/米； 平均抗扭力强度为76. 4N/m。三、密封性测试测试方法将测试件的塑料端与管材连接并封口，螺纹端与压力测试仪连接，进行密封水压测试，不断升高压力，直至被测试件被破坏。 现有技术的外螺纹嵌件中，有两只在4. 2Mpa和4. 9MPa时嵌件与PP-R材料之间产生渗水现象，其他均为在5. 5-6. OMpa时连接的管材发生爆破；现有技术的内螺纹嵌件中，最低2. 5Mpa时嵌件与PP-R材料间产生渗水现象，随着压力升高，基本都在4. OMpa上下产生渗水现象，并且外层PP-R在5. OMPa内压的作用下会发生膨胀，只有一只未产生渗漏并且在5. 3MPa时连接的管材发生爆破；本实用新型产品全部未发生渗漏现象，直到5. 0-6. OMpa以上连接的管材发生爆 m农。四、扭力作用后密封性测试该测试只针对采用本实用新型产品制作的螺纹过渡件。测试方法先用60N/m 的扭力对被测试件进行扭力作用，直至达到60N/m的扭力，再将经扭力作用后的配件进行 4. OMpa密封压力测试，经测试，专利产品的PP-R配件未发现渗漏现象。综上所述，本实用新型产品的性能明显优于现有的金属嵌件的性能。如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
权利要求1.一种塑料嵌件，包括内螺纹嵌件(Ia)和外螺纹嵌件(Ib)两种形式，所述内螺纹嵌件(Ia)和外螺纹嵌件(Ib)都包括圆筒形主体部分和螺纹部分，其中内螺纹部分设置在对应的主体部分的内壁，外螺纹部分设置在对应的主体部分的上端；其特征在于所述圆筒形主体部分的远离螺纹接口的底部端面上设置有与外圆柱面同轴的凹槽(4)。
2.根据权利要求1所述的塑料嵌件，其特征在于所述圆筒形主体部分的外壁上设置有沿轴向的纵向凸起(2)和沿截面方向的横向凸起(3)。
3.根据权利要求1或2所述的塑料嵌件，其特征在于所述纵向凸起( 和所述横向凸起(3)沿圆周方向依次均勻规则排列。
专利摘要本实用新型公开一种塑料嵌件，用于PP-R、PE、PERT、PB、PVC等各种塑料管道中，作为螺纹过渡件的嵌件，包括内螺纹嵌件和外螺纹嵌件两种形式，是制作PP-R、PE、PERT、PB、PVC等管道螺纹过渡管件的重要的组成部件，所述内螺纹嵌件和外螺纹嵌件都包括圆筒形主体部分和螺纹部分，其中内螺纹设置在嵌件主体的内壁，外螺纹设置在嵌件主体的上端；所述圆筒形主体部分的远离螺纹接口的底部端面上设置有与外圆柱面同轴的凹槽。本实用新型通过采用特殊的结构，使得塑料管道的螺纹过渡件中的嵌件由金属件改成塑料件成为现实，并且采用该结构的嵌件经二次注塑制作成的螺纹过渡件的综合性能优于金属嵌件制作成的管件，杜绝了开裂和渗漏现象。
文档编号F16L47/16GK201944472SQ20102061347
公开日2011年8月24日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年9月26日
发明者侯镇宇, 杨晓辉, 杨玉宁 申请人:侯镇宇, 南京承创环保节能科技有限公司, 杨晓辉