专利名称：一种可调整角度的塑料管道电热熔连接管件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及塑料管道领域，特别是涉及一种可调整角度的连接塑料管道的电热熔连接管件及其制备方法。
背景技术：
随着PE塑料管道的普及，其PE塑料管线的固有特性与金属管道不同引起的连接工艺问题越来越突出，特别是城市施工中采用非开挖工程施工的管道，更需要一种能连接任意角度塑料管道的弯头。由于PE管自由转弯的半径是20倍管材直径距离，但是受城市环境的制抑，非开挖工程施工的工作坑不可能挖到完全按照PE管的自由转弯半径的距离。 即便是挖到自由转弯的半径距离，二根拖拉管的待连接头的角度也是不同的，由于角度是随管子的穿越深度不一而不同，因此在连接中碰到很多麻烦。目前在非开挖工程中连接管道一般有以下几种方式I、用金属波纹伸缩节加法兰连接。2、测量二根待连接管子的角度，在工厂定制焊制非标准管件，然后用电熔套连接(标准角度管件一般有22. 5度、45度、60度)。3、用电熔套强制压入电熔连接。4、采用热熔对接法兰，利用螺栓机械力强制连接。以上这4种连接方式均存在许多弊病I、采用第一种方式，用金属波纹伸缩节，缺点是成本提高数倍，它所用材料要求为二套法兰、橡胶垫床、螺栓、一套金属波纹伸缩节，这里尚且不考虑成本，就防腐也是很棘手的问题，而且劳动强度大，施工周期长，它的使用寿命也不能与纯PE管道相提并论(GB15558. 2国标资料显示PE管道的平均使用寿命是50年，金属管道的平均使用寿命是15年)。2、采用第二种方式，在工厂定制非标准焊制管件，缺陷就是周期长，先要把穿越管拉到位才能测量二根待连接管的角度，再发包到工厂定制非标准角度弯头，然后发货到工地施工，就是一切顺利，没有5-6天是完不成工期的。3、采用第三种方式，施工周期是有保证，但是管件在强制压入时一定存在焊接夹角，电熔套焊接失败的概率较高，而且焊接成功也存在管道应力，对管线运行埋下一定的事故隐患。4、采用第四种方式的问题更多，特别是管道应力，为保证安全，这种方式燃气施工中一般不采用。
发明内容
为了解决PE管道在施工中遇到的这系列难题，本发明提供了一种可以在一定范围内任意调整角度的电熔连接管件，它可以单独使用，也可以配合其他管件、管材组合使用，特别是受地理环境影响时，要改变管线方向的应急施工，安全，制造成本低，施工方便实用，管线质量稳定。本发明之一的可调整角度的电热熔连接管件，是这样实现的所述的电热熔连接管件接头的内孔为球腔结构I ;连接管与所述的电热熔连接管件连接的一端为能够插入所述的球腔结构I、且与所述的球腔结构密切吻合匹配的球状管端2 ；所述的球腔结构I的内径D等于或者大于连接管外径d的I. 3倍。在具体实施中
所述的球状管端2外径应当小于所述的球腔结构O. 2 Imm ;所述的球腔结构I和球状管端2的圆度公差不得超过±0. 5mm ；所述的球状端管2连接的连接管3在径向的旋转度为O 360度；所述的球状端管2的外端设置有控制所述的球状端管2连接的连接管3在管道单侧轴向旋转度为O 30度、优选10 20度限位角的防止转动角度过度而导致焊接区域脱空的环形档块5。目的是防止转动角度过大，转动角度过大ー是将影响通径尺寸，ニ是会使电热丝焊接面与球体表面部份不接触，导致电热丝空烧，引发事故。另外，所述的电热熔连接管件的电热丝3可以分布在所述的其贴近球腔结构I的内层，并且电热丝3排列宽度不能小于管道壁厚的二倍。本发明之ニ是可调整角度的电热熔连接管件的制备方法所述的电热熔连接管件的电热丝3埋入方式采用数控布线或骨架式布线。所述的电热熔连接管件的电热丝4埋入方式采用下列方法之一(I)数控布线切削或镗孔刀具在管件的内表面挖螺旋形线槽之后，一段电阻丝被铺在线槽内，接着，翻起的表面材料被从槽的一边推向另ー边从而将这段电阻丝封闭在线槽内(俗称犁埋)；这种方法的主要优点是可对内曲面布线，电阻丝留存在内表面稳定，不脱落。(2)骨架式布线首先制作ー套与所要求制作电熔管件内尺寸相同的绕丝骨架(见图2)，在骨架上绕线后插入电熔管件的型芯，在骨架周围注塑成型。本领域的技术人员都知晓，电熔的定义是“电熔接合是PE电熔管件与管子间的接合。电熔管件由嵌入在它和管子之间的接合面内的加热元件通过焦耳效应加热，使它们周围的材料熔化，从而使管子和管件表面熔在一起。”因此，用数控布线各骨架式布线方式之前，制作电熔管件是通过将电阻丝绕到芯棒上，然后在线圈和芯棒周围注塑、冷却后抽出芯棒、电阻丝留在管件的内表面的方式成形管件。但是本专利的特点是球型(曲面)连接、有内腔弧度的存在，无法采用电阻丝绕到芯棒上的方式来制作电熔管件，这种方式只适合园柱状型腔的管件上。在具体实施中，所述的电热熔连接管件接头的内孔为球腔结构I的个数可以为2 N个，本发明所述的电热熔连接管件包括下列管件之一套管、变径、三通、四通、弯头、法兰。由于本发明独特的结构特征，本发明具有如下几个十分突出的优点I、本发明解决了管线短距离转弯的需要；2、本发明解决了ニ根管子不在同一轴线上连接的难题；3、本发明的应用可确保管道无应カ施工和运行，消除了事故隐患，保证了安全；
4、本发明可节约成本，减少施工的劳动强度；5、本发明可减少开挖土方，利于保护环境，便于加快施工进度。
图I本发明结构示意2本发明的绕线骨架示意图。
具体实施例方式如图I所示，图中连接管3为连接管道用，其长度和直径尺寸执行GB15558. 2-2005《燃气用埋地聚 乙烯管道系统第二部份管件》中第7. 2条。球腔结构I为本设计的关键部位，为保证连接管的通径尺寸和流量，球腔内径尺寸应为连接管外径的I. 3倍时才能保证达到管道设计要求。球腔圆度公差不能超过±0. 5mm,内壁埋入加热用电热丝，为保证焊接强度，电热丝排列宽度(焊接带)不能小于管道壁厚的二倍，电热丝埋入方式可采用数控后布线工艺，或骨架式布线，因为内腔弧度的存在，不能采用缠绕式布线方法。。在骨架式布线中，首先制作一套与所要求制作电熔管件内尺寸相同的绕丝骨架(见图2)，在骨架上绕线后插入电熔管件的型芯，在骨架周围注塑成型。球状管端2是为承插入球腔结构I的连接主体，外径尺寸应小于球腔内径1mm，圆度公差不能超过±0. 5_，加工方式可采用数控车床切削加工。电热丝4是为通电后加热用载体，其电阻值的设计可按管径大小相应增减。电极6是为施工焊接时连接焊机用插头，其设计要求参照GB15558. 2-2005标准中附录C要求。观察孔7是观察焊接过程中内部物料熔化状态和焊接压力变化的指示杆。限位角的环形档块5是防止转动角度过大的结构，转动角度过大一是将影响通径尺寸，二是会使电热丝焊接面与球体表面部份不接触，导致电热丝空烧，引发事故。连接管3根据用户需求也可设计成电熔套，即电热熔连接管件的多个接头中，既可以有内孔为球腔结构(I)的接头，又可以有常规的电热熔连接管件的管状接头(见图I)其原理各操作方式与电熔变径套相似。
权利要求
1.一种可调整角度的电热熔连接管件，其特征在于 所述的电热熔连接管件接头的内孔为球腔结构(I); 连接管(3)与所述的电热熔连接管件连接的一端为能够插入所述的球腔结构(I)、且与所述的球腔结构密切吻合匹配的球状管端(2); 所述的球腔结构(I)的内径D等于或者大于连接管外径d的I. 3倍。
2.如权利要求I的电热熔连接管件，其特征在于 所述的球状管端(2)外径小于所述的球腔结构(I) 1mm。
3.如权利要求I的电热熔连接管件，其特征在于 所述的球腔结构(I)和球状管端(2)的圆度公差不得超过±0.5_。
4.如权利要求I所述的电热熔连接管件，其特征在于 所述的球状端管(2)连接的连接管(3)在径向旋转度为O 360度。
5.如权利要求I所述的电热熔连接管件，其特征在于 所述的球状端管(2)的外端设置有控制所述的球状端管(2)连接的连接管(3)在管道单侧轴向旋转度为O 30度限位角的防止转动角度过度而导致焊接区域脱空的环形档块(5)。
6.如权利要求5所述的电热熔连接管件，其特征在于 所述的球状端管(2)连接的连接管(3)在管道单侧轴向旋转度为10 20度限位角。
7.如权利要求6所述的电热熔连接管件，其特征在于 所述的电热熔连接管件的电热丝(3)分布在所述的其贴近球腔结构(I)的内层，并且电热丝(4)排列宽度不能小于管道壁厚的二倍。
8.如权利要求7所述的电热熔连接管件，其特征在于 所述的球状管端(2)外径小于所述的球腔结构(I) Imm ； 所述的球腔结构(I)和球状管端(2)的圆度公差不得超过±0. 5mm ； 所述的球状端管(2)连接的连接管(3)在径向旋转度为O 360度。
9.如权利要求8所述的电热熔连接管件，其特征在于 所述的所述的包括下列管件之一套管、变径、三通、四通、弯头、法兰。
10.如权利要求I 9之一的电热熔连接管件的制备方法，其特征在于，所述的电热熔连接管件的电热丝(4)埋入方式采用下列方法之一 (1)数控布线切削或镗孔刀具在管件的内表面挖螺旋形线槽之后，一段电阻丝被铺在线槽内，接着，翻起的表面材料被从槽的一边推向另一边从而将这段电阻丝封闭在线槽内； (2)骨架式布线首先制作一套与所要求制作电熔管件内尺寸相同的绕丝骨架，在骨架上绕线后插入电熔管件的型芯，在骨架周围注塑成型。
全文摘要
本发明为一种可调整角度的塑料管道电热熔连接管件及其制备方法。其管件接头的内孔为球腔结构(1)；连接管(3)与电热熔连接管件连接的一端为与球腔结构密切吻合匹配的球状管端(2)；球腔结构(1)的内径等于或者大于连接管外径的1.3倍，球状管端(2)外径小于球腔结构(1)1mm，并且球腔结构(1)和球状管端(2)的圆度公差不得超过±0.5mm，球状端管(2)连接的连接管(3)在径向旋转度为0～360度，在球状端管(2)的外端设置有防止转动角度过度而导致焊接区域脱空的环形档块(5)。本发明电热丝3的埋入方式采用数控布线或骨架式布线。本发明解决了管线短距离转弯的需要、二根管子不在同一轴线上连接的难题、管道无应力施工和运行、节约成本，减少开挖土方，保护环境，加快施工进度的问题。
文档编号F16L47/03GK102853196SQ201110183128
公开日2013年1月2日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者孙志强 申请人:孙志强