专利名称：制造波纹管的方法及所制成的波纹管的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造波纹管的方法和由该方法制成的包含一层内管、一层波纹外管和一层置于它们之间的塑料层的波纹管。
例如，芬兰专利60825、74654和77405公开波纹管生产线，这种生产线使用一种置于可移动的成形机构之间的喷嘴将已塑化的塑料物质彼此挤压在一起而制成一种连续的波纹管。这种方法可提供优质的、很适合于工业上应用的波纹管制件。
为了减轻重量和节约昂贵的原材料，也有将波纹管制成双壁管的，这样，其内管是一种普通的表面光滑的管，并在内管上做出一种波纹外管，例如欧洲专利385 465公开过这种波纹管。在按这种技术制造的波纹管中研究过使用回收的塑料，使其外管用回收塑料制成。因此，可以像这样用带波纹的回收塑料管替代欧洲专利385465中所述的外管，或者可采用泡沫状态的回收塑料而形成在内管上由泡沫充填的波纹外形。
上述这类波纹管的缺点是，回收塑料的长时机械强度可能不高，有时还不可预测。因此，这种管子不能用于要求使用按标准管件的设计技术条件制造的管件的地方。
人们还知道其他的在光滑的内管与波纹外管之间设置一层回收塑料层的制造方法，例如，德国专利申请公告4128625公开过这种方法。这种方法的缺点是，在将外管压向回收塑料层而使塑料层间形成一种接合层时，在外管波纹的缩颈部位会形成明显的回收塑料移动的披缝，这些披缝不参予管件的任何承载能力，从而给管件额外附加了不需要的重量。
最后，美国专利5324557公开了一种采纳回收塑料的“肋管”的实例。在这种管件中，在含有凸肋的外管与内管之间设置一层回收塑料层，如该专利所述，波纹管与肋管之差异在于结构和特性方面。由于肋管中的凸肋总是填满的，所以就不出现上述的使用回收塑料所碰到的披缝问题。
本发明的目的是提供一种制造波纹管的方法和采用此法制成的波纹管，这种方法克服了上述的缺点，并且能够比原先更有效和更灵活地应用回收塑料。本发明方法的特征在于，在内管的外表面和外管的内表面上形成独立的塑料层，当内管和外管相连接时，上述独立的塑料层至少在外管波纹的缩颈处互相贴合。
本发明最重要的优点是外管可做成比原先更薄，因为在其内表面上形成了一层专为增大抗弯曲性能的独立的支承层。而且，内管和外管连接在一起时，不会产生讨厌的披缝，使管件中全部的塑料都参于承载内载荷或外载荷。本发明的另一个优点是，由于使用独立的塑料层，故其厚度、特性和材料都可单独地进行选择，这就有一个相当大的优点，即通过调节泡沫层的空隙数量和密度、可以方便地改变管件的环刚度而不必改变管件的接头尺寸(例如内、外管径)。普通的双壁波纹管的设计取决于所要求的环刚度，并且要求在管件受力时，波纹不会皱缩。如果力求减轻重量，只能在相当窄的范围内选择管件的最佳几何尺寸。本发明的优点在于，泡沫塑料支承层提供了可改变几何尺寸的较宽范围，而管件外径则保持不变。在一个最佳实施例中，当采用轻且薄的泡沫塑料层时，其管件具有例如4KN/m2的刚度。通过增大泡沫空隙的数量和密度，在几何尺寸保持不变的情况下刚度可达到提高三倍的最好状态，以满足使用需要。因此，可采用同样的接头尺寸，也就是说，可用相同的密封圈和管接头满足各种管件的连接需要。这通常是不可能的，因为管的内径或外径实际上是根据不同的刚度等级而改变的，而且希望管件保持轻的重量。因此，采用支承泡沫材料对于不同刚度等级要求采用同一几何尺寸的管子影响比较小。
本发明的方法和波纹管的其它实施例的特征如所附权利要求书中所述。
图1是制造波纹管的方法的总的视图；图2是本发明的波纹管的一个实施例；图3是本发明的波纹管的另一个实施例；图4是本发明的波纹管的又一个实施例。
图1所示的波纹形成机总的含有两条叠加的旋转模型槽道即沿箭头方向移动的激冷模1(这里仅示出上部的槽道)。上述激冷模1形成波纹管的外形。这类生产设备的基本功能是熟悉本技术的人所共知的，故这里不作详细说明。按照本发明，从例如其挤压机向波纹形成机的心轴4引入一根光滑的内管2和一层附在内管2上的塑料层3(最好是回收的泡沫塑料)，同时，向移动的激冷模1的模型表面引入一根外管5和一层附在外管5的内表面上的塑料层6(最好也是回收的泡沫塑料)。塑料层3和6可通过对心轴4与塑料层之间的间隙施加一个正压力和/或使塑料层与激冷模1之间产生一个负压而支持在模型面上(就像美国专利4865797所公开的那样)。
内管2的外表面与外管5的内表面上形成的塑料层3和6在波纹形成机内互相贴合，至少在外管5的缩颈部位5a处的塑料层是如此。由于塑料层3和6处于软的状态，而且有可能在它们贴合在一起时起泡，所以它们可以在不需要任何加压的情况下互相贴合，从而避免形成不需要的披缝。
图2示出本发明的大尺寸管件的实施例，其特征是，在内管2的外表面上形成的泡沫塑料层3具有不同于外管5的内表面上形成的泡沫塑料层6的孔隙结构。通过在形成塑料层6时采用较小孔隙的发泡技术，使管的波纹获得比采用产生大量大孔洞的泡沫的发泡技术时刚性更大的结构。这一点是有利的，因为刚性较大的结构可减小较昂贵的外管的厚度，并减少构件中波纹皱缩的情况。而且，刚性较大、厚度较小的管壁的皱缩倾向较小。塑料层3不会发生皱缩，故可采用后一种发泡技术。
制造工艺中的一个问题是泡沫塑料的机械强度比其与发泡程度有关的密度降低得更快。换句话说，如果泡沫塑料的密度是例如等于塑料密度的一半，那么其机械强度也许只有其原始值的三分之一。尤其降低其长时强度例如抗蠕变性能。现已意外地发现，通过使聚烯烃泡沫塑料例如聚乙烯或聚丙烯泡沫塑料交联，可显著提高其抗蠕变性能，从而使以性能变化较大的塑料废品为基的泡沫塑料的性能提高到设计上从长时强度观点看是可信赖的水平。
上述塑料层可采用普通的化学方法进行发泡，在此方法中，将化学发泡剂加入塑料中，结果，在塑料被喷入压力较低的发泡区时便产生泡末。
另一种方法是在喷嘴或挤压机中使气体机械地混入待发泡层中。当波纹形成机中发泡区内的压力降低时，气体就膨胀，并使塑料发泡。
需要时，可将交联剂例如过氧化物或偶氮化合物加入形成泡沫塑料层的塑料中，产生化学交联键。交联泡沫塑料层的特性是均匀的，因此，改善了质量和抗蠕变性能。交联的程度可以容易地根据所要求的特性予以调节。普通的交联聚乙烯压力管要求有约70％的交联程度，以便获得高的强度。对于排污管，交联程度为30～60％就已具有较高的抗蠕变性能。
图3示出本发明的较大尺寸的管件的另一个实施例，其特征是在外管5的内表面上形成一层泡沫塑料层7。该塑料层7基本上完全充满外管5凸缘与内管2之间的空间。因此，当塑料层7发泡时，很容易产生一个正压，有效地将外管凸缘压向激冷模1的模型面上，同时形成具有了光洁度的外表面的波纹管。在这种构件中，实际上消除了波纹皱缩的问题，这一点对于在凸缘向置入刚性较大的橡胶密封圈时特别重要。在一种普通的双壁管中，很容易在其侧面上形成波纹，从而减小橡胶密封圈的表面压力。
在图4所示的实施例中，波纹部位上的泡沫塑料层7是空心的。
熟悉本发明的人都会明白，本发明不限于上述的实施例，本发明的各种实施例可以在所附权利要求的范围内进行改变。
权利要求
1.一种制造由内管(2)、波纹外管(5)和置于它们之间的塑料层构成的多层波纹管的方法，其特征在于，在内管(2)的外表面和外管(5)的内表面上形成独立的塑料层(3，6)，当内管与外管相连接时，上述的两个塑料层至少在外管(5)的波纹的缩颈部分(5a)处彼此贴合在一起。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在内管(2)的外表面和外管(5)的内表面上形成回收塑料层(3，6)。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，在内管(2)的外表面和外管(5)的内表面上形成泡沫塑料层(3，6)。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，在内管的外表面和/或外管的内表面上形成的泡沫塑料层(3，6)中加入化合物，以便在塑料层中产生化学交联键。
5.根据权利要求3或4的方法，其特征在于，使外管的内表面上形成的塑料层(7)发泡，以便基本上充满外管(5)的凸缘与内管(2，3)之间的整个空间。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，在塑料层(7)的发泡过程中产生一个向着波纹模型(1)压紧外管(5)的凸缘的正压力。
7.根据权利要求3～6中任一项的方法，其特征在于，内管的外表面和外管的内表面上形成泡沫塑料层的发泡方法是不同的，从而使不同的塑料层内形成不同的孔隙结构。
8.一种包含一个内管(2)、一个波纹外管(5)和一层置于它们之间的塑料层的多层波纹管，其特征在于，在内管(2)的外表面和外管(5)的内表面上形成独立的塑料层(3，6)，这两个塑料层使内管和外管至少在外管(5)的波纹的缩颈部位(5a)处互相贴合。
9.根据权利要求8的波纹管，其特征在于，在内管(2)的外表面和外管(5)的内表面上形成的塑料层(3、6)是由回收塑料制成的。
10.根据权利要求8的波纹管，其特征在于，在内管(2)的外表面和外管(5)的内表面上形成的塑料层(3，6，7)是回收塑料的泡沫塑料层。
11.根据权利要求10的波纹管，其特征在于，在内管的外表面和/或外管的内表面上形成的泡沫塑料层(3，6，7)是交联型的。
12.根据权利要求10或11的波纹管，其特征在于，在外管(5)的内表面上形成的塑料层(7)基本上完全充满外管的凸缘与内管(2，3)之间的空间。
13.根据权利要求10～12中任一项的波纹管，其特征在于，在内管(2)的外表面和外管(5)的内表面上的泡沫塑料层(3，6，7)具有不同的孔隙结构。
14.根据权利要求8的波纹管，其特征在于，当塑料层(3，6，7)具有与内、外管(2，5)大致相同的厚度时，构件的环刚度为4KN/m2。
15.根据权利要求8的波纹管，其特征在于，当波纹被高密度塑料充满时，构件的刚度至少两倍于未充满的构件的刚度。
全文摘要
制造波纹管的方法及由该法制成的含有一层内管(2)、一层波纹外管(5)和一层置于它们之间的塑料层的波纹管。在内管(2)的外表面和外管(5)的内表面上形成独立的塑料层(3,6),当内管与外管相连接时,上述两个塑料层至少在外管(5)的波纹的缩颈部位(5a)处互相贴合。
文档编号F16L11/11GK1179820SQ95197799
公开日1998年4月22日 申请日期1995年4月3日 优先权日1995年4月3日
发明者于里·耶尔文基列, 比约恩·乌尔松, 迪特尔·沙尔瓦赫特, 伦纳特·阿格伦 申请人:尤玻诺尔公司