专利名称：钢塑复合管及其滚塑成型工艺和该工艺专用的法兰面模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及塑料加工成型领域，主要是指用滚塑工艺将塑料或还加以钢网与金属管道和相应管件内壁还包括法兰面结合在一起构成衬里层，这样就实施了一种带法兰的钢塑复合管和管件及其滚塑成型工艺和该工艺专用的法兰面模具，适用于化工行业在真空负压和有腐蚀条件下使用。
背景技术：
滚塑又称作旋转成型、旋转浇铸成型。是将定量的液体或糊状塑料加入模具中，通过对模具的加热及纵横向的滚动旋转，使塑料熔融塑化并借塑料自身的重力作用，均匀地布满模具型腔的整个表面，待冷却固化后脱模即可得到中空的制品。滚塑与离心铸塑生产的制品是类似的，但由于滚塑的转速不高，设备比较简单，更有利于小批量生产大型的中空制品，如直径和高均达数米的容器。滚塑制品的厚度较之挤出吹塑制品均匀，废料少，产品几乎无内应力，因而也不易发生变形、凹陷等缺点。近年来，也有将粉状塑料代替液状或糊状塑料而用于滚塑成型的，就其本质来说，与浇铸有很多相同之处，有试验使用玻璃纤维增强的聚乙烯，交联聚乙烯制品具有耐汽油性，耐应力破裂及抗冲击，适于生产带嵌件的制品。有一种粉状塑料滚塑制造设备为电力机械结构，使加入聚乙烯粉的封闭式模具可同时作如下运动(1)固定高度并平行地面，任一确定方向上直线式平移往返运动；(2)围绕模具纵向中心轴即垂直地面轴线上顺时针或反时针转动；(3)围绕模具横向中心轴即垂直于纵向中心轴作向上或向下转动。模具置入烘箱内，温度为230℃左右。(上述内容见《塑料成型工艺学》，成都科技大学主编，1983年中国轻工业出版社)。中国专利(86105130)“一种防腐、防静电龟甲衬里”公开了对金属容器、塔、罐及管道等设备表面防腐、防静电的一种加工方法。在背景技术中，该专利认为，若采用耐腐蚀金属材料做衬里，则成本高、工艺复杂，而且设备重量显著增加。而若采用塑料、玻璃钢等非金属材料做衬里，又存在着与壳体脱离的问题，导电性能也较差。鉴此，该专利技术方案是以焊在金属壳体内壁上的金属拉筋、金属龟甲网为骨架，以加有防静电剂的塑料为填充涂敷料组成的龟甲衬里实现的。拉筋是点焊在壳体内壁上，拉筋可沿壳体内壁纵向焊连，也可横向焊连，还可以纵、横交叉焊接在壳体上，龟甲网是点焊在拉筋上，这样就形成了龟甲衬里的骨架；再用回转滚塑成型方法将塑料填充涂敷在拉筋和龟甲网上，使塑料与拉筋、龟甲网交织在一起形成龟甲衬里，并牢固地结合在壳体上，拉筋用直径4-6毫米的金属丝，相邻两条拉筋的距离为100-300毫米；龟甲网可用直径为0.6-1.5毫米的金属丝或厚度为0.6-1.5毫米的金属板制成，网孔为10×10-30×30毫米，塑料可用聚乙烯、聚碳酸酯、ABS、聚四氟乙烯。中国专利申请(93109187)“一种长距离金属管道内衬塑膜管防腐施工办法”公开了一种热熔定型法，即将塑膜管一端翻定于法兰端面并加入热熔胶，用翻边定型器加热定型，确保塑膜管粘贴于管口与法兰端面，达到钢管内壁全部被塑膜管密封的目的。中国专利申请(00112256)“钢塑复合管联接法兰的塑料密封面成型工艺”公开一种类似上述专利的方法，即去掉钢塑复合管端的一段钢管，使塑料管伸出管外，将法兰固定在钢管前端，加热已插入模芯的端部塑料管到熔融状态，对挡圈施压使熔融塑料管进入由导向环、挡圈和模芯组成的模具内部的空腔中，然后脱膜而成法兰塑料密封面。上述两专利的法兰塑料密封面均是二次加热加工而成的，而对有钢网者则无法实施。中国专利申请(92213539)“整体化钢塑复合管件”公开了一种一次整体成型技术方案即在整体钢外壳内装入抽心模，将塑料直接压注入壳体内部，待冷却后抽出心模，塑料层与壳体内层紧密结合成一整体，这之中也包括法兰塑料面。此方法对有钢网衬里阻力较大较难实现。另外，在实际工作中，法兰面大多是人工上料，在滚塑时用手工一层一层涂抹，其厚度及平整度凭经验，以致工艺管道连接时可能会出现弯曲、偏轴问题。同样，同一个口径规格的管道衬里厚度也凭经验。
发明内容
鉴于上述专利并未对金属管道衬里技术加以具体说明，如对于比较细的管子(DN/500毫米以下)；对管中塑料厚度的一致性技术也未涉及，对一般管子的端部法兰面上衬塑的处理技术均属非一次成型，甚至于手工涂抹，在此统一称为法兰塑料密封台面处理技术。
为了解决上述技术问题，本发明提出第一项发明为一种带法兰的钢塑复合管，具有用一次单向正反旋转滚塑成型工艺制成的法兰塑料密封台面与塑料衬里；本发明提出第二项发明为一种带法兰的钢塑复合管，其结构是连接环式龟甲网即拉筋为圆环状，可定义为定位环或连接环，其环外周边与管道内壁点焊，其环内周边与空心圆柱状的龟甲网点焊，其环平面与管道内壁空腔的圆柱面是垂直的。龟甲网的圆柱面与管道内壁的圆柱面之间有与拉筋的直径相等的空隙间隔距离。对于任意一根管道，在管的两端各有1个并与管内壁点焊的连接环，其两端口以内还可以有1个或2个以上且其环环之间距为相等连接环。这些中间环可以与管内壁点焊，也可以不焊接。具有用同样一次单向正反旋转滚塑成型工艺制成的法兰塑料密封台面与龟甲衬里；本发明提出第三项发明为一种带法兰的钢塑复合管件，具有用一次纵横双向旋转滚塑成型工艺制成的法兰塑料密封台面与塑料衬里；本发明提出第四项发明为一种带法兰的钢塑复合管件，其结构可类似如第二项发明，也即可将管件在一个小范围内视为一段管道实施连接环式的龟甲网结构，同样具有用一次纵横双向旋转滚塑成型工艺制成的法兰塑料密封台面与龟甲衬里；为了制造上述四种产品，本发明提出最后一项发明为一种带法兰的钢塑复合管和管件的滚塑成型工艺，但为了叙述的便利，先行提出本发明第五项发明为一种专用于带法兰的钢塑复合管和管件的滚塑成型工艺的法兰面模具，该模具为钢制，并且与相应的管道、管件和塔节上的法兰大小一致，螺孔位置和大小也一致，其形状为一外圆高出一点底内空心的圆环盘形，当该模具用螺栓与管金属法兰面紧固后，小于包含螺孔的那个圆环的里圈有一外沿稍缓的圆环形凹腔并直至空心圆孔处，在凹腔底面上还有戴面为凸起尖三角形的圆环带，为密封水线的压刻模件。该凹腔可称模腔。而那个空心圆孔的直径可选定并且与管内选定的中空衬里的直径相同，也即标志衬里层的厚度。上述滚塑成型工艺如下在现有技术基础上即先确定产品类型，若是管道类则选择单向正反旋转滚塑机；若管件类则选择纵横双向旋转滚塑机。其次若是钢网加强型的则要在管腔内焊接和安装好连接环式龟甲网。之后上机对管道或管件滚动加热，当温度上升到塑料的熔融温度后采取保温状态，此时开始向管腔内投料，同时开始实施本发明特定工艺，即先在管金属法兰面螺栓孔向里的圆环上以及管端口涂抹一层3毫米塑料并至半塑化；另外在选定的一个模具的模腔内填满同一选定的塑料并加温至半塑化状态，再把模具的模腔对准管金属法兰面用螺栓紧固压实。接着继续向管内投料并清除模具内经模塑模压而多余溢出来的塑料，当管内腔塑料融体填满填平模具空心圆口边沿时即停止投料。而此时管内衬里厚度也即是管道或管件内壁直径与模具空心圆的直径之差的一半，而若模具空心圆直径可变时，则衬里厚度可随之相应确定而达到设计标准。接着按常规待完全塑化流平后停止保温，冷却定型后脱下模具，这样就制造出本发明的四种产品。对比现有技术，本发明由于采用了比较具体的连接环龟甲网加强技术结构，对大小管子均非常适合，也适应耐负压的需要。加之还同时采用了法兰模具这一专设部件，于是使有法兰的管道和管件可一次滚塑成型即从塑料原料开始直至固化，衬里厚度和法兰塑料密封台面的厚度及平整度达到设计统一标准，适用工业化生产和实际使用。
图1为本发明一种带法兰的钢塑复合管以及配合法兰模具的整体结构示意图具体实施方式
结合图1本发明这种带法兰有龟甲衬里的钢塑管的实施例，将具体实施方式
表达如下。
将选用的钢板网4冷卷焊接成圆管状，选用厚度为2-8毫米、节距为25×50毫米、50×100毫米的轧钢网，网向设置为长节距纵向即管轴向、短节距横向，并在其外网壁多处点焊在连接环3上，连接环视钢管长短可有若干个并同间距排列，其环平面互相平行并垂直于管中心线。再将此钢网体刚好合适地插入经喷砂处理的钢管1内，钢管端口带有钢制国标平焊法兰5，其上有螺栓孔6。一般情况在管端口处应有两个连接环，不论管径粗细，至少可将此两环上多处点焊在管内壁上，这两环之间的其他环视焊接技术可再点焊几个或全部，也可不再焊接。连接环的材料一般为圆形钢丝，其直径可在3毫米至4毫米之间选择。这样钢网圆柱外表面距钢管内壁面就至少有连接环钢丝直径那么大的间隔距离。在这之后，即可进入滚塑工艺阶段。可将带法兰的又点焊了龟甲网的钢管体装在滚动架一次纵横双向旋转型的滚塑机上，对其进行滚动加热，当温度升至与选定的塑料熔融温度相同时则采取保温状态。此时可开始并且分批地向管内投入塑料，另外在管金属法兰面螺栓孔向里的圆环上以及管端口涂抹一层约3毫米塑料并至半塑化；同时在法兰面模具7的模腔9内还包括有密封水线凸起尖三角形的圆环带10填满同一选定的塑料加温至半塑化，再把模具7与已衬有一定厚度塑料的钢法兰面相合固定，采用螺栓穿过模具螺孔8和法兰螺孔6紧固压实。在工件匀速滚动作用下塑料均匀地布于钢管内表面吸热融化，随着工件的不断旋转和外加热，粉状材料便一层层均匀地融叠在一起，融体逐步填满钢管内壁与钢网间的间隙，直至全部包腹钢网，在图1中即在钢管1内壁上即虚线段有中空塑料衬外壁11，其与中空塑料衬内空壁12之中包含有环3和钢网4。而图左中从内空壁12虚线延伸的小圆也即龟甲衬里内空大小，也即模具7中所谓空心圆环直径，在模具圆上即虚线覆盖部分。当钢管内腔塑料融体填满模具口边沿时即停止投料，此时衬里厚度已达到设计标准，待完全塑化流平后停止保温，冷却定型后脱下法兰面模具，即完成本产品全部工艺技术过程。而此时管内衬里厚度也即是管道或管件内壁直径与模具空心圆的直径之差的一半，也即外壁11与内壁12之间的厚度，而若模具空心圆直径可变时，则衬里厚度可随之相应确定而达到设计标准。法兰面塑料层即有如两螺孔6中间左图如4条虚线所示圆环形状大小。其面上对应模具凹腔上密封水线圆环带10的塑料面也即如法兰5上左图虚线所勾画出的剖面形状，与圆环带10为对应相似关系。
权利要求
1.一种带法兰的钢塑料复合管，包括有钢管及其内壁和法兰面上衬有塑料层，其特征是所述的管内壁及法兰面上的塑料层均属于用一次单向正反旋转滚塑成型工艺和该工艺专用法兰面模具制成的法兰塑料密封台面和塑料衬里。
2.一种带法兰的钢塑料复合管，包括有钢管，法兰面上衬有塑料层，钢管内壁上有龟甲衬里，其特征是(1)所述的龟甲衬里内的拉筋即连接环为平面圆环形状，连接环平面与管道内壁空腔的圆柱面是垂直的，(2)所述的钢管其两端口各有一个并与管道内壁点焊的连接环，而管道两端口之间还可以有1个或1个以上数量的且环环之间距为相等的连接环，(3)所述的龟甲网衬里中的连接环内周边之间点焊的龟甲网为圆柱体状，其圆柱面与管道内壁的圆柱面之间有空隙间隔距离，并且是相等的，(4)所述龟甲衬里和法兰面上塑料层均属于用一次单向正反旋转滚塑成型工艺和该工艺专用法兰面模具制成的法兰塑料密封台面和龟甲衬里。
3.根据权利要求2所述的一种带法兰的钢塑复合管，其特征是所述的龟甲网可选用厚度为2-8毫米、节距为25×50毫米、50×100毫米的轧钢网，网向设置为长节距纵向即管轴向、短节距横向。
4.一种带法兰的钢塑复合管件，包括有钢管件及其内壁和法兰面上衬有塑料层，其特征是所述的管内壁及法兰面上的塑料层均属于用一次纵横双向旋转滚塑成型工艺和该工艺专用法兰面模具制成的法兰塑料密封台面和塑料衬里。
5.一种带法兰的钢塑料复合管件，包括有钢管件，法兰面上衬有塑料层，钢管内壁上有龟甲衬里，其特征是(1)所述的龟甲衬里内的拉筋即连接环为平面圆环形状，连接环平面与管道内壁空腔的圆柱面是垂直的，(2)所述的钢管其两端口各有一个并与管道内壁点焊的连接环，而管道两端口之间还可以有1个或1个以上数量的且环环之间距为相等的连接环，(3)所述的龟甲网衬里中的连接环内周边之间点焊的龟甲网为圆柱体状，其圆柱面与管道内壁的圆柱面之间有空隙间隔距离，并且是相等的，(4)所述龟甲衬里和法兰面上塑料层均属于用一次纵横双向旋转滚塑成型工艺和该工艺专用法兰面模具制成的法兰塑料密封台面和龟甲衬里。
6.根据权利要求5所述的一种带法兰的钢塑复合管，其特征是所述的龟甲网可选用厚度为2-8毫米、节距为25×50毫米、50×100毫米的轧钢网，网向设置为长节距纵向即管轴向、短节距横向。
7.一种制造权利要求1和权利要求2和权利要求3和权利要求4所述的一种带法兰的钢塑复合管及其管件的滚塑成型工艺，包括有下列步骤选定管和管件并安置在选定的滚塑机上进行滚动加热，当温度上升到塑料的熔融温度后采取保温状态，此时开始向管腔内投料，随时间继续分批投料，直至管内塑料完全塑化流平后停止保温，直至冷却定型，其特征是(1)在所述的开始向管内投料的同时，还要在管金属法兰面螺栓孔向里的圆环面上直至管端口涂抹一层3毫米塑料并至半塑化，(2)另外同时在选定的一个模具的模腔内填满上述同一选定的塑料并加温至半塑化状态，再把模具的模腔对准管金属法兰面用螺丝紧固压实，(3)接着继续向管内投料并清除模具内经模塑模压而多余溢出来的塑料，当管内腔塑料融体填满填平模具空心圆口边沿时即停止投料，在冷却定型后脱下模具，结束工艺步骤。
8.一种实施权利要求5制造一种带法兰的钢塑复合管及其管件方法中的专用法兰面模具，该模具为经机械加工的钢制品，有一定形状的空腔，其特征是(1)所述的该模具与相应的管道、管件和塔节上的法兰大小一致，螺孔位置和大小也一致，(2)所述的该模具形状为一外圆高出一点底内空心的圆环盘形，当该模具用螺栓与管金属法兰面紧固条件下，小于包含螺孔的那个圆环的里圈有一外沿稍缓的圆环形凹腔并直至空心圆孔处，(3)所述的该模具其凹腔底面上还有截面为凸起尖三角形的圆环带，为密封水线的压刻模件，(4)所述的该模具的凹腔可称模腔，而那个空心圆孔的直径可选定并且与管内选定的中空衬里的直径相同，也即为衬里层厚度的标志。
全文摘要
本发明公开了一种带法兰的钢塑复合管和管件及其滚塑成型工艺和该工艺专用的法兰面模具，涉及塑料加工成型领域，是用滚塑工艺将塑料或还加以钢网与金属管道或管件还包括法兰面结合在一起构成衬里层，适用于化工行业在真空负压和有腐蚀条件下使用。本发明要解决的技术问题是钢管中具体的龟甲网衬里技术和法兰面涂塑与管内衬里一次性滚塑完成。本发明采用法兰面模具，龟甲网采用连接环式钢板网，针对管道或管件分别采用一次单向正反式或一次纵横双向式旋转滚塑成型工艺，在滚塑过程中，对钢法兰面上采用法兰面模具进行模塑模压而控制厚度和平整度，用法兰面模具模腔中的空心圆直径来判断衬里厚度。因此一次成型后可达到设计标准。
文档编号B29C67/02GK1506210SQ0215309
公开日2004年6月23日 申请日期2002年12月7日 优先权日2002年12月7日
发明者王峰, 王 峰 申请人:王峰, 王 峰