专利名称：有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网的制作方法
技术领域：
本发明与塑料管及钢塑复合管与塑料管件的有关连接，特别与有孔洞金属骨架增强的塑料复合管与塑料管件经过热熔融连接成为管网的连接技术。
背景技术：
已公知的金属复合的塑料管与塑料管之间的连接有用机械卡接方法连接，有用管件承插口内腔分布的电加热丝，电加热管材与管件的圆柱形连接面或锥度连接面使两面熔融连接，纯塑料管与塑料管件之间已有利用热熔承插熔融连接的方法，但多数是连接直径较小，比如小于φ110的纯塑料管，也有笔者申请的还未公开的利用旋转摩擦生热熔融连接的方法，将管材管件之间的锥面连同管件内腔的环形台阶端面一起热熔融连接的方法，摩擦生热熔融连接的方法最适宜钢塑复合的管与管件之间的连接，但有些摩擦生热不易熔接的材料如硅烷交联聚乙烯和非交联耐热聚乙烯，用此方法存在不易熔接的困难。
上述已知技术中，用机械卡接方法，不能充分发挥塑料管连接件可以与金属复合塑料管热熔密封连接的特点，不能有效防止管网流体对复合管中的金属增强骨架的腐蚀。
用塑料管连接件承插口内腔分布的电热丝加热熔融管材和管件连接面，因电热丝只能在外壁或管件内腔分布，不能将管材端部及管件内腔设计的环形台阶端面之间利用塑料熔融密封，所以不能解决连接好的管网的金属复合管的金属增强骨架的密封和流体对其的腐蚀，虽然采取了利用塑料环预先将管材端面加热熔融连接骨架内外层塑料来密封金属增强骨架，但由于两种材料热线胀系数不一样，塑料管件电热熔连接时，实际因线胀不一样或熔接以后的冷却收缩不一样，塑料环与金属骨架内外层塑料实际已产生裂缝而达不到密封要求。
本申请人申请的利用旋转摩擦热熔融焊接，该技术提供了一种钢骨架增强复合塑料管的管端法兰，管端法兰由钢骨架增强的塑料复合管道或管件和一个与复合管道或管件端部的外园锥表面和端面旋转摩擦加热熔融连接的塑料法兰组成，该法兰有一与复合管道或管件外圆锥表面的锥度相配合的呈锥度的内壁和一个与复合管道或管件的端面熔融连接的台阶面，该内壁和台阶面与复合管道或管件的外园锥表面和端面接触并产生旋转摩擦时，它们的接触摩擦面因生热而熔融，产生的熔融物将法兰内壁和台阶端面与复合管道和管件的外园锥表面及管端面熔融连接起来，使塑料法兰与复合管道或管件成为永久性的熔融连接的管端法兰，该管道或管件的管端法兰热熔对接起来就可以连接呈管网，该技术对管道或管件的增强钢骨架实现了较好的密封，解决了金属增强骨架复合管道的连接密封难题，这种旋转摩擦利用锥面和端面的熔融连接，虽然较好的解决了金属骨架的密封，但是在管网设计较复杂需要连接的管件较多、类型较复杂时，特别是有较多的竖直和横向的立体的连接时，仅靠管道或管件上利用旋转摩擦熔融管端法兰，并将管端法兰再热熔对接来组成管网是不方便旋转的。特别在组网时有竖直或横向连接时，或是已焊接组成支网或支管时，是无法旋转来摩擦生热焊接的。这种方法在较大直径，在地面或埋地直管连接时有充分优势，在连接建筑物内和小区平面内或主体管网或直径较小在φ200以下时存在旋转不方便的困难。加之有孔金属骨架复合的耐热塑料管在用于热水管网时有优良的性能，特别是有较低的线胀率及比纯塑料管少10％的承压温度折减，但鉴于前述的硅烷交联聚乙烯及PE-RT不易摩擦熔融焊接，对于有孔洞的金属骨架复合管急需要热熔融永久性连接的技术。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种更可靠和方便的连接的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网。
本发明的目的是这样来实现的本发明有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，该管网至少由有孔洞金属骨架增强的塑料复合管与塑料连接管件组成，复合管中的塑料连续体通过金属骨架的孔洞将骨架包覆形成管壁，管壁以骨架为界形成塑料外层和塑料内层，塑料连接管件至少一端有承插口，承插口内腔有环形台阶，利用加热器工具如加热套和加热塞分别对复合管端部的管壁和管件承插口内腔壁及环形台阶端面加热，采用热熔承插连接将复合管管壁与管件承插口内腔壁、复合管管壁端面与承插口内腔环形台阶端面热熔融连接在一起形成管网，金属骨架伸入管件承插口内腔环形台阶端面至少0.5毫米且被复合管管壁端面和管件承插口内腔环形台阶端面熔融连接在一起的塑料熔融体包覆密封。有孔洞金属骨架作增强作用，方便机具对管和管件加热和承插，特别是在承插时，外层塑料层为主要熔接层，由于有骨架支撑，可以实现大直径管如大于φ200的管的热熔承插，由于骨架内外层塑料呈热熔融体时，可以在孔洞内外层之间热胀滑动，参加热熔融体的膨胀和收缩，外层塑料与管件内壁之间因有熔融热膨胀压力使热熔连接可靠，加之管壁端面与管件内腔环形台阶端面承插并充分加热和熔融连接，骨架又伸入台阶端面至少0.5毫米以上，管径较大时伸入2至8毫米，甚至更多，使骨架完全被熔融体包覆和密封，解决了前述已知技术仅靠管端塑料环密封骨架困难的难题，使热熔承插连接的管网有比已知技术更可靠的承压和防止骨架腐蚀的能力，骨架对台阶端面的更多伸入，端面熔融体连接断面增大，都会更加可靠的连接并能承受管网更苛刻的运行条件，特别是管材的塑料连续体的热胀冷缩与骨架之间数量级之间的线胀差异都得到克服，当然这里有孔洞的骨架对塑料连续体的线胀制约也发挥特别的作用，这也是有孔洞金属骨架的塑料复合管与塑料管件热熔连接成管网的优势和技术窍门所在，正因为有这样的组合和连接技术，使该管网能可靠的应用于热水管网和热腐蚀性流体用管网，比已知技术有重大的突破。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，管件承插口内腔呈锥度与复合管壁热熔融承插连接。管件承插口呈锥度可以在制作管件内腔时形成，也可以用加热塞对内腔进行加热时利用施压形成，内腔有一定锥度可以避免复合管从入口承插时将大量熔融体推挤出应熔融连接的表面，而使参与熔接的塑料熔体减少，使连接更可靠，特别方便大直径管材与管件之间的热熔连接。为了使热熔融连接可靠，加热和对接承插入和施压施加轴向力都应该在对接焊的专用机具上完成，锥度大小的选择是φ63管以下为0.5度，φ63至φ160管为1至2度，大于φ200管为1.5至5度。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，复合管的塑料材料是硅烷交联聚乙烯，管件是热塑性塑料或非交联耐温聚乙烯(PE-RT)，复合管在未进行水解缩聚交联反应前，利用其可以热熔融连接特性将其与管件热熔承插连接成管网，再在满足其水解缩聚交联反应的湿热环境和条件下进行水解缩聚交联反应而成为有孔洞金属骨架增强的硅烷交联聚乙烯复合管与塑料连接件连接的管网。利用复合管硅烷交联聚乙烯在水解缩聚交联前仍有优良的热熔性能和管件是热塑性塑料或非交联耐温聚乙烯(PE-RT)有优良的热熔性能这一特性，将管与管件热熔融连接组成热水用管网，再通热水进行水解缩聚交联反应，使硅烷交联聚乙烯交联为耐热、寿命长的管网，使不易热熔连接的材料也热熔连接为管网。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，复合管的塑料材料是硅烷交联聚乙烯，管件是硅烷交联聚乙烯，复合管及管件在未进行水解缩聚交联反应前，利用其可以热熔连接特性将其热熔承插连接成管网，再在满足其水解缩聚交联反应的温热环境和条件进行水解缩聚交联反应而成为有孔洞金属骨架增强的硅烷交联聚乙烯复合管与塑料连接件连接的管网。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，该管网的管件的另外的连接端有承插口，在该承插口内腔壁分布有电热丝，其它的塑料管或复合管或管件与之连接是依靠电热丝加热熔融承插入的管或管件而形成管网，管件的另一连接端的承插口内腔分布电热丝，且电热丝上还可以因连接不同材料的管材而包覆相应不同的材料，可以实现多种材料的管材在管网中连接，扩大管网的应用领域，解决不同塑料材料的连接成网技术。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，该管网的管件的另外的连接端呈直筒管，该直筒管可以插入其它的管件承插口内腔被热熔接或者被其内腔壁上分布的电热丝电加热熔融与其和其它的管熔融连接起来成为管网，或与其它的管或管件热熔对接形成管网管连接件另外的连接端呈直筒管，主要为了方便其承插入其它的管道连接件承插口内腔被热熔接或被电热熔连接，或者与另外的管或管件热熔对接，该技术对于前述金属复合管是硅烷交联聚乙烯管有特别的意义，当其还未水解缩聚成为交联状而此时尚具优良的热熔接性能，用非交联热塑性材料制成的管连接件先行与之按上述技术连接，再对其水解缩聚交联反应，此后，虽然管再也无法熔接，但从此该管就具有了一个可以在任何时候与其热熔、电热熔的连接头，在管网工程中有很高的应用价值。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，有孔洞的金属骨架是有孔钢板或钢带经卷绕成筒焊接而成。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，有孔洞的金属骨架是纬向钢丝缠绕径向钢丝经焊接而成。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，有孔洞的金属骨架是在复合管内层塑料管上左右螺旋交叉缠绕或编织钢丝形成孔洞而成为有孔洞金属骨架。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，在金属骨架和塑料外层、塑料内层之间有粘结剂层，粘结剂充满孔洞，粘结剂是接枝马来酸酐烯烃聚合物或其与烯烃聚合物的共混物。粘结剂可以是聚丙烯(PP)或共聚聚丙烯(PP-R)的接枝聚合物，相应的管的内外层塑料可以是聚丙烯(PP)或共聚聚丙烯(PP-R)。粘结剂可以是高密度聚乙烯(HDPE)的聚合物，相应的管的内外层塑料可以是高密度聚乙烯(HDPE)或交联聚乙烯(PEX)或非交联耐温聚乙烯(PE-RT)。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，复合管的金属骨架的内、外层塑料层是不同的塑料材料。金属骨架内外层采用不同塑料材料可以实现更宽的应用领域和更经济的生产成本，可以更方便的连接为管网，如热水管网的金属复合塑料管是内层为耐温的硅烷交联聚乙烯、外层为非交联耐温聚乙烯(PE-RT)的金属骨架增强复合塑料管。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，骨架的内层塑料是硅烷交联聚乙烯，外层是非交联耐温聚乙烯(PE-RT)。
上述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，管件连续体中有增强金属骨架和/或与其它管材连接用的金属构件。管道连接件的管壁连续体中有增强作用的金属骨架，可以提高管网的连接性能和承压能力，连续体中也需要镶入有与其它管道连接用的金属构件，比如需螺纹连接的金属构件和仪器、仪表检测用的连接口。
本发明有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，利用加热器工具即加热套和加热塞分别对复合管端部的管壁和管件承插口内腔壁及环形台阶端面加热，采用热熔承插连接将复合管管壁与管件承插口内腔壁、复合管管壁端面与承插口内腔环形台阶端面热熔融连接在一起形成管网，金属骨架伸入管件承插口内腔环形台阶端面至少0.5毫米且被复合管管壁端面和管件承插口内腔环形台阶端面熔融连接在一起的塑料熔融体包覆密封，使骨架完全被熔融体包覆和密封，解决了已知技术仅靠管端塑料环密封骨架困难的难题，使热熔承插连接的管网有比已知技术更可靠的承压和防止骨架腐蚀的能力，连接方法可靠和方便，管网性能更可靠，增加了管道工程的可靠性能。
图1为有三通管道连接件的本发明管网连接示意图。
图2为有三通管道连接件的本发明管网另一连接示意图。
图3为有二通管道连接件的本发明管网连接示意图。
图4为电热丝包覆有粘结剂层示意图。
图5为有二通管道连接件的本发明管网另一连接示意图。
图6为有二通管道连接件的本发明管网再一连接示意图。
具体实施例方式实施例1图1给出了本发明实施例1图。参见图1，由三通管道连接件8连接的有孔钢带复合的钢塑复合管1、铝塑复合管15、纬向钢丝11缠绕径向钢丝10经焊接成有孔钢丝骨架的复合管14形成的管网。有孔钢带复合的钢塑管中的塑料外层4材料是非交联耐温聚乙烯(PE-RT)，与管道连接件8呈熔融连接，有孔钢带经对接焊接而成的金属骨架2的一端露出的部分金属骨架6伸入管件8承插口内腔环形台阶端面7中4mm毫米，被复合管1管壁端面和管件承插口内腔环形台阶端面7熔融连接在一起的塑料熔融体包覆密封。塑料内层3，材料也是非交联耐温聚乙烯(PE-RT)，在有孔钢带2的孔中和钢带两面有粘结剂5，将塑料内层3和塑料外层4与钢带2粘结复合在一起。
铝塑复合管15，通过螺纹铜镶件16、锥头卡簧17、外压紧螺帽18、硅胶密封圈19与管道连接件8连接在一起。
纬向钢丝11缠绕径向钢丝10经焊接成有孔钢丝骨架的复合管14，在骨架的内层和外层分别复合有非交联耐温聚乙烯材料(PE-RT)13和12，在其与骨架之间有与前述相同的粘结剂层5，复合管14的端部外表面和端面与管道连接件8的内腔相对应的内圆面和环形台阶端面7熔融连接在一起，其一端露出的部分钢丝骨架9伸入管件8承插口内腔环形台阶端面7中4mm毫米，被复合管14管壁端面和管件承插口内腔环形台阶端面7熔融连接在一起的塑料熔融体包覆密封。管件内腔在熔接塑料管壁端面时同时也将金属骨架的包覆，防止管网中的腐蚀性流体从连接缝处渗漏与金属骨架接触并产生腐蚀，加之外层与骨架之间有粘结剂复合为一体，管件内腔与外层塑料层熔融连接后，不仅可以利用管件壁厚帮助内层塑料管、金属骨架以及外层塑料承担更高的管网输送压力，还可以因热熔连接外层塑料管壁而承担更高的轴向拉拔力，端面7面的热熔融连接，加之骨架伸入管件8承插口内腔环形台阶端面4mm毫米，使管网可以承受比前述已知技术更高的管网系统压力。
实施例2图2给出了本发明实施例2图。本实施例2基本与实施例1同。不同处是管道21的内层22和外层23材料全部都是耐热聚丙烯(PP-R)或高密度聚乙烯(HDPE)，管件27是三通，管件体中间有钢板骨架29，其中小口径一端连接是用带螺纹25的铜镶件28，管件右端的复合管材33的金属骨架31用纬向钢丝11缠绕径向钢丝10并经焊接形成，管道33的内层32和外层30材料也全部都是耐热聚丙烯(PP-R)或高密度聚乙烯(HDPE)，另一端的复合管材的金属骨架用钢丝24左、右螺旋交叉缠绕形成骨架，管端面都与管件内腔环形台阶端面7热熔融连为一体。复合管道21其一端露出的部分金属骨架26和复合管材33其一端露出的部分金属骨架9伸入管件27承插口内腔环形台阶端面4mm毫米，被复合管21、33管壁端面和管件承插口内腔环形台阶端面7熔融连接在一起的塑料熔融体包覆密封。管件27承插口内腔呈锥度20(有1度锥度)与复合管21(同样有1°锥度)热熔融承插连接。
实施例3图3、图4给出了本发明实施例3图。本实施例3基本与实施例1同。不同处是材料为非交联耐温聚乙烯(PE-RT)的管件34为二通，一端与有孔钢带对接焊骨架并带有粘结剂层5的非交联耐温聚乙烯复合管1端部热熔承插连接，其一端露出的部分金属骨架6伸入管件34承插口内腔环形台阶端面7中4mm毫米，被复合管1管壁端面和管件承插口内腔环形台阶端面7熔融连接在一起的塑料熔融体包覆密封；另一端通过管件34直承插内腔36分布的被带有粘结剂和PE-RT共混物37包覆的电热丝35(参见图4)与有孔钢带对接焊骨架并带有粘结剂层的非交联耐温聚乙烯复合管1端部直筒式电热熔连接而形成管网。
实施例4图5给出了本发明实施例4图。本实施例4基本与实施例3同。不同处是内层41和外层42材料全部都是交联聚乙烯(PEX)的有孔钢带复合的钢塑复合管43与带直筒端39的管件40热熔连接，露出的部分金属骨架6伸入管件40承插口内腔环形台阶端面7中2mm毫米，管件40的直筒端39与二通管件38热熔连接，二通管件38另一端通过承插内腔36分布的被带有粘结剂和PE-RT共混物37包覆的电热丝35再与有孔钢带复合的钢塑复合管1电热熔连接而形成管网。
实施例5图6给出了本发明实施例5图。本实施例5基本与实施例4同。不同处是内层41和外层42材料全部都是交联聚乙烯(PEX)的有孔钢带复合的钢塑复合管43与带直筒端44的管件45热熔连接，露出的部分金属骨架6伸入管件45承插口内腔环形台阶端面7中2mm毫米，管件45的直筒端44的端面与塑管46的端面热熔对接连接而形成管网。
上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
权利要求
1.有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，该管网至少由有孔洞金属骨架增强的塑料复合管与塑料连接管件组成，其特征在于复合管中的塑料连续体通过金属骨架的孔洞将骨架包覆形成管壁，管壁以骨架为界形成塑料外层和塑料内层，塑料连接管件至少一端有承插口，承插口内腔有环形台阶，利用加热器工具分别对复合管端部的管壁和管件承插口内腔壁及环形台阶端面加热，采用热熔承插连接将复合管管壁与管件承插口内腔壁、复合管管壁端面与承插口内腔环形台阶面热熔融连接在一起形成管网，金属骨架伸入管件承插口内腔环形台阶端面至少0.5毫米且被复合管管壁端面和管件承插口内腔环形台阶端面熔融连接在一起的塑料熔融体包覆密封。
2.如权利要求1所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于管件承插口内腔呈锥度与复合管壁热熔融承插连接。
3.如权利要求1或2所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于复合管的塑料材料是硅烷交联聚乙烯，管件是热塑性塑料或非交联耐温聚乙烯，复合管在未进行水解缩聚交联反应前，利用其可以热熔融连接特性将其与管件热熔承插连接成管网，再在满足其水解缩聚交联反应的湿热环境和条件下进行水解缩聚交联反应而成为有孔洞金属骨架增强的硅烷交联聚乙烯复合管与塑料连接件连接的管网。
4.如权利要求1或2所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于复合管的塑料材料是硅烷交联聚乙烯，管件材料是硅烷交联聚乙烯，复合管及管件在未进行水解缩聚交联反应前，利用其可以热熔连接特性将其热熔承插连接成管网，再在满足其水解缩聚交联反应的温热环境和条件进行水解缩聚交联反应而成为有孔洞金属骨架增强的硅烷交联聚乙烯复合管与塑料连接件连接的管网。
5.如权利要求1或2所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于该管网的管件的另一连接端有承插口，在该承插口内腔壁分布有电热丝，其它的塑料管或复合管或管件与之连接是依靠电热丝加热熔融承插入的管或管件而形成管网。
6.如权利要求1或2所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于该管网的管件的另一连接端呈直筒管，该直筒管插入其它的管件承插口内腔被热熔接或者被其内腔壁上分布的电热丝电加热熔融与其和其它的管熔融连接起来成为管网，或与其它的管或管件热熔对接形成管网。
7.如权利要求1或2所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于有孔洞的金属骨架是有孔钢板或钢带经卷绕成筒焊接而成。
8.如权利要求1或2所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于有孔洞的金属骨架是纬向钢丝缠绕径向钢丝经焊接而成。
9.如权利要求1或2所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于有孔洞的金属骨架是在复合管内层塑料管上左右螺旋交叉缠绕或编织钢丝形成孔洞而成为有孔洞金属骨架。
10.如权利要求1或2所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于在金属骨架和塑料外层、塑料内层之间有粘结剂层，粘结剂充满孔洞，粘结剂是接枝马来酸酐烯烃聚合物或其与烯烃聚合物的共混物。
11.如权利要求1或2所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于复合管的金属骨架的内、外层塑料层是不同的塑料材料。
12.如权利要求11所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于骨架的内层塑料是硅烷交联聚乙烯，外层是非交联耐温聚乙烯。
13.如权利要求1或2所述的有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，其特征在于管件连续体中有增强金属骨架和/或与其它管材连接用的金属构件。
全文摘要
本发明提供了一种有孔洞金属骨架增强塑料复合管与塑料连接件连接的管网，该管网至少由有孔洞金属骨架增强的塑料复合管与塑料连接管件组成，其特征是复合管中的塑料连续体通过金属骨架的孔洞将骨架包覆形成管壁，管壁以骨架为界形成塑料外层和塑料内层，塑料连接管件至少一端有承插口，承插口内腔有环形台阶，利用加热器工具分别对复合管端部的管壁和管件承插口内腔壁及环形台阶端面加热，采用热熔承插连接将复合管管壁与管件承插口内腔壁、复合管管壁端面与承插口内腔环形台阶面热熔融连接在一起形成管网，金属骨架伸入管件承插口内腔环形台阶端面至少0.5毫米且被复合管管壁端面和管件承插口内腔环形台阶端面熔融连接在一起的塑料熔融体包覆密封。连接可靠。
文档编号F16L47/02GK1987185SQ200510022349
公开日2007年6月27日 申请日期2005年12月22日 优先权日2005年12月22日
发明者甘国工 申请人:甘国工