一种三通结构件及制造方法与流程

本发明涉及机械制造领域，特别涉及一种三通结构件及制造方法。

背景技术：

目前，国内外的三通管道主要有金属三通和塑料三通。金属三通具有耐腐蚀性差的缺点，一般使用寿命不超过3-5年，即使进行表面防护，使用寿面也很难超过10年；同时，由于金属材质的三通管道质量大，这也很大程度上增大运输和施工成本。通过注射成型的塑料三通管道，虽然具有优异的耐腐蚀性，但由于其强度低，在泥土或海水等外界环境压力条件下，极易使得管道压溃或是开裂。近年来开发的纤维缠绕成型的热固性复合材料，虽然具有质量轻，强度高的特点。但由于存在材料、设备成本高、生产效率低、工艺技术复杂、芯模脱出困难的缺点，使其应用受到很大限制。同时，由于热固性复合材料回收利用难度大的特点，这也可能带来今后的环境问题。

采用纤维增强的热塑性复合材料具较高的强度，可以承受一定的内部和外部压力，且热塑性材料的基体具有优异的韧性，加之纤维的增强使其更不易开裂。比强度高的特点使得热塑性复合材料三通管道具有更低的运输成本和施工成本。同时，热塑性基体的耐腐蚀性能优异，能够抵抗土壤腐蚀几十年，而且能够在强酸强碱的条件下使用近十年。此外，热塑性复合材料可回收，这使得这种材料可以重复利用，并且不给环境带来危害。热塑性基体没有固化时间，成型效率高，能够满足量产的需要。因此，热塑性复合材料可作为这种三通管道的理想材料，特别适用于地下及海洋等恶劣环境中。

有国外专利已经报道过一种热塑性复合材料管道及其制造方法，这种热塑性复合材料管道是通过纤维带缠绕的方式实现的，可实现连续批量生产。但这种制造方法并不适用于复杂结构的三通管道制造。

技术实现要素：

在本发明中，本发明第一方面提供了一种三通结构件，所述三通结构件包括：

一外管、一位于所述外管内的内管、以及用于对所述内管和所述外管进行固定密封的法兰接头；

其中，所述的外管由对称的第一半管和第二半管构成，其中，各半管均设有翼板，所述翼板上设有用于通过螺栓进行固定的螺栓孔；

所述的第一半管和第二半管通过翼板融合区结合为一体结构，其中所述的翼板融合区包括所述第一半管的翼板、第二半管的翼板、以及位于所述第一半管的翼板和所述第二半管的翼板之间的网状电阻丝，其中所述的第一半管的翼板和第二半管的翼板融合固化在一起；

所述法兰接头设有限位槽、限位螺孔、密封槽和密封圈；以及

所述螺栓通过所述限位螺孔和所述螺栓孔将所述外管和所述法兰接头进行固定。

在另一优选例中，所述内管的外轮廓与所述外管的内轮廓是相匹配或适形的。

在另一优选例中，所述的内管与所述外管之间通过胶粘剂固定连接。

在另一优选例中，所述的法兰接头还设有斜边槽。

在另一优选例中，所述的斜边槽为梯形斜边槽。

在另一优选例中，所述的第一半管的翼板和第二半管的翼板的大小和/或形状是基本相同的。

在另一优选例中，所述的第一半管的翼板和第二半管的翼板的大小和/或形状是相同的。

在另一优选例中，所述的内管的直径为100-5000mm。

在另一优选例中，所述的翼板融合区是通过电阻焊接形成的。

在另一优选例中，所述内管上设有胶槽。

在另一优选例中，所述内管的材质为短纤维增强热塑性复合材料。

在另一优选例中，所述复合材料的基体材料选自下组：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚苯乙烯-丙烯腈树脂、热塑性聚酯和热塑性聚氨酯、或其组合。

在另一优选例中，所述复合材料的增强纤维选自下组：玻璃纤维、碳纤维、有机聚合物纤维、天然纤维、或其组合。

在另一优选例中，按复合材料的总质量计，所述增强纤维质量分数为2-30％。

在另一优选例中，所述增强纤维长度为1-5mm。

在另一优选例中，所述第一半管和第二半管的材质均为连续纤维增强热塑性复合材料。

在另一优选例中，所述复合材料基体相的树脂选自下组：聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚苯乙烯-丙烯腈树脂、热塑性聚酯、热塑性聚氨酯、聚甲醛树脂、聚醚酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、或其组合。

在另一优选例中，所述复合材料增强相的连续纤维的形式选自下组：单向纤维和织物纤维、或其组合。

在另一优选例中，所述连续纤维材料选自下组：玻璃纤维、碳纤维、有机聚合物纤维、天然纤维、或其组合。

在另一优选例中，所述内管的断裂伸长率大于1％，抗拉强度为60-120mpa；

所述外管的抗拉强度大于120mpa，抗压强度大于60mpa。

在另一优选例中，所述半管的厚度为2-8mm，所述半管的主管的直径为d2，且所述d2为200-2000mm；

所述半管的支管的直径为d1，且所述d1与所述d2的比值为0.5-1；

所述主管与所述支管之间的过渡圆角的半径为r，所述支管的半径为d3，且所述r与所述d3的比值为0.3-0.7。

在另一优选例中，所述内管的外径形状和所述半管的内径形状相同，且所述内管的外径尺寸与所述半管的内径尺寸相同；

所述内管的壁厚为1-4mm，所述胶槽的宽度为20-40mm；

所述胶粘剂的搭接剪切强度大于20mpa，断裂伸长率大于5％。

在另一优选例中，所述法兰接头采用金属材料，所述密封圈采用橡胶材料，所述限位槽沿轴向的截面为直角梯形，所述梯形斜边槽沿轴向截面为锯齿形。

本发明第二方面提供了一种三通结构件的制造方法，包括步骤：

(a)提供一内管、第一半管、第二半管、法兰接头和网状电阻丝；

其中，所述的第一半管和第二半管是对称的，并均设有翼板，所述翼板上设有用于通过螺栓进行固定的螺栓孔；

所述法兰接头设有限位槽、限位螺孔、密封槽和密封圈；

并且，所述的网状电阻丝在通电时构成闭合回路；

(b)将所述第一半管、所述第二半管进行对准，构成外管形状，并使得所述第一半管的翼板和所述第二半管的翼板互相对准，并在互相对准的所述第一半管的翼板和第二半管的翼板之间放置所述网状电阻丝；

(c)在对互相对准的所述的第一半管的翼板和第二半管的翼板施加压力的条件下，对所述网状电阻丝进行通电，所述的网状电阻丝构成闭合回路，从而使得所述的第一半管的翼板和第二半管的翼板发生熔融，形成熔融的翼板融合区；

(d)对所述网状电阻丝进行断电，并使得所述熔融的翼板融合区固化，从而形成固化的翼板融合区，得到外管；和

(e)将所述的内管、外管以及法兰接头进行装配，形成三通结构件。

在另一优选例中，步骤(a)中还包括制造所述第一半管和第二半管的步骤(z)：对坯料进行冲压，从而形成所述第一半管和第二半管。

在另一优选例中，所述的步骤(z)包括以下子步骤：

(z1)制胚：采用热压法制备连续纤维增强的热塑性复合材料层合板，之后将所述层合板裁切成t型坯料；

(z2)预热：使用加热设备，将所述层合板加热至tm-30℃～tm+20℃；

(z3)转移：快速转移预热后的所述层合板至模具中间，该过程在10s内完成；

(z4)压料：压块下移将所述层合板压紧在模具凹模上，不同的区域采用不同的压紧力，选择0.05-0.25mpa和0.1-0.5mpa两个压力区间，所述模具凹模和压块的温度为tm-120℃～tm-50℃；

(z5)预压实：模具凸模快速下移，当所述凸模快接近所述坯料时，控制下移速率为50mm/s-200mm/s，将所述坯料压入所述模具凹模型腔内，所述模具凸模温度为tm-120℃～tm-50℃；

(z6)保压：模具间压力增至1-4mpa，模具温度和压力不变并保持30-120s；

(z7)降温开模：使用循环冷水将模具温度降低至80℃以下，提起所述模具凸模并取出制件；

(z8)修边制空：使用机械切割或水切割的方法切除步骤(z7)得到的制件的飞边，并在翼板上制螺栓孔得到所述第一半管；和

(z9)采用步骤(z1)-步骤(z8)中相同的成型加工方法制造另外对称的所述第二半管，步骤(z9)中采用的模具模腔形状与步骤(z1)-步骤(z8)中采用的模具模腔形状对称。

在另一优选例中，所述t型坯料的横边宽度和所述半管的主管直径之比为3.2-4.0；

所述t型坯料的纵边宽度和所述半管的支管的直径之比为3.2-4.0；

所述t型坯料横边与纵边的过度圆角半径与所述主管和支管的过渡圆角半径之比等于所述t型坯料的横边宽度和所述半管的主管直径之比；和/或

所述层合板中每一铺层的纤维主方向与所述t型坯料的横边方向夹角为40°-50°。

在另一优选例中，步骤(a)中还包括制造所述内管的步骤(a1)：采用短纤维增强热塑性复合材料将所述内管注射成型。

在另一优选例中，步骤(a)中还包括制造所述法兰接头的步骤(a2)：采用视管径尺寸选择铸造、焊接和机械加工中一种或几种加工方法将所述法兰接头加工而成。

在另一优选例中，步骤(z)中所述的坯料为t型坯料，且所述的坯料为连续纤维增强的热塑性复合材料。

在另一优选例中，步骤(e)包括以下子步骤：

(e1)施胶：在所述内管的胶槽上施一定量的胶粘剂；

(e2)焊接、固化：将对称的两部分所述半管扣合在所述内管两侧，同时在所述半管的翼板间嵌入网状电阻丝，将所述网状电阻丝接通电源形成闭合回路，并对所述半管的管壁及所述翼板施加压力并保压，待所述翼板表面的基体树脂熔融后断开电源回路，卸下压力；和

(e3)装配法兰接头：将密封圈装配在所述法兰接头上，并将所述法兰接头分别压入所述半管的主管和支管以及所述内管中，并用螺栓通过螺栓孔和限位螺孔将所述半管和所述法兰接头固定。

附图说明

图1为实施例1的三通结构件的整体结构示意图；

图2为实施例1的三通结构件的主视图；

图3为实施例1的三通结构件的左视图；

图4为图2的剖视图；

图5为实施例3的坯料的结构示意图。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，首次开发了一种三通结构件及制造方法。本发明采用高性能连续纤维增强的热塑性复合材料作为外管，充分提高了三通管道的强度和耐腐蚀性并降低了三通管道的重量；本发明采用两个对称半管形成外管，通过法兰接头对内管和外管进行固定密封，提高了产品成品率；本发明采用以下技术方法：内管采用注射成型、法兰接头采用普通的金属制造及加工方法、外管采用采用热压的方式成型，之后采用紧固系统将内管、外管和法兰接头各部分固定，大大提高了制造效率。

术语

如本文所用，术语“三通结构件”、“三通构件”、“三通”可互换使用，含义相同。

三通结构件

本发明提供了一种三通结构件，所述三通结构件包括：

一外管、一位于所述外管内的内管、以及用于对所述内管和所述外管进行固定密封的法兰接头。

本发明中，所述的外管由对称的第一半管和第二半管构成，其中，各半管均设有翼板，所述翼板上设有用于通过螺栓进行固定的螺栓孔。

本发明中，所述的第一半管和第二半管通过翼板融合区结合为一体结构，其中所述的翼板融合区包括所述第一半管的翼板、第二半管的翼板、以及位于所述第一半管的翼板和所述第二半管的翼板之间的网状电阻丝，其中所述的第一半管的翼板和第二半管的翼板融合固化在一起。

本发明中，所述法兰接头设有限位槽、限位螺孔、密封槽和密封圈。

本发明中，所述螺栓通过所述限位螺孔和所述螺栓孔将所述外管和所述法兰接头进行固定。

优选地，所述内管的外轮廓与所述外管的内轮廓是相匹配或适形的。

在另一优选例中，所述的内管与所述外管之间通过胶粘剂固定连接。

在另一优选例中，所述的法兰接头还设有斜边槽。

在另一优选例中，所述的斜边槽为梯形斜边槽。

在另一优选例中，所述的第一半管的翼板和第二半管的翼板的大小和/或形状是基本相同的。

在另一优选例中，所述的第一半管的翼板和第二半管的翼板的大小和/或形状是相同的。

在另一优选例中，所述的内管的直径为100-5000mm。

在另一优选例中，所述的翼板融合区是通过电阻焊接形成的。

在另一优选例中，所述内管上设有胶槽。

在另一优选例中，所述内管的材质为短纤维增强热塑性复合材料。

在另一优选例中，所述复合材料的基体材料选自下组：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚苯乙烯-丙烯腈树脂、热塑性聚酯和热塑性聚氨酯、或其组合。

在另一优选例中，所述复合材料的增强纤维选自下组：玻璃纤维、碳纤维、有机聚合物纤维、天然纤维、或其组合。

在另一优选例中，按复合材料的总质量计，所述增强纤维质量分数为2-30％。

在另一优选例中，所述增强纤维长度为1-5mm。

在另一优选例中，所述第一半管和第二半管的材质均为连续纤维增强热塑性复合材料。

在另一优选例中，所述复合材料基体相的树脂选自下组：聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚苯乙烯-丙烯腈树脂、热塑性聚酯、热塑性聚氨酯、聚甲醛树脂、聚醚酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、或其组合。

在另一优选例中，所述复合材料增强相的连续纤维的形式选自下组：单向纤维和织物纤维、或其组合。

在另一优选例中，所述连续纤维材料选自下组：玻璃纤维、碳纤维、有机聚合物纤维、天然纤维、或其组合。

在另一优选例中，所述内管的断裂伸长率大于1％，抗拉强度为60-120mpa；

所述外管的抗拉强度大于120mpa，抗压强度大于60mpa。

在另一优选例中，所述半管的厚度为2-8mm，所述半管的主管的直径为d2，且所述d2为200-2000mm；

所述半管的支管的直径为d1，且所述d1与所述d2的比值为0.5-1；

所述主管与所述支管之间的过渡圆角的半径为r，所述支管的半径为d3，且所述r与所述d3的比值为0.3-0.7。

在另一优选例中，所述内管的外径形状和所述半管的内径形状相同，且所述内管的外径尺寸与所述半管的内径尺寸相同；

所述内管的壁厚为1-4mm，所述胶槽的宽度为20-40mm；

所述胶粘剂的搭接剪切强度大于20mpa，断裂伸长率大于5％。

在另一优选例中，所述法兰接头采用金属材料，所述密封圈采用橡胶材料，所述限位槽沿轴向的截面为直角梯形，所述梯形斜边槽沿轴向截面为锯齿形。

制造方法

本发明提供了一种三通结构件的制造方法，包括步骤：

(a)提供一内管、第一半管、第二半管、法兰接头和网状电阻丝；

其中，所述的第一半管和第二半管是对称的，并均设有翼板，所述翼板上设有用于通过螺栓进行固定的螺栓孔；

所述法兰接头设有限位槽、限位螺孔、密封槽和密封圈；

并且，所述的网状电阻丝在通电时构成闭合回路；

(b)将所述第一半管、所述第二半管进行对准，构成外管形状，并使得所述第一半管的翼板和所述第二半管的翼板互相对准，并在互相对准的所述第一半管的翼板和第二半管的翼板之间放置所述网状电阻丝；

(c)在对互相对准的所述的第一半管的翼板和第二半管的翼板施加压力的条件下，对所述网状电阻丝进行通电，所述的网状电阻丝构成闭合回路，从而使得所述的第一半管的翼板和第二半管的翼板发生熔融，形成熔融的翼板融合区；

(d)对所述网状电阻丝进行断电，并使得所述熔融的翼板融合区固化，从而形成固化的翼板融合区，得到外管；和

(e)将所述的内管、外管以及法兰接头进行装配，形成三通结构件。

优选地，步骤(a)中还包括制造所述第一半管和第二半管的步骤(z)：对坯料进行冲压，从而形成所述第一半管和第二半管。

在另一优选例中，所述的步骤(z)包括以下子步骤：

(z1)制胚：采用热压法制备连续纤维增强的热塑性复合材料层合板，之后将所述层合板裁切成t型坯料；

(z2)预热：使用加热设备，将所述层合板加热至tm-30℃～tm+20℃；

(z3)转移：快速转移预热后的所述层合板至模具中间，该过程在10s内完成；

(z4)压料：压块下移将所述层合板压紧在模具凹模上，不同的区域采用不同的压紧力，选择0.05-0.25mpa和0.1-0.5mpa两个压力区间，所述模具凹模和压块的温度为tm-120℃～tm-50℃；

(z5)预压实：模具凸模快速下移，当所述凸模快接近所述坯料时，控制下移速率为50mm/s-200mm/s，将所述坯料压入所述模具凹模型腔内，所述模具凸模温度为tm-120℃～tm-50℃；

(z6)保压：模具间压力增至1-4mpa，模具温度和压力不变并保持30-120s；

(z7)降温开模：使用循环冷水将模具温度降低至80℃以下，提起所述模具凸模并取出制件；

(z8)修边制空：使用机械切割或水切割的方法切除步骤(z7)得到的制件的飞边，并在翼板上制螺栓孔得到所述第一半管；和

(z9)采用步骤(z1)-步骤(z8)中相同的成型加工方法制造另外对称的所述第二半管，步骤(z9)中采用的模具模腔形状与步骤(z1)-步骤(z8)中采用的模具模腔形状对称。

在另一优选例中，所述t型坯料的横边宽度和所述半管的主管直径之比为3.2-4.0；

所述t型坯料的纵边宽度和所述半管的支管的直径之比为3.2-4.0；

所述t型坯料横边与纵边的过度圆角半径与所述主管和支管的过渡圆角半径之比等于所述t型坯料的横边宽度和所述半管的主管直径之比；和/或

所述层合板中每一铺层的纤维主方向与所述t型坯料的横边方向夹角为40°-50°。

在另一优选例中，步骤(a)中还包括制造所述内管的步骤(a1)：采用短纤维增强热塑性复合材料将所述内管注射成型。

在另一优选例中，步骤(a)中还包括制造所述法兰接头的步骤(a2)：采用视管径尺寸选择铸造、焊接和机械加工中一种或几种加工方法将所述法兰接头加工而成。

在另一优选例中，步骤(z)中所述的坯料为t型坯料，且所述的坯料为连续纤维增强的热塑性复合材料。

在另一优选例中，步骤(e)包括以下子步骤：

(e1)施胶：在所述内管的胶槽上施一定量的胶粘剂；

(e2)焊接、固化：将对称的两部分所述半管扣合在所述内管两侧，同时在所述半管的翼板间嵌入网状电阻丝，将所述网状电阻丝接通电源形成闭合回路，并对所述半管的管壁及所述翼板施加压力并保压，待所述翼板表面的基体树脂熔融后断开电源回路，卸下压力；和

(e3)装配法兰接头：将密封圈装配在所述法兰接头上，并将所述法兰接头分别压入所述半管的主管和支管以及所述内管中，并用螺栓通过螺栓孔和限位螺孔将所述半管和所述法兰接头固定。

本发明的主要优点包括：

(a)本发明充分利用了热塑性树脂基体的气密性、耐腐蚀性、和质量轻的特点，防止管内被输送液体的泄露以及管路被内部液体腐蚀；

(b)本发明充分利用连续纤维增强热塑性复合材料的高强度、高韧性、耐腐蚀性，充分提高了三通管道的耐冲击性、抗裂、抗腐蚀性以及承载能力，保证三通管道抵抗来自土壤、海水等条件的压力和侵蚀，提高了三通管道的使用寿命，降低的维修成本，具有显著的经济效益；

(c)本发明利用金属接固定内外管，进一步提高了三通的刚度和整体性能，法兰接头采用法兰的形式与其他管道连接，使得本发明更具有通用性；

(d)本发明提供的制造方法，具有快速、自动化程度高、低成本的特点，尤其是针对外管连续纤维增强热塑性复合材料的成型方法，不仅效率高，而且通过三通的几何尺寸设计、铺层设计及其他成型工艺参数的设计使制品的具有较高成品率以及力学性能；

(e)内管、外管以及接头之间的连接和固定方法很大程度提高了三通整体强度和刚度；

(f)本发明具有优良的力学性能、耐久性能，同时生产效率高、成本低、便于运输和安装，特别适用于耐久性要求很高的海洋、河流、地下等环境的管道。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例1

本实施例提供了一种三通结构件，图1为本实施例的三通结构件整体结构示意图，图2为本实施例的三通结构件的主视图，图3为本实施例的三通结构件的左视图，图4为图2的剖视图。

如图1-4所示，所述三通结构件包括：

一外管、一位于所述外管内的内管3、以及用于对所述内管3和所述外管进行固定密封的法兰接头1。

本实施例中，所述的外管由对称的第一半管2和第二半管16构成，其中，各半管均设有翼板，所述翼板上设有用于通过螺栓进行固定的螺栓孔9。

所述的第一半管2和第二半管16通过翼板融合区结合为一体结构，其中所述的翼板融合区包括所述第一半管2的翼板4、第二半管16的翼板17、以及位于所述第一半管2的翼板4和所述第二半管16的翼板17之间的网状电阻丝15，其中所述的第一半管2的翼板4和第二半管16的翼板17融合固化在一起。

所述法兰接头1设有限位槽14、限位螺孔5、密封槽10和密封圈11。

所述螺栓通过所述限位螺孔5和所述螺栓孔9将所述外管和所述法兰接头1进行固定。

本实施例中，所述的法兰接头1还设有斜边槽，所述的斜边槽为梯形斜边槽12。

本实施例中，所述内管3上设有胶槽8。

实施例2

本实施例提供了一种三通结构件，与实施例1提供的三通结构件基本相同，不同之处在于：

本实施例中，所述内管3的外轮廓与所述外管的内轮廓是相匹配或适形的；

所述的内管3与所述外管之间通过胶粘剂13固定连接；

所述的第一半管2的翼板4和第二半管16的翼板17的大小和形状是基本相同的；

所述的第一半管2的翼板4和第二半管16的翼板17的大小和形状是相同的；

所述的内管3的直径为500mm；

所述的翼板融合区是通过电阻焊接形成的；

所述内管3的材质为短纤维增强热塑性复合材料，所述复合材料的基体材料为聚乙烯，所述复合材料的增强纤维为有机聚合物纤维，按复合材料的总质量计，所述增强纤维质量分数为10％，所述增强纤维长度为3mm；

所述第一半管2和第二半管16的材质均为连续纤维增强热塑性复合材料，所述复合材料基体相的树脂为聚丙烯，所述复合材料增强相的连续纤维的形式为单向纤维和织物纤维的组合，所述连续纤维材料为玻璃纤维和有机聚合物纤维的组合；

所述内管3的断裂伸长率为5％，抗拉强度为80mpa；

所述外管的抗拉强度为130mpa，抗压强度为70mpa；

所述半管的厚度为6mm，所述半管的主管7的直径为d2，且所述d2为500mm；

所述半管的支管6的直径为d1，且所述d1与所述d2的比值为0.6；

所述主管7与所述支管6之间的过渡圆角的半径为r，所述支管6的半径为d3，且所述r与所述d3的比值为0.5；

所述内管3的外径形状和所述半管的内径形状相同，且所述内管3的外径尺寸与所述半管的内径尺寸相同；

所述内管3的壁厚为3mm，所述胶槽8的宽度为30mm；

所述胶粘剂13的搭接剪切强度为30mpa，断裂伸长率为8％；

所述法兰接头1采用金属材料，所述密封圈11采用橡胶材料，所述限位槽14沿轴向的截面为直角梯形，所述梯形斜边槽12沿轴向截面为锯齿形。

实施例3

本实施例提供了一种三通结构件的制造方法，包括步骤：

(a)提供一内管3、第一半管2、第二半管16、法兰接头1和网状电阻丝15；

其中，所述的第一半管2和第二半管16是对称的，并均设有翼板，所述翼板上设有用于通过螺栓进行固定的螺栓孔9；

所述法兰接头1设有限位槽14、限位螺孔5、密封槽10和密封圈11；

并且，所述的网状电阻丝15在通电时构成闭合回路；

(b)将所述第一半管2、所述第二半管16进行对准，构成外管形状，并使得所述第一半管2的翼板4和所述第二半管16的翼板17互相对准，并在互相对准的所述第一半管2的翼板4和第二半管16的翼板17之间放置所述网状电阻丝15；

(c)在对互相对准的所述的第一半管2的翼板4和第二半管16的翼板17施加压力的条件下，对所述网状电阻丝15进行通电，所述的网状电阻丝15构成闭合回路，从而使得所述的第一半管2的翼板4和第二半管16的翼板17发生熔融，形成熔融的翼板融合区；

(d)对所述网状电阻丝15进行断电，并使得所述熔融的翼板融合区固化，从而形成固化的翼板融合区，得到外管；和

(e)将所述的内管3、外管以及法兰接头1进行装配，形成三通结构件。

本实施例中，步骤(a)中还包括制造所述第一半管2和第二半管16的步骤(z)：对坯料进行冲压，从而形成所述第一半管2和第二半管16。

本实施例中，所述的步骤(z)包括以下子步骤：

(z1)制胚：采用热压法制备连续纤维增强的热塑性复合材料层合板，之后将所述层合板裁切成t型坯料，图5为所述坯料的结构示意图；

(z2)预热：使用加热设备，将所述层合板加热至tm-30℃～tm+20℃；

(z3)转移：快速转移预热后的所述层合板至模具中间，该过程在10s内完成；

(z4)压料：压块下移将所述层合板压紧在模具凹模上，不同的区域采用不同的压紧力，选择0.05-0.25mpa和0.1-0.5mpa两个压力区间，所述模具凹模和压块的温度为tm-120℃～tm-50℃；

(z5)预压实：模具凸模快速下移，当所述凸模快接近所述坯料时，控制下移速率为50mm/s-200mm/s，将所述坯料压入所述模具凹模型腔内，所述模具凸模温度为tm-120℃～tm-50℃；

(z6)保压：模具间压力增至1-4mpa，模具温度和压力不变并保持30-120s；

(z7)降温开模：使用循环冷水将模具温度降低至80℃以下，提起所述模具凸模并取出制件；

(z8)修边制空：使用机械切割或水切割的方法切除步骤(z7)得到的制件的飞边，并在翼板上制螺栓孔9得到所述第一半管2；和

(z9)采用步骤(z1)-步骤(z8)中相同的成型加工方法制造另外对称的所述第二半管16，步骤(z9)中采用的模具模腔形状与步骤(z1)-步骤(z8)中采用的模具模腔形状对称。

本实施例中，所述t型坯料的横边宽度和所述半管的主管7直径之比为3.2-4.0；

所述t型坯料的纵边宽度和所述半管的支管6的直径之比为3.2-4.0；

所述t型坯料横边与纵边的过度圆角半径与所述主管7和支管6的过渡圆角半径之比等于所述t型坯料的横边宽度和所述半管的主管7直径之比；和/或

所述层合板中每一铺层的纤维主方向与所述t型坯料的横边方向夹角为40°-50°。

本实施例中，步骤(a)中还包括制造所述内管3的步骤(a1)：采用短纤维增强热塑性复合材料将所述内管3注射成型。

本实施例中，步骤(a)中还包括制造所述法兰接头1的步骤(a2)：采用视管径尺寸选择铸造、焊接和机械加工中一种或几种加工方法将所述法兰接头1加工而成。

本实施例中，步骤(z)中所述的坯料为t型坯料，且所述的坯料为连续纤维增强的热塑性复合材料。

本实施例中，步骤(e)包括以下子步骤：

(e1)施胶：在所述内管3的胶槽8上施一定量的胶粘剂13；

(e2)焊接、固化：将对称的两部分所述半管扣合在所述内管3两侧，同时在所述半管的翼板间嵌入网状电阻丝15，将所述网状电阻丝15接通电源形成闭合回路，并对所述半管的管壁及所述翼板施加压力并保压，待所述翼板表面的基体树脂熔融后断开电源回路，卸下压力；和

(e3)装配法兰接头1：将密封圈11装配在所述法兰接头1上，并将所述法兰接头1分别压入所述半管的主管7和支管6以及所述内管3中，并用螺栓通过螺栓孔9和限位螺孔5将所述半管和所述法兰接头1固定。

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