用于输送具有腐蚀性的液体的输送管路和其制造方法与流程

本发明涉及液体输送管路，尤其涉及废水的输送管路。

背景技术：

民用航空飞机废水输送管路布置从机头到中后机身，遍布整个飞机。根据飞机型号的不同，废水输送管路长度也不尽相同，但基本架构都是从飞机最前端的厨房盥洗室延伸到最末端，此外，部分型号飞机存在废水输送管路采用两套系统和管路有转折等情况，废水输送管路长度基本上均大于整个飞机长度。由于废水输送管路长度较大，如果能够降低管路材料密度，将为飞机减轻很大重量，极大提高飞机经济性。

现阶段民用飞机废水输送管路均采用金属制造，不锈钢耐腐蚀性和强度较好，但密度较大；钛合金材料密度较低，但成本较高。现阶段航空领域仅在个别型号的飞机上应用了复合材料制作输送管路，但这种输送管路也只是用作机身冷凝水输送，而废水输送管路由于连接结构形式复杂、使用环境要求高，仍然采用密度较大的金属。

因此，有必要考虑在满足真空废水系统使用环境的前提下完成废水输送，同时能够降低输送管路的重量。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种用于输送具有腐蚀性的液体的输送管路，所述输送管路包括：

主管；

管接头，所述管接头连接于所述主管的至少一个端部；

其中，所述主管和所述管接头采用热塑性塑料制成，所述主管和所述管接头制成一体。

优选地，所述输送管路还包括：支管，所述支管连接于所述主管的管壁，使所述支管与所述主管流体连通；其中，所述支管采用所述热塑性塑料制成，所述主管和所述支管制成一体。

优选地，所述热塑性塑料为PEEK材料。

优选地，所述主管包括弯曲部分。

本发明还提供一种制造如上所述的用于输送具有腐蚀性的液体的输送管路的输送管路制造方法，所述方法包括如下步骤：

a)提供预制件的主管；

b)提供至少一个模具，所述模具包括型腔和管接头抽芯，所述型腔构造成能够容纳所述主管的包含其一个端部的至少一部分和至少包括在所述主管的所述端部上形成管接头的管接头型腔，使所述主管的所述端部能够伸入所述管接头型腔中的至少一部分；

c)将所述主管的所述至少一部分置于模具的所述型腔中，所述管接头抽芯至少置于管接头型腔中并插入所述主管的所述端部，由此，在所述型腔中形成位于所述模具的主体与所述主管的所述端部和所述管接头抽芯的至少所述端部之间的所述管接头型腔的容隙，所述管接头型腔的所述容隙的构形与所述管接头的构形一致；

d)向所述模具的所述管接头型腔的所述容隙提供熔融的热塑性塑料材料；

e)固化所述热塑性塑料材料，形成在所述主管的所述端部上的所述管接头，打开所述模具，从固化的所述管接头中抽出所述管接头抽芯。

在优选方案中，所述输送管路制造方法还包括:

在步骤a)中，在所述主管的管壁上形成连接支管的接口；

在步骤b)中，所述模具还包括支管抽芯，所述型腔还包括在所述主管的所述接口形成所述支管的支管型腔：

在步骤c)中，将所述支管抽芯置于所述支管型腔中并通过所述主管的所述接口插入所述主管中，由此，在所述型腔中形成位于所述模具主体与所述支管抽芯之间的所述支管型腔的容隙，所述支管型腔的所述容隙的构形与所述支管的构形一致；

在步骤d)中，向所述模具的所支管型腔的所述容隙提供熔融的热塑性塑料材料；

在步骤e)中，形成在所述主管的所述接口上的所述支管，从固化的所述支管中抽出所述支管抽芯。

较佳地，上述方法中的所述热塑性塑料为PEEK材料。

在优选方案中，所述输送管路制造方法在步骤e)后还包括步骤f)：

采用弯管机至少一次弯曲所述主管的一部分。

进一步地，在优选方案中，两次弯曲所述主管的所述一部分，以形成所述主管的弯曲部分。

在优选方案中，所述模具包括上下或左右布置的两个半模。

为使PEEK材料可以应用于废水输送管路，本发明采用了如下技术并获得了如下技术效果：

1.设计了管路与接头一体化的柔性接头连接形式；

2.对于废水输送管路中的三叉管，设计了一种先注塑成型，后局部弯曲的加工方法；

3.在满足真空废水系统使用环境的前提下，完成废水输送，重量比钛合金管路减少约45％。

4.本发明采用柔性连接的民用飞机复合材料废水输送管路，来替代现有的金属管路，减轻飞机的整体重量，提高了飞机经济性。

附图说明

图1示出根据本发明的液体输送管路的示意图；

图2示出根据本发明的液体输送管路的示意图，其中主管包括弯曲部分；

图3示出制造根据本发明的液体输送管路的模具，其中示出了制造工艺中的部分制造步骤；

图4示出了液体输送管路系统中包含根据本发明的管接头和传统的管接头；

图5示出了根据本发明的管接头和传统的管接头之间的连接形式。

具体实施方式

设计思路

聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料，耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解，抗压，耐腐蚀，其复合材料制作成的机械零件具有自润滑效果。

废水输送管路为增压管路，输送介质为固液混合体，成分非常复杂，且具有很强的腐蚀性。飞机上使用的废水输送管路其机械强度和抗腐蚀条件要求满足DO160G的标准。本发明的输送管路采用高性能、轻量化PEEK管材进行弯曲加工而成，输送管路的接头部分和三通处采用注塑成形，解决了管路直径不同的三叉管处的加工难题，输送管路的弯曲部分采用弯管机二次弯曲成形。这种PEEK输送管路的管段之间的连接件就能够采用例如AS1650系列的金属标准件，管段的管接头采用注塑成型而一体化地形成在管段的端部，从而形成柔性接头。如图4和5所示，两个管接头30之间可以采用标准件金属卡箍50(即AS1650系列的金属标准件)连接，由此可以延用传统的装配形式。同时，由于管接头是用与管段本身材料相同的PEEK复合材料注塑而成，从而在两段管段之间形成柔性连接。如果在PEEK管段上安装原来的金属标准件AS1653形式的管接头，会造成与管段刚度不匹配，输送管路会容易折断。

这种管接头解决了PEEK材料管路(例如如图4和5所示的根据本发明的主管10)与金属标准件的连接件(例如如图5所示的金属卡箍50)连接刚度不匹配的问题。本发明根据飞机上的废水输送管路的操作性能，设计了能够承受相应负压的管路壁厚。气密试验压力按照276±5KPa(40±0.7psi)设定,能够保持输送管路10min不泄露。根据DO160G进行了验证试验，根据本发明的PEEK材料废水输送管路其相关耐温、耐溶剂、老化等条件均能满足设计要求。

技术要点

管段之间的连接件的形式为AS1650，例如可采用如图5所示的标准件的金属卡箍50连接输送管路的两个管段之间的管接头30，其中管接头都采用注塑成型，这样保证了采用根据本发明的管接头与连接件的装配形式不变，使输送管路的管段之间的连接可靠性有保证。根据本发明的管接头，可以在一个废水输送系统中同时采用PEEK材料的管路与金属标准件形式的连接件。

对于采用采用PEEK材料的液体输送管路，先注塑成型管接头，后对输送管路进行局部弯曲加工。对于废水输送管路中的三叉管，根据本发明设计了一种先在三叉管的主管上注塑成型支管，后局部弯曲主管的加工方法。

根据本发明的输送管路，其工作压力范围可在-10ps i到0psi之间。

气密试验

根据飞机上的废水输送管路的操作性能，设计了能够承受相应负压的管路壁厚。在气密试验压力276±5KPa(40±0.7ps i)中,废水输送管路能够保持10min不泄露。根据本发明制造的管接头，两个管接头之间的连接方式仍按照AS1650系列连接，也能够满足气密要求。

根据DO160G进行符合性验证试验，证明了根据本发明的PEEK材料废水输送管路其相关机械强度、耐温、耐溶剂、耐紫外、老化等条件下均能满足使用要求。

液体输送管路的构造

下面结合附图来描述实现上述设计思路的液体输送管路的一个实施例，并通过实施例使本发明的优点更清楚。

如图1所示，本发明的液体输送管路11包括主管10、管接头30和支管20。主管10包括管壁11、两个端部12和13和设置在管壁11上的至少一个接口14。管接头30分别连接于主管10的两个端部12，13上，且主管10的两个端部12和13和管接头30制成一体。

在一个实施例中，输送管路1还包括至少一个支管20，每一支管20通过主管10上的接口14连接于主管10的管壁11，使支管20与主管10流体连通，且主管10和支管20制成一体。主管10、支管20和管接头分别采用热塑性塑料制成。较佳地，热塑性塑料为PEEK材料，上文已经说明了PEEK材料的特性。

根据需要，还可以将主管10做成弯曲的，如图2所示，主管10包括弯曲部分15。

液体输送管路的制造工艺

如图3所示，主管10是预先制备好的预制件。提供模具40，模具40包括型腔41和管接头抽芯42。型腔41构造成能够容纳主管10的包含其一个端部12的至少一部分和至少包括在主管10的端部12上能够形成管接头30的管接头型腔413，并使主管10的端部12能够伸入管接头型腔413中的至少一部分。将主管10的包括端部12的至少一部分置于模具40的型腔41中，管接头抽芯42置于管接头型腔413中并插入主管10的位于管接头型腔413中的端部12内。较佳地，管接头抽芯42还从管接头型腔413进一步延伸到主管10内。由此，在型腔41中形成位于模具40的主体43的内表面与主管10的端部12和管接头抽芯42的外表面之间或与主管10的端部12的外表面之间的管接头型腔413的容隙413a，该容隙413a的构形与要注塑模制的管接头30的构形一致。由此，向模具40的管接头型腔413的容隙413a中注入熔融的热塑性塑料材料。冷却并固化注入模具40的管接头型腔413中的热塑性塑料材料，由此在主管10的端部12上形成管接头30，打开模具40，从固化的管接头30中抽出管接头抽芯42。由此形成与主管10的端部12一体的管接头30。

作为一个实施例，型腔41还可包括能够容纳管接头抽芯42的至少一部分的管接头抽芯型腔414。该管接头抽芯型腔414在管接头型腔413的一侧，当管接头抽芯42置于管接头型腔413中并插入主管10的位于管接头型腔413中的端部12内时，管接头抽芯42的另外一部分可以延伸进入管接头抽芯型腔414中。

甚至，在另一个实施例中，管接头抽芯型腔414的长度可以延伸超过管接头抽芯42的长度，可以在管接头30固化后，直接在型腔41中将管接头抽芯42从固化的管接头30中抽出。

进一步地，在另一个实施例中，除了上述的步骤之外，在将预制件的主管10置于模具40之前，在主管10的管壁11上形成注塑模制支管20的接口14。为此，模具40还进一步包括制造支管20的支管抽芯(图中未示出)，该支管抽芯的构造和功能类似于注塑模制管接头30的管接头抽芯42，为此不再作详细描述。为了注塑模制支管20，型腔41还进一步包括在主管10的接口形成支管的支管型腔(图中未示出)，该支管型腔的构造和功能类似于注塑模制管接头30的管接头型腔413，为此不再作详细描述。

在制备了如上所述的模具40之后，除了放置管接头抽芯42，还将支管抽芯置于支管型腔中并通过主管的接口14使其一部分插入主管10中，由此，在型腔41中形成位于模具40的主体43的内表面与支管抽芯的外表面之间的支管型腔的容隙，该容隙的构形与要注塑模制的支管20的构形一致。由此，熔融的热塑性塑料材料同时还提供到模具40的支管型腔的容隙中。冷却并固化注入模具40的型腔41中的热塑性塑料材料，由此还在主管10的管壁11上的接口14形成至少一个支管20。与从固化的管接头30中抽出管接头抽芯42相同，在打开模具40后，还从固化的支管20中抽出支管抽芯，由此形成与主管10的管壁11一体的支管20。

在上述工艺中，热塑性塑料采用PEEK材料。

此外，在一较佳实施例中，在完成管接头30和/或支管20的注塑模制之后，采用弯管机至少一次弯曲主管10。较佳地，通过两次弯曲来弯曲主管10，如图2所示，使主管10形成弯曲部分15。

在上述的工艺中，模具40可采用上下或左右布置的两个半模。其他形式的模具也可采用，只要能够在注塑模制的步骤完成后打开模具，从型腔41中抽出管接头抽芯42和支管抽芯，并取出已经一体形成有管接头30和支管20的主管10即可。

以上实施例中的各个特征还可以根据本发明原理在合理范围内作任意组合和拆分，这种组合和拆分也落入本发明的保护范围内。例如，在列举的实施例中，管接头型腔413和支管型腔在同一个模具中，制造工艺可以是先制造管接头后制造支管，但也可采用管接头和支管同时制造或先制造支管后制造管接头的工艺。此外，管接头型腔413和支管型腔可以分别设置的不同的模具中。这些技术方案和实施例也落入本发明的保护范围内。

上述示例性的实施例示出了解决本发明要解决的技术问题的技术方案中的示例。在该实施例的示例下，其它符合本发明原理的等效和类似的手段都属于本发明保护的范围中。

附图标记列表：

1：液体输送管路；

10：主管；

11：主管的管壁；

12和13：主管的端部

14：主管的接口：

15：主管的弯曲部分；

20：支管；

30：管接头：

40：模具；

41：模具的型腔：

413：模具的型腔的管接头型腔；

413a：模具的型腔的管接头型腔的容隙：

42：模具的管接头抽芯：

43：模具的主体。