專利名稱：一種生產(chǎn)塑料管的方法與設(shè)備和一種塑料管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)一種具有記憶性能，以致使其直徑在受熱時(shí)能加大的塑料管的方法，該種管子準(zhǔn)備用于，舉例來(lái)說(shuō)，管路的襯里，其中，在管子成形裝置中將塑性材料擠出并形成管子，然后使其通過(guò)一個(gè)模子，使管子的直徑在其中收縮。本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)塑料管的設(shè)備和一種塑料管。
眾所周知，可以通過(guò)用塑料管襯在磨損的管子中來(lái)修復(fù)污水管及其它管路。通常，都喜歡使襯管的外表面靠在已經(jīng)修復(fù)的舊管的內(nèi)表面上。但是在實(shí)踐中卻幾乎不可能將一個(gè)能滿足這個(gè)條件的襯管插入舊管中。因此，有一個(gè)眾所周知的作法，即在將用作襯里的塑料管插入舊管之前，使塑料管的直徑縮小。冷管的直徑的收縮就賦予管子以一個(gè)記憶性能，這使得管子在受熱時(shí)能恢復(fù)原有的管子直徑。這樣，當(dāng)襯管處于一種收縮狀態(tài)時(shí)，就可以將其插入舊管中，并且當(dāng)它受熱時(shí)，它就膨脹至原來(lái)的直徑。用于此目的的熱塑性塑料管通常由聚乙烯制成。
塑料管在收縮時(shí)通常使在一擠出機(jī)中生產(chǎn)出的管子冷卻，然后將其拉拔，隨后使其在一合適的地點(diǎn)通過(guò)一錐形收縮模。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)知道，此方法的最嚴(yán)重的缺點(diǎn)為，管子必須在擠出工序之后在一單獨(dú)的工序中收縮，這增加了生產(chǎn)成本。該方法在收縮工序還需要大量的能量。
本發(fā)明的目的在于提供一種能生產(chǎn)具有永久記憶性能的塑料管的方法，而且該方法不包括單獨(dú)的塑料管收縮工序。按照本發(fā)明的方法，其特征為，當(dāng)材料處于管子成形裝置中時(shí)，能在塑料中發(fā)生橫向交聯(lián)反應(yīng)，以及當(dāng)管子仍處于塑性狀態(tài)時(shí)，使管子進(jìn)入收縮模。
由于橫向交聯(lián)反應(yīng)是在處于管子成形裝置中的塑性材料中發(fā)生的，同時(shí)，由橫向交聯(lián)的塑性材料形成的軟管是在管子成形工序之后立即受收縮的，因此，在一個(gè)唯一工序中如此獲得的塑料管在隨后的受熱過(guò)程中就膨脹，基本上達(dá)到發(fā)生橫向交聯(lián)時(shí)所具有的直徑。其能量消耗也低于現(xiàn)有技術(shù)的方法，這是因?yàn)?，在塑性狀態(tài)將材料收縮成較小的直徑所需要的力小于收縮成品冷管所需要的力。
為了保證獲得足夠強(qiáng)的記憶性能，管子材料的橫向交聯(lián)度應(yīng)當(dāng)在5％和30％之間，最好為10％左右。如果將管子在其直徑收縮時(shí)冷卻，則管子的記憶性能將得到加強(qiáng)。
塑性材料的體積在收縮時(shí)不會(huì)改變，其結(jié)果將使管子的壁厚增加和/或在管子的直徑減小時(shí)，使管子變長(zhǎng)。由于管子在加襯時(shí)受熱，管子相應(yīng)地要變短，因此在管子受熱時(shí)由于使管子長(zhǎng)度減少了6％這么多，就會(huì)產(chǎn)生某些缺點(diǎn)。例如，如果污水管中的相鄰污水井之間的距離為100米，并且污水管中襯有一長(zhǎng)度相等的管子，則管子的長(zhǎng)度將減少6米，其結(jié)果將是，舉例來(lái)說(shuō)，襯管與污水井的聯(lián)接將變得相當(dāng)困難。為了避免這一缺點(diǎn)，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的特點(diǎn)為，使塑料管從收縮模進(jìn)入一波紋制造器，用以在至少一部分管子上制出波紋。當(dāng)管子直徑因受熱而增加時(shí)，波紋會(huì)變得更加平緩，這增加了管子的長(zhǎng)度。由于波紋增加了管子的長(zhǎng)度，而管子的收縮則減少管子的長(zhǎng)度，因此可以使這兩個(gè)相反的作用相等，從而使襯管的長(zhǎng)度在受熱時(shí)保持不變。
在舊的管路系統(tǒng)中的管子上常常有孔，或者在加襯之后可能會(huì)形成孔洞。如果管路輸送一種處于壓力之下的液體，則襯管的壁厚必須做成使只靠襯管來(lái)承受管內(nèi)的主要壓力。根據(jù)本發(fā)明，增加壁厚的另一方法為用一種軟管狀的織物包住成品管，在受熱后，該織物在直徑等于管子外徑時(shí)基本上是非彈性的。在多數(shù)情況下，這種織物的使用要比增加壁厚的方法明顯地便宜。
本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)具有記憶性能，使得其直徑在受熱時(shí)能加大的塑料管的設(shè)備，該管子準(zhǔn)備用于，舉例來(lái)說(shuō)，管路的襯里。該設(shè)備包括一將擠出的塑性材料形成管子的管子成形裝置和一用于收縮管子直徑的模子。
按照本發(fā)明的設(shè)備的特點(diǎn)為，收縮模位于緊接管子成形裝置的地方；并且在收縮模之后裝有一波紋制造器，用于在至少一部分塑料管子上做出波紋。
由于收縮模緊接在管子成形裝置的后面，從收縮模中排出的塑料管仍然處于塑性狀態(tài)，其塑性程度可使塑料管能在位于收縮模后面的波紋制造器中做出波紋。波紋使管子在加熱過(guò)程中的變短以簡(jiǎn)單的方法得到補(bǔ)償，從而使管子的長(zhǎng)度在加襯時(shí)保持不變。
本發(fā)明還進(jìn)一步地涉及一種具有記憶性能的塑料管，該管子的直徑在管子受熱時(shí)會(huì)加大，該管子準(zhǔn)備用于，舉例來(lái)說(shuō)，管路的襯里。
按照本發(fā)明的塑料管的特點(diǎn)為，至少在一部分管子長(zhǎng)度上將管壁做成波紋狀。
下面將參考附圖描述本發(fā)明，圖中

圖1為按照本發(fā)明的設(shè)備的總垂直剖視圖；以及圖2為按照本發(fā)明的一段管子的縱向剖視圖。
圖1示出了與一未示出的擠出機(jī)相連的管子成形裝置1。管子成形裝置包括一管狀外模2和一同心地位于模子2的內(nèi)部的圓柱形芯子3。從擠出機(jī)中排出的塑性材料用參考標(biāo)號(hào)4標(biāo)出。該設(shè)備還包括一具有一外管6和一內(nèi)收縮芯7的管子收縮模5，內(nèi)收縮芯7的形狀為一截錐。收縮模5的外管6也是錐形的。零件6和7沿著設(shè)備的生產(chǎn)方向逐漸變細(xì)，其結(jié)果是使位于其間的塑料管的直徑在離開(kāi)管子成形裝置1的方向上減少。
位于收縮模5之后的是一塑料管波紋制造器8。它包括順序放置的激冷模9和10，其形狀為半圓形，它們以下述方式放置，即環(huán)繞塑料管形成一封閉的模制空間，以使塑料管成形。激冷模9、10以某一方式沿著兩條無(wú)端的路徑移動(dòng)，這樣當(dāng)它們處于環(huán)繞管子的位置時(shí)，它們能沿管子的生產(chǎn)方向移動(dòng)，即從圖1的左面移至右面。激冷模9具有波形的內(nèi)表面11，而激冷模10則具有光滑的內(nèi)表面12。在設(shè)備的中心線上裝有一管子13，它在位于收縮芯7之后的一段上有許多孔14。在塑料管內(nèi)，在管13的后端上，裝有一用作塞子的圓板15。成品塑料管用參考標(biāo)號(hào)16標(biāo)出。
按照本發(fā)明，沿塑料管的移動(dòng)方向看去，管子收縮模5基本上緊接在管子成形裝置1的后面。另外，波紋制造器8位于與之靠近的收縮模5的后面。
圖1所示的設(shè)備按下述方式工作。當(dāng)材料位于管子成形裝置1中時(shí)，在擠出機(jī)中，或在擠出機(jī)之前，將一種能使塑性材料發(fā)生橫向交聯(lián)反應(yīng)的物質(zhì)加在塑性材料中。舉例來(lái)說(shuō)，這種物質(zhì)可以是過(guò)氧化物。在管子成形裝置1中，合適的橫向交聯(lián)度在5％和30％之間，最好為10％左右。以塑性狀態(tài)從擠出機(jī)排出的塑性材料4在外管2和芯子3之間通過(guò)管子成形裝置1，在外管2與芯子3的影響下，塑性材料形成其壁光滑的管子。與此同時(shí)，在管子中發(fā)生上述的橫向交聯(lián)反應(yīng)。在多數(shù)情況下，當(dāng)管子在管子成形裝置中時(shí)，橫向交聯(lián)反應(yīng)并不完全，但是在收縮模5中或者甚至在波紋制造器8中，它仍繼續(xù)進(jìn)行。
從管子成形裝置中出來(lái)的仍舊是熱的塑性材料進(jìn)入收縮模5，管子的直徑在其中減小。從收縮模5中出來(lái)的仍舊處于塑性狀態(tài)的管子進(jìn)入波紋制造器8，在其中，管壁被從管13的孔14中流出的加壓氣體壓靠在激冷模的內(nèi)表面上。塞子15防止氣體從管子內(nèi)部逸出。從圖1中可以看出，激冷模9的內(nèi)表面是波形的，例如正弦波形，而激冷模10的內(nèi)表面是平的，其結(jié)果將使成品管16在其一部分長(zhǎng)度上是有波紋的，而在其它部分上則是光滑的，可參看圖2。
收縮模5可以裝有圖上未示出的用于將管子冷卻到某一程度的裝置。按照本發(fā)明，可以與上面所說(shuō)的截然不同，即使波紋制造器8的所有激冷模都與激冷模9相似，以使管子在其整個(gè)長(zhǎng)度上都有波紋。
在按照本發(fā)明的方法中，可以省去波紋制造器8，由此只生產(chǎn)光滑的管子。這一方法不能為與襯里中的管子縮短有關(guān)的問(wèn)題提供解決方法，但是它能以一種簡(jiǎn)單的低能量方式生產(chǎn)像聚烯烴管這樣的對(duì)其直徑具有記憶性能的橫向交聯(lián)塑料管。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，管子16可以用軟管狀的織物17包住，在管子由于與加襯工序有關(guān)的受熱而膨脹之后，該織物可以彈性變形至其直徑與管子外徑相等的程度，而在這個(gè)直徑處，該織物則是非彈性的。因此，織物可以在管子的制造階段緊緊地在管子周圍與其相配，而當(dāng)管子直徑在因受熱而加大時(shí)，它就伸展至所要求的直徑。在采用這種織物時(shí)，塑料管的壁厚要做得小于未采用這種織物的管子所可能達(dá)到的厚度。如果需要的話，織物可以用塑料涂層予以保護(hù)，它在做出波紋后涂在織物上。
本發(fā)明還進(jìn)一步地涉及一種具有記憶性能，使得管子在受熱時(shí)直徑加大，并且在至少一部分長(zhǎng)度上做出波紋的塑料管子。這種管子的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它的波紋補(bǔ)償了管子在受熱時(shí)的縮短，從而可使管子的總長(zhǎng)度保持不變。這種類型的管子可以用圖1所示的設(shè)備生產(chǎn)，而且，除了在管子成形裝置中產(chǎn)生橫向交聯(lián)以外，還可以用其它方法獲得記憶性能。一種方法是拉拔冷的光滑管，使其通過(guò)一收縮模，然后將其做出波紋，或是在管子為冷態(tài)時(shí)收縮做有波紋的管子。管子的做有波紋部分的長(zhǎng)度相對(duì)于管子的總長(zhǎng)度取決于管子的收縮度和波紋的波形。在多數(shù)情況下，最好將管子長(zhǎng)度的10％至50％，最好是30％做出波紋。
部分或全部做出波紋的橫向交聯(lián)的塑料管也可以插入一最好是由金屬如鋼制造的無(wú)波紋的外管中。這種管件，舉例來(lái)說(shuō)，可以用于建筑物中的熱水管路。由此，最好是通過(guò)使波紋比較平緩的塑料管產(chǎn)生所要求的縱向變形而受到預(yù)應(yīng)力，然后將受到預(yù)應(yīng)力的塑料管的兩端安裝在外管上。內(nèi)管的預(yù)應(yīng)力減少了由于溫度變化而在管子軸向上產(chǎn)生的作用力，并且內(nèi)管的波紋補(bǔ)償了由于溫度變化而引起的伸長(zhǎng)或收縮。
本發(fā)明并不局限于用上述例子描述的實(shí)施例，而是可以在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)有所變化。因此，塑性材料4在管子成形裝置1中的橫向交聯(lián)度可以大大地超過(guò)50％。收縮模也可以在波紋制造器中延伸，并且塑料管可以在波紋制造器中借助于從管子外面產(chǎn)生作用的真空壓靠在激冷模的內(nèi)壁上，以代替內(nèi)部的超壓。激冷模9的內(nèi)表面11也可以具有上述波形以外的其它形狀。某些模子可以沒(méi)有溝槽，同時(shí)上述表面可以有規(guī)律或無(wú)規(guī)律地以彼此相隔的長(zhǎng)距離具有波紋形的溝槽。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)一種具有記憶性能，以致使其直徑在受熱時(shí)能加大的塑料管的方法，該管子準(zhǔn)備用于，舉例來(lái)說(shuō)，管路的襯里，在此方法中，塑性材料(4)在被擠出后在管子成形裝置(1)中形成管子，然后進(jìn)入模子(5)，在其中，管子的直徑被收縮，其特征為，當(dāng)材料處于管子成形裝置(1)中時(shí)，在塑性材料中發(fā)生橫向交聯(lián)反應(yīng)，并且在管子仍處于塑性狀態(tài)時(shí)使管子進(jìn)入收縮模(5)。
2.一種如權(quán)利要求1的方法，其特征為，從管子成形裝置(1)中排出的塑料管(16)的橫向交聯(lián)度在5％和30％之間，最好為10％左右。
3.一種如權(quán)利要求1的方法，其特征為，管子(16)在其從管子成形裝置(1)中出來(lái)以后，直接進(jìn)入收縮模(5)。
4.一種如權(quán)利要求1的方法，其特征為，塑料管在收縮模(5)中冷卻。
5.一種如權(quán)利要求1的方法，其特征為，塑料管從收縮模(5)進(jìn)入一波紋制造器(8)，用以至少部分地在管子上做出波紋。
6.一種如權(quán)利要求1或5的方法，其特征為，在成品管子的周圍包有軟管狀織物(17)，該織物在管子受熱后在其直徑等于管子(16)的外徑處基本上是非彈性的。
7.一種用于生產(chǎn)一種具有記憶性能，以致使其直徑在受熱時(shí)能加大的塑料管的設(shè)備，該管子準(zhǔn)備用于，舉例來(lái)說(shuō)，管路的襯里，所述設(shè)備包括用于使擠出的塑性材料(4)形成管子(16)的管子成形裝置(1)和一用于收縮管子直徑的模子(5)，其特征為，收縮模(5)位于緊接管子成形裝置(1)的地方；并且在收縮模(5)之后裝有一波紋制造器(8)，用于至少部分地在塑料管(16)上做出波紋。
8.一種如權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征為，收縮模(5)具有用于冷卻管子的裝置。
9.一種具有記憶性能的塑料管，以致使管子的直徑在受熱時(shí)能加大，該管子準(zhǔn)備用于，舉例來(lái)說(shuō)，管路的襯里，其特征為，管子(16)的壁至少在其長(zhǎng)度的一部分上做有波紋。
10.一種如權(quán)利要求9的塑料管，其特征為，它由橫向交聯(lián)的聚烯烴制成。
11.一種如權(quán)利要求9的塑料管，其特征為，管子用軟管狀織物(17)包圍，在管子受熱后，該織物在其直徑等于管子外徑處基本上是非彈性的。
12.一種如權(quán)利要求11的塑料管，其特征為，軟管狀織物(17)在其直徑未等于上述直徑的地方是彈性的，從而在管子受熱之前它就已經(jīng)緊緊地包圍管子(16)。
13.一種如權(quán)利要求9的塑料管，其特征為，它在兩端安裝在外管上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)一種塑料管的方法和設(shè)備以及一種塑料管。磨損的管路常襯以通常具有記憶性能的塑料管，以使塑料管在受熱時(shí)膨脹。按照本發(fā)明，此記憶性能是通過(guò)使在管子成型裝置(1)中的塑性材料(4)產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，然后將仍舊是熱的的塑料管送入收縮模(5)而達(dá)到的。當(dāng)管子(16)仍然處于塑性狀態(tài)時(shí)，如果需要的話，可以將其在位于收縮模(5)后面的波紋制造器(8)中做出波紋。
文檔編號(hào)B29L23/00GK1114931SQ95102110
公開(kāi)日1996年1月17日 申請(qǐng)日期1995年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月21日
發(fā)明者吉里·賈維科拉, 嚴(yán)沃·蘭德奎斯特 申請(qǐng)人:尤玻諾爾公司