[發明專利]連續纖維增強熱塑性管道耐高壓接口管件組及其制造方法

在審

• 申請號: 201810406641.5
• 申請日: 2018-04-30
• 公開（公告）號: CN108621434A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 林世平
• 申請（專利權）人: 上海英泰塑膠股份有限公司
• 主分類號: B29C65/02
• 分類號: B29C65/02;B29C65/74;F16L9/14;F16L41/02;B29L31/24
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 李彥

1.一種連續纖維增強熱塑性管道耐高壓接口管件組，包括連接口和管件與連接件，連接口由管件與被熔接管材的塑料層熱熔連接組成，管件和連接件都由管體(1)構成，其特征是：

所述的耐高壓連接口，將被熔接管材內徑相同、內層管(11)加厚的連續纖維增強熱塑性管件管切割成管段后，在管段斷口內壁加工成內凹式上臺階(21)下臺階(22)制作成管體(1)后，管體(1)凹式上臺階(21)端面和下臺階(22)內壁面分別與連續纖維增強熱塑性管材的端口對接與外表層塑料承插熔接，熔接口內壁平整、無縫、外壁纖維層疊補強，管道系統與接口系統材料均質化，接口耐壓強度超越外接承壓管材本身的一種耐高壓超強接口；

所述制作管件組的管體(1)從內至外包括三層，分別為內層管(11)、增強層(12)和外層管(13)，內層管(11)和外層管(13)都為純塑料層；增強層(12)由多層次連續纖維預浸帶構成，增強層(12)箍設在內層管(11)外；外層管(13)套設在增強層(12)外，外層管(13)和內層管(11)之間通過增強層(12)熔接成為一體，熔接后增強層(12)嵌在外層管(13)和內層管(11)之間，內層管的內徑等同于外接管道的內徑，內層管(11)的壁厚＞外接管壁厚；

內層管(11)的兩端都為兩級臺階的階梯孔(14)，階梯孔(14)的大圓孔設于外端，階梯孔(14)的小圓端設于內端。

2.如權利要求1所述的連續纖維增強熱塑性管道耐高壓接口管件組，其特征是：

采用管內通風冷卻定型特殊工藝與方法制作大壁厚純塑料內層管(11)的特殊加厚三層復合管，該復合管專用于制作管體(1)或其它類型的管件所以簡稱管件管；該管件管內層管(11)的壁厚＞外接管壁厚，芯層(12)連續纖維預浸帶層數＞外接管連續纖維預浸帶層數。

3.如權利要求1所述的連續纖維增強熱塑性管道耐高壓接口管件組的制造方法，其特征是：

內層管(11)和外層管(13)都選用是聚烯烴塑料，增強層(12)選用玻璃纖維、碳纖維或玻璃纖維和碳纖維以任意比例的混紡纖維預浸帶；

管組形狀選用如下i～ix中的任意一種：

i. 直管，ii.鞍形管，iii. 45°鞍型管，iv. 內凹上下臺階空心圓柱形補芯件與圓柱實心補芯件，v. 異徑三通，vi. 等徑三通，vii. 異徑管套，viii. 90°彎頭管件，ix. 45°彎頭管件。

4.如權利要求1或2所述的連續纖維增強熱塑性管道耐高壓接口管件組的制造方法，其特征是：對于九種管件，分別按如下步驟依次實施：

一、直接管件：

① 將管件管切割成長度為220mm～400mm管段，管段兩端內層管(11)加工成內層內凹式上下臺階，凹式下臺階端口深度依據所外接管材尺寸大小留設60mm～120mm供承插熔接外接管材用，下臺階端口高度等同于外接管材壁厚；

② 凹式上臺階端口斷面呈三層結構，內層純塑料層應大于等于3mm厚度，該厚度在外接管材時保護二層纖維層不受熔接影響；

二、鞍型管件：

① 將管件管切割成長度為120mm～400mm管段，管段一端加工成內層管(11)內凹式上下臺階，下臺階端口深度依據所外接管材尺寸大小留設60mm～120mm供承插熔接外接管材用，下臺階端口高度等同于外接管材壁厚；上臺階端口斷面呈三層結構，內層純塑料層應大于等于3mm厚度，該厚度在外接管材時保護二層纖維層不受熔接影響；

② 管段另一端加工成內層管外凸式上下臺階，外凸式下臺階由內層管(11)純塑料管壁層，外凸段長度等同于與被開孔承插的直管段管件管壁厚一般情況下為8mm～25mm，外凸段外徑大于直管段管件管開孔直徑2mm，外凸段端口呈內凹弧線形狀；上臺階加工成被開孔承插的直管段管件管外徑內凹弧線形狀或種植三通被開孔承插的直管段外徑內凹弧線形狀；

三、45°鞍型管件：

① 將管件管切割120mm～400mm不等管段，管段一端加工成內凹式上下臺階，下臺階端口深度依據所外接管材尺寸大小留設60mm～120mm供承插熔接外接管材用，下臺階端口高度等同于外接管材壁厚；上臺階端口斷面呈三層結構，內層純塑料層應大于等于3mm厚度，該厚度在外接管材時保護二層纖維層不受熔接影響；

② 管段另一端切割成45°傾斜角度端面，45°傾斜端面加工成內層管外凸式上下臺階，外凸式下臺階由純塑料管壁層，外凸段長度等同于與被開孔承插的直管段管件管壁厚一般情況下為3mm～5mm，外凸段外徑大于直管段管件管開孔直徑2mm，外凸段端口呈內凹弧線形狀；上臺階與外凸段成45°傾斜角度端面后加工成被開孔承插的直管段管件管外徑內凹弧線形狀或種植三通被開孔承插的直管段外徑內凹弧線形狀，簡稱鞍型承插端；

③ 將外凸段單獨加熱到其材料微卡軟化點溫度后，外凸段插入專用內芯成型模具旋轉45°后，致使外凸段與上臺階內凹弧線成90°；

四、內凹上下臺階空心圓柱形補芯件與實心圓柱補芯件：

① 內凹上下臺階空心圓柱形補芯件與實心圓柱補芯件用純塑料經注塑機直接注塑成型；

② 內凹上下臺階空心圓柱形補芯件主要用在直接管件端口變徑中使用，起到補償端口縮徑的作用；

③ 內凹上下臺階空心圓柱形補芯件上臺階外表面與直接管件端口內壁承插熔接，圓柱形補芯件下臺階表面與外接管材的外壁與端口雙面承插熔接，下臺階的高度等同于外接管材的壁厚、下臺階端口深度依據所外接管材尺寸大小留設60mm～120mm；

④ 實心圓柱外表面與直接管件端口內壁承插熔接起到封堵該端口作用，主要用于制作90°與45°彎頭和管材試壓中使用，實心補芯件外徑等同于被封堵管端的內徑+2mm，長度等同于被封堵管端內凹深度；

五、異徑三通：

① 異徑三通由直接管件與鞍型管件構成；

② 在直接管件中部，用開孔器開成內凹式臺階孔，臺階孔徑等同于鞍型管件外徑小2mm且內凹深度2mm，所開穿孔孔徑比外接鞍型管件外凸外徑小2mm，所選擇鞍型管件的內徑應小于等于1/2直接管件內徑；

③ 用鞍型熱熔模頭，內燙直接管件內凹臺階面與穿孔端面，外燙鞍型管件外凸上下臺階面后，將外凸上下臺階面直接承插于直接管件內凹臺階面與穿孔端面，保持壓力冷卻定型；

六、等徑三通：

① 等徑三通由大頭二端內壁平直的異徑三通和內凹上下臺階圓柱形補芯件組成；

② 將大頭內壁平直的異徑三通大頭二端加工成高度3mm內凹上下臺階，臺階深度等同于內凹上下臺階圓柱形補芯件長度；

③ 用套筒模頭內燙異徑三通大頭二端內凹上下臺階面、外燙內凹上下臺階圓柱形補芯件外表面，將內凹上下臺階圓柱形補芯件外表面承插于異徑三通大頭二端面保持壓力冷卻定型；

七、異徑管套：

① 異徑管套由一端內壁平直的直接管件與內凹上下臺階圓柱形補芯件組成；

② 用內壁平直直接管件端加工成高度3mm內凹的上下臺階，臺階深度等同于內凹上下臺階圓柱形補芯件長度；

③ 用套筒模頭內燙直接管件內凹上下臺階面、外燙內凹上下臺階圓柱形補芯件外表面，將內凹上下臺階圓柱形補芯件外表面內承插于直接管件端面保持壓力冷卻定型；

八、90°彎頭管件：

① 彎頭管件由異徑管套、鞍型管件、端口封閉用實心圓柱補芯件組成；

② 在異徑管套大頭一端，用實心圓柱補芯件熔接封堵；

③ 在被封堵端頭靠近實心圓柱補芯件內側開內凹式臺階孔，臺階孔小于鞍型管件外凸空心圓柱2mm；

④ 用熱熔管套模頭分別加熱異徑管套大頭內凹式臺階孔表面、實心圓柱補芯件外表面后，將實心圓柱補芯件承插到異徑管套大頭內凹上下臺階，保持壓力自然冷卻定型；

⑤ 用熱熔管套模頭分別加熱鞍型管件鞍型承插端與內凹式臺階孔后，將鞍型管件鞍型承插端內承插于內凹式臺階孔并保持壓力自然冷卻定型；

九、45°彎頭管件：

① 45°彎頭管件由異徑管套、45°鞍型管件、端口封閉用實心圓柱補芯件組成；

② 在異徑管套大頭一端，用實心圓柱補芯件熔接封堵；

③ 在被封堵端頭靠近實心圓柱補芯件內側開內凹式臺階孔，將45°鞍型管件承插熔接在臺階孔上；

④ 用熱熔管套模頭分別加熱異徑管套大頭內凹式臺階孔表面、圓柱實心補芯件表面后，將實心圓柱補芯件承插到異徑管套大頭內凹上下臺階，保持壓力自然冷卻定型；

⑤ 用熱熔管套模頭分別加熱45°鞍型管件鞍型承插端于內凹式臺階孔后，將45°鞍型管件鞍型承插端內承插與內凹式臺階孔并保持壓力自然冷卻定型。