專利名稱：熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，特別涉及熱流體用非交聯(lián)耐高 溫聚乙烯(PE-RT)金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)。
背景技術(shù)：
熱塑性塑料與有孔的金屬骨架復合的塑料復合管，已有相當多的報道和專利， 他們對塑料管的增強作用和對鋼管等金屬管的防腐作用都作出了重要貢獻，如專利號 00222720. 7、01247511. 4、99114790. 1、99232026. 7，但這些管道都主要在防腐及承壓能力 提高上作了不少的研究，但利用有優(yōu)異的熱性能，及耐環(huán)境應(yīng)力性能，耐熱老化性能，耐汽 油和芳烴性的塑料來制成上述結(jié)構(gòu)的鋼塑復合管或有金屬骨架增強的塑料復合管，這方 面的研究還很缺乏，特別是在熱水輸送，較高溫度的化學介質(zhì)輸送，以及需要管道抗熱老化 性能以上述性能的塑料管道系統(tǒng)，目前還主要依靠鋼管加保溫層及保護層的管網(wǎng)或純塑料 管的生產(chǎn)技術(shù)和工程技術(shù)，比如交聯(lián)聚乙烯(PEX)管道的生產(chǎn)和應(yīng)用，聚丁烯(PB)管的生 產(chǎn)和應(yīng)用，由于有孔的金屬骨架復合的塑料復合管承壓能力要求高，與之相配的管道接頭 不能使用方便熔融連接的純聚合物管件，必須使用鋼骨架增強復合聚合物管件，特別是有 孔洞的鋼骨架增強的聚合物管件，這類管件既有較高承壓能力，又有與管材同等的內(nèi)外防 腐能力和方便的熔融連接性能，但以前的鋼骨架增強復合聚合物管件結(jié)構(gòu)均是用帶孔洞的 鋼板焊接形成與管體形狀相似的筒形鋼骨架后再放到注塑機復合擠出聚合物形成管壁，筒 形鋼骨架焊接復雜，注塑復合后外露部分金屬定位釘易銹蝕損壞，制造難度大，生產(chǎn)成本很 高，使用可靠性低，特別是在熱水管網(wǎng)使用中，筒形鋼骨架與內(nèi)外層塑料很易因熱膨脹系數(shù) 差異太大而導致脫層開裂破壞，降低了使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上原因，本發(fā)明的目的是為了克服以上不足，提供一種使復合管道連接牢 固，連接接頭處機械強度高、承壓能力高、無泄漏，管道使用壽命長，特別適合熱水和較高溫 度的化學介質(zhì)輸送的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)。
本發(fā)明的目是這樣來實現(xiàn)的 本發(fā)明熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，包括有非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料外 層和非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料內(nèi)層的金屬骨架增強塑料復合管道、非交聯(lián)耐高溫聚乙烯材 料制成的用于密封管端金屬骨架的封頭、由有熱熔連接性能的非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料內(nèi) 層和由塑料與玻璃纖維共混組成的增強塑料外層構(gòu)成的增強復合管道接頭，復合管道與復 合管道通過增強復合管道接頭連接而形成管網(wǎng)。本發(fā)明用非交聯(lián)耐高溫聚乙烯(PE-RT)與 金屬骨架增強體復合的技術(shù)方案，特別是在耐溫及熱強度和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能提高，克 服管材骨架容易在塑料管壁中引入應(yīng)力而造成復合塑料管易開裂的問題上有更好的表現(xiàn)， 為此用非交聯(lián)耐溫的塑料復合管道有很好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能，用這種非交聯(lián)耐高溫聚 乙烯材料與金屬骨架制造復合管道就能得到比以前所報道過的純塑料管、鋁塑復合管及鋼
3塑復合管都有更好的耐低溫、高溫、環(huán)境應(yīng)力開裂性能。本發(fā)明在熱水管網(wǎng)中使用了增強 復合管道接頭，增強復合管道接頭中有熱熔連接性能的塑料內(nèi)層承插口的壁周向布設(shè)有螺 旋環(huán)狀的電加熱絲，可方便的與鋼骨架增強復合物管材電加熱熱熔連接，連接可靠，熱塑性 塑料特別是熱塑性工程塑料與玻璃纖維共混改性增強后制成管道接頭的外層，其強度可達 100 180MPa，由于其厚度比過去使用的鋼骨架增強復合管件中的鋼板厚度大一倍以上， 其使用強度完全能達到鋼骨架增強復合管件的使用強度甚至更高，(過去使用的鋼骨架增 強復合管件中的鋼板均沖孔加工而成，其強度下降至少30% )，因而本發(fā)明在熱水管網(wǎng)中
提供了一種承壓能力高、制造容易、生產(chǎn)成本低、與管材連接方便可靠、特別適合熱水管網(wǎng) 使用的增強復合管道接頭。本發(fā)明管網(wǎng)能完全替代目前廣泛使用的鋼管加保溫層及保護層 的管網(wǎng)，克服了鋼管內(nèi)部腐蝕、生銹、壽命短的缺點，成為一種連接接頭處機械強度高、承壓 能力高、無泄漏、管道使用壽命長、特別適合熱水和較高溫度的化學介質(zhì)輸送的新型的金屬 骨架增強塑料復合管網(wǎng)。 上述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，金屬骨架增強塑料復合管管壁連續(xù) 體中包覆有由有孔洞的鋼板巻制焊接的或緯向鋼絲纏繞經(jīng)向鋼絲焊接的或螺旋纏繞或編 織鋼絲形成的帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬增強體骨架。 上述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，非交聯(lián)耐高溫聚乙烯材料制成的用 于密封管端金屬骨架的封頭為帶凸臺的內(nèi)層套管，內(nèi)層套管中至少外圓周與金屬骨架增強 塑料復合管道端部的塑料內(nèi)層熔融連接。 上述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，增強復合管道接頭非交聯(lián)耐高溫聚
乙烯內(nèi)層至少一端上有與金屬骨架增強塑料復合管道連接用的承插口 ，承插口壁周向布設(shè)
有螺旋環(huán)狀的電加熱絲，內(nèi)層的徑向和/或軸向有電加熱絲的接線柱，增強復合管道接頭
與金屬骨架增強塑料復合管道端部的塑料外層和內(nèi)層套管的凸臺外圓周面熔融連接為一
體將金屬骨架增強塑料復合管道端頭的塑料外層和塑料內(nèi)層及管道端面完全熔融包覆。通
過熱熔方式或電熱熔方式將內(nèi)層套管的外圓周與金屬骨架增強塑料復合管道端部的塑料
內(nèi)層熔融連接起來，再通過熱熔方式或電熱熔方式將增強復合管道接頭與金屬骨架增強塑
料復合管道端部的塑料外層和內(nèi)層套管的凸臺外圓周面熔融連接起來，使增強復合管道接
頭與內(nèi)層套管熔融連接為一體并形成一環(huán)狀U型承插口 ，環(huán)狀U型承插口將金屬骨架增強
塑料復合管道端頭的塑料外層和塑料內(nèi)層及管道端面完全熔融包覆，復合管道與復合管道
通過管道連接件連接形成管網(wǎng)，內(nèi)層套管和增強復合管道接頭將金屬骨架增強塑料復合管
道端頭的塑料外層和塑料內(nèi)層及管道端面完全緊密包覆，大大地提高了連接處機械強度，
有效防止了流體串入金屬骨架對其腐蝕，連接牢固、可靠，無泄漏，保證了管道使用壽命。 上述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，增強復合管道接頭的增強塑料外層
由聚酰胺與長玻璃纖維或短玻璃纖維共混組成，或由ABS樹脂與長玻璃纖維或短玻璃纖維
共混組成，或由聚碳酸酯與長玻璃纖維或短玻璃纖維共混組成，或由聚苯硫醚與長玻璃纖
維或短玻璃纖維共混組成。 上述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，在增強復合管道接頭的增強塑料外 層中加入的長玻璃纖維或短玻璃纖維的量為10% 50%，玻璃纖維經(jīng)過偶聯(lián)劑處理。玻璃 纖維經(jīng)過偶聯(lián)劑處理，使玻璃纖維與塑料有更牢固的結(jié)合強度，能有效的防止增強塑料外 層開裂和增加塑料外層強度。
上述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，增強復合管道接頭中的增強塑料外 層將有熱熔連接性能的非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料內(nèi)層全包覆或局部包覆。在生產(chǎn)制造時， 可先制成帶電加熱絲的塑料內(nèi)層，再經(jīng)二次注塑工藝在內(nèi)層外表成型增強塑料外層，也可 反過來，先制成增強塑料外層，再經(jīng)二次注塑工藝在外層內(nèi)腔成型帶電加熱絲的塑料內(nèi)層， 采用全包覆方式，有利于制造內(nèi)層有軸向接線柱的增強復合管道接頭，而采用局部包覆，則 有利于內(nèi)層有徑向接線柱的增強復合管道接頭的制造和安裝使用。 上述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，增強復合管道接頭中的塑料內(nèi)層是
非交聯(lián)耐高溫聚乙烯與塑料橡膠彈性體的共混物。增強復合管道接頭中的非交聯(lián)耐高溫聚
乙烯增強塑料外層為極性材料，而塑料內(nèi)層是非極性材料，二者之間并未牢固緊密結(jié)合為
一體，因此增強塑料外層起到了增加管道接頭徑向抗壓強度，保證了管道接頭的承壓能力，
而在塑料內(nèi)層中添加一些橡膠，使塑料內(nèi)層成為一種彈性體，增強塑料外層與塑料內(nèi)層之
間可少量的相互滑動，這一特點在熱水管網(wǎng)的設(shè)計、安裝、使用中有很大的優(yōu)越性，在輸送
熱流體時使增強復合管道接頭起到一種伸縮節(jié)的作用，盡管每一個管道接頭伸縮量很小，
但一個管網(wǎng)中使用的管道接頭眾多(幾乎間隔9米安裝一個)，總體管網(wǎng)的伸縮量足夠，這
使熱水管網(wǎng)的設(shè)計、安裝中大量減少了費工、費料的伸縮井，降低了工程成本。 上述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，在金屬骨架增強塑料復合管道和增
強復合管道接頭的外表有聚氨酯發(fā)泡保保溫層。 本發(fā)明內(nèi)層套管和增強復合管道接頭形成的環(huán)狀U型承插口將金屬骨架增強塑 料復合管道端頭的塑料外層和塑料內(nèi)層及管道端面完全緊密包覆，連接牢固、可靠，無泄 漏，連接處機械強度高，并且防止了流體串入金屬骨架對其腐蝕，管道使用壽命長，是一種 新型的特別適合熱水和較高溫度的化學介質(zhì)輸送的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)。


圖1為本發(fā)明熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)示意圖。 圖2為圖1中內(nèi)層套管結(jié)構(gòu)放大示意圖。 圖3為圖1中增強復合管道接頭結(jié)構(gòu)放大示意圖。 圖4為本發(fā)明熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)另一示意圖。 圖5為增強復合管道接頭另一結(jié)構(gòu)放大示意圖。 圖6為本發(fā)明復合管網(wǎng)中三通增強復合管道接頭結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
實施例1 : 圖1 圖3給出了本實施例1圖。本實施例1是首先用非交聯(lián)耐高溫聚乙烯的材 料制作內(nèi)層套管2 (如圖2所示)。內(nèi)層套管2中有凸臺19，外圓周面設(shè)置有電熱絲4，通過 接線柱電熱熔方式將內(nèi)層套管的外圓周面與金屬骨架增強塑料復合管道1端部的塑料內(nèi) 層8熔融連接起來，凸臺19外徑與復合管道1外徑相同。在直通增強復合管道接頭3(如 圖3所示)中有增強塑料外層14和有熱熔連接性能的內(nèi)層13，有被埋設(shè)于塑料內(nèi)層13端 口內(nèi)壁周向的螺旋環(huán)狀的電加熱絲17，兩個電加熱絲17以徑向的方式引出分別與塑料內(nèi) 層上的兩個正極和負極接線柱18連接。塑料內(nèi)層13材料為非交聯(lián)耐高溫聚乙烯(PE-RT)，增強塑料外層14材料為聚酰胺(PA6) 15與長玻璃纖維16共混改性增強塑料，長玻璃纖維 含量為30%，玻璃纖維用偶聯(lián)劑進行表面活性處理后再與聚酰胺(PA6)共混。增強塑料外 層14將有熱熔連接性能的塑料內(nèi)層13局部包覆，有利于內(nèi)層有徑向接線柱的增強復合管 道接頭的制造和安裝使用，使增強復合管道接頭成為耐熱耐壓性能優(yōu)良的管道連接件。用 接線柱18通電，通過電熱熔方式將二通增強復合管道接頭3與金屬骨架增強塑料復合管 道1端部的塑料外層6和內(nèi)層套管的凸臺19外圓周面熔融連接起來，使增強復合管道接頭 與內(nèi)層套管熔融連接為一體并形成一環(huán)狀U型承插口 5，環(huán)狀U型承插口 5將金屬骨架增 強塑料復合管道1端頭的塑料外層6和塑料內(nèi)層8及管道端面完全熔融包覆，金屬骨架復 合塑料管道1中有被塑料外層6和塑料內(nèi)層8包覆的帶孔洞的孔網(wǎng)鋼板金屬骨架7(或是 用緯向鋼絲纏繞經(jīng)向鋼絲并對其接觸點焊接成型形成的筒形金屬骨架，或是用鋼絲左旋和 /或右旋螺旋纏繞形成的筒形金屬骨架，或是用鋼絲編織形成的筒形金屬骨架，或是用鋁帶 縱向?qū)踊虼罱硬⒔?jīng)焊接成型形成的筒形金屬骨架)。金屬骨架增強塑料復合管道1的塑 料外層6和塑料內(nèi)層8分別用非交聯(lián)耐高溫聚乙烯(PE-RT)的材料制作，復合管道1與復 合管道1通過增強復合管道接頭3采用電熱絲加熱熔融連接為一體形成管網(wǎng)。由于環(huán)狀U 型承插口 5將金屬骨架增強塑料復合管道端頭的塑料外層和塑料內(nèi)層及管道端面完全緊 密包覆，連接牢固、可靠，無泄漏，連接處機械強度高，并且防止了流體串入金屬骨架對其腐 蝕，使本發(fā)明管網(wǎng)成為一種新型的特別適合熱水和較高溫度的化學介質(zhì)輸送的金屬骨架增 強塑料復合管網(wǎng)。在金屬骨架增強塑料復合管道1和增強復合管道接頭3的外表均用聚氨 酯發(fā)泡保溫層9和11保護，發(fā)泡保溫層可在制造復合管道1時在其外表面擠出復合(包括 質(zhì)密保護層)，也可對切割分段后的每一根復合管道1單獨包覆發(fā)泡保溫層。在發(fā)泡保溫層 外表有保護層10和12，保護層可用玻纖布加膠，也可用反光膠帶。發(fā)泡保溫層9和ll之間 有密封防水膠20。
實施例2 : 圖4給出了本發(fā)明實施例2圖。本實施例2基本和實施例1同。不同處是內(nèi)層套 管2中無電熱絲，通過熱熔方式將內(nèi)層套管2與金屬骨架增強塑料復合管道1熔融連接起 來，內(nèi)層套管2、增強復合管道接頭3形成的環(huán)狀U型承插口 5將金屬骨架增強塑料復合管 道端頭的塑料外層6和塑料內(nèi)層8及管道端面完全包覆，增強復合管道接頭3的增強塑料 外層14材料為ABS樹脂22與短玻璃纖維21共混改性增強塑料，短玻璃纖維含量為50% 。 增強塑料外層4將有熱熔連接性能的塑料內(nèi)層13局部包覆，塑料內(nèi)層13中含有5% (或 40% )的橡膠，添加一些橡膠，使塑料內(nèi)層成為一種彈性體，在輸送熱流體時使增強復合管 道接頭起到一種伸縮節(jié)的作用。
實施例3 : 圖5給出了本發(fā)明實施例3圖。本實施例3基本和實施例1同。不同處是本實施 例3增強塑料外層14將有熱熔連接性能的塑料內(nèi)層13全部包覆，塑料外層14材料為聚碳 酸酯(PC)23與短玻璃纖維21共混改性增強塑料，短玻璃纖維含量為10%。 一個電加熱絲 17以軸向的方式引出與內(nèi)層上的正、負極軸向接線柱24連接。
實施例4 : 圖6給出了本發(fā)明實施例4圖。本實施例4基本和實施例1同。不同處是本實施 例4熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)中的增強復合管道接頭形狀為三通管道接頭結(jié)構(gòu)， 上述各實施例是對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進一步的說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明 上述主題的范圍僅限于上述實施例。凡基于上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，其特征在于包括有非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料外層和非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料內(nèi)層的金屬骨架增強塑料復合管道、非交聯(lián)耐高溫聚乙烯材料制成的用于密封管端金屬骨架的封頭、由有熱熔連接性能的非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料內(nèi)層和由塑料與玻璃纖維共混組成的增強塑料外層構(gòu)成的增強復合管道接頭，復合管道與復合管道通過增強復合管道接頭連接而形成管網(wǎng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，其特征在于金屬骨架 增強塑料復合管道管壁連續(xù)體中包覆有由有孔洞的鋼板巻制焊接的或緯向鋼絲纏繞經(jīng)向 鋼絲焊接的或螺旋纏繞或編織鋼絲形成的帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬增強體骨架。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，其特征在于非交 聯(lián)耐高溫聚乙烯材料制成的用于密封管端金屬骨架的封頭為帶凸臺的內(nèi)層套管，內(nèi)層套管 中至少外圓周與金屬骨架增強塑料復合管道端部的塑料內(nèi)層熔融連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，其特征在于增強復合 管道接頭中的非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料內(nèi)層至少一端上有與金屬骨架增強塑料復合管道 連接用的承插口 ，承插口壁周向布設(shè)有螺旋環(huán)狀的電加熱絲，內(nèi)層的徑向和/或軸向有電 加熱絲的接線柱，增強復合管道接頭與金屬骨架增強塑料復合管道端部的塑料外層和內(nèi)層 套管的凸臺外圓周面熔融連接為一體將金屬骨架增強塑料復合管道端頭的塑料外層和塑 料內(nèi)層及管道端面完全熔融包覆。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，其特征在于增強 復合管道接頭的增強塑料外層由聚酰胺與長玻璃纖維或短玻璃纖維共混組成，或由ABS樹 脂與長玻璃纖維或短玻璃纖維共混組成，或由聚碳酸酯與長玻璃纖維或短玻璃纖維共混組 成，或由聚苯硫醚與長玻璃纖維或短玻璃纖維共混組成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，其特征在于在增強復 合管道接頭的增強塑料外層中加入的長玻璃纖維或短玻璃纖維的量為10% 50%，玻璃 纖維經(jīng)過偶聯(lián)劑處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，其特征在于增強 復合管道接頭中的增強塑料外層將有熱熔連接性能的非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料內(nèi)層全包 覆或局部包覆。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，其特征在于增強 復合管道接頭中的非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料內(nèi)層是非交聯(lián)耐高溫聚乙烯與塑料橡膠彈性 體的共混物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，其特征在于在金 屬骨架增強塑料復合管道和增強復合管道接頭的外表分別有聚氨酯發(fā)泡保溫層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熱流體用金屬骨架增強塑料復合管網(wǎng)，包括有非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料外層和非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料內(nèi)層的金屬骨架增強塑料復合管道、非交聯(lián)耐高溫聚乙烯材料制成的用于密封管端金屬骨架的封頭、由有熱熔連接性能的非交聯(lián)耐高溫聚乙烯塑料內(nèi)層和由塑料與玻璃纖維共混組成的增強塑料外層構(gòu)成的增強復合管道接頭，復合管道與復合管道通過增強復合管道接頭連接而形成管網(wǎng)。本發(fā)明管網(wǎng)承壓能力高，耐高溫，耐腐蝕，生產(chǎn)成本低，連接方便可靠。
文檔編號F17D1/08GK101769441SQ20091005803
公開日2010年7月7日 申請日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者甘國工 申請人:甘國工