具有法兰端部的波纹塑料管及其结构密封的接头制造技术

本发明专利技术公开了用在一个系统中的一种具有由端部波纹部分或管衬里的周边部分构成的法兰端部（３）的波纹塑料管（２）和一种用于连接带有法兰端部的波纹塑料管的方法和配套器件，在该系统中，一部分端部波纹部分或管衬里构成法兰，环形法兰夹子骑跨在法兰上并将法兰拉紧在一起，从而形成一个结构安全可靠的接头。密封垫设置在法兰之间或法兰周边和夹子之间。本发明专利技术获得了一种成本低廉的密封接头，可现场切割波纹塑料管并由波纹管制成接头配件，而且还提供了一种用于波纹塑料管的且可选择管尺寸的渐缩连接器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种波纹聚乙烯管和用于大口径管(直径超过2英寸)的接头系统。本专利技术提供一种坚固且费用低的机械紧固和水密封的接头，根据其结构及应用场合，其可在安装好的管系统中减少渗透和渗漏。本专利技术克服了现有的PVC、混凝土和HDPE管系统中所存在的水压效应和地基变动的缺陷，而这些缺陷会导致套接接头产生分离和/或不对中，从而使接头发生泄漏，过量的渗透以及树木/植物的根穿透到污水管道和化粪系统中，特别是在横向管路中，并在公路的排水系统中发生渗透和渗漏。本专利技术的接头系统适合用于高密度聚乙烯(HDPE)管并具有抵抗污水气体、动物和工业废水侵蚀的抗化学腐蚀性，并且可提供较长的且可变的管长度，从而减少了每个管上接头的数目。本专利技术可将HDPE管扩展应用于排水、农业、公路、污水、废水再利用、灌溉、工业废水、动物废水、纤维光学系统和应用线缆管路中。
技术介绍
大口径波纹塑料管(通常由聚乙烯制成)是一种公知的产品。过去和现在，人们一直试图设计一种用于波纹塑料管的水密封接头，以便将管应用于排水和污水管道中，而这通常会涉及到，在将一个制成插头状的管端插入到另一个制成套管状的管端时，就会对密封垫(模制成型或挤压成型和拼接成型)产生径向挤压。在将带有缠绕在其外圆周表面上的密封垫的插头推入到具有锥形内表面的套管中并形成压配合时，通常会对密封垫产生径向的挤压。沿轴向将密封垫推压到插头上的运动以及套管内侧表面上的摩擦力会使密封垫发生移位、扭曲和卷绕。另外，需要保持将密封垫压紧的作用于套管内部的周向拉伸应力降低了塑料管的抗应力破裂性。密封垫通常设置在靠近管端部的波纹部分的顶部或隆起上的槽中或者其根部。在前者情况下，波纹部分的刚性不足以承受避免水泄漏所需的静水压力。因此，有时通过在波纹部分内注入刚性泡沫材料，以便使支承密封垫槽的波纹部分变得坚强一些。后者情况需要进行绑扎或进行其它的加固以避免出现较大的应力而产生应力破裂。这两种方案都显著地增加了成本才获得了一种可靠的水密封接头。套接接头依赖于对径向密封垫的压紧作用，并具有其它的缺陷，内部压力作用于密封垫潮湿部分的轴向伸出区域，从而产生“水压效应”而使接头出现开启。采用径向压紧密封垫的接头的另外的缺陷是，由于密封垫发生卷绕和扭曲或者套管出现应力破裂使接头失效，并在压力作用下产生泄漏。William C.Andrick在美国专利US5687976中公开了一种用于管接头的对称密封垫，其可密封在套管的内侧表面和具有横向波纹的管的外侧表面上。James B.Goddard的美国专利US5765880公开了一种用于螺旋双壁波纹管的套接接头。Kenichi Hattori的美国专利US4871198公开了一种夹子式波纹塑料管连接器，其中，采用径向压紧的橡胶密封垫来密封接头。在后者情况下，金属夹子减轻了应力破裂的问题。但是，密封垫将应力传递到塑料内壁或衬里以及波纹部分上。波纹部分和衬里刚性相对较低，且很难保持径向压紧密封垫。半结晶聚合物例如高密度聚乙烯的高蠕变性能会由于老化而引起泄漏增大。正如Hattori所描述的那样，在待连接的管位于敞开的沟渠中时，安装接头也是很难的。另一个缺陷是，伸长的圆筒形密封垫和金属夹子产生的费用较高。套接接头另外的缺陷是不能对波纹管进行现场切割。本申请人申请于2000年6月19日题为“Joint and Seal for LargeDiameter Corrugated Plastic Pipe and Method for Joining PlasticPipe Sections”的待审美国专利申请09/597338；申请于2001年2月19日题为“Water tight Joint and Method of Sealing Drainage andSanitary Sewer Pipe Sections”的美国专利申请09/788913以及申请于2001年2月27日题为“Method and Joint Design for InfieldWater Tight Sealing of Dual Wall Corrugated Plastic PipeSections”的美国专利申请09/794638详细描述了波纹聚乙烯/塑料管的特点和性能以及现有技术中所存在的问题，并试图在两个对接的管部分之间形成一个水密封的接头。在本申请人的待审专利申请中，公开了一种避免出现密封垫卷绕和应力破裂的方法和结构，其采用一部分端部波纹部分来形成一种用于对连接两个对接管部分的水密封接头进行自加强的装置。本专利技术降低了在HDPE波纹管上形成牢固密封接头的成本和复杂程度。通常，通过挤压密封垫，使其与横向波纹部分的高度和长度相比具有相对较小的横截面，从而在波纹塑料排水管中获得防止污物发生泄漏的防污性能。位于端部波纹部分顶部的横向隆起(被称为插头)通常支承着接头密封垫。在端部波纹部分上设置支座(横向隆起)的缺点是，形成插头需要在波纹成型过程中引入热成型模，且波纹塑料管的其它端部需要一个位于端部处的模制套管或必须要采用双套管连接器。该方法的缺点是，支承着波纹部分顶部和密封垫的波纹部分的壁被削弱，且制造直插的套接连接器的费用较高。本专利技术的优点是，不需要套接插头套管模，从而减除了插头套管模的费用，并通过消除了在形成套接接头时对生产率所造成的影响，从而提高了管的生产率。现有的排水和污水系统主要采用具有套接接头装置的增强混凝土、聚氯乙烯(PVC)和波纹聚乙烯管。套接接头装置通常通过对设置在相互配合的套管和插头之间的环形密封垫进行径向挤压来起作用。当套管和插头适当进行配合时，密封装置就可防止发生渗透和渗漏。但是，在土壤发生变动、土质发生变化以及发生地震时就会使套接接头产生不对中和/或完全开启，从而在潮湿条件下发生渗透和在干燥条件下发生渗漏。渗透会引起树根伸入进来，从而引起阻塞。在装配之后，套接接头系统的缺点是，内部水压力将力作用于径向受压密封垫的潮湿的突出区域，并导致管端部相互分离。这些都会导致渗透和渗漏，并使处理废水的成本增大和污染水道。本专利技术的优点是，提供了一种用于波纹塑料管的刚性连接结构，从而可在防化学腐蚀的柔性管之间进行刚性连接，而且可适应土壤发生变动和/或进行回填，且不会在管或接头处发生泄漏。
技术实现思路
本专利技术涉及带有法兰端部的波纹塑料管以及用于连接波纹塑料管的方法和配套器件，上述法兰端部由端部波纹部分或管衬里的周边部分形成，上述连接可形成一种结构安全可靠的接头，并适合用于需要具有防污且水密封连接性能的场合。在本专利技术的系统中，端部波纹部分或管衬里中的一部分在待连接的每个管的端部形成法兰；夹子骑跨在两个法兰的外侧表面上并将法兰拉紧在一起。由此而形成接头。可插入环形弹性密封垫，与管法兰和位于另一个管或配件端部的第二法兰的相向表面或法兰的径向圆周侧边缘相接触。本专利技术可形成一种成本低廉且结构安全可靠的接头，可对波纹塑料管进行现场切割，并可通过对模制过程进行有限的改进就可由波纹管部分制造出管的接头配件和连接器。本专利技术的一个目的是提供一种密封接头，其通过在波纹塑料管的端部由端部波纹部分的周边部分来形成法兰，从而不需要模制单独的套管和插头或双套管连接器，并节省了费用。本专利技术的另一个目的是提供一种波纹塑料管，该波纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大口径的波纹塑料管，其具有横向波纹和法兰，所述法兰由从管端部径向延伸的波纹部分的周边部分构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫M斯塔里塔，
申请(专利权)人：约瑟夫M斯塔里塔，
类型：发明
国别省市：US[美国]