專利名稱：制作管子的方法以及管子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制作管子的方法，在這種方法中，半成品被制成機械上堅固的外管子，且在該外管子內(nèi)形成一個緊密的內(nèi)層。
本發(fā)明還涉及一種管子，它包括由半成品制成的機械上堅固的外管子，以及位于外管子內(nèi)的一個內(nèi)層。
EP第0184366號公開了一種方案，其中有一條帶鋼被螺旋狀地纏繞從而形成一根管子。這根管子被作為襯墊而喂送進一根老的下水道管里，水泥漿被泵送到老的下水道管與該襯墊之間的空隙里。要使螺旋狀纏繞的管子充分緊密是很困難的，且該管子的內(nèi)表面通常也不夠平滑。另外，整體來看，這種方法又復(fù)雜又難辦。EP第0379493號公開了一種相似的方案，它包括用于把一些鄰接的帶鋼在纏繞期間鎖固在一起的裝置，以及用于解開它們的裝置。這種方案也有前一種方案那樣的缺點。
DD263952和EP0606349也公開了如何把帶鋼纏繞成螺旋狀而制造管子的方法。這些方案還公開了用來改善管子環(huán)壓挺度的不同的一些加勁構(gòu)件和加強件。這些方案，也還是有問題，包括管子不會很緊密及內(nèi)表面不會很平滑這樣的問題。
US3388425和WO97/01429公開了一種方案，其中，帶鋼被纏繞成螺旋狀以制成管子，且熔化了的塑料被擠進外管子里。該方案又復(fù)雜又難辦，且它因此不能例如在現(xiàn)場條件下實施，這就意味著，尤其當使用大直徑的管子時，把管子運到使用地點的費用就很高。另外，由于其結(jié)構(gòu)的緣故，成品管子會相當昂貴。
本發(fā)明的目的是提供一種避免上述缺點的方法及管子。
符合本發(fā)明的方法，其特征在于內(nèi)層是由半成品形成的，內(nèi)層與外管子結(jié)合，且用于形成外管子及內(nèi)層的半成品，在貯藏期間需要占用的空間實際上比成品管子所占用的少。
另外，符合本發(fā)明的管子，其特征在于內(nèi)層由半成品制成并連接在外管子里面，從而，用于形成外管子及內(nèi)層的半成品，在貯藏期間需要占用的空間實際上比成品管子所占用的少。
本發(fā)明的基本原理在于管子是由提供機械強度的外管子與提供緊密性的內(nèi)層而形成的，且外管子和內(nèi)層都是由半成品制成的，這種半成品在貯藏期間需要占用的空間實際上比成品管子所占用的少。一個推薦實施例的想法在于，用以形成外管子的半成品，是被纏繞成螺旋形的型材，從而使它成為外管子，且在使用之前它被從里面包覆，從而，使柔軟的襯里被喂送進管子的內(nèi)部，該襯里被彎圓而貼靠著外管子，且襯里與外管子結(jié)合而使襯里形成為起到流道表面作用的內(nèi)層。推薦實施例的想法在于，用以形成外管子和內(nèi)層的半成品，是在管子使用地點附近被分開傳送的，且管子是在使用地點附近制成的。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，管子的制造是簡單、快捷且便宜的。當在使用地點附近制作管子時，運輸成本能實實在在地降下來。另外，管壁能制得緊密，管子的結(jié)合容易實施，管子的連接緊固。
還有，管子的內(nèi)表面很平滑，因此有利于用作流道。管子的內(nèi)表面也是高度耐磨損的。
下面參照附圖更詳細地說明本發(fā)明，在這些附圖中

圖1是制作符合本發(fā)明的管子的第一組步驟的側(cè)視簡略圖尤其是側(cè)視剖面圖；圖2是沿著圖1中線段A-A截取的布局的剖視圖；圖3是制作符合本發(fā)明的管子的一些步驟的簡略側(cè)剖視圖；圖4是符合本發(fā)明的管子的簡略側(cè)剖視圖；圖5是型材的簡略側(cè)剖視圖，該型材形成符合本發(fā)明的管子的外管子；圖6a與6b簡略地顯示形成外管子的那個型材的不同剖面形狀；圖7的簡略側(cè)剖視圖，顯示把符合本發(fā)明的管子與排水坑連接起來的情況；以及圖8的簡略側(cè)剖視圖，顯示符合本發(fā)明的管子的末端。
圖1顯示型材1，它被纏繞成螺旋形的從而使它形成外管子2。在該圖中以非常簡化的方式顯示了用于制作外管子2的裝置3，因為該裝置的結(jié)構(gòu)和運行對于專業(yè)人員來說是完全明白的。襯里4被用例如抽拉裝置5而向外管子2的內(nèi)部供應(yīng)。型材1和襯里4是半成品，符合本發(fā)明的管子就是用這種半成品制作的。在本申請中的術(shù)語“半成品”，指的是僅借助于機械措施就能基本上形成管子的一種產(chǎn)品，如果需要的話，半成品能被加熱到某種程度，以便促進機械加工。型材1和襯里4最好在使用地點附近盤成卷而傳送，從而，使這些半成品在貯藏及運輸期間需要占用的空間實際上比成品管子所占用的少，而且管子是在使用地點附近制造的。尤其是在使用例如變動范圍在800至3000毫米的大直徑下水道管子時，運輸成本就能大大降低。外管子2所提供的管道有充分的機械強度，從而，該管子能經(jīng)受外力與內(nèi)壓的作用，以及二者的聯(lián)合作用。襯里4為管道提供充分的緊密性。
圖2以剖面顯示外管子2和襯里4，襯里在此階段被彎曲得使其剖面的外徑明顯小于外管子2的內(nèi)徑，因此，襯里4能夠容易地向外管子2供應(yīng)。襯里4可以用例如任何能被制作得貼附在提供結(jié)構(gòu)強度的外管子2上的塑料所制造。襯里4的環(huán)壓挺度應(yīng)當小，從而使該襯里能被纏繞得相當容易進入平坦的軟管里。發(fā)生在后一階段的把襯里彎圓得貼靠著外管子2的內(nèi)表面，也要求相當小的環(huán)壓挺度。然而，環(huán)壓挺度不能是最小的，因為難以處理薄膜狀的襯里。襯里4的厚度根據(jù)管子的使用意圖而定。如果管子被用作正常的下水道管，只要水中所帶的沙子的量不比通常的大，只要管子的坡度不比通常的陡，換言之，只要水的流率是正常的，耐磨損就不是大問題。一般來說，在100年時間里，該塑料僅會磨損0.5毫米。在此情況下，襯里4的整個厚度例如可為約3毫米，用作襯里4的理想材料因此是非常柔軟的以便襯墊能被容易地壓緊，且襯里應(yīng)當是高度耐磨損的。通過調(diào)節(jié)厚度就可以選擇合適的環(huán)壓挺度，且襯里4的內(nèi)表面的耐熱度，應(yīng)當是在襯里的外表面例如通過焊接而連接在外管子2上時，襯里4不會完全熔化。用作襯里4的一種很好的材料例如是交聯(lián)的聚乙烯，它被化學(xué)改性得比通常的更柔軟。這種材料包括Borealis A/S所制造的BorflexTM人造橡膠。該材料的柔軟性，能通過使丙烯酸鹽的含量變化而調(diào)節(jié)，例如可調(diào)節(jié)得在彎圓階段不需要很高的壓力。為了工作安全起見，彎圓壓強最好小于1巴。該材料由于其交聯(lián)特性而特別適合于這個目的。當該材料是交聯(lián)的時候，就用不著把它熔化成非通常的形狀就能焊接在外管子上。所有已知的方法，都可用于交聯(lián)材料。帶硅烷的交聯(lián)材料特別適合，因為此種交聯(lián)是由水的作用而同時在該材料中形成的。在此情況下，襯里能被首先交聯(lián)，如果必要的話是低程度的例如35％的交聯(lián)，從而襯里無須熔化就可被焊接。在真正的襯里和/或外管子中的交聯(lián)，由于在使用期間的潮濕而發(fā)生。如果外管子是由常規(guī)的聚乙烯制成的，襯里4與外管子2就能通過焊接而結(jié)合。為襯里4的外表面提供一個粘合層，就能使襯里4與外管子2相當容易地結(jié)合。
圖3顯示一個使襯里4被彎圓得貼靠著外管子2的步驟。在襯里4的每一端，都有一個塞子6?？諝饨?jīng)由一條進氣管8而被泵7抽送入襯里4中。因此，襯里4就被低內(nèi)壓彎圓得貼靠著外管子2?？諝庵械挠幸恍┙?jīng)由排氣管9而可以流出。配置在進氣管8與排氣管9上的一些閥門，被用來把氣流調(diào)節(jié)到適當?shù)膶哟?。以小的氣流流通，可以容易地控制壓力和溫度，如果需要的話，能將輸入的空氣預(yù)熱。彎圓進行之后，可用加熱裝置10對外管子2和襯里4加熱。加熱裝置10可以是例如無火苗的燃氣噴流、紅外線燈或電阻器，或者其他相似裝置。有了加熱裝置10，襯里4與外管子2就能被焊接在一起了。若不焊接，則還可使用例如熱激活粘合劑，如果需要，也能在例如襯里4里面用一個包括轉(zhuǎn)動臂的移動頭進行焊接。該轉(zhuǎn)動臂連接著一根把襯里4壓向管子的預(yù)熱輥，該輥后面是一個加熱構(gòu)件，可能還有一根使襯里4的內(nèi)表面冷卻的第二輥。襯里4因此被沿著一條螺旋形路徑被焊接在外管子2上。另外，管子的內(nèi)部可以配置一個如圖3中的虛線所示的紅外線加熱器，用于進行紅外線焊接，該加熱器被移動或者自己移動。
圖4顯示符合本發(fā)明的管子的壁的剖視圖。外管子2的材料具有相當高的彈性系數(shù)，尤其是材料的彈性張力應(yīng)當高，從而使形成外管子的型材能不被永久損傷地盤成卷。外管子2能用任何例如通過粘接或焊接而可以永久連接可塑襯里的材料制成。外管子2的材料可以是例如使可塑的內(nèi)表面例如機械地連接的鋼，且襯里4能被焊接在該內(nèi)表面上。外管子2也可以是可塑的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其機械強度由連續(xù)的和/或人造的纖維提高。一種復(fù)合結(jié)構(gòu)提供高的張力強度和高的系數(shù)。當符合本發(fā)明的方法被用來制造壓力管子時，高的張力強度是有用的，在此情況下，外管子起到一種提供抗壓性的部件的作用。常規(guī)的連續(xù)玻璃纖維或類似物體能順著軸向被擠進型材中，且當型材被纏繞進管子里時，纖維加強件被以合乎要求的方式導(dǎo)往周邊方向上?？商鎿Q的是，型材本身能用導(dǎo)向方法例如WO第97/10941號所公開的方法而制造，且可以用多層結(jié)構(gòu)而制造，以便用容易焊接的材料形成外表面。
襯里4可由一個或多個共同被擠壓的層構(gòu)成。襯里4的內(nèi)層4a可由常規(guī)的或交聯(lián)的塑料制成，其厚度例如約為2毫米，并涂覆了一薄層泡沫4b。襯里4也可包括一些未連接的或?qū)訅旱募訌娂?，這些加強件提高襯里4的剛性和抗壓性。襯里4還可包括單獨的纖維層4c以便提高上述性能。在外管子2的結(jié)構(gòu)不是很緊密的情況下，襯里4的抗壓性尤為重要。襯里4還可包括被加熱并被容易地焊接在下一層上的最外面粘貼層4d。例如，在常規(guī)的聚乙烯軟管中，最外面粘貼層4d可由一種聚乙烯構(gòu)成，它混有炭黑，或者混有當管子例如被紅外線輻射加熱時吸熱的熱激活粘合劑。
圖5顯示用于構(gòu)成外管子2的型材1的剖面形狀。幾個鄰接的型材，例如可結(jié)合為型材1的包括槽1a的那個側(cè)面和包括尖角邊緣1d的另一側(cè)面，且因此而成的結(jié)合包括插入了一條連續(xù)的槽1a中的尖角邊緣1d。因此，同樣的型材1能被盤卷成有不同直徑的外管子2。在此種情況下，不同尺寸的管子自然就會有不同的環(huán)壓挺度。然而，管子的環(huán)壓挺度，對于管子已安裝后的管子變形來說并不是很重要，只要周圍的土壤被填塞得好就行了。所以，只要較大直徑的管子的抗彎曲性能夠承受在安裝期間不崩塌的填塞所引起的負荷，不同的環(huán)壓挺度就不會特別有害。外管子的充分環(huán)壓挺度約為4KN/m2。對于小直徑的管子，則通常采用較高的型材以便獲得6至16KN/m2的環(huán)壓挺度。通常并不需要較大的環(huán)壓挺度。另一方面，當處理很大的管子(＞1米)時，管子本身的環(huán)壓挺度常常可被仔細而受控的安裝所替代。在此情況下，管子的環(huán)壓挺度可以僅為0.5KN/m2。在美國，有允許環(huán)壓挺度隨直徑減小而降低的所謂AASHTO系統(tǒng)。當管子是由標準的型材制成時，這種方法是很有利的，因為不必為每種管子尺寸分別配備半成品。槽1a可包括抗打滑裝置，其目的是防止直徑在盤卷后有變化。槽1a包括一個空穴1c，該空穴與型材1的側(cè)邊隔開一個位于槽的邊緣1b之間的間隙。尖角邊緣1d包括一個頸部1e，它配備在該尖角帶有頭部1f的那個末端，該頭部比頸部1e厚。因此，當各鄰接的型材1被結(jié)合時，頭部1f就被穿過邊緣1b之間的間隙而推入空穴1c中。頭部1f被制作得略微大于槽的邊緣1b之間的間隙，從而結(jié)合處就會緊密。頸部最好比槽的邊緣1b長，從而管子能被例如容易地彎曲，因為結(jié)合處會使螺旋形纏繞的型材1中一些相鄰接的點順著軸向彼此對應(yīng)地移動。當外層與內(nèi)層被加熱以便把它們結(jié)合在一起時，加熱可被調(diào)節(jié)得使形成外管子2的各部分粘合在一起而例如使頸部1e貼著槽的邊緣1b。
型材1的剖面形狀，可以是例如圖6a所示的幾乎是方形的。在圖6a的情況下，最好是讓較長的一側(cè)形成外管子2的外側(cè)表面，因為內(nèi)表面會被配置成提供緊密性與耐磨損性的單獨的流道表面。另外，該剖面形狀也可以是圖6b所示那種基本為工字梁形狀的。槽1a及尖角邊緣1d例如可配合在型材1的中央部分中，或最好是接近將會成為外管子2的最外層表面的型材1的上表面。這樣做是有利的，因為槽1a和尖角邊緣1d造成質(zhì)量集中，當質(zhì)量遠離中央軸線時，這樣會增加抗彎曲性。
符合本發(fā)明的管子通常是在使用地點附近制作的，且當管子從一個坑延伸到另一個坑時，未必需要接頭。因此，襯里4也延伸到坑中。管子被用支承套管11如圖7那樣與坑12相連接。通過把坑12配置得里面有襯墊13，能使該坑12的內(nèi)表面緊密。坑襯墊13和襯里4最好是基本相似的。把坑襯墊13與襯里4例如用內(nèi)楔形套管14壓在一起，就能容易地使它們連接，從而管子與坑的連接就能很緊密。
圖8顯示一種安排，其中，形成內(nèi)層的襯里4鋪展得延伸過整個管子的末端而到達管子的外表面上。因此，襯里4在例如管子連接之處的區(qū)域里，形成緊密而平滑的外表面。
附圖和與其相關(guān)的說明，僅意在闡明本發(fā)明的想法。本發(fā)明的細節(jié)，可以在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)做變動。用以制作外管子的半成品，未必就是型材1，而外管子2也可例如用一些部件組裝。然而，重要的是，用以組裝外管子2的這些部件，在貯藏期間需要占用的空間比成品管子的少。另外，管狀襯里4，在被插入外管子2之前，已能被彎圓成管子形狀的。還有，用以制作內(nèi)層的半成品，例如可以是柔軟的帶狀型材。在此情況下，當正在制作管子時，形成外管子的型材和形成內(nèi)層的型材，最好是交叉纏繞。此種形成內(nèi)層的型材，可以用例如兩層的疊壓帶子制作，其中，帶子的各層是由交聯(lián)聚乙烯形成的，或帶子的外表面可以包括例如熱激活粘合劑。形成內(nèi)層的型材，其各個相鄰接的邊緣于是被連接在一起，且型材的外表面與外管子相連接。如果需要的話，在外管子里面，可以有多個內(nèi)層。
權(quán)利要求
1.一種制作管子的方法，在這種方法中，半成品被制成機械上堅固的外管子(2)，且在該外管子(2)內(nèi)形成一個緊密的內(nèi)層，其特征在于內(nèi)層是由半成品形成的，內(nèi)層與外管子結(jié)合，且用于形成外管子(2)及內(nèi)層的半成品在貯藏期間需要占用的空間顯著比成品管子所占用的少。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于形成外管子(2)的半成品，是纏繞成螺旋形以便制作外管子(2)的型材(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于內(nèi)層的半成品是被插入外管子(2)中的柔軟的襯里(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于襯里(4)在已經(jīng)插入外管子(2)里之后，被彎圓得貼靠著外管子(2)。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于形成外管子(2)及內(nèi)層的那些半成品，在使用地點附近被傳送，且管子是在使用地點附近制作的。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于內(nèi)層與外管子(2)被加熱裝置結(jié)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于熱效應(yīng)可被調(diào)節(jié)到這樣的層次，即形成外管子(2)的各部分半成品，因熱的作用而粘合在一起。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于外管子(2)是由聚乙烯制成的。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于內(nèi)層是由交聯(lián)的聚乙烯制成的，這種聚乙烯被化學(xué)改性得比通常的更柔軟。
10.一種管子，它包括由半成品制成的機械上堅固的外管子，以及位于外管子(2)內(nèi)的一個內(nèi)層，其特征在于內(nèi)層由半成品制成并被連接在外管子(2)里面，從而使形成外管子(2)及內(nèi)層的半成品在貯藏期間需要占用的空間顯著比成品管子所占用的少。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的管子，其特征在于外管子(2)是通過把型材(1)纏繞成螺旋形而形成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的管子，其特征在于型材(1)的一側(cè)帶有一條槽(1a)，另一側(cè)帶有一個尖角邊緣(1d)，從而當型材(1)被纏繞成螺旋形時，尖角邊緣(1d)位于槽(1a)之內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的管子，其特征在于槽(1a)和尖角邊緣(1d)被安置在形成外管子(2)的外表面的型材(1)的表面附近。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的管子，其特征在于尖角邊緣(1d)包括一個頸部(1e)和一個大于頸部(1e)的頭部(1f)，且槽(1a)包括一個空穴(1c)，該空穴與型材(1)的側(cè)邊隔開一個位于邊緣(1b)之間的間隙，頸部(1e)比配置于邊緣(1b)之間的間隙長，從而會使螺旋形纏繞了的型材(1)中一些相鄰接的點順著軸向彼此對應(yīng)地移動。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項權(quán)利要求所述的管子，其特征在于形成內(nèi)層的半成品，是被插入并彎圓在外管子(2)里的柔軟的襯里(4)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項權(quán)利要求所述的管子，其特征在于外管子(2)由聚乙烯制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項權(quán)利要求所述的管子，其特征在于內(nèi)層是由交聯(lián)的聚乙烯制成的，這種聚乙烯被化學(xué)改性得比通常的更柔軟。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至17中任一項權(quán)利要求所述的管子，其特征在于內(nèi)層被安置得延伸過管子末端而到達管子的外表面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制作管子的方法,以及一種管子。管子是由提供機械強度的外管子(2)與提供緊密性的內(nèi)層而形成的。外管子和內(nèi)層都是由半成品制成的,這種半成品在貯藏期間需要占用的空間顯著比成品管子所占用的少。外管子(2)例如是通過把型材(1)纏繞成螺旋形而形成的。外管子(2)在被取用之前,通過把柔軟的襯里(4)插入管子里而被從里面包覆。襯里(4)被彎圓得貼靠著外管子(2),且襯里(4)與外管子結(jié)合,從而使襯里(4)形成一個內(nèi)層而起到流道表面的作用。
文檔編號B29C53/36GK1328625SQ99813105
公開日2001年12月26日 申請日期1999年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月9日
發(fā)明者于里·耶爾溫基拉 申請人:烏波諾爾創(chuàng)新股份公司