專利名稱：用于焊接具有多重壁的管的加熱板及其焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置和方法，其能夠防止水泄漏到多壁管(包括雙壁管)的外部，或螺旋管的管壁內(nèi)的空心部分，并強制校正位于接頭相反端上的管之間的內(nèi)徑和外徑差異，同時校正管的圓度。
背景技術(shù)：
在用于下水管的聚乙烯(PE)管中，經(jīng)常使用多壁管，例如螺旋雙壁管、螺旋三壁管或螺旋PE雙壁實心管。由于這種螺旋雙壁管被切割成預(yù)定的長度，因此在施工過程中必須將切割端接合起來。
在用于下水管的PE雙壁管的情況下，與城市燃氣管或自來水管(其由相同的材料制成)不同，還沒有為管道制造和接合方法制定明確的國家標(biāo)準(zhǔn)。即使生產(chǎn)具有相同管徑的產(chǎn)品，由不同制造公司生產(chǎn)的產(chǎn)品的內(nèi)徑和外徑有很大的不同。因此，難以通過對接的方法將幾個公司生產(chǎn)的產(chǎn)品接合起來。
即使產(chǎn)品是在相同的工廠制造的，根據(jù)制造條件(冷卻過程中的溫度)，產(chǎn)品的直徑可能會有很大的不同，這是由產(chǎn)品的材料特性所致。表1顯示了韓國塑料標(biāo)準(zhǔn)(KPS M2009)中規(guī)定的密封套管的尺寸和公差。
B型密封套管的尺寸和公差(單位mm)
如表1所示，用作下水管的管的直徑一般為200～60mm，并且管的平均內(nèi)徑的公差為±5.1mm。就實際生產(chǎn)出的管而言，管可能不完全是圓形的。因此，通過對接焊接法將各個管接合在一起時，最大的差異可達10.2mm或更多。
而且，由于雙壁管是一種螺旋管，因此切割端的形狀不恒定，即使管是垂直切割的。也就是說，切割部分的形狀可能有變化，如圖1所示。如圖1a和1b所示切割雙壁管時，存在實心部分，因而使各個管可以輕松接合在一起。但是，如圖1c切割雙壁管時，會形成孔。在這種情況下，具有孔的端部無法令人滿意地使用一般的對接焊接法相互接合在一起。
為了解決這個問題并滿足規(guī)定的公差，已開發(fā)出了各種技術(shù)。
到目前為止，韓國廣泛采用各種PE管接合方法。例如，已經(jīng)提出了PE套管管座接合法、PE圓形管座接合法、不銹鋼帶管座接合法、電熔薄板接合法、法蘭接合法、密封雙壁接合法等，其可以由PE管制造商和下水道聯(lián)接公司命名為略微不同的名稱。
但是，如果所構(gòu)造的管被長時間使用，目前所用的所有構(gòu)造方法都會引起土地下陷，因此這些方法無法提供可靠的耐用性。而且，不確定這些構(gòu)造方法是否滿足韓國塑料標(biāo)準(zhǔn)(KPS M2009)中規(guī)定的接頭不透水性測試要求。根據(jù)接頭不透水性測試要求，將管的兩端密封起來并用水或燃氣填充管時，管必須保持0.75kgf/cm2的壓力達10分鐘，并且管的內(nèi)部壓力不能變成超過0.17kgf/cm2。
下面將參照圖2簡要說明目前使用的構(gòu)造方法。
圖2a顯示了作為目前廣泛使用的各種方法之一的電熔接合法。根據(jù)這種方法，將薄板2放在雙壁管1的外表面上，以將管1接合起來。但是，這種方法的問題是，必須使用附加的管接合部件，例如熔化薄板、不銹鋼帶或熱收縮套管，從而增加了其構(gòu)造的復(fù)雜性。
而且，電熔接合法的問題在于，即使使用抗腐蝕材料將各個管接合在一起，也無法防止由腐蝕引起的泄漏。因為這些管只在其外表面接合在一起，因此泄漏可能頻繁發(fā)生。這種方法的所有過程都是手動執(zhí)行，從而無法實現(xiàn)該方法的自動化。
圖2b顯示了法蘭接合法，其中，使用螺栓和螺母將法蘭3緊固到雙壁管1的端部，因而將各個管接合在一起。法蘭接合法的問題在于，通過將一個單層管與多個雙壁管熔合而將這些雙壁管接合在一起，因此通過這種方法生產(chǎn)的下水管很貴，并且如果使用螺栓和螺母來緊固法蘭3，則可能因腐蝕而發(fā)生泄漏。
圖2c顯示了密封雙壁對接法。為了實現(xiàn)對接，將填料4裝入各個管的接合部分之間。這種方法提供了極好的不透水性、強度和耐用性。但是，這種方法的問題在于下水管很貴。
圖2d顯示了熱熔法。根據(jù)這種方法，制造加熱板5，以強制性校正管徑的差異，并使接合的表面形成實心壁。但是，當(dāng)管徑之間的差異很大時，會在兩個管之間產(chǎn)生臺階。存在于管中的這種臺階會引起透過雙壁中的空心部分的泄漏。因此，即使水不泄漏到管外部，管也會在冬天結(jié)冰并爆裂。而且，如果管與完全圓度相差很大，則無法將管接合起來。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題而提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個目的是提供一種裝置和方法，其能夠防止水泄漏到多壁管(包括雙壁管)的外部，或螺旋管的管壁內(nèi)的空心部分，并強制校正位于接頭相反端上的管之間的內(nèi)徑和外徑差異，同時校正管的圓度。本發(fā)明的另一個目的是提供一種裝置和方法，其在加熱板上制作適當(dāng)?shù)陌疾?，從而防止由于每個多壁管的尺寸變化而引起的各個管的不對齊，并且增加接合端的厚度，從而增加接合強度。
技術(shù)方案為了達到這些目的，本發(fā)明提供了一種用于接合多壁管的加熱板，包括圓形或環(huán)形板，在該板的每一側(cè)的外表面提供圓形凹槽，其具有底部平坦的V形橫截面，并將熱源插入板中。
而且，本發(fā)明提供了具有帶臺階的V形凹槽的加熱板。
而且，本發(fā)明提供了具有雙排式V形凹槽的加熱板，以將雙壁管的切割端插入凹槽中。
而且，本發(fā)明提供了一種使用加熱板將多壁管接合起來的方法，包括以下步驟將切割后的多壁管的一端插入加熱板的V形凹槽中以將多壁管接合起來，通過將電施加在加熱板上而加熱和熔化切割后的多壁管的該端，并且在取走加熱板之后壓縮和冷卻切割后的多壁管。
有利效果根據(jù)本發(fā)明，多壁管的切割端精確地對應(yīng)于加熱板的凹槽，從而防止因管的尺寸變化而引起的不對齊，并且增加接合表面的面積，從而增加接合強度。
圖1是顯示螺旋雙壁管的切割端的視圖；圖2說明了將雙壁管接合起來的傳統(tǒng)方法；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例用于接合多壁管的加熱板的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的加熱板的示意圖；
圖5說明了本發(fā)明的V形凹槽的實施例；圖6是顯示圖4的加熱板已組裝好的狀態(tài)的剖視圖；圖7是顯示使用本發(fā)明的裝置將多壁管接合起來的方法的照片。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細說明本發(fā)明。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的裝置的透視圖。
本發(fā)明的加熱板10包括具有圓盤形或環(huán)形的主體11。在主體11上形成具有V形橫截面以及平坦底部的圓形凹槽12。在主體11的兩側(cè)提供了鉤部13，將其鉤到管對齊裝置的支軸上。
為了減輕加熱板10的重量，使用鋁合金來制造加熱板10。加熱板10的外表面可以涂有特氟綸，以防止聚乙烯或雜質(zhì)粘在加熱板10上。
將熱源插入主體11中。將與用于加熱熱源的電源相連的電源線14連接到主體11上。而且，在主體11上的預(yù)定位置提供熱電偶15，其檢測加熱板10的溫度。將熱電偶15連接到溫度控制器(未示出)，從而自動控制加熱板10的溫度。
為了容易處理溫度控制器(未示出)，更優(yōu)選地是將熱電偶插入加熱板中并整體提供于加熱板的上部。
根據(jù)圖3的實施例，主體11包括兩個薄板，以便將熱源插入主體11中。通過將螺栓和螺母緊固到螺栓孔16中而將主體11的薄板相互耦合起來，從而提供加熱板。
而且，根據(jù)另一實施例，更優(yōu)選地是以鑄造的形式來生產(chǎn)內(nèi)有熱源的主體11，并且隨后在主體的外表面上形成V形凹槽。
圖4a顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的裝置的外表面，而圖4b顯示了該裝置的內(nèi)部。
如圖4a所示，在主體上形成兩種凹槽，即用于較大直徑管的凹槽21以及用于較小直徑管的凹槽22。而且，如圖4b所示，在加熱板20中安裝熱源23，以加熱用于較大直徑管的凹槽，并且在加熱板20中安裝另一個熱源24，以加熱用于較小直徑管的凹槽。優(yōu)選地將具有適當(dāng)容量的管式加熱器用作熱源，但不限于具體的熱源。
一般較大直徑的管具有300mm的直徑，而一般較小直徑的管具有200mm的直徑。
圖5說明了本發(fā)明的V形凹槽的實施例。
圖5a是顯示具有平坦底部的V形凹槽31的視圖。具有凹槽的加熱板熔化并填充PE管的管壁的空心部分，從而使各個管可以輕松接合在一起。
圖5b顯示了底部平坦但具有臺階的V形凹槽33。與具有凹槽31的加熱板類似，具有凹槽33的加熱板熔化并填充管壁的空心部分，從而使各個管可以接合在一起。與具有凹槽31的加熱板相比，這提供了更可靠的填充。
圖5c顯示了底部平坦并包括兩排的V形凹槽34。這適合將管壁接合在一起，而不必填充切割端。
圖5d顯示了將三壁管接合在一起的方法。在圖5d中，使用具有V形凹槽31(其與圖5a相同)的加熱板將三壁管36焊接在一起。
圖6是顯示圖4的加熱板已組裝好的狀態(tài)的剖視圖。
將較大直徑的雙壁管25插入加熱板20的V形凹槽21中，并且在加熱板20中提供了熱源23和24。
下面將參照
使用本發(fā)明的加熱板來接合多壁管的過程。
圖7是顯示使用本發(fā)明的裝置將多壁管接合起來的方法的照片。
接合過程包括管對齊步驟；加熱板插入步驟；壓縮和熔化步驟；熱保持步驟；加熱板取走步驟；壓縮和冷卻步驟。
圖7a顯示了使用一般管對齊裝置來對齊管的狀態(tài)，圖7b顯示了插入加熱板以及壓縮和熔化管的狀態(tài)，而圖7c顯示了壓縮和冷卻熔化管的狀態(tài)。
用于熔化PE管的最佳溫度是210℃左右，并且用于熔化PE管的最佳壓力是1.5kg/cm2。加熱時間根據(jù)管徑的大小而變化。最好是加熱PE管，直到熔化的PE管在管的外部形成2～3mm的熔珠為止。
權(quán)利要求
1.一種用于接合多壁管的加熱板，其包括圓形或環(huán)形板；圓形凹槽，其位于所述板的每一側(cè)的外表面上，并具有底部平坦的V形橫截面；以及熱源，其插入所述板中。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱板，其中，所述V形凹槽包括具有臺階的V形凹槽(33)。
3.如權(quán)利要求1所述的加熱板，其中，所述V形凹槽包括雙排式V形凹槽(34)，以便將雙壁管的切割端插入凹槽。
4.一種使用加熱板來接合多壁管的方法，其包括以下步驟將切割后的多壁管的一端插入加熱板的V形凹槽，以接合如權(quán)利要求1至3項中任何一項所述的多壁管；通過將電施加于加熱板上而加熱和熔化切割后的多壁管的所述端；以及在取走加熱板之后，壓縮和冷卻切割后的多壁管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種裝置和方法，其防止水泄漏到多壁管的外部，或管壁內(nèi)的空心部分，并強制性校正位于接頭的相反端上的管之間的內(nèi)徑和外徑差異，同時校正管的圓度。加熱板包括圓盤、位于圓盤一側(cè)的外表面上并具有底部平坦的V形橫截面的圓形凹槽以及插入圓盤中的熱源。接合多壁管的方法包括將切割后的多壁管的一端插入加熱板的V形凹槽中；通過將電施加到加熱板上而加熱和熔化切割后的多壁管的該端；在取走加熱板之后壓縮和冷卻切割后的多壁管。
文檔編號F16L47/02GK101014459SQ200580030266
公開日2007年8月8日 申請日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者柳德熙 申請人:李普榮