用于连接管道或电缆的热收缩套管的密封结构

摘要

本发明涉及一种用于连接管道或电缆的热收缩套管的密封结构以及该套管，更具体地说，涉及一种密封结构的改进，这种改进是通过在要密封的基底与热收缩套管接触时，使热收缩套管受热时均匀收缩，并且在该热收缩套管的两个热收缩端预制较厚的拐角部分来实现的。本发明还利用在热收缩套管的片状材料之间设置增强纤维来提高热收缩套管的抗裂性。

说明书

本发明涉及一种用于连接管道或电缆的热收缩套管的密封结构以及该套管，更具体地说，涉及一种密封性能的改进，其改进方法是，在要密封的基底与热收缩套管接触时使热收缩套管受热时实现均匀收缩，并且在该热收缩套管的两个热收缩端预制较厚的拐角部分；本发明还涉及，通过在热收缩套管的片状材料之间设置增强纤维来提高热收缩套管的抗裂性。

一般来说，油管、气管或各种电缆都用连接套管包覆在它们的连接部位，以对这些部位防止潮汽、有害物质等。为此目的，现在广泛使用热收缩套管，这种套管通常用具有遇热收缩特性的合成纤维材料或聚合物片材制成。

上述热收缩套管大致分成管状的和片状的；前者的特点是可确保优异的密封性能，而后者的特点是，作为固定装置的C型槽铁杆安装就位后在套管两端受热的密封过程中难以避免该C型槽铁的接合部位受损坏。

图5表示传统的片式热收缩套管的剖视图，该套管与要密封的基底相连接。

如该图所示，这种密封结构是由下述步骤制成的：用片状热收缩套管10环绕包覆住待密封基底；将套管10的两端部分10a相互对称地弯曲，以在中段构成各中空护栏10b，填充件12插在该中空护栏10b内；并且从具有与外部C型槽铁14相联的两个中空护栏10b的套管外部加热，因此，受热套管10收缩，而同时涂覆在套管内表面上的热熔性粘合剂16熔化，熔化的粘合剂环绕填充到基底P的外表面，以实现密封。

但是，按照上述工艺步骤装配的传统密封结构会造成如下问题：

第一，热收缩的大小取决于厚度和各区域的面积而变化，尤其是当加热装置环绕套管10散发热量时，构成中空护栏10b的两个弯折部分10c的区域由于厚度较大对热传导不利，从而导致各区域不均匀的热收缩。

第二，在为了解决上述问题而由加热装置把更强烈的热量指向弯折部分10c的情况下，由于套管材料通常耐热能力弱，所以套管的局部受热集中区域，即护栏周围区域10b及弯折区域10c常常受到严重损坏以至破裂，这就会引起适当密封结构的失效。

第三，在上述情况下，即使局部加热不会损坏中空护栏10b和弯折区10c部分，但靠近弯折区10c的部分在收缩时所经受的收缩力可能非常强，以致驱使插在中空护栏10b内的填充件12脱离热收缩套管10，从而也会造成密封故障。

第四，即使是在为了有助于解决上述问题，通过闭合相互顶接的弯折区10c的接缝处10d而把一个防漏气垫18压紧在套管10内表面区域之上，即便如此，在热收缩套管10热收缩时的密封特性也不会得到很大改进。

如上所述，通过把传统热收缩套管10用于基底P的密封结构涉及一系列严重问题，即在防止空气或水漏入热收缩套管10方面不够完善，从而使套管功能达不到最佳状态。

因此，本发明是要解决上面列举的已有技术的问题，本发明的目的是提供一种用于连接管道或电缆并不使用在已有技术中使用的填充件及防漏气垫而具有优异密封性能的热收缩套管的密封结构，而且通过提高所用套管的强度来增强其抗裂性。本发明还旨在提供一种用在这种密封结构中的热收缩套管。

为了实现上述目的，按照本发明，热收缩套管与其两端的一装卡具相固定，其各端由一加热装置加热，以使其收缩及形成比未加热的其余部分更厚的一拐角部分，把由此处理过的热收缩套管环绕包覆着要密封的基底，C型槽铁装配在上述两个拐角部分以便将其固定，其余部分受到加热装置加热而在总体上均匀收缩，同时使涂覆在套管内表面上的热熔性粘合剂熔化并环绕要密封的基底周边填充，从而利用片状的热收缩套管形成完善的密封结构；将增强纤维设置在热收缩片材之间，以提高所述热收缩套管的抗裂性；热收缩片材的一个或两个外表面上覆盖有一层或两层保护片；该保护片的一个表面上涂有热熔性粘合剂。

现在将参照附图所示的本发明优选实施例来更详细地描述本发明，其中：

图1是固定件的剖视图，表示制作本发明的热收缩套管两端的工艺方法；

图2是由图1方法获得的热收缩套管的正视图；

图3是表示由图2中所示的热收缩套管所密封的基底接触状态的剖视图；

图4是应用于图3的、包含有增强纤维的本发明多层复合热收缩套管的剖视图；

图5是传统热收缩套管的剖视图，表示其与要密封基底的接触状态。

图1表示通过装卡具的一横截面，该图解释了本发明中制作热收缩套管两端的大概过程。

如该图所示，提供一对上装卡具52和下装卡具54；装卡具50包括一个用于成型拐角的模子56；该模子位于上装卡具的外侧。在上下装卡具52、54之间给装卡具供有片状的热收缩套管或套管型材60；套管60被上下装卡具52、54夹紧，同时将套管60的端部向外延长到超过装卡具50的长度，该长度根据热收缩率来确定。

在这种状态下，当使用电加热器和燃气喷炬之类加热装置加热热收缩套管60的端部时，随着该端部局部收缩，该套管的端部成型为与角状模子56的内轮廓相一致的收缩角部60a(如图中虚线所示)。

确定收缩后拐角部分的尺寸需考虑热收缩套管60的厚度和收缩率。

例如，现已发现，在一典型的收缩率为80％的情况下，套管60的长度减小到五分之一并且厚度增加到五倍。更具体地说，当套管60的厚度设为t并且套管60从装卡具50向外延长的长度设为1时，则在由热收缩工序成型之后，拐角部分60a的长度为1/5，厚度为5t。

在上述情况下，尽管拐角部分60a的尺寸可不受限制，但其断面形状最好是正方形或长宽比大体接近于1的矩形。因此，套管60超过固定件50的延长部分1最好满足下列关系式(1)。

              20t＜1＜30t......(1)

另一方面，建议使用上述拐角成型模子56，以改善拐角部分60a的尺寸稳定性和外观。其理由是，由于热收缩套管的特性，不使用拐角成型模子56成型的拐角部分可能具有粗糙不平的外观，这不仅降低了尺寸稳定性，而且尤其是在利用C型槽铁固定拐角部分60a时会造成性能不良的问题，下文将对此进行说明。

另一种损害收缩的拐角部分60a附近的尺寸稳定性的可能性在于，如果提供给套管60的端部区域的热量比例较小，则热量不可避免地要传导到紧邻的上装卡具52和下装卡具54。有鉴于此，为防止上下装卡具52、54受热，最好分别在上下装卡具52、54内设置冷却通道52a、54a，冷却水、冷却油或冷空气可从该通道中流过。

图2表示利用上述装卡具50而得到的热收缩套管60的正视图，其中拐角部件60a是在利用加热装置对套管型材的两端加热后按照拐角成型模子56的内轮廓成型的。

图3表示用自图2的热收缩套管，它与要密封的基底相接触，安装该热收缩套管的过程包括如下步骤：用具有两个拐角部分60a的套管环绕包覆要密封的基底，利用加热装置预先将拐角部分加热以使其热收缩成图2所示的形状；使两个拐角部分60a合拢起来并用C型槽铁14固定住；然后利用加热装置使热收缩套管60受外部加热，从而使收缩套管60均匀收缩，同时使涂覆在收缩套管60内侧的热熔性粘合剂62熔化，用来形成收缩套管60与基底P之间紧密接触或粘合，同时也使两个拐角部分60a、60a之间的分界面60b内的热熔性粘合剂62熔化，以完成总体密封。虽然这种改进的密封状态不需要独立的填充件，但使用具有适当尺寸和涂有热熔性粘合剂的垫有助于实现更完善的密封，该垫旨在防止因热熔性粘合剂62不足而造成的气体泄露。

热收缩套管60与要密封的基底P之间的粘合程度一般决取于热熔性粘合剂62的粘合强度和热收缩套管60的收缩强度：根据一试验，热收缩套管在加热前厚度为1.5mm，在加热后，当收缩率为10％时，以抗压强度度量的粘合度为5kgf/cm²，在收缩率为50％而其厚度为3mm时，其粘合度为10kgf/cm²，从而可见，保持密封状态的拐角部分60a的抗压强度要远远高于其它区域的抗压强度。

如上所述，热收缩套管60的收缩拐角部分60a起着密封和固定两种作用。更具体地说，需要较少热量的密封，其作用是按传统技术由外部加热通过使热熔性粘合剂62熔化来实现的。另一方面，就拐角部分60a的固定而言，则需耗费更多热量，而直接利用具有已通过热收缩而被固定的拐角部分60a的热收缩套管，可防止这些部分过度受热。

防止对怕热的拐角部分60a加热和取消使用上述传统的填充件产生的效果是，有利于用以制成拐角部分的工艺，和提高生产率，即降低成本、减少生产时间。

图4表示本发明一实施例的增强纤维型多层复合热收缩套管的断面图，该实施例可用于图3所示的密封结构。

如该图所示，从断面上看，热收缩套管60包括位于热收缩片材64、64之间的增强纤维66和片材两个外表面上设置的保护片68，其中一个保护片的表面上涂有热熔性粘合剂62。

热收缩片材64包括用带硅烷或不带硅烷的有机过氧化物化学交联的然后经扩展和压延后制成的聚烯烃类。需要使用增强纤维是为了增加热收缩套管的强度并具有抗裂纹扩展的能力，该增强纤维含有尼龙、聚酶、聚丙烯等耐热塑料。

制造上述热收缩套管的工艺有两种，一种是把带有植入的增强纤维66的热收缩片材挤压并经受共同扩展；另一种是对中间夹有增强纤维的交联和扩展成的套管材料64进行热封。虽然这两种工艺对本发明目的都是可行的，但在使用前一种工艺时应注意，因为在挤压作业期间纤维与片材共同经受热膨胀，所以纤维的热膨胀率应等于或大于热收缩片材64的热膨胀率，而且纤维组织应足够致密，以使至少有一定比例的纤维组织在挤压后仍保持在初始状态。

虽然热塑性树脂可能是用作上述保护片68的令人满意的材料，但是从增强与热收缩片材64的接触角度来看，聚烯烃类，特别是交联度约为10％的聚烯烃类是最为合适的，更为优异的是，交联度在20％至40％范围内的聚烯烃类最适合于提高增强作用，这种保护片68可通过将该片与热收缩片材64一同挤压的方法、或通过分别挤压而后热封的方法生产。为了与热收缩片材接触得更好，最好采用前一种方法。

由于热熔性粘合剂62的流变特性和热特性明显不同于保护片68或热收缩片材64的流变特性和热特性，所以在分别挤压操作后将热熔性粘合剂熔接到片上，或者也可用热熔性粘合剂敷料器将粘合剂加到该片上。

尽管可将增强纤维66设在热收缩片材64的两个表面或一个表面上，但如上所述试验表明，将增强纤维放在片材64沿厚度方向的中央，则在增强作用和抗裂性方面都是最为优越的。

从上面的描述中可明显看出，本发明用于连接管道或电缆的热收缩套管的密封结构及其热收缩套管的优越性在于：在套管的两个拐角部分预先受热收缩的情况下，使热收缩套管与要密封的基底相接触使热收缩套管均匀地热收缩，以形成完善的密封结构，另外，将增强纤维放在热收缩片材之间又使热收缩套管具有更高的套管抗裂性。