内壁带螺旋肋的降噪排水管件及其制造方法

摘要

本发明公开了一种内壁带螺旋肋的降噪排水管件，包括排水管件本体，其中，所述排水管件本体的内壁上均布有多条凸起的螺旋肋，所述螺旋肋的螺旋角为3～12°，所述螺旋肋的截面为三角形，一种内壁带螺旋肋的降噪排水管件的制造方法，其中，包括步骤1)：制备构成排水管件本体的专用降噪材料；步骤2)：用制得的所述专用降噪材料制备所述排水管件本体，所述步骤2)中还包括在所述排水管件本体的内壁上成型凸起的螺旋肋的步骤。本发明能与螺旋降噪管材完美匹配，从而能够够充分发挥螺旋肋应有的导流作用，使整个排水管道内壁上的螺旋肋得以延续，从而使整个排水管道的排水水流延续顺沿螺旋肋而有序畅流，达到降噪排水管道系统应有降噪效果。

说明书

技术领域

本发明涉及管道领域，尤其涉及一种内壁带螺旋肋的降噪排水管件及其制造方法。

背景技术

生活在一个声音的世界里，周边的声音过大就成为噪音，家家户户都有输水管道，日常排水管材中的排水声音，就是噪音源之一，噪音使人心烦、意乱、急噪、易怒、损害听力、影响人的心血管和神经系统，尤其是中、高层建筑，在夜深人静的时候，人们从甜蜜的梦乡中惊醒，影响睡眠、学习和工作等，给人们带来的伤害是众所周知的。

根据安装位置，排水管分为排水横管和排水立管，由卫生器具等排出的水至横管，引起水体与横管壁的冲击产生噪声，同时，排水横管中水跃作用和横管中压力波动而引起水封冒气泡又发生噪声；水流在排水立管的直落过程中，形成旋转水膜层及气塞流，随着这两种状态的急剧变化，使立管中空气压力快速波动而发出噪音，同时水流与排水管壁撞击，也引发振动噪音，排水横管和排水立管由此所产生的排水噪音，正是最常见的噪音源，为了降低排水噪音，一种内壁带有螺旋肋的排水管材是针对上述的冲击、水跃、压力波动、水封冒气泡、旋转水膜、气塞流等所产生的排水噪音而设计的，其结构特点是在其管材内壁设置有若干条螺旋肋，从理论上分析，水流过程顺沿螺旋肋旋转下落而应该具有很好的降噪效果，但实际效果不尽人意，其中的一个原因，是至今还没有排水管材的“好配偶”，具体的说，整个排水管道是由若干根排水管材组成，一般每根为4米，每根排水管材之间，靠排水管件胶接而相连，现有排水管件的内壁为不带螺旋肋的光面，这和有螺旋肋的排水管材不成匹配，当整个排水管道中的水流顺沿螺旋肋排流时，每经一个连接处的排水管件间断一次，导流作用就被分散一次，严重影响排水降噪。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能与螺旋降噪管材匹配相接、有助实现排水管道系统应有降噪效果的内壁带螺旋肋的降噪排水管件及其制造方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种内壁带螺旋肋的降噪排水管件，包括排水管件本体，其中，所述排水管件本体的内壁上均布有多条凸起的螺旋肋，所述螺旋肋的螺旋角为3～12°，所述螺旋肋的截面为三角形。

作为优选，所述排水管件本体主要由下列原料制得：聚氯乙烯树脂、超微细碳酸钙、硫酸钡、铅盐稳定剂、PVC加工改性剂、钛白粉、石蜡、硬脂酸、光亮剂、环氧大豆油。

作为优选，所述排水管件本体为等径直通、异径直通、存水弯或三通。

一种内壁带螺旋肋的降噪排水管件的制造方法，其中，包括步骤1)：制备构成排水管件本体的专用降噪材料；步骤2)：用制得的所述专用降噪材料制备所述排水管件本体，所述步骤2)中还包括在所述排水管件本体的内壁上成型凸起的螺旋肋的步骤。

作为优选，所述螺旋肋为均布在所述排水管件本体内壁上的多条螺旋肋，所述螺旋肋的螺旋角为3～12°，所述螺旋肋的截面为三角形，所述螺旋肋为3条、6条或12条。

作为优选，所述专用降噪材料为专用粉料或专用粒料，且所述专用降噪材料主要由下列原料制得：聚氯乙烯树脂、超微细碳酸钙、硫酸钡、铅盐稳定剂、PVC加工改性剂、钛白粉、石蜡、硬脂酸、光亮剂、环氧大豆油；

所述步骤1)中：

制备所述专用降噪材料的配方为，按重量份数计：聚氯乙烯树脂100份、超微细碳酸钙10～15份、硫酸钡1～3.5、铅盐稳定剂3.5～5份、PVC加工改性剂2～5.5份、钛白粉1.2～2.6份、石蜡0.1～0.3份、硬脂酸0.2～0.8份、光亮剂0.2～0.5份、环氧大豆油1.8～3.9份；

所述专用粉料的制备工艺为：首先将超微细碳酸钙粉体放入高速加热混合机中进行加热，高速搅拌捏合，温度达到90℃时开始抽湿，当温度上升至95～125℃后，加入硬脂酸再混合5～8分钟，然后放入冷却混合机中冷却，冷却到40～50℃后出料，得到改性的粉体后等待备用；将聚氯乙烯树脂、硫酸钡、铅盐稳定剂放入高速加热混合机中继续加温，当温度上升至80～90℃时开始抽湿，抽湿的同时，将上述改性的粉体连同钛白粉、石蜡、光亮剂、环氧大豆油一起放入高速加热混合机中并继续加温，当温度上升至105～140℃后，将高速加热混合机中的混合料放入冷却混合机中再冷却，待冷却到80℃以下时加入PVC加工改性剂，继续冷却到30～45℃后出料，即制得所述专用粉料；将所述专用粉料直接经挤塑机挤出造粒，即制得所述专用粒料；

所述步骤2)包括将所述专用粉料或专用粒料经注塑机注塑制得所述排水管件本体，所述螺旋肋在所述排水管件本体的制备过程中注塑成形。

作为优选，所述排水管件本体为等径直通、异径直通、存水弯或三通。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果是：

相比现有技术，本发明能与螺旋降噪管材完美匹配，从而能够够充分发挥螺旋肋应有的导流作用，使整个排水管道内壁上的螺旋肋得以延续，从而使整个排水管道的排水水流延续顺沿螺旋肋而有序畅流，达到降噪排水管道系统应有降噪效果。本发明对现有技术排水管道在降噪音方面是一次创新，对传统排水管件是一次重大的换代改革。本发明的制造方法及由此制造方法所制作的内壁带螺旋肋的降噪排水管件可广泛用于工业建筑和住宅建筑的排水管道系统中。

附图说明

图1为本发明的制备工艺流程图。其示意了直接用专用粉料制备内壁带螺旋肋的降噪排水管件和将专用粉料加工成专用粒料再制备内壁带螺旋肋的降噪排水管件的两种情况。

图2为本发明中内壁带螺旋肋的降噪排水管件的透视结构示意图一，其示意的是异径直通的内壁上设有3条螺旋肋的实施例结构。

图3为本发明中内壁带螺旋肋的降噪排水管件的透视结构示意图二，其示意的是异径直通的内壁上设有6条螺旋肋的实施例结构。

图4为本发明中内壁带螺旋肋的降噪排水管件的透视结构示意图三，其示意的是异径直通的内壁上设有12条螺旋肋的实施例结构。

图5为现有实壁螺旋降噪排水管材的结构示意图一。

图6为现有空壁螺旋降噪排水管材的结构示意图二。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。

请参阅图1至图4所示，本发明提供了一种内壁带螺旋肋的降噪排水管件，包括排水管件本体1，其中，所述排水管件本体的内壁上均布有多条凸起的螺旋肋2，所述螺旋肋的螺旋角为3～12°，所述螺旋肋的截面为三角形，所述排水管件本体主要由下列原料制得：聚氯乙烯树脂、超微细碳酸钙、硫酸钡、铅盐稳定剂、PVC加工改性剂、钛白粉、石蜡、硬脂酸、光亮剂、环氧大豆油，所述排水管件本体为等径直通、异径直通、存水弯或三通。

本发明还提供了一种内壁带螺旋肋的降噪排水管件的制造方法，其中，包括步骤1)：制备构成排水管件本体的专用降噪材料；步骤2)：用制得的所述专用降噪材料制备所述排水管件本体，所述步骤2)中还包括在所述排水管件本体的内壁上成型凸起的螺旋肋的步骤，所述螺旋肋为均布在所述排水管件本体内壁上的多条螺旋肋，所述螺旋肋的螺旋角为3～12°，所述螺旋肋的截面为三角形，所述螺旋肋为3条、6条或12条，所述专用降噪材料为专用粉料或专用粒料，且所述专用降噪材料主要由下列原料制得：聚氯乙烯树脂、超微细碳酸钙、硫酸钡、铅盐稳定剂、PVC加工改性剂、钛白粉、石蜡、硬脂酸、光亮剂、环氧大豆油；

所述步骤1)中：

制备所述专用降噪材料的配方为，按重量份数计：聚氯乙烯树脂100份、超微细碳酸钙10～15份、硫酸钡1～3.5、铅盐稳定剂3.5～5份、PVC加工改性剂2～5.5份、钛白粉1.2～2.6份、石蜡0.1～0.3份、硬脂酸0.2～0.8份、光亮剂0.2～0.5份、环氧大豆油1.8～3.9份；

所述专用粉料的制备工艺为：首先将超微细碳酸钙粉体放入高速加热混合机中进行加热，高速搅拌捏合，温度达到90℃时开始抽湿，当温度上升至95～125℃后，加入硬脂酸再混合5～8分钟，然后放入冷却混合机中冷却，冷却到40～50℃后出料，得到改性的粉体后等待备用；将聚氯乙烯树脂、硫酸钡、铅盐稳定剂放入高速加热混合机中继续加温，当温度上升至80～90℃时开始抽湿，抽湿的同时，将上述改性的粉体连同钛白粉、石蜡、光亮剂、环氧大豆油一起放入高速加热混合机中并继续加温，当温度上升至105～140℃后，将高速加热混合机中的混合料放入冷却混合机中再冷却，待冷却到80℃以下时加入PVC加工改性剂，继续冷却到30～45℃后出料，即制得所述专用粉料；将所述专用粉料直接经挤塑机挤出造粒，即制得所述专用粒料；

所述步骤2)包括将所述专用粉料或专用粒料经注塑机注塑制得所述排水管件本体，所述螺旋肋在所述排水管件本体的制备过程中注塑成形。

在本发明中，所述排水管件本体为等径直通、异径直通、存水弯或三通。

在本发明中，聚氯乙烯树脂为SG-8、PVC加工改性剂为ACR401。

在本发明中，用以制得所述专用降噪材料的各原料的主要作用是：

聚氯乙烯树脂(PVC)，(分子式：C₂H₃Cl)，是主体构成材料；

超微细碳酸钙(分子式：CaCO₃)，具有吸音功能的材料，改善主体材料的流动性，助于排水管件内壁上每条螺旋肋的顺利成形，对PVC填料增韧补强，避免整个配料组成体系，因增加吸音功能的材料，而影响排水管材的弯曲强度和弯曲弹性模量，并提高热变形温度和尺寸稳定性；

硫酸钡(分子式：BaCO₄)，工业级研磨粉料，刚性吸音材料，该配料和其它组成料结合后，成形后的排水管件，充分发挥其吸音功能；

铅盐稳定剂是一种复合热稳定剂，采用共生反应技术，将二盐基亚磷酸铅(分子式：2Pb0·PbHbOS·H₂O)、三盐基硫酸铅(分子式3PbO·PbSO₄·H₂O)和金属皂(由碱金属以外的金属、金属氧化物或盐类与脂肪酸、松香酸、环氧酸等作用而成的肥皂)，以初生态的晶粒尺寸和各种润滑剂进行混合，以保证热稳定剂的充分分散，助于构成材料体系形成的吸音功能。

ACR401(PVC加工改性剂)，(分子式：C36H7004Mg)，对PVC有较强的促进塑化和改善流动性作用，利于排水管件内壁的每条螺旋肋顺利成形；

钛白粉(分子式：TiO₂)，提高PVC的耐热性、耐光性、耐候性，使PVC的物理化学性能得到改善，增强机械强度，延长PVC使用寿命；

石蜡(分子式：CnH2n+2)，在形成排水管件的工艺过程中，起导热作用；

硬脂酸(即十八烷酸)，(分子式C18H36O2)，是PVC的热稳定剂，具有很好的润滑性和较好的光、热稳定作用，在塑料PVC管中，有助于防止加工过程中，管件内壁螺旋肋的“焦化”；

光亮剂为合成蜡，在整个上述材料构成体系中，起润滑剂、增亮剂、爽滑剂、防粘剂和脱模剂作用；

环氧大豆油(分子式C57H106O10)具有优良的热稳定性和光稳定性，耐水性和耐油性，可赋予PVC管件良好的机械强度、耐候性。

本发明对于等径的排水管件，如等径直接方面，在传统排水管件圆柱孔内壁的基础上，设置有若干条均布的凸起的螺旋肋，螺旋肋设置的形状、数量、每条螺旋肋的螺旋角与现有内壁带螺旋肋的排水管材的螺旋肋形状、数量及螺旋角相对应。

本发明对于异径的排水管件，如异径直接方面，在传统排水管件，大小不等的两个台阶圆柱孔的基础上，改变为圆锥孔后的内壁上相同于上述螺旋肋的设置。

本发明的制造方法创新了专用降噪材料的制备工艺，在制备过程中，创新了抽湿工艺和改性工艺，使添加的无机材料粉体由无机性向有机性转变、由亲水疏油向亲油疏水转变，使材料组成体系和制备工艺围绕具有降噪吸音功能和有利于排水管螺旋肋结构而顺利成形。

在本发明中，选择加工成专用粉料的专用降噪材料还是选择加工成专用粒料的专用降噪材料来制备排水管件本体均可，只是因为粉料有粉尘排放，从加工环境考虑，选择加工成粒料的降噪材料来制备排水管件本体好于选择加工成粉料的降噪材料来制备排水管件本体。

本发明中，专用粉料和专用粒料均可分别按以下注塑成型温度(℃)参数，经注塑机注射成型：

注塑成型温度(℃)参数

  1段  2段  3段  4段  喷嘴  温度，℃  150～170  155～180  160～180  170～190  180～200

以上具体实施方案，材料配方的组成体系，专用粉料和专用粒料的制备工艺，制备过程的温度(℃)参数，以及注塑成型温度(℃)参数，均经过近百次采用“黄金分段”和多次正交试验选取。经检测，均符合GB/T 5836.1-2006《建筑排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材》国家标准中的维卡软化温度、纵向回缩率、二氯甲烷浸渍试验、落锤冲击试验，其中拉伸屈服强度≥43MPa等物理性能要求，并且按CJ/T312-2009《建筑排水管道系统噪声测试方法》进行试验，配置相同的管材连接，采集排水管道系统工作时，声源室A计权声压级，并按CJ/T312-2009所规定的方法进行数据处理，本发明的排水管件结构，在同等排水管道系统条件下，相比于普通排水管件，降噪效果十分明显。

请参阅图2至图4所示，示意性的表示了本发明的排水管件结构，其内壁为圆锥孔，并在其内壁上依次设置有3条、6条和12条，截面为类似三角形的凸起螺旋肋的内部结构，螺旋形肋条，沿内壁均匀地呈螺旋线分布，螺旋线与管材轴线的螺旋角为3～12°，关于除此之外的其它结构，例如与排水管材胶接部分的圆柱孔尺寸、及外部形状(图中均省略未画)等，均和现有技术，普通排水管件完全相同或相似。

请参阅图5至图6所示，示意性的表示了现有技术实壁和空壁的内螺旋降噪排水管材，其与本发明的内壁带螺旋肋的降噪排水管件形成匹配以后，整个排水管道的内壁上，都具有连续的螺旋肋，这样的有益之处是：当排水水流进入立管后，在螺旋的导流作用下，沿内壁形成较为稳定而密实的水流膜旋流，旋转下落；由于水流紧贴管壁，避免了来自横向水流进入立管后，对立管壁的反复冲撞，由此大大减少了水流对排水管的撞击噪声；同时由于水流沿立管壁旋转下落，管中心形成了一个畅通的漩涡空气柱，减少了管道内的压力波动，避免了横向水流被冲撞后，散乱落下与空气相遇形成的管道噪声，以及混杂夹带气泡所产生的噪声。

通常，最常用的排水管件主要为直通，最常用的排水管材有Dn50、Dn75、Dn110、Dn160、Dn200等。如果被连(胶)接的两个端部的内孔，规格尺寸相同(如都是Dn110)，即所用管件为等径直通；内孔规格尺寸不相同(如一端是Dn75，另一端是Dn50)即所用管件为异径直通。从图2和图4中，内壁为圆锥孔基面，即为异径直通排水管件，被连(胶)接的排水管材的规格尺寸，一端大而另一端是小(如一端是Dn75，另一端Dn50)；如果本发明的内壁带螺旋肋的降噪排水管件的内壁是圆柱形孔基面(图中省略未画)，即为等径直通排水管件，被连(胶)接排水管材的规格尺寸，两端相同(如都是Dn110)。对本发明的内壁带螺旋肋的降噪排水管件同样也有存水弯和三通等现有普通排水管件所具有的各种种类排水管件，如存水弯排水管件，用来被连(胶)接的两端成90°的等径排水管材；如三通或异径三通排水管件，分别用来被连(胶)接水平与垂直交叉的三端等径或异径的排水管材。显然上述所指被连(胶)接的排水管材的内壁是带螺旋肋的，如图5和图6中所指的实壁或空壁的内螺旋降噪排水管材，这才是本发明产品结构所创新之举，亦是发挥优越之所在。

至此，需要特别声明的是：对本发明的制造方法，及对本发明一种产品的结构、以上所有材料配方的组成体系、专用粉料和专用粒料的制备工艺、制备过程的温度(℃)参数、以及注塑成型温度(℃)参数等等，是经过反复实践得出的最佳典型值，同行的技术人员完全可很轻易的进行稍加变化，如材料配方的增减、上述所有具体温度(℃)的增减、排水管件内壁螺旋肋的截面形状和螺旋肋的数量变化等处理，但所有这些的“稍加变化”都是本发明权利要求书中的权利保护范围之内。

但以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均同理包含在本发明的范围内。