承压预制密封圈双壁波纹管、成型系统及成型方法

摘要

本发明提供了一种承压预制密封圈双壁波纹管，包括管体，管体包括外层和内层，外层呈波纹状，在管体的一端设有插口，插口的壁厚大于管体的内层和外层之叠加壁厚，在管体的另一端设有承口，承口的壁厚大于管体的内层和外层之叠加壁厚，在承口的内侧壁上设有密封圈，在承口的内侧壁上设有环形凹槽，该密封圈嵌于环形凹槽内，该密封圈包括呈环形的钢骨架和包覆于钢骨架外部的橡胶层，非破坏情况下不能取出；本发明所提供的承压预制密封圈双壁波纹管，在管材生产阶段通过加工呈实壁的管体并锯断，然后预制密封圈的方式，使得双壁波纹管内设有预制密封圈，能够有效避免波纹管接口处容易渗漏的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及波纹管技术领域，具体而言，涉及一种承压预制密封圈双壁波纹管、成型系统及成型方法。

背景技术

现有波纹管有一体成型波纹管和缠绕成型波纹管，一体成型波纹管有PVC波纹管、PE波纹管、PP-UH波纹管等，缠绕成型波纹管有钢带缠绕增强波纹管，PE缠绕波纹管，加筋缠绕波纹管等，但是承口都是采用密封圈安装在插口波纹管波槽内连接，对大口径波纹管来说，安装密封圈非常困难，如果安装不正容易渗漏，同时安装效率也比较低，同时安装在波槽内的密封圈管道落差超过20米以上，接口容易渗漏。而PVC-UH给水、排水管材虽然是预制密封圈，但管材生产容易，是实壁管材，做预制密封圈很容易，但是双壁波纹管没有这种预制密封圈。据行业专家分析2020年100个市政排污工程，85％不同程度的渗漏，目前国家实施大地保卫战，环境治理和环境保护，各种污水不允许渗漏，在实际工程中承口插口是最薄弱的环节最容易损坏，当地基沉降时承口插口变形，经常渗漏破坏环境。

申请内容

本发明的目的在于提供一种承压预制密封圈双壁波纹管以及其配套的成型系统和成型方法，以解决现有技术中的不足之处。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供了一种承压预制密封圈双壁波纹管，包括管体，在所述管体的一端设有插口，所述插口的壁厚大于所述管体的壁厚，在所述管体的另一端设有承口，所述承口的壁厚大于所述管体的壁厚，在所述承口的内侧壁上设有密封圈。

本发明第二方面提供了一种成型系统，用于生产上述承压预制密封圈双壁波纹管，包括挤出机、成型模块、牵引机、单片机控制器、时间继电器和距离控制器；

在所述成型模块上分别设有第一限位装置和第二限位装置，所述第一限位装置的信号输出端与所述单片机控制器的第一信号输入端连接，所述第二限位装置的信号输出端与所述单片机控制器的第二信号输入端连接；

所述单片机控制器的第一信号输出端与所述挤出机的信号输入端连接，所述单片机控制器的第二信号输出端与所述牵引机的信号输入端连接。

本发明第三方面提供了一种成型方法，采用如上述的成型系统生产如上述承压预制密封圈双壁波纹管，包括如下两个交替进行的阶段：

第一阶段、加工呈波纹状的管体

第一限位装置关闭，第二限位装置激活，第二限位装置向单片机控制器发出信号，单片机控制器分别向挤出机和牵引机发出信号，挤出机上的内气出口开启，挤出机保持第一挤出速度，牵引机保持第一牵引速度；

第二阶段、加工呈实壁的管体

第一限位装置激活，第二限位装置关闭，第一限位装置向单片机控制器发出信号，单片机控制器分别向挤出机和牵引机发出信号，挤出机上的内气出口关闭，挤出机提速至第二挤出速度和/或牵引机降速至第二牵引速度。也可以通过时间继电器，第一限位装置激活，实壁管部份长度达到后，通过时间控制自动回复速度和开启内气，也通过距离控制器(计米长度)达到需要的实壁管长度后自动回复速度和开启内气。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明所提供的承压预制密封圈双壁波纹管，在管材生产阶段通过加工呈实壁的管体并锯断，然后预制密封圈的方式，使得双壁波纹管内设有预制密封圈，使得管材在组装的时候快捷方便，且预制密封圈能够有效避免波纹管接口处容易渗漏的问题。本发明可以做成内外层同一颜色，做成单色波纹管，也可以做成内层外层不同颜色，做成双色波纹管。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的承压预制密封圈双壁波纹管的结构示意图；

图2为图1所示承压预制密封圈双壁波纹管带有承口的一端的结构示意图；

图3为图1所示承压预制密封圈双壁波纹管带有插口的一端的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的成型模块的结构示意图。

图标：1-管体，11-外层，12-内层，13-插口，14-承口，141-环形凹槽，2-密封圈，3-成型模块，31-第一限位装置，32-第二限位装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所示，本具体实施方式第一方面提供了一种承压预制密封圈双壁波纹管，包括管体1，管体1包括外层11和内层12，外层11呈波纹状，在管体1的一端设有插口13，插口13的壁厚大于管体1的内层12和外层11之叠加壁厚，在管体1的另一端设有承口14，承口14的壁厚大于管体1的内层12和外层11之叠加壁厚，如此设置有利于后续预制密封圈2，在承口14的内侧壁上设有密封圈2，在承口14的内侧壁上设有环形凹槽141，该密封圈2嵌于环形凹槽141内，该密封圈2包括呈环形的钢骨架和包覆于钢骨架外部的橡胶层，使得密封圈在非破坏情况下不能取出。

管体的外层的原料包括：聚氯乙烯树脂50-150份；聚乙烯树脂50-150份；纳米材料10-30份；无铅稳定剂2-20份；加工助剂1-20份；润滑剂1-5份，抗氧剂0.5-5份，光稳定剂0.5-2份，增容剂1-25份，抗冲击改性剂1-15份，增强剂1-15份，偶联剂0.5-10份；第一颜料0.01-5份。

管体的内层的原料包括：聚氯乙烯树脂50-150份；聚乙烯树脂50-150份；纳米材料10-30份；无铅稳定剂2-20份；加工助剂1-20份；润滑剂1-5份，抗氧剂0.5-5份，光稳定剂0.5-2份，增容剂1-25份，抗冲击改性剂1-15份，增强剂1-15份，偶联剂0.5-10份；第二颜料0.01-5份。

其中，聚乙烯树脂的密度0.930-0.965g/cm

其中，耐聚氯乙烯树脂的表观密度≥0.45g/cm

其中，纳米材料为活化处理过的纳米无机材料中的一种或多种的组合，例如：硅灰石、碳酸钙、滑石粉、云母、硫酸钡、钛白粉中的一种或者两种以上的组合。

其中，稳定剂为无铅类稳定剂，例如：钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂。

其中，光稳定剂为二苯甲酮，苯钾酸酯，苯丙三唑，水杨酸酯，二硫代氨基甲酸镍盐，硫代双酚，磷酸单酯镍，受阻胺、氧化锌、氧化铁中的一种或者两种以上混合。

其中，加工助剂为丙稀酸脂类高分子共聚物或邻苯二甲酸二异辛脂或聚乙烯接枝氯化物中的一种或多种的组合。

其中，增容剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物，甲基丙烯酸缩水甘油酯辐射接枝物，苯乙烯-马来酸酐共聚物，乙烯-丙烯共聚物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝物，聚丙烯-已内酯接枝共聚物，聚丙烯-苯乙烯接枝共聚物，马来酸酐接枝共聚物，大分子硅烷偶联剂，大分子铝钛偶联剂，大分子钛酸酯偶联剂，聚丙烯-甲基丙烯酸酯接枝共聚物，聚丙烯-丙烯腈接枝共聚物，氯甲基苯乙烯接枝共聚物，丙烯酸环氧酯接枝共聚物，氯化聚乙烯、顺丁烯二酸酐接枝共聚物中的一种或者两种以上混合。

其中，润滑剂为硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硅油、白油、硬脂酸酰胺等中的一种或者两种以上的组合。

其中，抗冲击改性剂为氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、丁晴橡胶、丁苯橡胶中的一种或者两种以上的组合。

其中，增强剂为石墨烯、白炭黑、玻璃纤维、石棉、碳纤维、硼纤维、芳酰胺纤维、不锈钢纤维、晶须等中的一种或者两种的组合。

其中，偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或者两种以上的组合。

其中，第一颜料包括：二氧化钛、炭黑、群青、太青蓝、红色颜料、紫色颜料、黄色颜料、灰色颜料、褐色颜料、咖啡色颜料中的一种或多种。

其中，第二颜料包括：二氧化钛、炭黑、群青、太青蓝、红色颜料、紫色颜料、黄色颜料、灰色颜料、褐色颜料、咖啡色颜料中的一种或多种。

根据需求分别选取第一颜料和第二颜料的具体种类，以使得管体的内层和外层的颜色相同或不同，即也可以做成内层和外层不同颜色，也可以做成同一种颜色。

如图4所示，本具体实施方式第二方面提供了一种成型系统，用于生产上述的承压预制密封圈双壁波纹管，该成型系统包括挤出机、成型模块3、牵引机和单片机控制器，在成型模块3上分别设有第一限位装置31和第二限位装置32，第一限位装置31的信号输出端与单片机控制器的第一信号输入端连接，第二限位装置32的信号输出端与单片机控制器的第二信号输入端连接，单片机控制器的第一信号输出端与挤出机的信号输入端连接，单片机控制器的第二信号输出端与牵引机的信号输入端连接。

其中，挤出机为双层构造，包括外层主机和内层主机，外层主机包括外喂料斗和外出料口，内层主机包括内喂料斗和内出料口，在内出料口远离外出料口的一侧设有内气出口。

本具体实施方式第三方面提供了一种成型方法，采用上述成型系统生产上述承压预制密封圈双壁波纹管，包括一个前处理阶段、两个交替进行的阶段以及一个后处理阶段：

前处理阶段、原料准备

(1)将高密度聚乙烯树脂、偶联剂(总份数的50％),增容剂(总份数的50％)、增强剂按照重量份称重加入高速搅拌机中搅拌5～20分钟，温度达到60～100℃，排入冷却机，冷却到30～38度，然后造粒装袋供下道工序使用。

(2)、将聚氯乙烯树脂、稳定剂、颜料、加工改性剂、偶联剂(上工序剩余的50％)，抗氧剂、光稳定剂、增容剂(上工序剩余的50％)、抗冲击改性剂按照重量份称重，加热高速搅拌机中，搅拌7～30份，温度达到110～135℃后，排入冷却搅拌机中冷却到30～43℃装袋供下道工序使用。

(3)、将上工序(1)和(2)中每锅料重量加在一起在搅拌机中搅拌5～15分钟，温度达到60-80℃时，排入冷却机冷却到32～38℃装袋供挤出波纹管使用。

第一阶段、加工呈波纹状的管体

第一限位装置关闭，第二限位装置激活，第二限位装置向单片机控制器发出信号，单片机控制器分别向挤出机和牵引机发出信号，挤出机保持第一挤出速度将前处理阶段准备好的原料挤出，挤出机上的内气出口开启，内气将初步成型的管体的侧壁向成型模块挤压，使得管壁上形成波纹，牵引机保持第一牵引速度将成型后的管体匀速拉出；

第二阶段、加工呈实壁的管体

第一限位装置激活，第二限位装置关闭，第一限位装置向单片机控制器发出信号，单片机控制器分别向挤出机和牵引机发出信号，挤出机提速至第二挤出速度和/或牵引机降速至第二牵引速度，即三种情况(仅挤出机提速、仅牵引机降速、挤出机提速的同时牵引机降速)均可，其目的在于使得位于成型模块内的管体部分的管壁熔融材料堆积，即使得管壁的厚度增加，同时挤出机上的内气出口关闭，管壁失去了朝向成型模块的挤压力，进一步使得管壁厚度增加，且由于未被朝成型模块挤压，在管壁上不会成型出波纹，即形成了实壁管材；

第一阶段和第二阶段交替进行。

后处理阶段

将呈实壁的管体锯断，将锯面一侧的端部加热扩承口，在承口的内侧壁上预制密封圈，锯面另一侧的端部不作处理，即为插口。

具体地，将密封圈套在扩口模具的模芯上，将锯面一侧的端部加热后，套在扩口模具上，冷却后即得预制密封圈的承口。

本成型方法还可应用于采用聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、耐热聚乙烯、ABS、氯化聚氯乙烯、聚苯乙烯及其改性材料为原料的双壁波纹管的生产。

将本方案所制得的承压预制密封圈双壁波纹管与市面上普通的波纹管进行对比，本方案所制得的承压预制密封圈双壁波纹管的接口承压能力达到1.2-2.0MPa，而市面上普通的波纹管的接口承压能力仅为0.1-0.3MPa，对于OD800mm管材的接口安装时间，本方案所制得的承压预制密封圈双壁波纹管安装时仅用2min，而市面上普通的波纹管安装时需用6min，对于OD1000mm管材的接口安装时间，本方案所制得的承压预制密封圈双壁波纹管安装时仅用4min，而市面上普通的波纹管安装时需用10min，对于最大偏转角无渗漏测试，本方案所制得的承压预制密封圈双壁波纹管为35度及以上，而市面上普通的波纹管为15度左右。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。