專利名稱：具有管接頭的雙壁波紋管件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙壁波紋管件(double wall corrugated pipe)以及生產(chǎn)此類具 有連接部件(coupling component)的管件的方法。
背景技術(shù)：
典型情況下，雙壁波紋管是在移動模具通道(moving mold tunnel)中形成的。在 所述通道中，兩股塑料流(streams of plastic)被成形為波紋管的內(nèi)壁和外壁。優(yōu)選情況 下，雙壁波紋管的內(nèi)壁具有固定不變的直徑，以在管內(nèi)限定一條光滑一致的通道。管的外 壁形成為具有一系列沿圓周延伸的褶皺(corrugations)，用以加強(qiáng)管身并提高其抗彎強(qiáng)度 (buckling strength)。我們之前的加拿大專利No. 2，342，360揭示了一種雙壁波紋管，該波紋管是通過 采用連續(xù)移動模具通道形成的一段連續(xù)長度的管道。該一體形成的管件包括管段(pipe sections),管段具有插入連接件(insert connector)禾口 中形連接件(bell connector), 用以分隔多個這樣的管段。通過這種設(shè)置，以上述工藝生產(chǎn)的連續(xù)長度的管道被分割為多 段管件，各管件在其一端具有插入連接件，在其另外一端具有鐘形連接件。優(yōu)選情況下，插 入連接件包括沿其長度方向的一系列褶皺。插入連接件的尺寸使其適于容納在鐘形連接件 中。插入連接件部分的褶皺優(yōu)選小于管段的褶皺，并且鐘形連接件的直徑優(yōu)選與管段的褶 皺相對應(yīng)。按照這種方式，兩個相連的管段形成連續(xù)長度的管道，其中，相連管件的最大直 徑大致恒定(見圖7和8所示的現(xiàn)有技術(shù))。同樣為人所知的是，為了容納具有與管段的褶皺相同尺寸的褶皺的插入連接件， 所述鐘形連接件被略微放大。采用這種設(shè)計(jì)，兩個管段之間的接頭(coupling)相對于該接 頭兩側(cè)的管段具有略微增大的直徑。在形成有毗鄰于鐘形連接件的插入連接件的一段連續(xù)長度的管道中，一短段長度 模制的管道從插入連接件和鐘形連接件之間移除，從而使位于兩段管件端部的連接件定 位。在我們之前的專利No. 2，342，360所揭示的插入式/鐘形接頭中，密封件環(huán)繞設(shè) 置在插入連接件的外表面上或者與插入連接件相連的多個褶皺其中的一個上。相連的兩 個管段在兩者連接處的內(nèi)壁在插入連接件的端部與位于管段和鐘形連接件之間的過渡壁 (transition wall)之間不連續(xù)。優(yōu)選情況下，插入式和鐘形連接件之間包含一種機(jī)械型密封件，因?yàn)檫@類密封 在現(xiàn)場的管道安裝過程中容易完成。這類管道系統(tǒng)的使用通常與排水應(yīng)用(drainage applications)有關(guān)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，插入連接件的褶皺的外壁可能包含多處間隙或形變，從而導(dǎo)致設(shè)置在 插入連接件的褶皺頂面上的密封件處可能發(fā)生泄漏。承納密封件的表面的形狀結(jié)構(gòu)隨成形 塑料(molded plastic)的功能以及成形系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)(operating parameters of the molding system)而變化。在這樣的表面上具有小的不規(guī)則性是相當(dāng)普遍的。
本發(fā)明旨在克服用于連接雙壁波紋管的我們之前的結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)有技術(shù)方法中的 諸多缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，一種雙壁結(jié)構(gòu)的塑料波紋管包含在管內(nèi)限定出一致通道的連續(xù)內(nèi)壁 和形成褶皺的外壁，所述褶皺在每一個褶皺的內(nèi)緣處與內(nèi)壁相連。該管在其一端包含鐘形 連接件，在相反一端包含插入連接件，該插入連接件具有一系列褶皺和與所述管的內(nèi)壁相 應(yīng)的內(nèi)壁。鐘形連接件包含過渡壁，該過渡壁從管的內(nèi)、外壁交匯處延伸到大小可以承納插 入連接件的外圍套管。插入連接件在該插入連接件的自由端包含前端褶皺，該自由端具有 在插入類似結(jié)構(gòu)的管的過程中角度與后者的鐘形連接件的過渡段相適配并且接合的先導(dǎo) 壁。插入連接件的內(nèi)壁在其自由端沿著管端部的縱軸方向伸出，超過前端褶皺以形成作為 兩根管之間內(nèi)壁的連接過渡的端部，其中，兩根管是以其中一根管的插入連接件插入第二 根管的鐘形連接件而被連接在一起的。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述插入連接件的端部為殘緣(stub flange) 0根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，所述外圍套管包含大致平滑的內(nèi)壁，且該外圍套管 的外表面具有一系列沿圓周延伸的棱。根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，所述過渡段的外表面包含一系列環(huán)繞該過渡段沿圓 周延伸的棱。根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，所述外圍套管在自由端和過渡段之間為單壁厚度。根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，所述外圍套管的自由端的形狀適于容納另外一根類 似結(jié)構(gòu)的管的插入連接件。根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，所述外圍套管的自由端包含外展的內(nèi)壁，以為接收 插入連接件提供導(dǎo)引。根據(jù)本發(fā)明的仍然另外一個方面，所述插入連接器的褶皺具有縮小的尺寸，相對 于管褶皺的外徑限定較小的外徑。根據(jù)本發(fā)明的仍然另外一個方面，所述外圍套管的直徑與管褶皺的最大直徑相 當(dāng)。采用這種設(shè)計(jì)，插入連接件包含的褶皺具有較小的尺寸，能夠容納在外圍套管內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的仍然另外一個方面，所述插入連接器包含前端褶皺和至少兩個沿插 入連接器長度間隔分布的中間褶皺。根據(jù)本發(fā)明的仍然另外一個方面，“0”型密封件設(shè)置在插入連接件上，位于前端褶 皺和與該前端褶皺相鄰的中間褶皺之間。根據(jù)本發(fā)明的仍然另外一個方面，所述過渡段相對于管段的縱軸設(shè)置成約為45°根據(jù)本發(fā)明的仍然另外一個方面，所述插入連接件的殘緣具有平行于過渡段的內(nèi) 表面的成角度的端面，所述殘緣能沿成角度的端面與過渡段的內(nèi)表面抵接。采用這種設(shè)計(jì)， 兩根相連管段在連接處的內(nèi)壁基本上是連續(xù)的。


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將在以下的附圖中展現(xiàn)
圖1是具有鐘形連接件和插入連接件的一定長度的雙壁波紋管產(chǎn)品在該管段被 切割成數(shù)段管件之前的局部截面圖；圖2為顯示使用插入連接件和鐘形連接件的兩段管件連接的局部截面圖；圖2A為展示鐘形連接件與插入連接件之間連接的局部截面圖，在該連接處，插入 連接件的褶皺具有與管件的褶皺相同的直徑，鐘形連接件則具有略大的直徑；圖3為展示插入式/鐘形連接以及設(shè)置在插入連接件前端褶皺和中間褶皺之間的 “0”型環(huán)的局部截面圖；圖3A顯示鐘形連接件與插入連接件的連接，在該連接處，插入連接件具有減小的 直徑，密封件設(shè)置在插入連接件的多個褶皺中的一褶皺的表面上；圖4為展示鐘形連接件的外圍套管的細(xì)節(jié)的局部截面圖；圖5展示了一系列不同形狀的管褶皺；圖6為模具塊兒的局部截面圖，顯示改裝的模具塊兒限定過渡段用以形成插入連 接件；圖7為現(xiàn)有技術(shù)中的一段雙壁波紋管在其被切割成段之前的局部截面圖；以及圖8為圖7中所示現(xiàn)有技術(shù)波紋管的局部截面圖，展現(xiàn)兩段管件之間的連接。
具體實(shí)施例方式圖7展示現(xiàn)有技術(shù)的管壁結(jié)構(gòu)，總體以101表示。該管壁結(jié)構(gòu)是由共同的塑料源 通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的擠出工藝分成不同的塑料流而形成的。該管壁結(jié)構(gòu)包含由第一股塑料流形成的內(nèi)管壁103和由第二股塑料流形成的外 管壁105。除了在管壁形成有弓形壁部(bowed wall part) 109的地方以外，內(nèi)管壁都是平 的。外管壁形成有一系列褶皺，但在弓形壁部109處，內(nèi)、外管壁彼此一致。外管壁105形成為褶皺，然而，這些褶皺的直徑沿管的長度而變化。具體而言，沿 管長度的大部分107，外壁形成為褶皺108 ；沿管長度的小部分113，外壁形成為褶皺114。 該管壁的小部分113也包含弓形壁部109。褶皺108的直徑大于褶皺114的直徑，但褶皺114具有更大的壁厚，因?yàn)閮煞N褶皺 都是由等量的塑料材料制成的。弓形壁部109具有過渡區(qū)域(transition area) 111，在該區(qū)域處，弓形壁部109與 小直徑的褶皺114相接。移除由切割位置130和132限定的這個過渡區(qū)域?qū)a(chǎn)生兩段獨(dú)立 的管段。一段管段包含鐘形構(gòu)件109a，該鐘形構(gòu)件109a是由弓形壁部109通過去除該弓形 壁部中的過渡區(qū)域111轉(zhuǎn)化而來的。去除該過渡區(qū)域同時(shí)也產(chǎn)生了如圖8所示的外凸型插 管端壁結(jié)構(gòu)(a male spigot end wall construction) 113，其中，插管是由小直徑褶皺114 形成。附圖中的圖8顯示密封件115設(shè)置在褶皺114的數(shù)個凹谷中的一個之中。管壁部的 鐘形構(gòu)件109a于是滑動覆蓋另外一截兒管段在管壁端處形成插管的褶皺114，如圖8所示。 這產(chǎn)生了一種兩管件端部在相互之間的密封連接。形成插管的褶皺增加的壁厚使得它們足 夠堅(jiān)固，用以維持連接處的密封。盡管圖7和8所示的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)在諸多應(yīng)用中都能令人滿意，但間隙119形成 一條斷裂帶，使內(nèi)管壁103不連續(xù)。此外，端部褶皺114的形狀難于控制，因?yàn)檫@是在過渡 區(qū)域111將弓形壁部109連接到第一個褶皺之后形成的第一個褶皺。其后的褶皺114則趨于精確。這并非最佳設(shè)計(jì)，因?yàn)閮山毓芏沃g的密封將變得更加困難。圖1展示了改進(jìn)后的一段連續(xù)長度的模制管產(chǎn)品2，該管產(chǎn)品2具有第一管段4和 第二管段6、廢料或者可去除段12、以及外凸型插入連接件10，該第一管段4和第二管段6 通過鐘形連接件8互連。連續(xù)模制的管產(chǎn)品在切割線14和成角度的切割線16處被切割， 將該連續(xù)模制的管產(chǎn)品分割成預(yù)定長度的管件。成角度的切割線16設(shè)置在插入連接件的 前端褶皺(a lead corrugation) 36前方的內(nèi)、外壁共同交匯處。這樣的設(shè)計(jì)限定出一個較 短的殘緣(a short stub flange) 18。插入連接件10包含內(nèi)壁30和外部褶皺壁32。前端褶皺36設(shè)置在插入連接件的 自由端，優(yōu)選情況下包含兩個相關(guān)的中間褶皺42。前端褶皺36包含成角度的先導(dǎo)壁38，該先導(dǎo)壁38大體與鐘形連接件的成角度 的過渡段或者過渡壁46相對應(yīng)。成角度的過渡壁46與鐘形連接件的外圍套管(outer sleeve) 50結(jié)合在一起。外圍套管50包含沿該外圍套管的長度設(shè)置于不同位置的外棱 (exterior ribs)，也包含定位于鄰近插入連接件上密封部分的無棱密封段(non-ribbed seal section) 54。基本而言，無棱密封段54包含內(nèi)壁53，相對于外圍套管50的有棱部分， 該內(nèi)壁53具有更加一致的直徑且較不易受到壁的起伏(undulations) 55的影響(見圖4)。 有關(guān)于此的額外細(xì)節(jié)在圖4所示的放大截面圖中有所顯示。鐘形連接件的外圍套管50包含自由端58，該自由端58包含外展壁(outwardly flared wall) 60，為接收插入連接件10提供導(dǎo)引(lead-in) 0廢料或者成形過渡段12被去除，但在鐘形連接件8的外圍套管50與插入連接件 10的自由端之間提供短暫的成形過渡(forming transition)，插入連接件10的自由端包 含殘緣18和前端褶皺36的先導(dǎo)壁38。圖1所示的連續(xù)模制的管產(chǎn)品被切割成兩段管件，其中一個管件的插入連接件10 插入到第二個管件的鐘形連接件8中。前端褶皺36的先導(dǎo)壁38總體與外圍套管50的過 渡壁46相對應(yīng)。插入連接件的殘緣18在過渡壁46以及管段最后一個褶皺的基部與鐘形 連接件相配合。如圖2和圖2A中的標(biāo)記72所示，相連管件的內(nèi)壁總體連續(xù)，且在殘緣18 與過渡壁46抵接的交匯處并無過大的間隙。優(yōu)選情況下，在所述前端褶皺的內(nèi)壁與管件在 鐘形連接件起始處的內(nèi)壁之間不設(shè)置大的間隙。采用這種設(shè)計(jì)，相連的兩截管段可獲得更 好的密封以及更好的內(nèi)部流動性。在圖1和2中，前端褶皺36和有關(guān)的中間褶皺42相對于傳統(tǒng)的管件褶皺7具有 減小的直徑。外圍套管50具有與傳統(tǒng)管件褶皺7相同的直徑。在圖2A顯示的連接中，除了插入連接件10包含與鐘形連接件的過渡壁46相匹配 的專門的前端褶皺36以外，插入連接件10上褶皺的直徑和形狀都總體與傳統(tǒng)管件褶皺7 的直徑和形狀相對應(yīng)。外圍套管50相對于管件的中間褶皺的最大直徑具有略微增大的直徑。在前端褶皺36以及緊隨該前端褶皺的第一個中間褶皺兩者之間，優(yōu)選嵌入“0”型 密封件76，大體如圖3A所示。該“0”型密封件76施力嵌入插入連接件的前端褶皺36與第 一中間褶皺兩者的外壁，同時(shí)該密封件與外圍套管50的無棱密封段54的內(nèi)壁相接合。該 內(nèi)壁總體上連續(xù)，且得益于較小的形變，因而可以提供更好的密封。過渡壁46以及外圍套 管50上其他外棱提供額外的力量用于加固。在密封件所在之處不設(shè)置這些棱。
6
前端褶皺的先導(dǎo)壁的長度大于隨后褶皺的先導(dǎo)壁的長度。先導(dǎo)壁38的優(yōu)選角度 約為45°，而其他褶皺的先導(dǎo)壁則陡峭得多，從而提供更多的剛性。比如，在圖3中，第一中 間褶皺80的上表面產(chǎn)生形變，設(shè)置有“0”型密封圈76a，密封圈就坐落在該褶皺的凹陷處。 鐘形密封件的外圍套管50具有無棱部54a，定位為與“0”型密封圈76a相接合。這提供了 插入連接件與鐘形連接件之間改進(jìn)的密封。如圖所述，殘緣18大體與第一管段的內(nèi)壁相抵 接。如前所述，這使連接管件具有更好的內(nèi)部流動性，同時(shí)也減低泄漏。圖4顯示外圍套管上棱的細(xì)節(jié)，尤其是無棱部54如何包含更為平滑的內(nèi)壁。棱的 形成大體上需以真空力(vacuum force)施之于于塑料，從而將棱吸入模塊之中。這會在內(nèi) 壁上引起或形成小的形變。通過設(shè)置無棱密封部54，內(nèi)壁在密封處是平滑的，因而可以獲得 更好的密封。圖5為多個不同褶皺89的截面圖，用于展示無論是所述管件，還是所述的插入連 接件，都可以具有不同的形狀。圖6展示局部的模塊89，該模塊具有插入件(insertion piece) 90，用于形成鐘形 連接件的所述過渡壁。類似形式的插件也可被用于形成插入連接件的前端褶皺。這樣的 插件提供了一種可能，使人們能夠以高性價(jià)比的方法來改造現(xiàn)有的或者形狀更為常規(guī)的模 塊。盡管本文詳盡描述了本發(fā)明的多種優(yōu)選實(shí)施例，但所述領(lǐng)域的技術(shù)人員都將理 解，在不背離本發(fā)明和隨附的權(quán)利要求書的保護(hù)范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
一種雙壁結(jié)構(gòu)的塑料波紋管，所述管包含在所述管內(nèi)限定出一致通道的連續(xù)內(nèi)壁以及形成褶皺的外壁，所述褶皺在每一個褶皺的內(nèi)緣處與所述內(nèi)壁相連；所述管在其一端包含鐘形連接件，在相反一端包含插入連接件，所述插入連接件具有一系列褶皺和與所述管的所述內(nèi)壁相應(yīng)的內(nèi)壁；所述鐘形連接件包含過渡壁，該過渡壁從所述管的內(nèi)、外壁交匯處延伸到大小可以承納所述插入連接件的外圍套管；所述插入連接件在該插入連接件的自由端包含前端褶皺，該自由端具有先導(dǎo)壁，在插入類似結(jié)構(gòu)的管時(shí)該先導(dǎo)壁的角度與該插入的類似結(jié)構(gòu)的管的鐘形連接件的過渡段相適配并且接合；所述插入連接件的所述內(nèi)壁在所述自由端沿著所述管端部的縱軸方向伸出，超過所述前端褶皺而形成作為兩根管之間內(nèi)壁的連接過渡的端部，其中，所述兩根管是以其中一根管的插入連接件插入第二根管的鐘形連接件而被連接在一起的。
2.如權(quán)利要求1所述的塑料波紋管，其特征在于，所述端部為殘緣。
3.如權(quán)利要求1所述的塑料波紋管，其特征在于，所述外圍套管包含大致平滑的內(nèi)壁， 所述外圍套管的外表面上具有一系列沿圓周延伸的棱。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的塑料波紋管，其特征在于，所述過渡壁的外表面包含一系 列環(huán)繞該過渡壁沿圓周延伸的棱。
5.如權(quán)利要求3或4所述的塑料波紋管，其特征在于，所述外圍套管在自由端和所述過 渡段之間為單壁厚度。
6.如權(quán)利要求5所述的塑料波紋管，其特征在于，所述外圍套管的所述自由端采取向 外的形狀，以便接收類似結(jié)構(gòu)的管的插入連接件。
7.如權(quán)利要求6所述的塑料波紋管，其特征在于，所述自由端包含外展的內(nèi)壁，以為接 收插入連接件提供導(dǎo)引。
8.如權(quán)利要求1所述的塑料波紋管，其特征在于，所述插入連接器的所述褶皺具有縮 小的尺寸，限定相對于所述管褶皺的外徑較小的外徑。
9.如權(quán)利要求8所述的塑料波紋管，其特征在于，所述外圍套管的內(nèi)徑與所述管褶皺 的最大直徑相對應(yīng)。
10.如權(quán)利要求1所述的塑料波紋管，其特征在于，所述插入連接器包含所述前端褶皺 和至少兩個沿所述插入連接器長度方向的中間褶皺。
11.如權(quán)利要求10所述的塑料波紋管，其特征在于，有“0”型環(huán)形密封件設(shè)置在所述插 入連接件上，位于所述前端褶皺和與該前端褶皺相鄰的所述中間褶皺之間。
12.如權(quán)利要求1所述的塑料波紋管，其特征在于，所述過渡段相對于所述管的縱軸被 設(shè)置成約為45°角。
13.如權(quán)利要求2所述的塑料波紋管，其特征在于，所述殘緣具有大致平行于所述過渡 段的內(nèi)表面的成角度的端面，用于沿著該成角度的端面與所述過渡段的內(nèi)表面抵接。
14.如權(quán)利要求1所述的塑料波紋管，其特征在于，所述插入連接器包含所述前端褶皺 和至少兩個隨后的中間褶皺，所述外圍套管的長度能夠容納所述插入連接件的所有褶皺。
全文摘要
一種波紋雙壁塑料管，在管段的一端具有鐘形連接件，在管的另一段具有插入連接件。所述插入連接件包含內(nèi)壁，該內(nèi)壁在鐘形連接件與管的接合處與鐘形連接件相配合，從而延續(xù)管與管之間的內(nèi)壁。其中，管與管之間是通過一根管的插入連接件插入到第二根管的鐘形連接件中而連接起來的。
文檔編號F16L47/00GK101952632SQ200980105365
公開日2011年1月19日 申請日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者斯蒂芬·A·魯波克, 曼夫瑞德·A·A·魯波克 申請人:曼夫瑞德·A·A·魯波克;斯蒂芬·A·魯波克