[发明专利]用于聚合物管道的联接系统

说明书

技术领域

本发明涉及管道配件领域，特别是用于聚合物管道的管道联接系统。

管道联接器用于将不同尺寸(例如直径)或者不同材料制成的管道连接到一起。

背景技术

在过去的30年里，在冷饮用水的供给上越来越多地使用聚合物管道，其大量地取代了传统的金属管道(时间长了就容易腐蚀)。通常聚合物管道指的是由聚合物制造的管道，例如聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、聚丙烯(PP)、聚丁烯(PB)、聚乙烯(PE)等。

伴随着聚合物管道的引入，一系列相关的聚合物配件，例如用于聚合物管道的管道联接器已经研制出来了。

目前一些聚合物管道联接器得到广泛应用，并且通常是螺纹型、压缩型和电焊型的。

螺纹型聚合物管道联接器典型地包括联接器主体，其在每一个端部都具有带倒钩的部分，其与聚合物管道(其沿轴向插到该联接器带有倒钩的部分上)的内表面接合，该主体结合具有带倒钩的内表面的螺母而工作，当螺母被拧紧时，该内表面通过接合并通过牢牢抓住聚合物管道的外表面而使聚合物管道的端部固定，从而产生了防漏抗渗的连接。也可以将密封圈与螺纹管道联接器联合起来使用以加强联接器和聚合物管道之间的防水密封性。

螺纹管道联接器提供可靠的紧固聚合物管道的方法，然而它们有以下的缺点：

i)受限于与由同一厂商制造的专有管道一起使用，其价格较高并且不能方便地适用于一般的聚合物管道，平滑的具有相同标准尺寸但是来自不同厂商的一般聚合物管道具有不同的壁厚，导致其内直径经常有较小的区别，这样不防水的连接引起泄漏的发生，

ii)当拧紧螺母时，由于位于螺母内表面上的倒钩切入聚合物管道的外表面，产生不防水的连接，如果在没有首先移除变形的管道段前就移除螺母并且再次对其进行使用，将导致该段水管的损坏以及永久的形变，以及

iii)依赖于橡胶密封圈，而其由于老化和作用其上的压缩力而随着时间退化并变形，导致泄漏事件的逐渐增多。

压缩型聚合物管道联接器典型地包括联接器主体，其在每一个端部都具有带倒钩的部分，其与聚合物管道(其沿轴向插到该联接器带有倒钩的部分上)的内表面接合，该主体联合金属压接环工作，该压接环被夹紧在聚合物管道(其插在管道联接器带有倒钩的部分上)端部的外表面上，导致聚合物管道在联接器主体的带有倒钩的部分和压接环之间被压缩，从而产生了防水的密封。

对于通用聚合物管道的内直径的较小区别，压缩型管道联接系统天生具有较好的公差。然而压缩型管道联接系统具有以下缺点：

i)要求使用特定的或者专有的压接工具以安装金属压接环，

ii)该金属压接环为一次性用品，一旦将其移除就不能再次使用，并且

iii)由金属压接环和位于联接器主体带有倒钩的部分上的倒钩分别施加在外表面和内表面的压缩力使连接到联接器主体的聚合物管道端部永久性地变形，这需要将产生形变的管道段移除或者有可能需要替换整段管道。

另一种类型的聚合物管道联接器是电焊型的。通过形成电焊结合部，电焊型联接器联接管道并形成防水的连接。电焊结合部通过利用专门的电动加热工具加热结合部从而(通过软化和熔化待接合的表面)把联接器和管道端部结合来完成。随着结合部冷却并硬化，焊接处随着时间变得坚固。

电焊型聚合物管道联接器的缺点是明显的：

i)电焊管道和联接器是一次性用品，如果对管道进行检修就需要移除管道就要求替换整个联接系统，

ii)为了进行彻底的热焊接，要求首先对待加热和熔焊的结合部进行清洁，

iii)加热每一个结合部的过程都是缓慢的过程，要花费大约15分钟以加热和熔焊每一个结合部，

iv)专门的电动加热工具价格昂贵并且操作麻烦，

v)只有当管道与配件彼此相对配合紧密时，电焊管道和配件才能工作良好。

现有管道联接器(特别是由聚乙烯(PE)制成的管道联接器)的另一个缺点是：由于其巨大的外直径，联接器主体的物理尺寸很大。这是由管道标准(例如要求其能承受水所施加的压力而不泄漏或者破裂)规定的。

用于20mm(英寸)PN16聚合物管道的典型的PE管道联接系统具有直径高达40mm的部件，而用于32mm(1英寸)PN12.5聚合物管道的典型的PE管道联接系统具有直径高达63mm的部件。该聚乙烯管道联接系统的固有的庞大性使其不适合隐藏在墙内，因为如果这样做的话首先要求在典型地厚为100mm(4英寸)的墙壁上钻深孔。这显然是一项艰巨的任务(如果还有可能完成的话)。