[发明专利]一种单元组合式大型管材结构的制造方法

说明书

本发明公开了一种单元组合式大型管材结构及制造方法，管材由管体、内膜和外膜组成，管体主要由组合式部件装配拼接形成，组合式部件为片状结构，组合式部件通过榫头和卯眼相对应，从垂直方向装配形成完整管材的管体，组合部件装配完成之后的管体内外包覆膜材料。本发明提出的制造方法，将传统的榫卯连接工艺与塑料成型相结合，采用组合式拼接的方式成型管材，原理简单，加工难度低；将传统的大型制品制造化整为零，不管是大直径还是小直径的管材，都可以通过相同的组合式制件拼接装配完成；相比于挤出成型和缠绕成型管材，简化了加工工艺，提高了生产效率，且便于运输和装配；组合式部件的连接结构采用榫卯连接的多种方式，灵活性高，适用性广。

技术领域

本发明涉及一种组合式塑料管材的结构及制造方法，属于高分子材料加工成型领域。

背景技术

随着塑料工业的大力发展，塑料管材凭借其质量轻、耐腐蚀、使用寿命长等优点广泛应用于石油化工、农业灌溉、城市建设、电力电缆等多个领域，目前绝大多数塑料管材的成型方法主要采用挤出成型的方式，一种是利用单螺杆或者是双螺杆挤出机直接挤出成型管材，例如实壁管和芯层发泡管等管材的成型，另一种是利用缠绕成型的方式，先挤出型材，再将型材螺旋缠绕并熔接成整体管材。直接挤出成型的方式中管材直径取决于口模的大小，直接挤出成型方式主要适用于中小型管材，可实现管材的连续挤出，强度高，原理简单，但是管材直径受制于口模大小；缠绕成型方式主要应用于大型管材，强度高，原材料消耗少，可以实现较小得挤出机生产口径很大的管材，然而缠绕成型的管材熔接缝较长，生产过程较为复杂，加工要求高。

榫卯是一种广泛应用于古代中国建筑、木制家具以及其他器械上的连接结构方式，是指采用凹凸部位相结合使得两个构建能够紧密结合在一起的连接方式。榫卯最突出的优点和精巧之处就是能够凭借部件自身的独特结构在不借助外在其他工具的条件下实现两个构件之间的扣合，可承受拉力防止脱开。榫卯主要结构可以分成三类，一类主要是作面与面的接合，也可以是两条边的拼合，还可以是面与边的交接构合，如“槽口榫”、“企口榫”、“燕尾榫”、“穿带榫”、“扎榫”等；另一类是作为“点”的结构方法，主要用于作横竖材丁字结合，成角结合，交叉结合，以及直材和弧形材的伸延接合，如“格肩榫”、“双榫”、“双夹榫”、“勾挂榫”、“锲钉榫”、“半榫”、“通榫”等等；还有一类是将三个构件组合一起并相互连结的构造方法，这种方法除运用以上的一些榫卯联合结构外，都是一些更为复杂和特殊的做法。如常见的有“托角榫”、“长短榫”、“抱肩榫”、“粽角榫”等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合式大型管材结构及制造方法，该方法将传统的榫卯工艺应用于塑料管材组合部件之间的连接，保证了部件之间的受力，克服连续挤出成型管材受口模尺寸的制约影响；对于组合部件装配完成之后的管材采用内外覆膜的方式，保证了管材的防水和反渗透性能；组合部件结构简单、生产效率高、尺寸精度高，克服缠绕成型尺寸控制困难，生产过程复杂的缺点。

本发明为实现以上目标，提供以下技术方案：一种单元组合式大型管材结构，由管体、内膜和外膜组成，管体主要由组合式部件装配拼接形成，组合式部件为片状结构，组合式部件片的厚度接近管材的壁厚，组合式部件片的厚度加上内外膜的厚度等于管材的厚度，组合式部件的上下两端和径向的左右两端均具有榫卯结构，即组合式部件的上、下和左、右分别具有榫头和卯眼；组合式部件通过榫头和卯眼相对应，从垂直方向(即壁厚方向)装配形成完整管材的管体，装配时首先沿径向装配成完整圆管后沿轴向逐渐添加组合式部件加长管材，装配拼接使用的组合式部件数量并不是固定的；组合式部件采用注塑成型的方式加工成型；组合部件装配完成之后的管体内外包覆膜材料。