[发明专利]多层管道的联接件、焊接装置、联接方法及其所得组件

说明书

本申请是申请日为2011年9月1日，申请号为201180042542.X，发明名称为“多层管道的联接件、焊接装置、联接方法及其所得组件”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于多层管道的联接件(coupling piece)，特别地涉及适合于承插焊接(国际术语：多重熔合焊接(polyfusion welding))的用于多层管道的联接件。

背景技术

对于许多应用，例如水的排放和水、气体和化学物质的供应来说，用于塑料管道系统(PCS)的多层管道被认为是钢和铜的替代形式。多层管道可以包括不同类型的塑料，具有例如内嵌在塑料中的铝的基础，以用于改进压力阻力的目的。主要使用热塑性塑料，例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯(PB)以及有时PVC。系统的安装包括形成管和连接件、联接器和/或配件的组合。配件的类型也决定了必须被使用的工具的性质。被很多地使用的是由具有铝基础层的PE管构建的多层管。基础层在此在外侧和内侧上覆盖有塑料。

这些系统具有60％的估计市场份额，其主要在建筑环境中使用。这些系统的大的优点是，其可以以保持形状的方式弯曲，正如铜管道，然而相比之下，其在重量上是较轻的并且是较不昂贵的。

最令人关注的开发涉及设置有铝内层的聚乙烯管，该铝内层包括在任一侧的一层聚乙烯。这样的管是柔性的并且具有用于预期应用的已证明强度。特别地令人关注的是基于PE-RT(PE提高的温度，Dowlex的产品)的管，其可以抗90-95℃的温度并且可以被施加高至10巴的压力。

这些已知系统的缺点是配件或联接器是昂贵的或者在产生联接方面是消耗时间的。

用途是例如制造密封件，其借助于联接件上的O形环而获得。联接件被插入或推动到管道或管中。联接件然后被借助于套筒使用在管道或管上的大的力挤压关闭。

作为可选择的联接，推动连接也可用于具有铝基础的管道或管。虽然这些是实用的，但是其另一方面是昂贵的，并且除了明显的便利之外，还具有由于O形环而产生的相当大的泄漏风险。

此外，焊接配件的使用是已知的，其中联接件和用于联接的管道的外端部被使用焊接装置加热，使得用于联接的部分变成塑料。该技术被称为多重熔合焊接或承插焊接。在可塑状态下，通过把用于联接的部分靠着彼此按压或把其滑动在一起并且允许其冷却，该部分然后被熔合。

焊接装置通常是设置有加热元件和作为热源的矛状物(lance)的手工工具，该加热元件也被称为焊接心轴和焊接衬套，其可以被安装在外端部上。焊接心轴和焊接衬套被成形为使得它们装配至分别的联接件和管道外端部的必须被熔合在一起的接触表面上。在加热之后，两个部分在可塑状态下被推动到彼此中，使得重叠的接触表面熔合在一起，其中形成连接焊接部或焊接肋(weld rib)。在冷却之后获得持久焊接部。该技术具有可以使用简单工具以及可以迅速地进行操作(每个操作仅持续几秒)的优点。

可以被用于借助于承插焊接来联接多层管道的联接件从专利公布JP07301374已知。管道的外端部在此被推动到联接件的环形空间中，其中管道的外端部与联接件熔合。管道的外端部被事先调整以能够突出到环形空间中。为了该目的，管道外端部的厚度通过除去外表面和内表面的一部分而减小。

这种方法的显著缺点与多层管道的结构相关：该多层管道通常设置有较厚的内层、薄的外层以及在其之间的金属层，这些层被两个粘合剂层互相连接。整个管由五个层构建：外层、粘合剂层、铝、粘合剂层和内层。所有的这些层都提供对压力和温度的抵抗。外层比内层薄。外层可以被给予比内层薄的形式，因为负荷在管道的外侧部上比在内侧部上不大，其中例如在90-95℃的PE-RT温度和施加高至10巴的压力的情况下。通过把外层保持为薄的，产品是较不昂贵、较不大量并且较低重量的。外层的功能是形成抵抗来自于大气的氧气的保护性层，使得不会发生金属层的腐蚀。

在新开发的PE管中，目标因此是在铝层的任一侧上的可能最薄的PE层。具有铝基础层的PE-RT管可以例如在16mm的直径处允许0.3mm的PE-RT的外层。PE-RT的内层是1.2mm并且管的包括粘合剂层的总体壁厚度是2.0mm。

在这样的多层管道与如根据JP'374的联接件的联接中，已经发现，损失了外层的完整性：除去外层的一部分并且同时仍然具有足以覆盖金属层的外层在技术上不是容易地实现的。因此具有管道的金属层的一部分变得暴露的增加风险，由此可能发生金属层的非期望腐蚀。