将塑料管道和塑料插孔座连接起来的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种将塑料管道部分与塑料插孔座连接起来的方法和装置。管道部分（６）的头端（９）在整个周围被无接触加热，直到该头端卷曲形成的直径大于插孔座（５）的内径。然后在不使用心轴或芯棒的情况下，将管道部分推入插孔座中，使得头端（９）与插孔座（５）的熔化壁材料形成一个高强度的液密封的熔融连接。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种将具有外径的塑料管道连接到具有内径的塑料插孔座中的方法，在该方法中所述管道的端部被加热，然后加热过的管道端部被推入插孔座中，并在其中冷却以形成一个热连接。已经知道，要将一个由在相对低温下熔化的塑料(例如PP或者PE)制成的塑料管道与一个具有较高熔点的塑料插孔座连接起来，可以通过在塑料管道的头端中放置金属芯棒或金属套管、使该头端与加热元件接触来加热该头端、并将具有套管的塑料管道推入插孔座中来实现。同样地，通过将圆柱形加热元件插入插孔座中，从内部来加热该插孔座。插孔座的壁材料在插入上述加热元件的过程中变形，留在管道中的芯棒形成了一个液密封。这种已知方法的一个缺点是，通过芯棒的通流直径减少，使得流动阻力增加，并且在液流通过管道流进插孔座时可能出现湍流。如果插孔座形成有柔性啤酒管道的流出部分，则对于碳酸饮料(如啤酒)来说，这尤其是一个问题，其中该通流直径的变化可能导致不合要求的泡沫形成。此外，金属芯棒在塑料部件的重复利用过程中会产生一些问题；且当这样的芯棒作为额外部分插入时，会增加部件的成本。最后，在通过将上述管道与加热元件直接接触来加热管道末端的过程中，塑料受到损害，并且所产生的连接不适合与食品接触。并且，还存在留在加热元件和/或心轴上的熔化塑料被引入管道中的风险。为防止管道毁坏而对芯棒的装配，就成为相对复杂的操作，也降低了生产率。本专利技术的目的是提供一个将塑料管道与塑料插孔座连接起来的方法，该方法能消除上述缺点。本专利技术的目的还在于提供一个方法和装置，用来将塑料管道与塑料插孔座以可靠的流体密封(气密封和/或液密封)的方式连接起来。为此，根据本专利技术描述该方法，包括以下步骤-无接触地加热该管道的端部，其中热量围绕该端部的周边基本上均匀传递；-卷曲该端部的头端，以形成直径大于插孔座内径的凸缘；-将该管道的头端插入到插孔座中，其中插孔座内壁的壁材料被推至距插孔座端面一定距离的位置，从而通过管道的卷曲端部边缘和被推起的插孔座的壁材料来形成液封连接。将塑料管道的头端卷曲来产生一个部分，该部分被热量所软化，并具有一个大于插孔座内径的直径。在插入插孔座的过程中，上述卷曲的头端或“蘑菇体”推动插孔座的壁材料与其一起移动，直到超出插孔座头端的一个预定插入长度。当到达插孔座内的一定插入长度时，卷曲的头端凝固，插孔座的壁材料也发生凝固，这样上述材料结合在一起，从而形成了一个液密和气密的密封件。直接位于卷曲头端后侧的管道部分提供了足够的硬度来将管道的头端推入插孔座内，从而将其夹紧，且不需要内套管或芯棒。由于不再需要在塑料管道头端上设置强化金属芯棒，可以节省材料并降低密封成本。最后，实现了塑料管道的无接触加热，使得塑料材料不会发生分解，形成无害的连接，并且没有塑料残余留在连接插孔座和管道的装置上，因而使得装置的维护费用比较低。在一个实施例中，围绕其纵向轴线旋转的管道的端部保持静止，且一个环形加热元件围绕该端部放置。为了均匀加热，采用了辐射加热元件，从而防止了传导造成的不均匀性。举例来说，辐射加热元件可以包括一个围绕塑料管道末端的环形金属元件。塑料管道的末端可以在纵向方向上移到金属元件的加热腔体中。同样地，可以制造可转动的铜加热元件，其可转动成两半，用于在辐射方向上插入塑料管道的端部。为了得到可靠的连接，在将管道的端部插入插孔座内之前，将加热元件放入插孔座内，用来加热插孔座的内部。这样就软化了插孔座的塑料壁材料，从而可以很容易地将其推动，结果使得塑料管道卷曲头端的材料与插孔座的壁材料能够顺利熔合在一起。在一个较好的方法中，具有环形槽和距该环形槽一定距离的导流器的一个针型喷嘴，插入插孔座内，从而在插孔座的内壁上形成了一个环形槽，该环形槽被管道的卷曲头端所填充。塑料管道的外径可以小于插孔座的内径，但优选大于或等于插孔座内径，这样可以形成一个压配合。一种将塑料管道高速地连接到塑料插孔座上的装置，包括-一个夹紧滑座，用来沿一个管道轨道夹紧管道的端部；-一个位于夹紧滑座旁的保持架，与管道轨道在同一直线上，用来容纳插孔座，所述夹紧滑座和保持架可以彼此相对移动；-一个加热单元，其具有环形加热腔体和移动元件，用来使加热单元在夹紧滑座和保持架之间、在与管道轨道成一直线的退回位置和工作位置之间移动。优选地，各种夹紧元件和保持架在它们的转盘上固定，该转盘可沿加热单元旋转。在一个优选实施例中，设置有两套夹紧滑座、保持架和加热单元的组件，且彼此相隔一定距离，与管道轨道成一直线，用来同时在管道两端安装插孔座。根据本专利技术的方法和装置特别适合于在塑料管道的末端安装一个瓶盖式(bottletap)阀，就像本申请人的专利NL1015368中描述的那样，或者适合于安装一个塑料分配适配器，像本申请人的专利NL1016687中描述的那样。举例来说，其中的塑料管道由聚乙烯制成，而塑料插孔座的材料是板焊温度大约为390℃的聚丙烯。根据本专利技术的方法和装置的众多实施例，将参考附图进行更详细地说明，附图中附图说明图1和图2表示了在根据本专利技术将一个塑料管道和塑料插孔座连接起来的情况中，啤酒管道的关闭阀的轴向截面；图3表示了在连接前具有卷曲头端的塑料管道和塑料插孔座的纵向截面图；图4表示了图3中装配状态下受热熔化的管道和插孔座；图5表示了图4中熔化连接的详图；图6表示了实施本专利技术方法的一个装置的示意图；图7表示了用来加热插孔座内壁的喷嘴的详图；图8表示了插孔座内部的环形槽的详图9表示了在五条管道的两端同时安装塑料插孔座的回转焊接机的透视图；图10a和图10b表示了根据本专利技术的夹紧滑座和加热单元的透视图。图1表示了一个用于啤酒管道的关闭阀1，就像本申请人的专利NL1015368中所描述的。关闭阀1完全由塑料制造，包含一个流出管2，一个关闭凸耳3和一个活动插孔座4，活动插孔座4相对关闭凸耳3在轴向方向上可以滑动。插孔座4上安装了凸缘5，用来和一个丝锥扳手操作结构相配合。柔性管道6以液封的方式与插孔座4连接。管道6例如由聚乙烯制造，壁厚为1mm，外径为6.2mm。插孔座5由聚丙烯制造。图2表示了在开放状态下的关闭阀1，保护罩7已经去掉了，插孔座5已相对凸耳3滑动，使得流出孔8开放，并且管道6与流出管2流体连通。图3表示了管道6，其外径D1为6.2mm，壁厚D2为1mm。头端9通过用环形加热元件无接触地环绕加热实现卷曲。已经发现，使用一个含有圆形空腔的加热铜块的环形辐射加热器(该圆形空腔的直径例如为10mm，被加热到温度大约400℃)，可以使头端9自动均匀地卷曲，直到形成倒圆形台肩10，该台肩相对管道的外壁6突出1到2mm的高度H。加热过程中管道6保持静止。头端9加热后软化为流质，能够被插入到内径D3为5.8mm的插孔座5中。为了使塑料管道6的端部能够以指定的方式插入插孔座5，上述插孔座5设有一个斜角边缘11。在管道部分6的插入过程中，位于头端9后面的管道提供足够的刚度，来推动上述头端插入插孔座5内几毫米(例如3到4毫米)的长度L。在管道部分6插入插孔座5内的过程中，卷曲的头端9的直径比插孔座的内径D3要大。在插入过程中，软化且流质的卷曲头端9变形，且在与插孔座5的内壁接触时，使得上述内壁熔化并沿着长度L方向推起内壁材料。在距插孔座5的入口几毫米处，卷曲的边缘9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将塑料管道（６）连接到具有内径（Ｄ３）的塑料插孔座（５）中的方法，该塑料管道（６）具有外径（Ｄ１），在该方法中所述管道的端部被加热，然后加热过的管道端部被推入插孔座中，并在其中冷却以形成一个热连接（１６），其特征在于该方法包括以下步骤：　　　　－无接触地加热该管道的端部，其中热量围绕该端部的周边基本上均匀传递；　　　　－卷曲该端部的头端（９），以形成直径大于插孔座内径（Ｄ３）的凸缘；　　　　－将该管道（６）的头端（９）插入到插孔座（５）中，其中插孔座内壁的壁材料被推至距插孔座端面（Ｌ）一定距离的位置，从而通过管道的卷曲头端和被推起的插孔座的壁材料来形成液封连接（１６）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉多彼得勒斯约翰尼斯范德克劳，哈罗德梅采尔布洛姆，巴尔特扬巴克斯，
申请(专利权)人：海内肯技术服务公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]