Изобретение относится к способу соединения многослойной композитной трубы с фитингом, при этом труба обладает сопротивлением к давлению и коррозии, используется в сантехнических системах и содержит по меньшей мере один внутренний слой из термопластичного пластикового материала, по меньшей мере один слой алюминия и внешний слой из термопластичного пластикового материала, при этом по меньшей мере один торец многослойной трубы обрабатывают путем срезания слоя алюминия с образованием полости, имеющей форму кольцевого канала, канал заплавляют с помощью нагревательной насадки, заполняя его расплавленным материалом торца трубы, так что слой алюминия оказывается скрытым в результате заплавления канала, после чего находящуюся в нагретом состоянии концевую часть многослойной трубы со стороны указанного торца соединяют с фитингом, прижимая их друг к другу в осевом направлении. Нагревательная насадка содержит на боковой поверхности цилиндра вентиляционное отверстие для выпуска воздуха из заплавляемого кольцевого канала при нагреве вставленной в насадку концевой части трубы и индикации заполнения канала, а на внутренней поверхности второго основания цилиндра выступ, служащий внутренней опорой для концевой части трубы и предназначенный для предотвращения формирования кромки на этой части трубы при ее нагреве.

[0001] Способ соединения многослойной композитной трубы с фитингом, в котором с фитингом соединяют многослойную трубу, содержащую по меньшей мере один внутренний слой из термопластичного пластикового материала, по меньшей мере один слой алюминия, покрывающий внутренний слой и имеющий меньшую зависимость коэффициента расширения от температуры и давления, чем внутренний слой, и внешний слой из термопластичного пластикового материала, покрывающий слой алюминия, при этом по меньшей мере один торец многослойной трубы обрабатывают путем срезания слоя алюминия с образованием полости, имеющей форму кольцевого канала, канал заплавляют с помощью нагревательной насадки, заполняя его расплавленным материалом торца трубы, так что слой алюминия оказывается скрытым в результате заплавления канала, после чего находящуюся в нагретом состоянии концевую часть многослойной трубы со стороны указанного торца соединяют с фитингом, прижимая их друг к другу в осевом направлении.

[0002] Способ по п.1, в котором многослойную трубу соединяют с фитингом путем сварки.

[0003] Способ по п.1, в котором с фитингом соединяют многослойную трубу, внутренний и внешний слои которой имеют равную или почти равную толщину.

[0004] Нагревательная насадка для использования в способе по любому из пп.1-3, содержащая корпус в виде полого цилиндра, одно основание которого имеет отверстие с диаметром, соответствующим диаметру трубы, имеющей по меньшей мере на одном из своих концов торцевой канал, служащий для заполнения расплавленным материалом торца трубы, при этом на боковой поверхности цилиндра выполнено вентиляционное отверстие для выпуска воздуха из заплавляемого кольцевого канала при нагреве вставленной в насадку концевой части трубы и индикации заполнения канала, а на внутренней поверхности второго основания цилиндра - выступ, служащий внутренней опорой для концевой части трубы и предназначенный для предотвращения формирования кромки на этой части трубы при ее нагреве.

Область техники

Изобретение относится к способам соединения многослойных композитных труб, которые применяются в системах внутридомовой канализации, и устройствам для обеспечения реализации указанных способов.

Уровень техники

Многослойные композитные трубы - изделия, разработанные для транспортировки горячих жидких веществ. Как известно, с повышением температуры пластиковые трубы имеют тенденцию к линейному расширению. В целях предотвращения данного расширения, материал, который имеет коэффициент расширения меньший, чем пластик, комбинируют с пластиком и получают композитную трубу. Кроме расширения, еще одной причиной для применения композитных труб в комбинированных сантехнических системах является необходимость предотвращения попадания воздуха в систему. Подобные многослойные композитные трубы известны, например, из WO 1999/061833, опубл. 02.12.1999, US20020007861, опубл. 24.01.2002.

Внутренняя структура известных композитных труб содержит PPR (полипропилен-рандом) трубу, в которой текут жидкие вещества; материал, имеющий клеящие свойства, нанесенный на PPR трубу; слой алюминия, нанесенный на указанный клеящий материал; клеящий материал, нанесенный на указанный слой алюминия; внешнее защитное покрытие, нанесенное на указанный клеящий материал. Таким образом, слой алюминия приклеен к PPR трубе, толщина стенки которой соответствует стандартам. Изготовление продукта завершается нанесением тонкого покрытия, после чего изделие попадает на рынок.

На практике, композитные трубы и фитинги могут быть соединены путем сварного соединения в раструб. Для того, чтобы соединить трубы, необходимо срезать PPR внешнее покрытие и слой алюминия. Таким образом, общая толщина стенок сводится к толщине стенок стандартной трубы (однослойной PPR трубы) без слоя алюминия. В противном случае возникают проблемы совместимости труб с фитингами.

В связи с использованием фитингов в существующих системах слой алюминия выполняется ближе к внешнему слою в общей толщине стенок трубы из-за необходимости срезания внешнего слоя и слоя алюминия, что вызывает риск разрыва трубы из-за давления жидкости на внутренний слой. Таким образом, внутренний слой должен иметь толщину, которая выдержит стандартное давление жидкости.

Из уровня техники следует, что для того, чтобы осуществить процесс соединения трубы с фитингом, поверхность части трубы (внешний слой и слой алюминия) необходимо обрезать с помощью режущего инструмента, отсюда происходят потери материала и времени. Также есть вероятность производственного брака. Другим недостатком вышеуказанного способа является то, что он забирает много времени на прокладывание системы, поскольку процесс подготовки к сварке требует много времени.

Чтобы выдержать давление жидкости на трубу, PPR трубе необходимо иметь большую толщину стенок. Это ведет к повышенному расходу исходных материалов - пластика и алюминия.

Попытка устранения вышеуказанных недостатков была предпринята при помощи способа соединения многослойных композитных труб с фитингом, описанного в заявке WO 2005019718, опубл. 03.03.2005, который является наиболее близким аналогом данного изобретения.

Указанный способ состоит в соединении многослойной трубы, содержащей по меньшей мере один внешний и по меньшей мере один внутренний слой из термопластика и промежуточный слой алюминия, с фитингом, выполненным из термопластика, при этом фитинг содержит паз для размещения торцевого конца многослойной трубы. Торцевой конец многослойной трубы вставляют в паз фитинга, обеспечивая соединение фитинга с внешним и внутренним слоями многослойной трубы, после чего нагревают фитинг и трубу, обеспечивая плавление в месте соединения.

Недостатками указанного технического решения являются:

1) увеличение затрат на изготовление специальных фитингов, содержащих пазы для размещения торцевых концов многослойных труб;

2) сложности в хранении, транспортировке и установке указанных специальных фитингов, а также риски поломок, связанные с их конструктивными особенностями;

3) в связи с необходимостью использования специальных фитингов невозможность применения широко используемых и стандартных фитингов;

4) из-за уменьшения диаметра трубопровода в месте соединения трубы с фитингом за счет размещения стенок трубы внутри паза фитинга увеличение давления жидкости, что вызывает риск разрыва трубы.

Сущность изобретения

Исходя из уровня техники, целью данного изобретения является устранение существующих недостатков путем внесения усовершенствований в способ соединения многослойных композитных труб, используемых в сантехнических системах.

Другой целью изобретения является разработка способа соединения многослойных труб, имеющей стандартный диаметр, без необходимости осуществления срезания внешний покрывающий слой и слой алюминия во время соединения многослойных труб. Следовательно, если нет необходимости в упомянутом процессе срезания, становится возможным включить слой алюминия и внешнее покрытие в общую толщину стенки трубы. Соответственно, большая часть фитинга, пропускающая кислород, покрыта слоем алюминия.

Для достижения указанных целей, улучшения коснулись соединения многослойных композитных труб, устойчивых к давлению и коррозии, используемых в сантехнических системах, содержащих по меньшей мере один внутренний слой и по меньшей мере один слой алюминия с низкой кислородной проницаемостью, покрывающий указанный внутренний слой и имеющий меньший температурный коэффициент расширения, чем внутренний слой, и внешний слой, покрывающий слой алюминия.

В соответствии с данным изобретением, чтобы сохранить алюминиевый слой на внутреннем слое трубы внутри фитинга без расслоения, при соединении многослойной трубы с фитингом по меньшей мере один торец многослойной трубы обрабатывают путем срезания слоя алюминия и образования полости, имеющей форму канала, канал заплавляют с помощью нагревательной насадки, заполняя его расплавленным материалом торца трубы, и при этом скрывая слой алюминия, после чего многослойную трубу соединяют с фитингом.

В этом случае становится возможным соединить друг с другом две композитные трубы с фитингом без снятия слоя алюминия. Таким образом, снижается расход материала и затрачиваемое время будет сокращено. Также, вероятность производственного брака во время соединения труб будет уменьшена. Более того, время, необходимое для подготовки к сварке, будет сокращено, и процесс соединения труб пойдет быстрее.

Другой вариант предпочтительного осуществления изобретения состоит в том, что наружный диаметр указанной композитной трубы равен наружному диаметру стандартной однослойной трубы. Сварное соединение в раструб предпочтительно выполняется с фитингами без осуществления процесса отслоения любой поверхности. Так как слой алюминия не срезан, часть, равная длине сварки, входит в фитинг. В этом случае большая часть фитинга, пропускающая кислород, покрыта слоем алюминия. В результате, вероятность распространения воздуха в фитинге значительно уменьшается. Поскольку нет срезания поверхности (верхнего слоя и слоя алюминия) трубы, потери пластика и алюминия, имеющие место во время процесса срезания, предотвращены. Поэтому общая толщина стенок выполнена равной толщине стенки однослойной PPR трубы без алюминиевого слоя. Поскольку длина окружности, вокруг которой содержится слой алюминия, уменьшена, количество затрат алюминия также уменьшается. Это делает возможным избежать напрасного расхода чрезмерного количества исходного материала. Так как слой алюминия находится близко к центру композитной трубы, внутренний и наружный слой имеют равную или почти равную толщину и показывают равное сопротивление к расширению. Соответственно, клеящий слой передает на слой алюминия силы расширения, направленные от внутреннего и внешнего слоя к слою алюминия в равной мере. Таким образом, сила делится на два. Однако в известных трубах только клеящий слой на внутреннем слое подвержен воздействию силы расширения. В результате, торец трубы перпендикулярен оси и область слоя алюминия срезается вдоль всего периметра.

Другой вариант предпочтительного осуществления изобретения состоит в том, что диаметр внутренней трубы уменьшен в целях поместить слой алюминия, расположенный внутри указанной композитной трубы, в более глубокие области внутри толщины стенки композитной трубы.

Другой вариант предпочтительного осуществления изобретения состоит в том, что покрытие алюминиевого слоя на торцевом конце трубы обеспечивают путем заполнения полости, имеющей форму канала, образованной в результате срезания слоя алюминия, используя предпочтительно перфорированную нагревательную насадку. Это позволяет избежать необходимости расположения слоя алюминия ближе к внешнему слою внутри общей толщины стенки трубы, так как существует риск разрыва трубы из-за давления жидкости на внутренний слой трубы.

Перечень фигур

Фиг. 1а представляет собой общий вид разобранной многослойной композитной трубы в соответствии с данным изобретением;

фиг. 1b - общий вид многослойной композитной трубы в соответствии с данным изобретением;

фиг. 1с - фронтальное сечение многослойной композитной трубы в соответствии с данным изобретением;

фиг. 2 - боковое сечение нагревательной насадки в соответствии с данным изобретением.

Ссылочные обозначения

1. Внутренний слой

2. Клеящий слой

3. Слой алюминия

3.1. Заполняемая полость

4. Внешний слой

5. Нагревательная насадка

5.1 Вентиляционное отверстие

5.2. Выступ, служащий опорой для трубы

Подробное описание изобретения

Варианты осуществления изобретения проиллюстрированы на фигурах, показывающих сечения многослойных композитных труб, используемых во внутридомовой канализации, работающей при различных давлениях и температурах. На фиг. 1а показана многослойная труба, содержащая внутренний слой 1, слой алюминия 3, покрывающий внутренний слой 1, и внешний слой 4, покрывающий слой алюминия 3. Между внутренним слоем 1 и слоем алюминия 3, а также между слоем алюминия 3 и внешним слоем 4 содержится клеящий слой 2.

На фиг. 1b и 1c показана полость 3.1 в форме канала, образованного в результате срезания слоя алюминия 3 на торцевом конце трубы.

Способ соединения многослойных труб осуществляют следующим образом.

Торец многослойной трубы обрабатывают путем срезания слоя алюминия 3 и образования полости, имеющей форму канала, канал заплавляют с помощью нагревательной насадки, заполняя его расплавленным материалом торца трубы, после чего многослойную трубу соединяют с фитингом. В этом случае становится возможным соединить композитные трубы между собой без срезания внешнего слоя 4 и слоя алюминия 3. Таким образом, используемый материал и затрачиваемое время сводятся к минимуму. Также вероятность производственного брака во время соединения труб будет уменьшена. Более того, время, необходимое для подготовки к сварке, будет сокращено и процесс соединения труб пойдет быстрее.

Внешний диаметр многослойной композитной трубы равняется внешнему диаметру однослойной плоской трубы. Соответственно, сварное соединение в раструб предпочтительно выполняется с фитингом и одним из торцов трубы без осуществления процесса расслоения любой поверхности. Так как слой алюминия 3 не срезан, часть, равная длине сварки, входит в фитинг. В этом случае большая часть фитинга, пропускающая кислород, покрыта слоем алюминия 3. В результате, распространение кислорода в фитинге сильно уменьшается. Поскольку нет срезания поверхности, потери материала поверхности внешнего слоя и слоя алюминия 3, происходящие во время процесса срезания, предотвращены. Поэтому общая толщина стенок выполнена равной толщине стенок однослойной трубы без слоя алюминия. Поскольку длина окружности, вокруг которой содержится слой алюминия 3, уменьшена, количество затрат также уменьшается. Это позволяет уменьшить также затраты пластического материала. Так как слой алюминия 3 находится близко к центру композитной трубы, внутренний и наружный слой имеют равную или почти равную толщину и показывают равное сопротивление к расширению. Соответственно, клеящий слой 2 передает силы расширения на слой алюминия 3, идущие от внутреннего и внешнего слоя, в равной мере. Таким образом, сила делится на два. Однако в известных трубах только клеящий слой на внутреннем слое подвержен воздействию силы расширения.

Диаметр внутренней трубы 1 также может быть уменьшен в целях расположить слой алюминия 3, имеющийся внутри указанной композитной трубы, в более глубокие области внутри толщины стенки композитной трубы.

Покрытие, скрывающее алюминиевый слой на торцевом крае трубы, получают путем заплавления полости 3.1, заполняя ее расплавленным материалом торца трубы, с помощью предпочтительно нагревательной насадки 5, имеющей корпус в форме полого цилиндра, одно основание которой имеет отверстие с диаметром, соответствующим диаметру трубы с торцевым каналом, служащим для заполнения расплавленным материалом торца трубы по меньшей мере с одной ее стороны. На боковой поверхности указанного полого цилиндра выполнено отверстие 5.1 для выпуска воздуха из заплавленного кольцевого канала при нагреве вставленной в насадку 5 концевой части трубы и индикации заполнения канала. На внутренней поверхности второго основания цилиндра выполнен выступ 5.2, служащий внутренней опорой для концевой части трубы и предназначенный для предотвращения формирования кромки на этой части трубы при ее нагреве.

Таким образом, нет необходимости в технологии расположения слоя алюминия 3 ближе к внешнему слою внутри общей толщины стенки трубы для избежания риска разрыва композитной трубы из-за давления жидкости на внутренний слой трубы. Вероятность проникновения воды в слой алюминия исключена.

Хотя имеется возможность использовать существующие нагревательные насадки во время сварного соединения в раструб, свести к минимуму недостатки и уменьшить появление возможных ошибок сварки можно в случае применения нагревательной насадки 5, показанной на фиг. 2, используемой для соединения композитных труб по данному способу.

Нагревательная насадка 5 содержит корпус в виде полого цилиндра, одно основание которого имеет отверстие с диаметром, соответствующим диаметру трубы, имеющей по меньшей мере на одном из своих концов торцевой канал, служащий для заполнения расплавленным материалом торца трубы, при этом на боковой поверхности цилиндра выполнено вентиляционное отверстие 5.1 для выпуска воздуха из заплавляемого кольцевого канала при нагреве вставленной в насадку концевой части трубы и индикации заполнения канала, а на внутренней поверхности второго основания цилиндра выполнен выступ 5.2, служащий внутренней опорой для концевой части трубы и предназначенный для предотвращения формирования кромки на этой части трубы при ее нагреве.

Благодаря отверстию 5.1 пользователь может убедиться, что он/она прижимает композитную трубу к нижней части насадки 5 в осевом направлении, а также определить окончание процесса нагрева и готовность трубы к стыковке с фитингом. Выступ 5.2 служит опорой для трубы изнутри. Благодаря наличию выступа 5.2 расплавленный материал направляется прямо во внутрь полости 3.1 и предотвращает формирование кромки в случае чрезмерного давления пользователя.

Данное изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления в данной заявке. Исходя из формулы изобретения, альтернативные варианты осуществления могут быть произведены специалистом в данной области техники.