管道、管状接头及对应的制造方法与流程

1.本发明涉及一种管道，这种类型的管道包括：
2.基体，其具有中心轴线(x-x)并形成圆柱形的轴，
3.轴具有轴内表面、轴外表面、第一轴向端部和第二轴向端部，
4.轴的第二轴向端部形成轴前表面，
5.管道包括：
[0006]-水泥砂浆涂层，其设置在轴内表面上并具有径向涂层厚度(er)
[0007]-环形的第一屏障，其设置在轴的第一轴向端部处并适于抵抗非固体状态的水泥砂浆的轴向流动，以及
[0008]-承插端部(bell end)和插口端部(spigot end)，
[0009]
承插端部由基体的承插部分限定，该承插部分包括承插内表面。


背景技术：

[0010]
已知内部沿其大致圆柱形的轴具有水泥砂浆涂层的铸铁管道。为了在管道中沉积这种涂层，将水泥砂浆倒入旋转的管道中。为了防止砂浆在砂浆的倒入和管道的旋转期间轴向流出轴外，使轴的内表面预先在每个端部处具有被称为水泥切割器的环形止动件，其用作水泥砂浆的模板。
[0011]
在插口端部侧，用作水泥切割器的止动件是橡胶盘，该橡胶盘在砂浆被倒入管道之前被放入，然后在水凝砂浆固化之后被移除。
[0012]
在承插端部侧，用作水泥切割器的止动件是环形橡胶圈。其在砂浆被倒入之前被用手放入并在水泥砂浆凝固之后被移除。
[0013]
移除水泥切割器时，存在撕裂砂浆的与水泥切割器接触的部分的风险。这导致需要整修砂浆，甚至需要在管道清洁期间损坏了涂层时整修涂层，以去除砂浆废物。
[0014]
因此，已知的管道制造起来并不经济。
[0015]
从wo2014/079974中已知了其他管道。


技术实现要素：

[0016]
本发明的一个目的是提供一种管道，其制造更经济且更容易，同时具有在硬化后不需要返工的受控厚度的水泥砂浆涂层。
[0017]
本发明的另一个目的是提供一种特别是在其端部处具有有效的防蚀保护的管道。
[0018]
为此，本发明的一个目的是提供一种如上定义的管道，其特征在于，管道包括在承插内表面上延伸的承插涂层，并且承插涂层与第一屏障连接。
[0019]
根据特定的实施方式，根据本发明的管道可以具有以任何技术上可行的组合采用的以下一个或多个特征：
[0020]-管道包括适于抵抗处于非固体状态的水泥砂浆的轴向流动的环形的第二屏障，并且其中第二屏障设置在轴的第二轴向端部处，
[0021]-第一屏障(如果有的话)和/或第二屏障
[0022]-由合成材料制成，特别是由弹性材料制成并且特别是由epdm(乙烯-丙烯-二烯)共聚物制成，或由热塑性材料制成，特别是由pp(聚丙烯)、pe(聚乙烯)、无定形pet(聚对苯二甲酸乙二酯)或pe/丙烯酸共聚物制成，或者
[0023]-由防蚀金属、特别是基于锌(zn)的防蚀金属制成，或者
[0024]-由热熔粘合剂制成，或者
[0025]-由钢制成，并且其中优选地，第一屏障(如果有的话)和/或第二屏障由食品安全材料制成。
[0026]-插口端部由轴的第二轴向端部限定，其中
[0027]
基体的承插端部具有承插外表面和承插前表面，并且其中
[0028]
承插部分设置在轴的第一轴向端部侧并与该轴向端部连接。
[0029]-第一屏障轴向地位于基体的承插部分内，或者其中第一屏障轴向地位于轴内。
[0030]-承插涂层与第一屏障制成一体，或者其中第一屏障设置在承插涂层上。
[0031]-承插部分包括承插底部，其中
[0032]
管道包括承插底部的保护构件，并且其中第一屏障由保护构件形成。
[0033]-承插涂层在承插前表面和承插外表面上延伸。
[0034]-管道包括在轴外表面上和插口端部处的轴前表面上延伸的插口涂层，并且其中插口涂层与第二屏障连接，特别是插口涂层与第二屏障制成一体或第二屏障设置在插口涂层上。
[0035]-基体包括支撑体和防蚀基层，该防蚀基层形成轴外表面，并且可选地形成承插外表面，
[0036]
特别地，其中防蚀基层包含锌(zn)并且优选由锌(zn)、铝(al)和铜(cu)的合金形成，并且其中
[0037]
管道包括至少设置在防蚀基层上的覆盖层，
[0038]
承插涂层可选地在防蚀基层上延伸并且覆盖层在布置在承插外表面上的承插涂层上延伸，
[0039]-插口涂层在防蚀基层上延伸。
[0040]
本发明的另一个目的是具有一种管状接头，其包括第一管道和第二管道，其中第一管道和第二管道以水密方式彼此连接，并且其中这两个管道中的至少一个管道是如上定义的管道。
[0041]
本发明还涉及一种用于制造如上定义的管道的方法，其包括以下连续步骤：
[0042]-提供基体，
[0043]-在基体上施加承插涂层和插口涂层，
[0044]-在基体上施加第一屏障，
[0045]-如有必要，在基体上施加第二屏障，
[0046]-在轴的内表面上施加非固体状态的水泥砂浆，
[0047]-使水泥砂浆固化以获得水泥砂浆涂层，以及
[0048]-施加覆盖层。
附图说明
[0049]
根据下面仅通过举例给出并参照附图进行的描述，将更好地理解本发明，在附图中：
[0050]
[图1]图1是根据本发明的管道的第一实施方式的纵向剖视图；
[0051]
[图2]图2是图1的细节ii的放大图；
[0052]
[图3]图3是图1的管道的变型实施方式的细节的剖视图；
[0053]
[图4]图4是根据本发明的管道的第二实施方式的纵向剖视图；
[0054]
[图5]图5是图4的细节v的放大图；
[0055]
[图6]图6是根据本发明的管道的第三实施方式的纵向剖视图；
[0056]
[图7]图7是图6的细节vii的放大图；并且
[0057]
[图8]图8是根据本发明的管状接头的示意图。
具体实施方式
[0058]
在图8中，以示意性方式示出了由总体附图标记2表示的根据本发明的管状接头。管状接头2包括第一管道4、第二管道6和介于第一管道4和第二管道6之间的密封垫8，密封垫8密封第一管道4和第二管道6之间的间隙。
[0059]
在下文中，将描述能够形成根据本发明的管状接头2的第一管道4和/或第二管道6的管道10。
[0060]
图1示出了根据本发明的管道10的第一实施方式的剖视图。图2示出了该管道10的细节。
[0061]
管道10总体上围绕中心轴线x-x旋转地成形。在下文中，术语“轴向地”、“径向地”和“周向地”将相对于该中心轴线x-x来使用。术语“外部”和“内部”也相对于该中心轴线x-x来使用。术语“厚度”通常在径向方向上或与指示该厚度所针对的物体的表面垂直的方向上使用。
[0062]
管道10包括承插端部12和插口端部14。
[0063]
管道10包括基体16，基体16由支撑体或芯体18和防蚀基层20组成，支撑体或芯体18由铸铁、特别是球墨铸铁制成。
[0064]
在一个变型中，支撑体18由不同于铸铁的材料或金属或合金制成。
[0065]
防蚀基层20是锌(zn)基金属层，例如，特别是锌和铝的合金，可选地富含铜。在一个变型中，防蚀基层20由另一种材料或锌基金属或合金之外的金属或合金制成。基层20是多孔层，例如具有400g/m2的表面密度。它是通过在支撑体18的外表面上进行喷涂而获得的。
[0066]
在另一个变型中，基体16由没有防蚀基层20的单一材料制成，例如铸铁。
[0067]
基体16具有围绕中心轴线x-x旋转的形状。
[0068]
基体16包括大致圆柱形的轴22，其具有轴内表面24、轴外表面26、第一轴向轴端部28和第二轴向轴端部30。第二轴向轴端部30形成轴的前表面32。
[0069]
插口端部14由第二轴向轴端部30限定。
[0070]
基体16包括承插部分40，承插部分40具有承插内表面42、承插外表面44和承插前表面46。承插端部12由所述承插部分40限定。承插部分40设置在第一轴向轴端部28侧并与
该轴向轴端部28连接。
[0071]
承插部分40包括承插凹槽50、底部凹槽52和承插底部54。底部凹槽52和承插凹槽50被中间肋56隔开。第一轴向轴端部28与承插底部54重合。
[0072]
承插部分40可以设置有承插外凸缘58。
[0073]
管道10具有在承插内表面42上延伸的保护承插涂层60。承插涂层60在承插前表面46和承插外表面44的一部分上延伸，以保护这些表面免受腐蚀和损坏，该腐蚀和损坏可能是由于在管道的运输、储存或安装期间特别是在管道边缘处的冲击造成的，管道边缘更容易受到可能产生的冲击和腐蚀现象的影响。
[0074]
承插涂层60由合成材料制成，例如特别是由热塑性材料制成，并且更特别是由pp(聚丙烯)、pe(聚乙烯)、无定形pet(聚对苯二甲酸乙二酯)制成或基于pe/丙烯酸共聚物。
[0075]
优选地，承插涂层60的厚度在其整个范围内并且特别是在承插内表面42的整个范围内是相同的。优选地，承插涂层60的厚度在承插前表面46上和在承插外表面44的一部分上也是相同的。
[0076]
在当前情况下，防蚀基层20形成轴外表面26和承插外表面44。
[0077]
管道10包括在轴外表面26的一部分和插口端部处的轴前表面32上延伸的插口端部64保护涂层，从而保护这些表面免受可能由在管道的运输、储存或安装期间在这些位置处的冲击产生的腐蚀和损坏。插口涂层64因此在防蚀基层20上延伸。有利地，从端部表面32测量的轴外表面26上的插口涂层64的轴向范围rbu至少等于底部凹槽52或变型中的承插端部40的轴向范围。因此，当插口端部14被完全插入相同类型的管道的承插端部12中时，插口端部64的涂层防止密封件后面的轴22的外表面与管道可能携带的侵蚀性水接触。
[0078]
在未被示出的变型中，特别是在管道输送饮用水时，在轴外表面上的插口端部64的涂层延伸可能限于插口端部的倒角或斜切端部。
[0079]
有利地，插口涂层64由与承插涂层60相同的材料制成。
[0080]
插口涂层64在轴内表面24上从第二轴向轴端部30延伸超过2mm到10mm之间的轴向距离。插口涂层64优选完全围绕第二轴向轴端部30并因此从轴内表面24延伸到轴外表面26。
[0081]
插口涂层64在轴内表面24的一部分上延伸并因此被水泥砂浆涂层80覆盖(见下文)。
[0082]
优选地，承插涂层60和/或插口涂层64由适合与旨在供人类消费的水接触的材料制成。因此，该管道适用于输送饮用水。
[0083]
优选地，承插涂层60和/或插口涂层64是基于pe/丙烯酸共聚物的涂层，该涂层通过粉末化施加在承插端部的内表面、前表面和外缘上以及插口端部的外表面、倒角和内缘上。
[0084]
在一个变型中，承插涂层60和/或插口涂层64由涂有孔填充涂料的防蚀金属或合金、特别是基于锌(zn)的合金制成。
[0085]
管道10具有至少设置在基层20上的覆盖层66。在这种情况下，覆盖层66在基层20上延伸，并因此在未被插口涂层64覆盖且未被承插涂层60覆盖的位置处与基层20接触。
[0086]
覆盖层66还在覆盖承插外表面44的承插涂层60上以及在覆盖轴外表面26的插口涂层64的全部或部分上延伸，例如在覆盖部分70(出于可读性在图6中示出)上延伸。
[0087]
例如，覆盖层66为多孔层，其能够密封基层20的孔并且设置在基层20上以及如上所述的插口涂层64和承插涂层60的部分上。优选地，特别是在防蚀基层20是锌基金属合金时，覆盖层66基于单组分水性涂料，例如在wo2014/001544(ep2867382)中描述的那些。
[0088]
优选地，覆盖层是基于至少一种合成树脂的单组分水性涂料，其在水中乳化、分散或溶解。合成树脂优选由取自丙烯酸聚合物或共聚物、苯乙烯丙烯酸、卤乙烯(例如氯乙烯)、氯乙烯丙烯酸酯、偏二卤乙烯(例如偏二氯乙烯)、乙烯基、甲基丙烯酸、聚乙酸乙烯酯及其混合物组成的列表中的至少一种聚合物或至少一种共聚物制成。
[0089]
优选地，单组分涂料是在水中乳化的丙烯酸-pvdc(聚偏二氯乙烯)共聚物树脂的水性涂料。
[0090]
承插涂层60从承插前表面46延伸到覆盖部分72(出于可读性在图6中示出)上的防蚀基层20上。覆盖层66在设置在该覆盖部分72上的承插涂层60上延伸并且其优选延伸到承插前表面46。
[0091]
优选地，管道10的外表面由插口涂层64和覆盖层66以及承插涂层60(如果适用的话)形成。
[0092]
管道10具有水泥砂浆涂层80，该水泥砂浆涂层80设置在轴内表面24上并具有径向涂层厚度er。例如，水泥砂浆涂层80基于高炉矿渣水泥、填料(沙子)和水。沿其整个轴向长度，水泥砂浆涂层80具有大致圆柱形的水泥砂浆内表面82，其具有x-x轴线。通过离心获得水泥砂浆涂层80。
[0093]
管道10包括环形的第一屏障84，该第一屏障84适于在通过离心制造水泥砂浆涂层期间抵抗非固体状态(即，液体、半液体或糊剂状态)的水泥砂浆的轴向流动或移动。
[0094]
第一屏障84设置在第一轴向轴端部28处并且在承插端部侧界定水泥砂浆涂层80的空间。第一屏障84具有环形的内表面，其内径与水泥砂浆82的内表面的直径相同或基本相同。因此第一屏障84限定了水泥砂浆涂层80的径向厚度er。
[0095]
有利地，第一屏障84与承插涂层60接触。
[0096]
在图1和图2的管道10的实施方式中，第一屏障84轴向地位于轴22内。换句话说，第一屏障84轴向地与轴22重叠或覆盖轴22。
[0097]
例如，第一屏障84具有在2mm到20mm之间的轴向范围。第一屏障84具有矩形的径向截面，例如，可能具有圆角或斜角。
[0098]
承插涂层60与第一屏障84连接。优选地，承插涂层60与第一屏障84制成一体或一体地制成。承插涂层60特别是永久地附接到第一屏障84上。
[0099]
由于承插涂层60和第一屏障84之间的连接，水泥砂浆涂层80和承插涂层之间的界面被密封并且引发腐蚀的风险低。
[0100]
有利地，第一屏障84由与承插涂层60相同的材料制成，特别是由热塑性材料制成，并且更特别是由pp(聚丙烯)、pe(聚乙烯)、无定形pet(聚对苯二甲酸乙二酯)制成或基于pe/丙烯酸共聚物。
[0101]
第一屏障84可以由与承插涂层60的材料不同的材料制成。
[0102]
管道10可以包括环形的第二屏障，其未在图中示出并且适于在通过离心制造水泥砂浆涂料期间抵抗非固体状态(即，液体、半液体或糊剂状态)的水泥砂浆的轴向流动或位移。第二屏障设置在第二轴向轴端部30处并在插口端部侧界定水泥砂浆涂层80的空间。第
二屏障具有环形的内表面，其内径与水泥砂浆内表面82的直径相同或基本相同，从而限定水泥砂浆涂层80的径向厚度er。
[0103]
例如，第二屏障轴向地设置在轴22内。有利地，第二屏障与插口涂层64接触，插口涂层64与第二屏障连接。优选地，插口涂层64与第二屏障制成一体或一体地制成。
[0104]
第二屏障可以由与插口涂层64不同的材料制成。
[0105]
在管道具有第二屏障的情况下，它可以附接至图6的涂层64上，或者它可以与图6的涂层64成一体，并且将在插口端部侧的水泥砂浆涂层80的轴向端部处延伸。对于管道的第二实施方式，例如，图中的第二屏障将靠在折叠在轴的内表面上的涂层部分64上。
[0106]
有利地，第二屏障由与插口涂层64相同的材料制成，特别是由热塑性材料制成并且更特别是由pp(聚丙烯)、pe(聚乙烯)、无定形pet(聚对苯二甲酸乙二酯)或pe/丙烯酸共聚物基体制成。
[0107]
有利地，第一屏障84和/或第二屏障由能够与旨在供人类消费的水接触的材料制成，从而使管道适合于输送饮用水。
[0108]
优选地，第一屏障84和/或第二屏障基于pe/丙烯酸共聚物并且分别与附接的保护涂层60和插口端部保护涂层64一起形成。
[0109]
图3示出了图1的管道的变型的细节。管道10没有承插凸缘58。
[0110]
管道10的承插端部还包括锁定凹槽130，该锁定凹槽130具有用于支撑未被示出的锁定构件的内表面。该锁定表面朝向承插前表面46逐渐变小。
[0111]
图4和图5示出了根据本发明的管道的第二实施方式。
[0112]
该管道与先前描述的管道仅存在如下不同。类似的元件具有相同的附图标记。
[0113]
环形的第一屏障84设置在第一轴向轴端部28处并且有利地设置在轴22内。在这种情况下，第一屏障设置在承插涂层60的在轴的内表面24上延伸的部分上。第一屏障84与承插涂层60接触，但既不是一体的也不是由相同的材料制成的。此外，与前述实施方式一样，在水泥砂浆涂层就位之后，第一屏障84仍保持在轴22中的适当位置。
[0114]
在一个变型中，以未被示出的方式，将第一屏障84设置在承插件的底部凹槽52中，与第一轴向轴端部28的前表面以及承插涂层60接触。在这种情况下，承插涂层60延伸到第一轴向轴端部28。该变型与图7所示的实施方式类似，但不包括裙部92(见下文)。
[0115]
与第一实施方式一样，管道10可以包括设置在第二轴向轴端部30处的第二屏障。该第二屏障优选与插口涂层64接触，但既不是一体的也不是由相同的材料制成的。同样，在安装水泥砂浆涂层之后，第二屏障仍保持在适当位置。
[0116]
图4和图5的第一屏障84和/或第二屏障由合成材料制成，例如，特别是诸如epdm(乙烯-丙烯-二烯)共聚物的弹性材料，或诸如pp(聚丙烯)、pe(聚乙烯)、无定形pet(聚对苯二甲酸乙二酯)或pe/丙烯酸共聚物的热塑性材料。优选地，第一屏障84和/或第二屏障基于pe/丙烯酸共聚物。
[0117]
优选地，第一屏障84和/或第二屏障由适合与旨在供人类消费的水接触的材料制成，从而使管道适合于输送饮用水。
[0118]
在一个变型中，第一屏障84和/或第二屏障由金属或防蚀合金、特别是基于锌(zn)的合金制成。
[0119]
在另一个变型中，第一屏障84和/或第二屏障由热熔粘合剂或钢制成。
[0120]
在图6和图7中，示出了根据本发明的管道的第三实施方式。该管道与前述实施方式仅存在如下不同，其中相同的元件具有相同的附图标记。
[0121]
管道10包括用于承插底部54的保护构件90。该保护构件90类似于参照图3和图4在wo2014/79974中描述的保护构件26。wo2014/79974的该保护构件26的特征因此被明确提及并通过引用并入本文。
[0122]
保护构件具有裙部92，该裙部92特别是在该裙部92的整个轴向范围内具有基本上恒定的厚度e。厚度e是垂直于裙部92的表面测量的。
[0123]
保护构件90包括由靠在承插底部54上的止动肋96形成的底部轴向止动件94。底部轴向止动件94适于与插口端部接触，该插口端部是与插入到承插端部中以限制插口端部相对于承插端部的移动的管道10的插口端部14相同或相似的插口。
[0124]
第一屏障84轴向地位于基体的承插部分40内(图6和图7)。第一屏障84由止动肋96形成，并因此由保护构件90形成。第一屏障84与承插涂层60接触，但既不是一体的也不是由相同的材料制成的。此外，与前述实施方式一样，在水泥砂浆涂层就位之后，第一屏障84仍保持在轴22中的适当位置。
[0125]
止动肋96径向向内延伸，并限定圆形横截面的圆柱形的自由内表面。该自由内表面与水泥砂浆涂层的内表面82齐平。
[0126]
根据本发明的管道10是通过实施以下步骤制造的：
[0127]-首先，提供基体16。
[0128]-接下来，施加承插涂层60和平端涂层64。
[0129]
然后，在基体16上施加第一屏障84。
[0130]
例如，通过在轴入口处挤出必要量的合成材料，或通过任何其他适合于将第一屏障形成为期望的最终环形形状的方法来执行该施加步骤。
[0131]-如有必要，例如通过挤出或任何其他合适的成型方法在基体上施加第二屏障。
[0132]-接下来，在基体16的轴的内表面24上施加非固体状态的水泥砂浆，同时使基体绕中心轴线x-x旋转。沉积的水泥砂浆的量对应于水泥砂浆涂层80的内表面与第一和/或第二屏障的内表面齐平所需的体积。
[0133]-然后使施加的水泥砂浆固化，形成水泥砂浆涂层80。
[0134]-然后在管道10上施加覆盖层66。
[0135]-最后，所得的管道10用于形成管状接头2，其中第一屏障和/或第二屏障附接并保持附接至基体和管状接头2中的水泥砂浆涂层80上。
[0136]
替代地，在未被示出的变型中，承插涂层60由涂有一层合成的孔填充材料的防蚀金属制成。
[0137]
根据本发明的管道10能够获得限定的水泥砂浆层，其内表面与屏障的内表面齐平，从而确保流体流过组装管道的连续性。