用於連接管道或電纜的熱收縮套管的密封結構的製作方法
2023-11-09 20:25:42
專利名稱：用於連接管道或電纜的熱收縮套管的密封結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於連接管道或電纜的熱收縮套管的密封結構以及該套管，更具體地說，涉及一種密封性能的改進，其改進方法是，在要密封的基底與熱收縮套管接觸時使熱收縮套管受熱時實現均勻收縮，並且在該熱收縮套管的兩個熱收縮端預製較厚的拐角部分；本發明還涉及，通過在熱收縮套管的片狀材料之間設置增強纖維來提高熱收縮套管的抗裂性。
一般來說，油管、氣管或各種電纜都用連接套管包覆在它們的連接部位，以對這些部位防止潮汽、有害物質等。為此目的，現在廣泛使用熱收縮套管，這種套管通常用具有遇熱收縮特性的合成纖維材料或聚合物片材製成。
上述熱收縮套管大致分成管狀的和片狀的；前者的特點是可確保優異的密封性能，而後者的特點是，作為固定裝置的C型槽鐵桿安裝就位後在套管兩端受熱的密封過程中難以避免該C型槽鐵的接合部位受損壞。
圖5表示傳統的片式熱收縮套管的剖視圖，該套管與要密封的基底相連接。
如該圖所示，這種密封結構是由下述步驟製成的用片狀熱收縮套管10環繞包覆住待密封基底；將套管10的兩端部分10a相互對稱地彎曲，以在中段構成各中空護欄10b，填充件12插在該中空護欄10b內；並且從具有與外部C型槽鐵14相聯的兩個中空護欄10b的套管外部加熱，因此，受熱套管10收縮，而同時塗覆在套管內表面上的熱熔性粘合劑16熔化，熔化的粘合劑環繞填充到基底P的外表面，以實現密封。
但是，按照上述工藝步驟裝配的傳統密封結構會造成如下問題第一，熱收縮的大小取決於厚度和各區域的面積而變化，尤其是當加熱裝置環繞套管10散發熱量時，構成中空護欄10b的兩個彎折部分10c的區域由於厚度較大對熱傳導不利，從而導致各區域不均勻的熱收縮。
第二，在為了解決上述問題而由加熱裝置把更強烈的熱量指向彎折部分10c的情況下，由於套管材料通常耐熱能力弱，所以套管的局部受熱集中區域，即護欄周圍區域10b及彎折區域10c常常受到嚴重損壞以至破裂，這就會引起適當密封結構的失效。
第三，在上述情況下，即使局部加熱不會損壞中空護欄10b和彎折區10c部分，但靠近彎折區10c的部分在收縮時所經受的收縮力可能非常強，以致驅使插在中空護欄10b內的填充件12脫離熱收縮套管10，從而也會造成密封故障。
第四，即使是在為了有助於解決上述問題，通過閉合相互頂接的彎折區10c的接縫處10d而把一個防漏氣墊18壓緊在套管10內表面區域之上，即便如此，在熱收縮套管10熱收縮時的密封特性也不會得到很大改進。
如上所述，通過把傳統熱收縮套管10用於基底P的密封結構涉及一系列嚴重問題，即在防止空氣或水漏入熱收縮套管10方面不夠完善，從而使套管功能達不到最佳狀態。
因此，本發明是要解決上面列舉的已有技術的問題，本發明的目的是提供一種用於連接管道或電纜並不使用在已有技術中使用的填充件及防漏氣墊而具有優異密封性能的熱收縮套管的密封結構，而且通過提高所用套管的強度來增強其抗裂性。本發明還旨在提供一種用在這種密封結構中的熱收縮套管。
為了實現上述目的，按照本發明，熱收縮套管與其兩端的一裝卡具相固定，其各端由一加熱裝置加熱，以使其收縮及形成比未加熱的其餘部分更厚的一拐角部分，把由此處理過的熱收縮套管環繞包覆著要密封的基底，C型槽鐵裝配在上述兩個拐角部分以便將其固定，其餘部分受到加熱裝置加熱而在總體上均勻收縮，同時使塗覆在套管內表面上的熱熔性粘合劑熔化並環繞要密封的基底周邊填充，從而利用片狀的熱收縮套管形成完善的密封結構；將增強纖維設置在熱收縮片材之間，以提高所述熱收縮套管的抗裂性；熱收縮片材的一個或兩個外表面上覆蓋有一層或兩層保護片；該保護片的一個表面上塗有熱熔性粘合劑。
現在將參照附圖所示的本發明優選實施例來更詳細地描述本發明，其中
圖1是固定件的剖視圖，表示製作本發明的熱收縮套管兩端的工藝方法；圖2是由圖1方法獲得的熱收縮套管的正視圖；圖3是表示由圖2中所示的熱收縮套管所密封的基底接觸狀態的剖視圖；圖4是應用於圖3的、包含有增強纖維的本發明多層複合熱收縮套管的剖視圖；圖5是傳統熱收縮套管的剖視圖，表示其與要密封基底的接觸狀態。
圖1表示通過裝卡具的一橫截面，該圖解釋了本發明中製作熱收縮套管兩端的大概過程。
如該圖所示，提供一對上裝卡具52和下裝卡具54；裝卡具50包括一個用於成型拐角的模子56；該模子位於上裝卡具的外側。在上下裝卡具52、54之間給裝卡具供有片狀的熱收縮套管或套管型材60；套管60被上下裝卡具52、54夾緊，同時將套管60的端部向外延長到超過裝卡具50的長度，該長度根據熱收縮率來確定。
在這種狀態下，當使用電加熱器和燃氣噴炬之類加熱裝置加熱熱收縮套管60的端部時，隨著該端部局部收縮，該套管的端部成型為與角狀模子56的內輪廓相一致的收縮角部60a(如圖中虛線所示)。
確定收縮後拐角部分的尺寸需考慮熱收縮套管60的厚度和收縮率。
例如，現已發現，在一典型的收縮率為80％的情況下，套管60的長度減小到五分之一併且厚度增加到五倍。更具體地說，當套管60的厚度設為t並且套管60從裝卡具50向外延長的長度設為1時，則在由熱收縮工序成型之後，拐角部分60a的長度為1/5，厚度為5t。
在上述情況下，儘管拐角部分60a的尺寸可不受限制，但其斷面形狀最好是正方形或長寬比大體接近於1的矩形。因此，套管60超過固定件50的延長部分1最好滿足下列關係式(1)。
20t＜1＜30t......(1)另一方面，建議使用上述拐角成型模子56，以改善拐角部分60a的尺寸穩定性和外觀。其理由是，由於熱收縮套管的特性，不使用拐角成型模子56成型的拐角部分可能具有粗糙不平的外觀，這不僅降低了尺寸穩定性，而且尤其是在利用C型槽鐵固定拐角部分60a時會造成性能不良的問題，下文將對此進行說明。
另一種損害收縮的拐角部分60a附近的尺寸穩定性的可能性在於，如果提供給套管60的端部區域的熱量比例較小，則熱量不可避免地要傳導到緊鄰的上裝卡具52和下裝卡具54。有鑑於此，為防止上下裝卡具52、54受熱，最好分別在上下裝卡具52、54內設置冷卻通道52a、54a，冷卻水、冷卻油或冷空氣可從該通道中流過。
圖2表示利用上述裝卡具50而得到的熱收縮套管60的正視圖，其中拐角部件60a是在利用加熱裝置對套管型材的兩端加熱後按照拐角成型模子56的內輪廓成型的。
圖3表示用自圖2的熱收縮套管，它與要密封的基底相接觸，安裝該熱收縮套管的過程包括如下步驟用具有兩個拐角部分60a的套管環繞包覆要密封的基底，利用加熱裝置預先將拐角部分加熱以使其熱收縮成圖2所示的形狀；使兩個拐角部分60a合攏起來並用C型槽鐵14固定住；然後利用加熱裝置使熱收縮套管60受外部加熱，從而使收縮套管60均勻收縮，同時使塗覆在收縮套管60內側的熱熔性粘合劑62熔化，用來形成收縮套管60與基底P之間緊密接觸或粘合，同時也使兩個拐角部分60a、60a之間的分界面60b內的熱熔性粘合劑62熔化，以完成總體密封。雖然這種改進的密封狀態不需要獨立的填充件，但使用具有適當尺寸和塗有熱熔性粘合劑的墊有助於實現更完善的密封，該墊旨在防止因熱熔性粘合劑62不足而造成的氣體洩露。
熱收縮套管60與要密封的基底P之間的粘合程度一般決取於熱熔性粘合劑62的粘合強度和熱收縮套管60的收縮強度根據一試驗，熱收縮套管在加熱前厚度為1.5mm，在加熱後，當收縮率為10％時，以抗壓強度度量的粘合度為5kgf/cm2，在收縮率為50％而其厚度為3mm時，其粘合度為10kgf/cm2，從而可見，保持密封狀態的拐角部分60a的抗壓強度要遠遠高於其它區域的抗壓強度。
如上所述，熱收縮套管60的收縮拐角部分60a起著密封和固定兩種作用。更具體地說，需要較少熱量的密封，其作用是按傳統技術由外部加熱通過使熱熔性粘合劑62熔化來實現的。另一方面，就拐角部分60a的固定而言，則需耗費更多熱量，而直接利用具有已通過熱收縮而被固定的拐角部分60a的熱收縮套管，可防止這些部分過度受熱。
防止對怕熱的拐角部分60a加熱和取消使用上述傳統的填充件產生的效果是，有利於用以製成拐角部分的工藝，和提高生產率，即降低成本、減少生產時間。
圖4表示本發明一實施例的增強纖維型多層複合熱收縮套管的斷面圖，該實施例可用於圖3所示的密封結構。
如該圖所示，從斷面上看，熱收縮套管60包括位於熱收縮片材64、64之間的增強纖維66和片材兩個外表面上設置的保護片68，其中一個保護片的表面上塗有熱熔性粘合劑62。
熱收縮片材64包括用帶矽烷或不帶矽烷的有機過氧化物化學交聯的然後經擴展和壓延後製成的聚烯烴類。需要使用增強纖維是為了增加熱收縮套管的強度並具有抗裂紋擴展的能力，該增強纖維含有尼龍、聚酶、聚丙烯等耐熱塑料。
製造上述熱收縮套管的工藝有兩種，一種是把帶有植入的增強纖維66的熱收縮片材擠壓並經受共同擴展；另一種是對中間夾有增強纖維的交聯和擴展成的套管材料64進行熱封。雖然這兩種工藝對本發明目的都是可行的，但在使用前一種工藝時應注意，因為在擠壓作業期間纖維與片材共同經受熱膨脹，所以纖維的熱膨脹率應等於或大於熱收縮片材64的熱膨脹率，而且纖維組織應足夠緻密，以使至少有一定比例的纖維組織在擠壓後仍保持在初始狀態。
雖然熱塑性樹脂可能是用作上述保護片68的令人滿意的材料，但是從增強與熱收縮片材64的接觸角度來看，聚烯烴類，特別是交聯度約為10％的聚烯烴類是最為合適的，更為優異的是，交聯度在20％至40％範圍內的聚烯烴類最適合於提高增強作用，這種保護片68可通過將該片與熱收縮片材64一同擠壓的方法、或通過分別擠壓而後熱封的方法生產。為了與熱收縮片材接觸得更好，最好採用前一種方法。
由於熱熔性粘合劑62的流變特性和熱特性明顯不同於保護片68或熱收縮片材64的流變特性和熱特性，所以在分別擠壓操作後將熱熔性粘合劑熔接到片上，或者也可用熱熔性粘合劑敷料器將粘合劑加到該片上。
儘管可將增強纖維66設在熱收縮片材64的兩個表面或一個表面上，但如上所述試驗表明，將增強纖維放在片材64沿厚度方向的中央，則在增強作用和抗裂性方面都是最為優越的。
從上面的描述中可明顯看出，本發明用於連接管道或電纜的熱收縮套管的密封結構及其熱收縮套管的優越性在於在套管的兩個拐角部分預先受熱收縮的情況下，使熱收縮套管與要密封的基底相接觸使熱收縮套管均勻地熱收縮，以形成完善的密封結構，另外，將增強纖維放在熱收縮片材之間又使熱收縮套管具有更高的套管抗裂性。
權利要求
1.一種密封結構，其用於連接管道或電纜的熱收縮套管，所述熱收縮套管是片狀的，其密封結構是通過從熱收縮套管的兩端起形成收縮的拐角部分，利用加熱裝置預先對熱收縮套管的各端部加熱並使其收縮，及通過利用C型槽鐵固定所述收縮的拐角部分來提供密封結構，這樣，便可對所述收縮的拐角部分壓緊及藉助於熱熔性粘合劑在加熱收縮該熱收縮套管時使其結合起來。
2.按照權利要求1所述的密封結構，其中，所述各收縮的拐角部分是按拐角成型模子的內輪廓製成的，該模子設置在上裝卡具的外側。
3.按照權利要求1或2所述的密封結構，其中，以斷面上的高寬比在0.1和10之間來確定該收縮的拐角部分厚度。
4.按照權利要求2所述的密封結構，其中，上下裝卡具都分別設有防止受熱升溫的冷卻通道。
5.一種熱收縮套管，使用於按照權利要求1所述的密封結構中，其中，所述熱收縮套管包括熱收縮片材及放置在該片材之間的增強纖維，保護片設置在熱收縮片材的一個或兩個外表面上，並將熱熔性粘合劑塗覆在所述保護片的一個表面上。
6.按照權利要求5所述的熱收縮套管，其中，所述熱收縮片材包括帶矽烷或不帶矽烷的有機過氧化物化學交聯的然後經擴展和壓延製成的聚烯烴類。
7.按照權利要求5所述的熱收縮套管，其中，所述增強纖維包括耐熱塑料。
8.按照權利要求5所述的熱收縮套管，其中，所述保護片包括熱塑性塑料。
9.按照權利要求5所述的熱收縮套管，其中，所述套管是通過共同擠壓或通過分別擠壓然後再予以熱封來生產的。
10.按照權利要求5所述的熱收縮套管，其中，在熱收縮片材與它所含有的增強纖維共同擠壓情況下，由於增強纖維與熱收縮片材一起膨脹，所述增強纖維的熱膨脹率等於或大於所述熱收縮片材的熱膨脹率，而且纖維組織足夠緻密，以使至少有一定比例的纖維組織在擠壓工序後仍保持在初始狀態。
全文摘要
本發明涉及一種用於連接管道或電纜的熱收縮套管的密封結構以及該套管，更具體地說，涉及一種密封結構的改進，這種改進是通過在要密封的基底與熱收縮套管接觸時，使熱收縮套管受熱時均勻收縮，並且在該熱收縮套管的兩個熱收縮端預製較厚的拐角部分來實現的。本發明還利用在熱收縮套管的片狀材料之間設置增強纖維來提高熱收縮套管的抗裂性。
文檔編號F16L21/00GK1121270SQ9510960
公開日1996年4月24日 申請日期1995年7月21日 優先權日1994年7月23日
發明者金埈善, 李鍾昊, 催鍾哲 申請人:Lg電線株式會社