CN103477136A - 制造用于液体运输的多层复合管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造多层复合管的设备。该多层复合管包括由塑料制成的最内层（2）。该管具有无缝金属层（4）或具有轴向非重叠缝的金属层（4）。对金属层的外表面进行处理以用于改变其外观。此后，在金属层的外表面上提供透明的最外层（8）。该管的结构使得该管能够在无显著回弹的情况下被永久地弯曲成一定的角度。

Description

制造用于液体运输的多层复合管

技术领域

本发明涉及一种多层复合管。

本发明进一步涉及一种制造多层复合管的方法。

仍进一步地，本发明涉及一种用于制造多层复合管的装置。

背景技术

诸如铜管的传统金属管被用于饮用水系统。然而，在部分程度上由于不稳定的金属价格，金属管可能是昂贵的，并且其装配是繁琐的。此外，例如在管内的水中的矿物质连同pH值的变化可以对铜造成迅速腐蚀。对铜的腐蚀在管的外表面上造成不美观的绿色层。进一步地，有害物质可以从铜溶解于在铜管内的水中。

诸如由交联聚乙烯制成的管的塑料管正广泛地应用于饮用水系统。然而在表面装配中使用该管的可能性是有限的。

文件EP0691193公开了一种多层复合管。该多层复合管被这样形成，以使得内层被首先挤出并且涂有连接材料。此后，围绕内层卷绕铝制带并将该铝制带焊接，以便形成纵向焊接缝。铝制层被涂有外塑料层。

DE2939388公开了制造一种具有由塑料制成的内层的管。将例如铝的无缝金属层压制在塑料层的外侧。

WO2007/088252公开了一种多层复合管。该多层复合管包括塑料的内层和在内层上面的无缝管状金属层。可以用外塑料层覆盖该金属层。

还已知挠性软管。EP2154403公布了一种具有金属化外观的挠性软管。DE19511216公开了一种具有内层和外层的双壁挠性软管。在内层和外层之间设有色层。WO02/101276公开了一种具有金属外观的挠性塑料管。该管具有塑料的内层和在内层外侧的膜，其中，膜具有金属外观。在具有金属外观的层的顶部设有至少部分透明的外保护层。EP0685675公开了一种用于清洁用具特别是用于淋浴器的挠性软管。通过被热压在该管上的膜实现着色和/或喷涂金属粉。EP1197700公开了一种具有橡胶或硅树脂的内层和在该内层外侧的金属化塑料装饰膜的挠性软管。DE7714185公开了一种挠性管，其由诸如聚氯乙烯的塑料制成并具有围绕该管卷绕的成螺旋形的金属膜。该金属膜覆盖有外塑料层。DE19737676公开了一种具有围绕塑料软管缠绕的两个金属色带的挠性软管。在金属色带外侧设有外软管。EP0886741公开了一种包括由耐热塑料制成的壁的挠性保护套管。该套管还包括沉积于壁的外表面上的反射红外线辐射的金属真空层。US5555913公开了一种在其表面上具有着色和/或喷涂金属粉的塑料软管。通过在热冲压膜上冲压制造着色和/或喷涂金属粉。挠性软管可以用于例如淋浴器或园艺浇水用软管。然而，它们在饮用水系统中的使用并且特别是在表面装配中的使用是非常有限的。

WO00/61977公开了一种不锈塑料复合管。

CN2492730公开了一种具有塑料内管层、铝合金外管层和抗腐蚀金属材料保护层的管。抗腐蚀金属材料涂有抛光电泳的涂层。

DE29807448公开了一种具有聚氯乙烯内层和镀铬黄铜外层的结构。

GB2111164公开了一种具有塑料内层的复合管，通过在两侧上涂有粘合剂的纵向进给金属箔包绕该塑料内层。将塑料外层挤出在金属箔上。该管用于地暖系统。

WO01/85430公开了一种多层金属复合管。通过对金属管内部的挤压来施加塑料衬里并且将塑料涂层施加到金属管外部。

CA1292154公开了一种涂有锌膜的金属管。铬酸盐膜覆盖该锌膜。大体由环氧树脂构成的中间层覆盖该铬酸盐膜。聚氟乙烯膜覆盖该中间层。

WO2005/014279公开了一种具有内部金属主体的管。内部金属主体具有包括锌层、硅酸盐层和合成树脂层的涂层。

EP1316751公开了一种多层管。该多层管包括两个塑料材料的管状层、内层、外层以及两个中间金属层。

尽管存在大量的现有技术，但是显然对非常适合于表面装配安装的新型管有需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制造多层复合管的方法和设备以及一种多层复合管。

本发明的特征在于独立权利要求的特征。

这样形成一种多层复合管以使得该多层复合管包括由塑料制成的最内层。该管具有无缝金属层或具有轴向非重叠缝的金属层。对金属层的外表面进行处理以用于改变金属层的外观。此后，在金属层的外表面上设有透明的最外层。该管的结构使得该管在无显著回弹的情况下能够永久地弯曲成一定的角度。该管的可见外观是合意地美观的。该管可以具有光滑的发光面或其它类型的表面抛光。透明的最外层保护金属层表面免受例如划痕、指纹和腐蚀。因为其外观并且因为该管在无显著回弹的情况下能够永久地弯曲成一定的角度，所以该管能够用于表面装配或挂壁安装中。该管的属性还能够被针对饮用水系统进行优化。此外，由于该管的制造相当简单，因此该管的成本是合理的。

附图说明

下面，参照附图，通过优选的实施例对本发明进行更加详细地描述，其中：

图1是管制造装置的示意性侧视图；

图2是多层复合管的截面的端视图；以及

图3是另一管制造装置的示意性侧视图。

在附图中，为了清楚起见，以简化的方式呈现本发明。在附图中，相同的部分通过相同的附图标记来标注。

具体实施方式

图1公开了如何形成多层复合管的一个实例。图2示出了这种管的一个实例。

首先，管的内层2由塑料挤出机1挤出。内层2构成管的最内层。在塑料挤出机1后面设有校准/冷却盆10。内层2可以涂有连接层。从而，在成形的管中，在内层2和金属层4之间可以设有连接层。还能够共同挤出连接层和内层2。例如，如果内层2由本身由于嫁接功能末端基而具有良好粘着性能的高分子量塑料制成，，则不需要连接层。

可以挤出例如聚乙烯PE、交联聚乙烯PEX、聚丙烯PP或者聚丁烯-1PB等的内层2。用于挑选最内层的塑料材料的一个标准可以是该塑料可被批准用于饮用水运输。在这种情况下，在无有害物质迁移到在管内流动的水中的这个意义上，该塑料必须是惰性的。连接层可以包含例如具有顺丁烯二酸酐（maleicanhydride）的聚乙烯PE。

金属挤压机3可以在与塑料挤出机1相同的生产线上，因此塑料挤出机1和金属挤压机3可以如图1中所见的共线。在这种情况下，挤出的内层2直接进给到金属挤压机3。如果例如交联过程步骤是必需的，那么可以首先单独地生产内层2。从而，例如可以首先生产内层2然后将其盘绕。接着，将内层2解盘并将其进给到进入金属挤压机3的生产线中。

从而，将内层2进给到金属挤压机3中。金属挤压机3包括具有一个或多个连续的周向槽的可旋转安装的轮。轮套（shoe）适应于封闭该槽的一部分和装配工具，其包括设置成至少部分阻塞槽的邻接件（abutment）和引入到模具结构中的通路。将金属给料插入到旋转的带有槽的挤出轮中。通过摩擦和/或通过例如电加热器的另外的加热装置来加热金属并对其加压。材料在其通过通路流动并且通过模具结构被挤出的情况下接合邻接件。从而，材料是软化的但非熔化的。模具结构生产金属的管状无缝层，并且在模具结构中，内层2通过中空心轴。在金属层和内层之间允许足够的空隙以防止对内层的热损害。挤出的金属可以是铝并且因此形成铝层。金属还可以例如是铜或镁，或者是一些具有相当低的软化温度的其它金属。例如通过将铝和其它金属合铸，能够实现适合于该金属的适当特性。金属层4可以形成用于该管的阻氧层。

金属层4还能够由铝制片材形成，其围绕内层2卷绕并且将片材的边缘焊接在一起以便形成轴向缝。片材必须被确定尺寸以便形成对接焊缝。因此焊缝必须是非重叠的。因为金属层4外部仅设有非常薄的层，所以需要无缝金属层或者具有非重叠缝的金属层。无缝金属层或仅具有非重叠缝的金属层不需要任何用于改进金属层的外观的外层。

挤压后，金属层4冷却。此时，能够使用外部冷却装置。例如，冷却装置可以是环形冷却喷嘴11，其将冷却空气吹到金属层4上。代替冷却空气或除了冷却空气外，还可以使用诸如水的任何其它冷却介质。已挤出的铝的温度例如是约500℃，这意味着如果金属层4在其接触内层2的表面之前未冷却，则内层的表面会受到损害。

冷却后，通过成形辊5引导金属层4。根据成形辊的结构，其数量可以是两个、三个、四个或更多。成形辊5执行牵伸（draw down）过程，这意味着减小金属层4的直径，从而金属层与塑料内层2接触。通过例如使用圆锥收敛模具或其它适当的方法，也能够执行金属层直径的减小。

将连接层的材料激活，或如果不使用连接层，则将内层2本身的材料激活，以使得内层2和金属层4粘着在一起。例如通过热量可以激活材料。通过金属层4的热量可以激活材料。因此，即使金属层是冷却的，金属层也具有足够高的用于激活材料的温度。还可以通过另外的加热装置对金属层进行再加热。

生产线还可以设有一个或多个用于将管从金属挤压机3拖拉的牵引机12。在如图1中所示的实施例中，使用两个牵引机12。

利用表面处理装置6对金属层4的外表面进行处理以用于改变金属层4的外表面的外观。表面处理装置6例如可以包括旋转刷。替代旋转刷或除了旋转刷外，表面处理装置6还可以包括例如旋转滚轴、带抛光装置和/或喷射装置。对金属层4的外表面进行完全处理。

通过机械地和/或物理地和/或化学地处理表面，能够改变金属层4的外表面的外观。对金属层的表面的处理可以包括例如纹理化。纹理化可以包括例如抛光和/或喷射和/或刻蚀。抛光例如可以是机械抛光或化学抛光。可能需要预先研磨表面以去除不能例如仅通过抛光来去除的划痕或槽。通过用沙、氧化铝和玻璃微珠等来喷射表面的其它外观也是可以的。

通过覆盖装置7覆盖金属层4的已处理外表面。覆盖装置7在金属层的外表面上提供透明的最外层8以用于保护金属层4的外表面。覆盖装置7可以包括用于在金属层4的外表面上喷射保护层材料的喷射器。覆盖装置7的另一个实例是包括保护层材料的缸（bath）或盆（basin），将管通过缸或盆拉出。此外，例如通过静电覆盖装置，可以将保护层材料敷到金属层4的外表面上。

保护层材料的实例例如是热固化漆、UV固化漆、水性烤漆和羟基丙烯酸酯与有机溶剂结合的清漆。已处理的金属层外表面与最外面的透明层8邻接。透明层8可以是完全透明的或部分透明的或半透明的。因此，在此描述中，术语透明层8是指在完成的管中，金属层4的外表面对于外侧是至少部分可见的。

管的外径可以在例如8mm和120mm之间变化。最内层2的厚度可以在例如1.0mm和10mm之间变化。金属层4的厚度可以在例如0.1mm和2.0mm之间变化。透明的最外层8的厚度可以在例如10nm和50μm之间变化。

该管用于运输液体。在一个实施例中，该管用作运输饮用水。

因为管的结构并且特别地因为金属层4，管能够在无显著回弹的情况下弯曲成一定的角度。管的抗弯曲性相当高，这意味着管极其良好地保持笔直。相应地，当使管弯曲时，横截面不会变得非常平。在弯曲后，管保持弯曲，因此其不易于变直。因此，管非常适合于在表面装配安装中使用。在无显著回弹的情况下管能够永久地弯曲成一定的角度的定义是指在弯曲后，不存在或仅存在少量回弹。因此，在一个实施例中，弯曲后的回弹少于10度。在另一个实施例中，弯曲后的回弹少于5度。在第三个实施例中，弯曲后的回弹少于3度。

从而，因为管用于表面安装，所以其在管的装配或安装期间通常是弯曲的。因此，在弯曲期间，最外层的材料一定不能是易碎以致其将破裂。

在制造过程的最后，可以将多层复合管缠绕在鼓轮9上。如果管用于挂墙式安装，则在通过校直单元安装之前，其必须被变直。

也可以省去在鼓轮9上的盘绕或缠绕。然后以棍的形式生产管，由此管保持非常直。在这种情况下，用切割器将管切割成具有适当长度的棍。管棍的长度可以按需要变化。棍的长度可以在例如2m和10m之间。

还能够离线执行表面的处理和在已处理的表面上提供最外层。从而，可以在例如已将管切割成棍之后执行表面处理和涂覆。

在图3所示的实施例中，首先形成金属层4并且在成形的金属层4内挤出塑料的最内层。金属挤压机3形成无缝金属层4。塑料挤出机1具有工具1a，其在成形的金属层内延伸以便在金属层内挤出塑料。在该实施例中，不需要成形辊5或用于执行牵伸过程的任何其它装置。

还能够通过卷绕和对焊形成金属层，并且此后还能够在成形的金属层内挤出最内层。

对本领域的技术人员来说显而易见的是，随着技术的进步，能够以各种方式来实现本发明构思。本发明及其实施例不限于上述实例，而是可以在权利要求书的范围内变化。

Claims (14)

1.一种多层复合管，包括：

由塑料制成的最内层；

无缝金属层或具有轴向非重叠缝的金属层；

所述金属层的外表面在其形成之后被处理以用于改变其外观；以及

透明的最外层，其保护所述金属层的已处理的外表面，

由此，在无显著回弹的情况下，所述多层复合管能够被永久地弯曲成一定的角度。

2.如权利要求1所述的多层复合管，其中，所述金属层是无缝金属层。

3.如权利要求1或2所述的多层复合管，其中，通过纹理化对所述金属层的所述外表面进行处理。

4.如前述权利要求中任一项所述的多层复合管，其中，所述金属层形成用于所述管的阻氧层。

5.如前述权利要求中任一项所述的多层复合管，其中，保护所述金属层的外表面的所述透明的最外层是由热固化漆或UV固化漆制成的。

6.一种制造多层复合管的方法，包括：

通过挤压形成塑料的最内层；

通过挤压或通过卷绕和对焊形成金属层；

对所述金属层的外表面进行处理以用于改变其外观；以及

在所述金属层的已处理的外表面上提供透明的最外层以用于保护所述金属层的外表面，

由此，制造所述多层复合管，以使得其可以在无显著回弹的情况下被永久地弯曲成一定的角度。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述金属层通过挤压成形为无缝。

8.如权利要求6或7所述的方法，其中，通过纹理化对所述金属层的外表面进行处理。

9.如权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，首先形成金属层，并且在已成形的金属层内挤出所述塑料的最内层。

10.如权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，首先挤出所述塑料的最内层，并且围绕所述已成形的最内层形成所述金属层。

11.一种用于制造多层复合管的设备，该设备包括：挤出机，其用于挤出塑料的最内层；用于形成无缝金属层或具有轴向非重叠缝的金属层的装置；表面处理装置，其用于对所述金属层的外表面进行处理以用于改变其外观；以及覆盖装置，其用于利用保护所述金属层的外表面的透明层覆盖所述金属层的已处理的外表面。

12.如权利要求11所述的设备，其中，所述用于形成所述金属层的装置包括用于形成无缝金属层的金属挤压机。

13.如权利要求11或12所述的设备，其中，所述挤出机被布置成在已成形的金属层内挤出所述塑料的最内层。

14.如权利要求11或12所述的设备，其中，所述用于形成所述金属层的装置被布置成在已成形的所述最内层上形成所述金属层。

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