流體配線系統的電磁感應焊接的制作方法
【專利摘要】安裝接頭(300)供感應可焊接管接頭(100)使用用來裝配多層管流體配線系統。感應焊接管接頭(100)包括大的中心管接頭部分(141)和具有相對于大的中心管接頭部分(141)減少的厚度的小的側端管接頭部分對(142)。感應焊接管接頭(151)具有一體的焊接劑流動阻礙物(152)用于裝配流體配線系統。電磁感應線圈反作用鉗子(400)供感應可焊接管接頭使用用于裝配流體配線系統。
【專利說明】
流體配線系統的電磁感應焊接
技術領域
[0001]本發明涉及用于在住宅、商業和工業管道系統中運輸流體的流體配線系統的電磁感應焊接。
【背景技術】
[0002]共同擁有的WIPO國際公開號WO2012/137197(發明名稱:塑料管配線系統的電磁感應焊接)公開了感應可焊接管接頭和用于在塑料管上夾緊感應可焊接管接頭的電磁感應線圈組件。塑料管由熱塑性塑料和熱固性塑料制成，除了其它以外，該熱塑性塑料包括PVC、PP、PP-R、HDPE等，該熱固性塑料包括PEX等。該塑料管全部是由單一的塑性材料制成或具有多層構成。
[0003]感應可焊接管接頭各自具有至少一種感應可焊接管插槽。每種感應可焊接管槽包括覆蓋內部熱塑性焊接劑襯管的固體金屬感受器套管。該感應可焊接管接頭可應用于許多各種不同的管接頭，包括，尤其是，連接器、彎管接頭、T形管接頭、Y形管接頭、X形管接頭等。該感應可焊接管接頭可被設計用于端到端電磁感應焊接兩種不同直徑的塑料管。該感應可焊接管接頭包括具有外螺紋或內螺紋的接頭端。
[0004]感應可焊接管接頭和熱塑性管的感應焊接無意地將過量的熱能轉移到管端，從而在感應焊接操作中引入不想要的不確定性的測量。此類無意的過量的熱能是由于許多各種不同的因素，包括，尤其是，熱塑性管和感應可焊接管接頭的公差、管端和感應可焊接管插槽之間的表面接觸、感應焊接操作的持續時間等。此類無意的過量的熱能導致管端的不想要的內部塑性變形，對于裝配流體配線系統的施工人員來說，它是無法察覺的。此類內部塑性變形引起在感應可焊接管接頭處妨礙流體流動通過流體配線系統。
[0005]非常有必要控制感應焊接操作以保證均勻地焊接密封連接到高度的確定性。
[0006]歐洲市場采用流體配線系統，該流體配線系統是由包括被夾在一個或多個塑料層之間的鋁芯層的多層管制成，該塑料層包括，尤其是，PEX等。與熱塑性管相比，鋁芯層提供內在機械剛性，并且防止擴散的氧氣或其它氣體擴散到流體流(fluid flow)。從多層管裝配的流體配線系統采用，尤其是，“壓配合”接頭系統。該“壓配合”接頭系統包括具有2個或更多用于密封和固定管端的“壓配合”管插槽的“壓配合”安裝接頭。該“壓配合”安裝接頭通常是由金屬或塑料材料制成。“壓配合”管插槽包括安裝在管狀的管柄腳上的環形鄰接元件，該管狀的管柄腳具有兩個或更多的O形環用于受力滑動插入到管端中。“壓配合”插槽包括用以在用于固定目的按壓操作中被按壓到管端上的加長的套管。“壓配合”安裝接頭在許多各種不同的，包括，尤其是，連接器、彎管接頭、T形管接頭、Y形管接頭、X形管接頭等中可用。
[0007]“壓配合”安裝接頭是相對昂貴的，施工人員需要相當多的“壓配合”安裝接頭才能完成多層管流體配線系統。再者，管柄腳必然具有比多層管的內徑更小的內徑，它們插入到該多層管中，從而影響流體流動通過“壓配合”安裝接頭。
[0008]需要用于裝配多層管流體配線系統的替代方法。

【發明內容】

[0009]本發明的一方面針對的是供用于裝配多層管流體配線系統的WO2012/137197的感應可焊接管接頭使用的安裝接頭(installat1n f itting)。本發明的安裝接頭類似上述“壓配合”安裝接頭(“press fit” installat1n fitting)相同之處在于它們都包括一個或多個管狀管柄腳(tubular pipe tangs)，該管狀管柄腳具有至少兩個用于受力滑動插入到多層管中的O形環用于密封地接合內部塑料層用來保護它的環形鋁芯端面。本發明的安裝接頭與“壓配合”安裝接頭的不同之處在于它們不是與固定裝置一體地形成的。而是它們與分離的WO 2012/137197的感應可焊接管接頭一起使用用于原位裝配。本發明的安裝接頭能夠被提供，非常類似于“壓配合”安裝接頭，即連接器、彎管接頭、T形管接頭、Y形管接頭、X形管接頭等。
[0010]本發明的另一方面針對的是本發明的感應可焊接管接頭，其具有小的側端管接頭部分對，小的側端管接頭部分對相比大的中心管接頭部分厚度減小使得前者相比后者每單位長度吸收更小的感應能(induct1n energy)，從而保證大的中心管接頭部分被感應加熱到比小的側端管接頭部分對更高的溫度。
[0011]本發明的再一方面針對的是在裝配流體配線系統中使用的具有一體的焊接劑流動阻礙物(integral solder flow barrier)的感應可焊接管接頭。一體的焊接劑流動阻礙物被安裝在感應可焊接管接頭內部并且經設計以當施加感應能時控制熔化的內部熱塑性焊接劑襯管的向內徑向流動，從而提供更加準確的感應焊接操作。根據本發明，具有一體的焊接劑流動阻礙物的感應可焊接管接頭可被定制為適合裝配熱塑性管或塑料管，該塑料管憑借由熱固性塑料材料制成或具有鋁芯層具有內在機械剛性。
[0012]在熱塑性管的前種情況中，一體的焊接劑流動阻礙物額外地用來向經歷感應焊接的管端提供結構剛性，因此它必然比它的相關感應可焊接管接頭長以延伸到被感應焊接在一起的管端的未加熱的長度。供熱塑性管使用的一體的焊接劑流動阻礙物可由熱固性塑料材料制成，該熱固性塑料材料具有比內部熱塑性焊接劑襯管高的熔化溫度使得它在感應焊接操作期間不受影響。或者，一體的焊接劑流動阻礙物由可溶解的材料制成，該可溶解的材料用來由流動通過流體配線系統的流體溶解。合適的可溶解的材料包括常見的鹽。
[0013]在具有內在機械剛性的塑料管的后種情況中，一體的焊接劑流動阻礙物比它的相關感應可焊接管接頭明顯地短，從而在可溶解的一體的焊接劑流動阻礙物的情況中節省了可溶解的材料。熔化的內部熱塑性焊接劑襯管的流動控制在具有鋁芯層的多層管的情況中尤其重要，以保證熔化的內部熱塑性焊接劑襯管材料完全地密封環形鋁芯端面以防止它們的會導致管不能使用的氧化。
[0014]本發明的又一方面針對的是與電源一起使用的電磁感應(EMI)線圈反作用鉗子(ElectroMagnetic Induct 1n (EMI) coil reverse act1n plier)，其用于裝配流體配線系統。鉗子包括杠桿對和短的鉗口對，該杠桿對在支點處樞轉以形成長手柄對，該手柄對經設計由用戶舒適地用手緊握。正常情況下，該鉗口對由偏置部件(例如，彈簧等)偏置到關閉位置以形成線圈外殼，該線圈外殼經設計形狀和尺寸用于包圍準備用于感應焊接操作的感應可焊接管接頭。當手動擠壓手柄對在一起時，可打開鉗口對。鉗子能利用上述WO 2012/137197的EMI線圈組件用于提供幾乎均勻的電磁場強度用來感應加熱感應焊接管接頭。
【附圖說明】
[0015]為了理解本發明并且明白在實踐中如何實施它，僅僅借助非限制性實施例，參照附圖，現在優選的實施例將被描述，附圖中類似的部分被做了同樣標記，以及其中:
[0016]圖1對應于上述WO 2012/137197中圖1;
[0017]圖2對應于上述WO 2012/137197中圖2;
[0018]圖3對應于上述WO 2012/137197中圖3;
[0019]圖4對應于上述WO 2012/137197中圖4;
[0020]圖5對應于上述WO 2012/137197中圖5;
[0021]圖6對應于上述WO 2012/137197中圖6并且是沿著圖5中B-B線的縱向截面圖；
[0022]圖7對應于上述WO 2012/137197中圖7;
[0023]圖8對應于上述WO 2012/137197中圖8;
[0024]圖9對應于上述WO 2012/137197中圖9并且是沿著圖8中C-C線的縱向截面圖；
[0025]圖10是傳統的用于連接3個相同直徑的多層管的T形“壓配合”安裝接頭的透視圖；
[0026]圖11是多層管的端視圖；
[0027]圖12是T形“壓配合”安裝接頭的部分分解圖；
[0028]圖13是根據本發明的教導供用于連接3個相同直徑的多層管的3個感應可焊接管接頭使用的T形安裝接頭的透視圖；
[0029]圖14是圖13的T形安裝接頭的管端的正視圖；
[0030]圖15是圖14的管端、感應可焊接管接頭和多層管的預裝配的組合件的透視圖；
[0031]圖16是圖15的感應可焊接管接頭沿著圖15中的線16-16的縱軸截面圖；
[0032]圖17是裝配的圖15組合件的管端、感應可焊接管接頭和多層管的預焊接連接的特寫縱向截面圖；
[0033]圖18是裝配的圖15組合件的管端、感應可焊接管接頭和多層管的焊接密封連接的特寫縱向截面圖；
[0034]圖19是供在端到端感應焊接兩個具有內在機械剛性的相同直徑的塑料管期間使用的具有一體的焊接劑流動阻礙物的感應可焊接管接頭的透視圖；
[0035]圖20是圖19的感應可焊接管接頭的分解圖；
[0036]圖21是圖19的感應可焊接管接頭沿著圖19中的線21-21的縱向截面圖；
[0037]圖22A到圖22C顯示了用于端到端感應焊接兩個相同直徑的多層管的圖19的感應可焊接管接頭的使用；
[0038]圖23是供在端到端感應焊接兩個相同直徑的熱塑性管期間使用的具有由可溶解的材料制成的一體的焊接劑流動阻礙物的感應可焊接管接頭的透視圖；
[0039]圖24是沿著圖23中的線24-24的具有一體的焊接劑流動阻礙物的圖23的感應可焊接管接頭的縱向截面圖；
[0040]圖25是供在端到端感應焊接兩個相同直徑的熱塑性管期間使用的具有由熱固性塑料材料制成的一體的焊接劑流動阻礙物的感應可焊接管接頭的透視圖；
[0041]圖26A到圖26C顯示了用于端到端焊接兩個相同直徑的熱塑性管的圖23的感應可焊接管接頭的使用；
[0042]圖27A和圖27B顯示了用于端到端焊接兩個相同直徑的熱塑性管的圖25的感應可焊接管接頭的使用；
[0043]圖28是用來與電源、感應可焊接管接頭和一對多層管一起使用的電磁感應線圈反作用鉗子的透視圖；
[0044]圖29是在操作狀態中用于防止在感應焊接操作期間打開鉗口對的具有內置的鎖定機構的鉗子的透視圖；以及
[0045]圖30是在感應焊接操作期間用于端到端連接多層管對的鉗子沿著圖29中線30-30的縱向截面圖。
[0046]本發明優選實施例的詳細描述
[0047]部分1:TO 2012/137197塑料管配線系統的電磁感應焊接
[0048]共同擁有的WO 2012/137197中圖1至圖4顯示了感應可焊接管接頭100用于電磁感應可焊接到一對相同直徑的熱塑性塑料管10。熱塑性塑料管10具有外徑Dl，通常在1mm到30mm的范圍內。熱塑性塑料管10具有管端11。管端11具有外圍的外部管端面12和暴露的環形管端面13。
[0049]感應可焊接管接頭100具有縱向的管接頭軸線101并且包括兩個相對的感應可焊接管插槽102A和102B，各自用于在其中受力滑動插入管端11。感應可焊接管接頭100具有兩層構造，包括內部熱塑性焊接劑襯管103和完全地外圍地覆蓋內部熱塑性焊接劑襯管103的固體鐵磁金屬感受器套管104。
[0050]焊接劑襯管103具有帶圖案的外部焊接劑襯管表面106，內部焊接劑襯管表面107和一對焊接劑襯管端面108。焊接劑襯管103是由熱塑性材料制成用來與熱塑性管10焊接。焊接劑襯管103具有內徑D2。直徑Dl和D2是使得管端11需要受力滑動插入到管插槽102中用來對其預加載。此類預加載確保了焊接劑襯管103的熔化反過來導致外圍的外部管端面12的熔化，從而使得它們焊接在一起。
[0051]感受器套管104優選地是由鋼構成以保證均勻加熱它的焊接劑襯管103。感受器套管104具有外部感受器套管表面109、帶圖案的內部感受器套管表面111和一對感受器套管端面112。外部感受器套管表面109是暴露的金屬表面，該表面可印刷有技術規格的詳細說明，包括，尤其是，長度、內徑、外徑等。
[0052]帶圖案的外部焊接劑襯管表面106和帶圖案的內部感受器套管表面111是緊密互補的聯鎖接觸以方便從感受器套管104到焊接劑襯管103的熱傳遞。圖3和圖4顯示了一系列沿縱向的管接頭軸線101的錯列的不同直徑的相鄰環113。交替的聯鎖圖案，包括，尤其是，城狀型表面、有溝的表面等。
[0053]焊接劑襯管103是與具有內徑D3的中心向內導向的止動部件114一起形成，其中Dl>D2>D3使得管端11當它們受力滑動插入到管接頭100中時停靠在向內導向的止動部件114上。向內導向的止動部件114包括朝向感應可焊接管插槽102A的第一鄰接表面114A和朝向感應可焊接管插槽102B的第二鄰接表面114B。向內導向的止動部件114優選是環形的。
[0054]參照圖5和圖6，現在將描述感應可焊接管接頭100和兩個熱塑性管10的電磁感應焊接:管端11被受力地插入到相對的管插槽102中以對其預加載。環形的管端面13在相對的側面上鄰接靠著中心向內導向的止動部件114。
[0055]電磁感應線圈(未顯示)被放置在新形成的組合件上方以及無線電頻率電流被供給電磁感應線圈。電磁感應線圈產生電磁場，其引起感受器套管104吸收電磁能。感受器套管104變熱同時加熱焊接劑襯管103。焊接劑襯管103開始熔化，外圍的外部管端面12也同樣如此，使得感應可焊接管接頭100和管端11一起形成焊接密封連接120 ο隨著焊接劑襯管103熔化，它也膨脹，正如來自焊接劑襯管103的熔化的熱塑性材料流出越過感受器套管端面112在焊接密封連接120的每一側形成環形的熱塑性擠出物121所證明的。
[0056]共同擁有的WO 2012/137197中圖7顯示了類似于感應可焊接管接頭100的感應可焊接管接頭130，因此，相似部分被同樣地編號。前者130不同于后者100之處在于前者130包括感受器套管104，感受器套管104具有它的左感受器套管端面112A的稍微向內的徑向小直徑檢查孔132的系列131和它的右感受器套管端面112B的稍微向內的徑向小直徑檢查孔132的系列131。圖8和圖9顯示了包括環形熱塑性擠出物121和額外地向外的徑向突出物133的焊接密封連接120，突出物133由伸出檢查孔132的焊接劑襯管103形成。
_7] 部分2:用于裝配多層管流體配線系統的“壓配合”安裝接頭
[0058]圖10顯示了用于連接3個相同直徑的多層管20的T形“壓配合”安裝接頭。
[0059]圖11顯示了多層管20具有3層構造，包括外部塑料層21、鋁芯層22和內部塑料層
23。多層管20具有外部管直徑Dl和內部管直徑D4，外部管直徑Dl與塑料管10相同。多層管20包括管端24和暴露的環形管端面26，端面26具有易于氧化的環形鋁芯端面27。
[0060]圖10和圖12顯示了T形“壓配合”安裝接頭200，其包括T形外殼201，其具有3個管插槽202用來各自密封地接收受力滑動插入其中的管端24。每個插槽202包括安裝在具有兩個或更多O形環206的管柄腳(pipe tang)204上的環形鄰接元件203。管柄腳204具有外徑D5。管插槽202和管柄腳204被設計尺寸使得多層管20需要受力滑動插入到管插槽202中用來保證O形環206靠著內部塑料層23密封。管端24被插入到管插槽202中直至鄰接靠著鄰接元件203。每個壓配合插槽202包括意圖在用于固定目的按壓操作中被按壓到管端24上的套管207。
[0061]部分3:用于感應焊接多層管流體配線系統的塑料安裝接頭
[0062]圖13和圖14顯示了用于連接3個相同直徑的多層管20的T形安裝接頭300，如同T形“壓配合”安裝接頭200。與包括用于固定目的的一體的套管207的T形“壓配合”安裝接頭200相比，T形安裝接頭300要求采用分離的感應可焊接管接頭用于裝配目的。多層管20在感應焊接方面等同塑料管10之處在于它們都包括外部塑料層2UT形安裝接頭300可完全由熱塑性材料或熱固性塑料材料制成，除了用于靠著內部塑料層23密封的傳統O形環之外。T形安裝接頭300可與WO 2012/137197公開的感應可焊接管接頭一起裝配。或者，T形安裝接頭300可與下文描述的感應可焊接管接頭140—起裝配。
[0063]T形安裝接頭300包括具有3個管形塑料管端302的外殼301。每個管端302具有管端中心線303和與管端中心線303同方向的暴露的外部的外圍的塑料表面304。管端302具有聚合于管狀的管柄腳307的肩306。管柄腳307設置有至少兩個O形環308，類似于管柄腳204。管端302優選地朝向管柄腳307逐漸減小使得肩306與圖14的正視圖中的管端中心線303界定被夾的銳角α。該被夾的銳角α優選地在45° ± 10°范圍內。或者，肩306可與管柄腳307形成直角使得暴露的外部的外圍的塑料表面304具有階梯狀的構造。管端302包括完全插入指示器309，其用于提供，當該完全插入指示器309接近它時，管端302已經完全地被插入到注塑焊接管接頭(inject1n weldable pipe connector)中的視覺用戶指示。
[0064]管端302被設計形狀和尺寸用來受力滑動插入到感應可焊接管插槽102中，類似于管端24。管柄腳307被設計形狀和尺寸用于受力滑動插入到多層管20中使得它的O形環308密封接觸內部塑料表面23。因此，管端302具有類似于多層管20的外部管直徑Dl以及管柄腳307具有類似于管柄腳204的外徑D5。
[0065]部分4:具有大的中心管接頭部分和減少厚度的小的側端管接頭部分對的感應可焊接官接頭
[0066]圖15和圖16顯示了感應可焊接管接頭140不同于WO 2012/137197公開的感應可焊接管接頭之處在于它們包括大的中心管接頭部分141和分別在感應可焊接管插槽對102處的小的側端管接頭部分對142。感應可焊接管接頭140具有長度LI，大的中心管接頭部分141具有長度L2以及每個小的側端管接頭部分142具有長度L3，其中L1 = L2+2L3，并且L2>1/2L1。
[0067]大的中心管接頭部分141具有厚度Tl，每個小的側端管接頭部分142具有厚度T2，其中Τ2〈Τ1。每個小的側端管接頭部分142相比大的中心接頭部分141具有減小的厚度使得它們相比大的中心管接頭部分141每單位長度吸收更少的感應能，從而確保大的中心管接頭部分141被感應加熱到比小的側端管接頭部分對142更高的溫度。通常Τ2&1/2Τ1。小的側端管接頭部分對142優選地與徑向小直徑孔132—起形成。
[0068]部分5:多層管流體配線系統的感應焊接
[0069]圖17顯示了管端302、感應可焊接管接頭140和多層管20的預焊接連接145。管端302被插入到感應可焊接管插槽102Α中直至肩306鄰接靠在第一環形鄰接表面114Α上。多層管20被插入到感應可焊接管插槽102Β中直至鄰接靠在第二環形鄰接表面114Β上。管端302和多層管20到感應可焊接管接頭140中的滑動插入密封地滑動管柄腳307到多層管20中借助O形環308密封地接合內部塑料層23。預焊接連接145包括由肩306、內部熱塑性焊接劑襯管103和暴露的環形管端面26限定的環形腔146。
[0070]圖18顯示了以類似于上述W02012/137197中解釋的方式，向預焊接連接145施加感應能之后的焊接密封連接147。內部熱塑性焊接劑襯管103熔化形成環形塑料擠出形成物121和向外徑向的突出物133，如上文參照WO 2012/137197中圖7到圖9所描述的。還有，內部熱塑性焊接劑襯管103熔化并且徑向向內朝向管柄腳307流動以填充環形腔146用于密封環形鋁芯端面27。此類密封提供額外的保護以避免鋁芯層22的氧化。
[0071]部分6:感應可焊接管接頭具有一體的焊接劑流動阻礙物(Solder Flow Barrier)用于端到端感應焊接具有內在機械剛性的塑料管
[0072]圖19到圖21顯示了具有一體的焊接劑流動阻礙物的感應可焊接管接頭150(下文稱為“輔助感應可焊接管接頭”)用于端到端感應焊接兩個具有內在機械剛性的塑料管。此類塑料管包括具有鋁芯層的多層管20、熱固性塑料管等。輔助感應可焊接管接頭150從感應可焊接管接頭140改進。或者，輔助感應可焊接管接頭可從WO 2012/137197中公開的感應可焊接管接頭100和130改進。
[0073]輔助感應可焊接管接頭150包括感應可焊接管接頭151、焊接劑流動阻礙物152和用于在感應可焊接管接頭151內安裝焊接劑流動阻礙物152的安裝接頭153。焊接劑流動阻礙物152包括被安裝裝置153利用的中心法蘭154。合適的安裝裝置153包括，尤其是，機械裝置、粘合等。焊接劑流動阻礙物152優選地由可溶解的材料構成，用于流體流過被溶解之前初始地輔助兩個多層管20的感應焊接操作。
[0074]輔助感應可焊接管接頭150具有與感應可焊接管接頭140相同的長度LI，焊接劑流動阻礙物152具有長度L4，其中L4〈L1。通常L4&1/2L1。焊接劑流動阻礙物152包括與感應可焊接管插槽對102對應的管柄腳對156。管柄腳對156具有外徑D5，類似管柄腳204和307，用于密封靠在內部塑料層23上的相同目的。焊接劑流動阻礙物152優選地包括與縱向管接頭軸線101同方向的貫穿孔157。
[0075]圖22A到圖22C顯示了使用輔助感應可焊接管接頭150端到端感應焊接兩個多層管
20 ο
[0076]圖22Α顯示了當受力滑動插入多層管20到相對的感應可焊接管插槽102中直至它們各自暴露的環形管端面26鄰接靠在中心向內導向的止動部件114上時，輔助感應可焊接管接頭150和多層管20的預焊接連接160。管柄腳對156滑動地插入到管端24中。環形管端面26和輔助感應可焊接管接頭150形成環形接觸區161Α和161Β，其在外部由內部熱塑性焊接劑襯管103限定并且在內部由焊接劑流動阻礙物152限定。由于在暴露的環形管端面26和鄰接表面114Α和114Β之間的表面接觸公差，環形接觸區161A和161B包含微小的腔。
[0077]圖22Β顯示了以類似于上文WO2012/137197中解釋的的方式，在向預焊接連接160施加感應能之后的焊接密封連接162。內部熱塑性焊接劑襯管103熔化并且膨脹以朝向焊接劑流動阻礙物152徑向地向內并且還外圍地沿著管端302和多層管20流動以形成環形熱塑性擠出物121。此類向內膨脹填充環形接觸區161從而密封地封閉相對的環形鋁芯端面27(而不是O形環保護)以避免它們的氧化。
[0078]圖22C顯示了在通過流動通過多層管20的流體F溶解焊接劑流動阻礙物152之后的焊接密封連接162。
[0079]部分7:感應可焊接管接頭具有一體的焊接劑流動阻礙物用于端到端感應焊接熱塑性管
[0080]圖23和圖24顯示了具有一體的焊接劑流動阻礙物170的感應可焊接管接頭(下文稱為“輔助感應可焊接管接頭”)用于端到端感應焊接兩個相同直徑的熱塑性管10。輔助感應可焊接管接頭170具有與輔助感應可焊接管接頭150相同的構造和用途。輔助感應可焊接管接頭170包括感應可焊接管接頭171、焊接劑流動阻礙物172和用于在感應可焊接管接頭171內部安裝焊接劑流動阻礙物172的安裝裝置173。焊接劑流動阻礙物172包括被安裝裝置173利用的中心凸緣174和與感應可焊接管插槽對102對應的管柄腳對176。管柄腳對176具有外徑D6用于受力滑動插入到熱塑性管10中。焊接劑流動阻礙物172優選地包括與縱向的管接頭軸線101同方向的貫穿孔177。
[0081]輔助感應可焊接管接頭170具有與感應可焊接管接頭140相同的長度LI，焊接劑流動阻礙物172具有長度L4，其中L4>L1。焊接劑流動阻礙物172比感應可焊接管接頭171長是因為除了控制來自內部熱塑性焊接劑襯管103的熔化的焊接劑襯管朝向類似于焊接劑流動阻礙物152的焊接劑流動阻礙物172徑向向內定向流動，焊接劑流動阻礙物172還對兩個熱塑性管10提供機械支撐，這在具有內在機械剛性的塑料管的情況中是不需要的。因此，焊接劑流動阻礙物172必然不得不延伸到管端11的未加熱的長度。通常L4&1.5L1。
[0082]圖25顯示了感應可焊接管接頭具有一體的焊接劑流動阻礙物180(下文稱為“輔助感應可焊接管接頭”)用于在端到端感應焊接兩個相同直徑的熱塑性管10期間使用。輔助感應可焊接管接頭180具有與輔助感應可焊接管接頭170類似的構造和用途。后者180不同于前者170之處在于后者180包括由熱固性塑料材料(而不是可溶解的材料)構成的焊接劑流動阻礙物181。焊接劑流動阻礙物181具有與感應可焊接管插槽對102對應的管柄腳對182。熱固性塑料材料具有比內部熱塑性焊接劑襯管103的熔化溫度顯著地高的熔化溫度使得它在感應焊接操作期間并不熔化。焊接劑流動阻礙物181是輔助感應可焊接管接頭180中永久的組件，因此，它優選被制造得盡可能薄，一方面提供感應焊接操作期間的需要的機械支撐，另一方面以最小地使輔助感應可焊接管接頭180的內徑變窄。焊接劑流動阻礙物181具有與縱向的管接頭軸線101同方向的縱向的貫穿孔183。
[0083]圖26A到圖26C顯示了采用輔助感應可焊接管接頭170用于端到端感應焊接兩個相同直徑的熱塑性管10。
[0084]圖26A顯示了在受力滑動插入熱塑性管10到相對的感應可焊接管插槽102中直至它們各自暴露的環形端面13鄰接靠在中心向內導向的止動部件114上時輔助感應可焊接管接頭170和熱塑性管10的預焊接連接190。管柄腳對176滑動插入到管端11中。暴露的環形管端面13和輔助感應可焊接管接頭170形成環形接觸區191A和191B，其在外部由內部熱塑性焊接劑襯管103限定，在內部由焊接劑流動阻礙物172限定。由于暴露的環形管端面13和鄰接表面114A和114B之間的表面接觸公差，環形接觸區191A和191B包含微小的腔。
[0085]圖26B顯示了以類似于上述WO 2012/137197中解釋的方式向預焊接連接190施加感應能之后的焊接密封連接192。內部熱塑性焊接劑襯管103熔化并且隨著它膨脹填充環形接觸區191，朝向焊接劑流動阻礙物172向內流動。管柄腳對176防止管端11的任何塑性變形。
[0086]圖26C顯示了在通過流動通過多層管10的流體F溶解焊接劑流動阻礙物172之后的焊接密封連接192。
[0087]圖27A和圖27B顯示了采用輔助感應可焊接管接頭180端到端感應焊接兩個相同直徑的熱塑性管10。
[0088]圖27A顯示了在受力滑動插入熱塑性管10到相對的感應可焊接管插槽102中直至它們各自暴露的環形端面13鄰接靠在中心向內導向的止動部件114上時輔助感應可焊接管接頭180和熱塑性管10的預焊接連接195。管柄腳對182滑動插入到管端11中。暴露的環形管端面13和輔助感應可焊接管接頭180形成環形接觸區196A和196B，其在外部由內部熱塑性焊接劑襯管103限定，在內部由焊接劑流動阻礙物181限定。由于暴露的環形管端面13和鄰接表面114A和114B之間的表面接觸公差，環形接觸區196A和196B包含微小的腔。
[0089]圖27B顯示了以類似于上述WO 2012/137197中解釋的方式，在向預焊接連接195施加感應能之后的焊接密封連接197。內部熱塑性焊接劑襯管103熔化并且隨著它膨脹填充環形接觸區196，朝向焊接劑流動阻礙物181向內流動。管柄腳對182防止管端11的任何塑性變形。
[0090]部分8:電石茲感應(EMI)線圈反作用鉗子(ElectroMagnetic Induct1n(EMI)CoilReverse Act1n Pliers)
[0091]圖28到圖30顯示了電磁感應(EMI)線圈反作用鉗子400用于與電源450—起使用用來感應焊接感應可焊接管接頭以裝配流體配線系統。鉗子400可經設計與W02012/13797公開的感應可焊接管接頭和感應可焊接管接頭140—起使用。
[0092]電源450包括用于控制感應焊接操作的用戶界面451。用戶界面451包括用于啟動感應焊接操作的START開關452。用戶界面451包括用于輸入管材料和管直徑的其它控制單元。管材料控制單元包括，尤其是，用于PP-R、PEX、HDPE、ML等的觸摸選擇按鈕。管直徑控制單元包括，尤其是，針對16-24mm直徑、25_32mm直徑、33_50mm直徑和I 1mm直徑的觸摸選擇按鈕。基于用戶輸入，電源450確定感應焊接操作的持續時間和感應焊接操作的電壓。
[0093]鉗子400包括加長的杠桿對401和短的鉗口對404，加長的杠桿對401在支點402處樞轉，用于形成長手柄對403用來由用戶用手舒適的緊握以抓住和使用鉗子。鉗子400包括偏置部件(biasing member)406用于，通常情況下，將鉗口對404偏置到閉合位置用于限定具有橫向于杠桿對401的縱向線圈外殼軸線408的管狀線圈外殼407。當手動地將手柄對403擠壓在一起時鉗口對404可被打開克服偏置部件406 ο線圈外殼407被設計形狀和尺寸以當對齊縱向線圈外殼軸線408和縱向管接頭軸線101時包圍其中的感應可焊接管接頭140。
[0094]鉗口對404包括用于向感應可焊接管接頭140施加感應能的電磁感應線圈組件409。鉗子400包括用于連接到電源450的電線對411。電線對411被分開使得一根電線411A沿著一個手柄403A延伸，另一根電線41IB沿著另一個手柄403B延伸以減少電線對411之間的能量損失。
[0095]鉗口對404具有階梯狀內表面412，其被設計形狀和尺寸以緊密地接收感應可焊接管接頭140。階梯狀內表面412是由中心部分142A和相對的端部分對412B構成，用于相應地接觸大的中心管接頭部分141和小的側端管接頭部分142 ο相對的端部分對412B各自優選地由帶肋的面413構成。鉗口對404保證感應可焊接管接頭140最佳地放置在其中用來最佳地傳遞來自鉗子400的感應能。
[0096]鉗子400可包括持續的感應焊接操作指示器414用來提供感應焊接操作是在進行中的用戶指示。用戶指示可以是視覺警報、振動警報等的形式。鉗子400包括用戶操作開關416用于操作電源450用來啟動和停止感應焊接操作而不是從電源的START開關452。鉗子400額外地包括內置鎖定機構417用來防止在感應焊接操作期間將手柄對403擠壓在一起。鎖定機構417包括樞轉的剛性鎖定部件418，其在感應焊接操作期間被激活到操作狀態(參見圖29)。
[0097]雖然用了有限數目的實施例描述本發明，應該理解本發明的許多變化、改進和其它的應用均在本發明權利要求的范圍內做出。
【主權項】
1.安裝接頭，所述安裝接頭供感應可焊接管接頭和多層管使用用來形成連接所述安裝接頭和所述多層管的焊接密封連接， 所述感應可焊接管接頭包括i)具有第一感應可焊接管插槽和第二感應可焊接管插槽的感應可焊接管插槽對，ii)具有中心向內導向的止動部件的內部熱塑性焊接劑襯管和i i i)完全地外圍地覆蓋所述內部熱塑性焊接劑襯管的固體金屬感受器套管， 所述多層管包括i)具有外部塑料層、鋁芯層、內部塑料層的多層構造，和ii)具有環形鋁芯端面的暴露的環形管端面， 所述安裝接頭包括具有管端中心線的管狀的塑料管端和與所述管端中心線同方向的暴露的外部的外圍的塑料表面， 所述管端具有肩，所述肩聚合于具有至少兩個O形環的管狀的管柄腳， 配置是當受力滑動插入到所述第一感應可焊接管插槽中時，所述管端停止靠到所述中心向內導向的止動部件上以及當受力滑動插入到所述第二感應可焊接管插槽中時所述多層管停止靠到所述中心向內導向的止動部件上，從而密封地插入所述管柄腳到所述多層管中， 由此在所述感受器套管中感生電磁感應熔化所述內部熱塑性焊接劑襯管用于形成連接所述安裝接頭和所述多層管的焊接密封連接。2.根據權利要求1所述的接頭，其特征在于，所述管端向所述管柄腳逐漸變小使得在所述管端的正視圖中所述肩與所述管端中心線界定被夾的銳角。3.根據權利要求2所述的接頭，其特征在于，所述被夾的銳角是在45°± 10°的范圍內。4.根據權利要求1到3任一項所述的接頭，其特征在于，所述管端包括完全插入指示器，所述指示器用于提供，當所述完全插入指示器接近它時，所述管端已經完全地被插入到感應可焊接管插槽中的視覺用戶指示。5.流體配線系統，所述流體配線系統包括至少一個根據權利要求1到4任一項所述的安裝接頭。6.—種形成用來連接安裝接頭和多層管的焊接密封連接的方法， 所述感應可焊接管接頭包括i)具有第一感應可焊接管插槽和第二感應可焊接管插槽的感應可焊接管插槽對，ii)具有中心向內導向的止動部件的內部熱塑性焊接劑襯管和完全地外圍地覆蓋所述內部熱塑性焊接劑襯管的固體金屬感受器套管， 所述多層管包括i)具有外部塑料層、鋁芯層、內部塑料層的多層構造，和ii)具有環形鋁芯端面的暴露的環形管端面， 所述安裝接頭包括具有管端中心線的管狀的塑料管端和與所述管端中心線同方向的暴露的外部的外圍的塑料表面， 所述管端具有肩，所述肩聚合于具有至少兩個O形環的管狀的管柄腳， 所述方法包括下述步驟: (a)受力滑動插入所述管端到所述第一感應可焊接管插槽中以停止靠到所述中心向內導向的止動部件上以及受力滑動插入所述多層管到所述第二感應可焊接管插槽中以停止靠到所述中心向內導向的止動部件上，從而密封地插入所述管柄腳到所述多層管中；以及 (b)在所述感受器套管中感生電磁感應用于熔化所述熱塑性焊接劑襯管，用于形成連接所述安裝接頭和所述多層管的焊接密封連接。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述管端向所述管柄腳逐漸變小使得在所述管端的正視圖中所述肩與所述管端中心線界定被夾的銳角。8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述被夾的銳角是在45°± 10°的范圍內。9.根據權利要求6到8任一項所述的方法，其特征在于，所述管端包括完全插入指示器，所述指示器用于提供，當所述完全插入指示器接近它時，所述管端已經完全地被插入到感應可焊接管套中的視覺用戶指示。10.感應可焊接管接頭，所述感應可焊接管接頭用于端到端感應焊接各自具有管端的管對，所述感應可焊接管接頭包括: 感應可焊接管插槽對，所述感應可焊接管插槽對包括用于在其中受力滑動插入第一塑料管端的第一感應可焊接管插槽和用于在其中受力滑動插入第二塑料管端的第二感應可焊接管插槽， 內部熱塑性焊接劑襯管和外圍地覆蓋所述熱塑性焊接劑襯管的固體金屬感受器套管，當在所述感應可焊接管套中感生電磁感應時，所述感受器套管吸收電磁能用于熔化所述熱塑性焊接劑襯管，用來焊接所述感應可焊接管插槽對到所述管端以形成連接所述管對的焊接密封連接， 具有厚度Tl的大的中心管接頭部分和分別在所述感應可焊接管插槽對處的小的側端管接頭部分對，每個所述小的側端管接頭部分具有厚度T2，其中TDT2使得所述大的中心管接頭部分比每個所述小的側端管接頭部分每單位長度吸收更多的感應能。11.根據權利要求1O所述的接頭，其特征在于，T2?1/2T1。12.根據權利要求10或11所述的接頭，其特征在于，所述感應可焊接管接頭具有長度LI，所述大的中心管接頭部分具有長度L2，并且L2>1/2L1。13.感應可焊接管接頭，所述感應可焊接管接頭具有一體的焊接劑流動阻礙物用于端到端感應焊接各自具有管端和暴露的環形管端面的管對，具有一體的焊接劑流動阻礙物的所述感應可焊接管接頭具有縱向的管接頭軸線和長度LI，并且包括: (a)感應可焊接管接頭，所述感應可焊接管接頭具有感應可焊接管插槽對，所述感應可焊接管插槽對包括用于在其中受力滑動插入第一管端的第一感應可焊接管插槽和用于在其中受力滑動插入第二管端的第二感應可焊接管插槽， 所述感應可焊接管接頭具有內部熱塑性焊接劑襯管和外圍地覆蓋所述內部熱塑性焊接劑襯管的固體金屬感受器套管，以及 所述內部熱塑性焊接劑襯管具有中心向內導向的止動部件，所述中心向內導向的止動部件具有朝向所述第一感應可焊接管插槽的第一鄰接表面和朝向所述第二感應可焊接管插槽的第二鄰接表面;以及 (b)安裝在所述內部熱塑性焊接劑襯管內部并且具有長度L4的焊接劑流動阻礙物，所述焊接劑流動阻礙物包括與所述第一感應可焊接管插槽相關的第一管柄腳和與所述第二感應可焊接管插槽對相關的第二管柄腳， 配置是當受力滑動插入到所述第一感應可焊接管插槽中時第一管停止靠到所述第一鄰接表面用于密封地插入所述第一管柄腳到所述第一管中，并且在所述第一管和具有一體的焊接劑流動阻礙物的所述感應可焊接管接頭之間形成第一環形接觸區，所述第一環形接觸區在外部由所述內部熱塑性焊接劑襯管限定并且在內部由所述焊接劑流動阻礙物限定，以及 當受力滑動插入到所述第二感應可焊接管插槽中時第二管停止靠到所述第二鄰接表面用于密封地插入所述第二管柄腳到所述第二管中，并且在所述第二管和具有一體的焊接劑流動阻礙物的所述感應可焊接管接頭之間形成第二環形接觸區，所述第二環形接觸區在外部由所述內部熱塑性焊接劑襯管限定并且在內部由所述焊接劑流動阻礙物限定， 由此在所述感受器套管中感生電磁感應熔化所述內部熱塑性焊接劑襯管用于來自所述內部熱塑性焊接劑襯管的熔化的焊接劑的徑向向內流動到所述焊接劑流動阻礙物，用于填充所述第一和第二環形接觸區用來形成端到端感應焊接所述管對的焊接密封連接。14.根據權利要求13所述的接頭，其特征在于，所述焊接劑流動阻礙物包括用于安裝在所述感應可焊接管接頭上的中心法蘭。15.根據權利要求13或14所述的接頭，其特征在于，所述焊接劑流動阻礙物由可溶解的材料制成，該材料在流體流動通過所述管對時被溶解。16.根據權利要求15所述的接頭，其特征在于，所述焊接劑流動阻礙物是管狀的，并且具有與所述縱向的管接頭軸線同方向的縱向的貫穿孔。17.根據權利要求13或14所述的接頭，其特征在于，所述焊接劑流動阻礙物是管狀的，具有與所述縱向的管接頭軸線同方向的縱向的貫穿孔，以及由具有比所述內部熱塑性焊接劑襯管的熔化溫度高的熔化溫度的熱固性塑料材料制成。18.根據權利要求13到16任一項所述的接頭，其特征在于，L4〈L1，其用于包括具有內在機械剛性的塑料管的流體配線系統。19.根據權利要求13到17任一項所述的接頭，其特征在于，L4>L1，其用于包括熱塑性管的流體配線系統。20.流體配線系統，所述流體配線系統包括至少一種根據權利要求13到19任一項所述的感應可焊接管接頭。21.—種使用具有一體的焊接劑流動阻礙物的感應可焊接管接頭用于端到端感應焊接各自具有管端和暴露的環形管端面的管對的方法， 具有一體的焊接劑流動阻礙物的所述感應可焊接管接頭具有縱向的管接頭軸線和長度L， 具有一體的焊接劑流動阻礙物的所述感應可焊接管接頭包括具有感應可焊接管插槽對的感應可焊接管接頭，所述感應可焊接管插槽對包括用于在其中受力滑動插入第一塑料管端的第一感應可焊接管插槽和用于在其中受力滑動插入第二塑料管端的第二感應可焊接管插槽， 所述感應可焊接管接頭具有內部熱塑性焊接劑襯管和外圍地覆蓋所述內部熱塑性焊接劑襯管的固體金屬感受器套管，以及 所述內部熱塑性焊接劑襯管具有中心向內導向的止動部件，所述中心向內導向的止動部件具有朝向所述第一感應可焊接管插槽的第一鄰接表面和朝向所述第二感應可焊接管插槽的第二鄰接表面;以及 焊接劑流動阻礙物安裝在所述內部熱塑性焊接劑襯管的內部并且具有長度L4，所述焊接劑流動阻礙物包括與所述第一感應可焊接管插槽相關的第一管柄腳和與所述第二感應可焊接管插槽對相關的第二管柄腳， 所述方法包括以下步驟: (a)受力滑動插入所述第一管到所述第一感應可焊接管插槽中停止靠到所述第一鄰接表面用于密封地插入所述第一管柄腳到所述第一管中并且在所述第一管和具有一體的焊接劑流動阻礙物的所述感應可焊接管接頭之間形成第一環形接觸區，所述第一環形接觸區在外部由所述內部熱塑性焊接劑襯管限定并且在內部由所述焊接劑流動阻礙物限定； (b)受力滑動插入所述第二管到所述第二感應可焊接管插槽中停止靠到所述第二鄰接表面用于密封地插入所述第二管柄腳到所述第二管中并且在所述第二管和具有一體的焊接劑流動阻礙物的所述感應可焊接管接頭之間形成第二環形接觸區，所述第二環形接觸區在外部由所述內部熱塑性焊接劑襯管限定并且在內部由所述焊接劑流動阻礙物限定；以及 (c)在所述感受器套管中感生電磁感應熔化所述內部熱塑性焊接劑襯管用于來自所述內部熱塑性焊接劑襯管的熔化的焊接劑的徑向向內流動到所述焊接劑流動阻礙物，用于填充所述第一和第二環形接觸區用來形成用于端到端感應焊接所述管對的焊接密封連接。22.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，所述焊接劑流動阻礙物包括用于安裝在所述感應可焊接管接頭上的中心法蘭。23.根據權利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述焊接劑流動阻礙物由可溶解的材料制成，所述材料在流體流動通過所述管對時被溶解。24.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，所述焊接劑流動阻礙物是管狀的并且具有與所述縱向的管接頭軸線同方向的縱向的貫穿孔。25.根據權利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述焊接劑流動阻礙物是管狀的，具有與所述縱向的管接頭軸線平行的縱向的貫穿孔，并且由具有比所述內部熱塑性焊接劑襯管的熔化溫度高的熔化溫度的熱固性塑料材料制成。26.根據權利要求21到24任一項所述的方法，其特征在于，L4〈L1，其用于包括具有內在機械剛性的塑料管的流體配線系統。27.根據權利要求21到25任一項所述的方法，其特征在于，L4>L1，其用于包括熱塑性管的流體配線系統。28.電磁感應線圈反作用鉗子，所述電磁感應線圈反作用鉗子和具有第一極性端和第二相反極性端的電源一起使用用來感應焊接感應可焊接管接頭和塑料管端以形成焊接密封連接，所述鉗子包括: (a)加長的杠桿對和短的鉗口對，所述加長的杠桿對在支點處樞轉用于形成由用戶用手緊握的長手柄對； (b)偏置部件，所述偏置部件用于正常地偏置所述鉗口對到關閉位置用于限定具有橫向于所述杠桿對的縱向的線圈外殼軸線的管狀的線圈外殼，其中當手動將所述手柄對擠壓在一起用于打開所述鉗口對時，所述偏置反向移動；以及 (c)外圍地圍繞所述線圈外殼延伸的感應線圈，由此對所述電源的操作激發所述感應線圈在距所述縱向的線圈外殼軸線給定的徑向距離處產生基本上均勻的電磁場強度，用于在所述感應可焊接管接頭中感生出電磁感應和放置在其中的塑料管端形成焊接密封連接。29.根據權利要求28所述的鉗子，其特征在于，所述感應線圈包括用于連接到所述電源的電線對，其中所述電線對包括沿著所述手柄對的第一手柄延伸的第一電線和沿著所述手柄對的第二手柄延伸的第二電線。30.根據權利要求28或29所述的鉗子，其特征在于，所述線圈外殼具有階梯狀內表面，所述階梯狀內表面包括中心部分和一對側端，其中所述側端具有比所述中心部分小的內徑。31.根據權利要求28到30任一項所述的鉗子，所述鉗子進一步包括持續的感應焊接操作指示器，所述指示器用于提供感應焊接操作是在進行中的用戶指示。32.根據權利要求28到31任一項所述的鉗子，所述鉗子進一步包括用戶操作的開關，所述用戶操作的開關用于操作所述電源用于啟動和停止感應焊接操作。33.根據權利要求28到32任一項所述的鉗子，所述鉗子進一步包括內置鎖定機構，所述鎖定機構用于在感應焊接操作期間阻止所述將所述手柄對擠壓在一起以打開所述鉗口對。
【文檔編號】B29C65/78GK106068417SQ201580011925
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年3月3日 公開號201580011925.9, CN 106068417 A, CN 106068417A, CN 201580011925, CN-A-106068417, CN106068417 A, CN106068417A, CN201580011925, CN201580011925.9, PCT/2015/50225, PCT/IL/15/050225, PCT/IL/15/50225, PCT/IL/2015/050225, PCT/IL/2015/50225, PCT/IL15/050225, PCT/IL15/50225, PCT/IL15050225, PCT/IL1550225, PCT/IL2015/050225, PCT/IL2015/50225, PCT/IL2015050225, PCT/IL201550225
【發明人】吉迪恩·霍爾曼, 保羅·施泰納, 伊蘭·尤吉
【申請人】霍里奧特公司