[发明专利]玻璃纤维增强塑料管垂直接头组件

说明书

玻璃纤维增强塑料管（俗称F.R.P管或简称玻璃纤维管，即玻璃钢管）因材质轻，高强度及良好耐化学性，埋设前后无需维护，为取代一般传统管材最理想的产品。该管是由基本原料包括树脂、玻璃纤维及填充料等不同的组合所形成的管壁结构，可以制成具有不同物理性能和化学性能的管材。例如高压管的玻璃纤维含量高，并采用耐化学性树脂以达到高机械强度和极佳的化学抵抗力。F.R.P管具有与一般塑胶管及钢管等极不相同的性质，其热传导效应低，约为钢管的二分之一，此外F.R.P管不象一般塑胶管那样遇冷变脆而遇热则易软化，其耐温范围在-40℃至120℃之间。

由于一般用于深水井等垂直安置的管子，其管材多为钢制，不但笨重且搬运不便，且各段管子都在运至工地时在现场进行电焊连接，不但费时，且需具备电力、电焊机及电焊技工，非常不便;且有时深水井钻孔完毕后，因电焊时间过长，而无法及时将钢管降入井孔内，会导致井孔崩塌和凿井失败的现象。故如何改进以争取及时将管子降入井孔内实为迫不及待。此外，又因由钢铁等材料制成的管子，使用中易生锈或被井中化学物质腐蚀，影响其使用寿命及出水水质。然而，一般塑胶管则因材质轻，且连接及安装均方便，但其耐热、耐压性则太差，且易老化，因而亦不适于在深水井管使用。

总之，钢管的优点是强度高，耐热和耐压，缺点则是焊接费时，易生锈、腐蚀、寿命短。一般塑胶管的优点是不会锈蚀，质轻且连接及安装都容易，但耐热、耐压性等强度较差，且易老化，寿命亦短。为此，若使用玻璃纤维管则能兼备上述钢管与塑胶管的优点，而能避免上述缺点，是一种极好的管材。但是，由于玻璃纤维管无法象钢管那样进行焊接或象塑胶管那样进行加热承插或使用粘接剂等方式进行结合，故本发明的重点在于其接合处的设计。

一般说，玻璃纤维管的水平方向连接因无轴向拉力，故其连接方式较易，如法兰式（Flange）对接式（Bitt）、伸缩式接头（Flex）、承插式接头（Bell    and    Spigot）等。但此数种方式均不适用于垂直井管，例如法兰式的周缘恰好阻塞住井管与井孔的空隙层，因而使填塞用的砾石无法继续落下;而平口对接式则需在两管接头处敷设一层玻璃纤维，使其连接坚固，但因此系现场加工，其所需时间较钢管的焊接时间更长，故不适用;此外，伸缩式接头及承插式接头则易被轴向拉力拉脱，亦不适用。而螺纹结合式则需承受太贵的加工费，且管子太长亦难以加工，故亦不考虑。

此外，在砂土层区域，其井管与井孔的间隙需加大，供充填砾石，故需使用定位环，以免因地层下陷而影响水井的寿命。但在石层区域凿井时，加大井孔势必产生作业上的困难，且浪费大量人力与工时，因此只要凿出比管材口径稍大的井孔即可，而不必增加定位环所占面积及空间，在接头的设计上，尤其在石层深井作业上，亦需考虑可承受大的吊装力，确保接头在深井作业中不会脱臼、断落。

本发明就是针对上述玻璃纤维管连接方式的种种困难而设计的一种适用于垂直管用的上下接头及F.R.P管的组件;其主要系将F.R.P管的欲互相接合的一端分别套入二只形状相对称的附有锁耳的钢圈接头中，使一管管端稍凸出于钢圈接头外，而另一管管端则藏于钢圈接头中，再分别经F.R.P与不饱和聚脂树脂加工，使钢圈接头得与原F.R.P管身形成一体;施工时，只须将两F.R.P管对准，管端间垫入橡皮垫圈后，将螺丝分别锁进钢圈接头之锁耳孔中绞紧，仅需数分钟，即可将二截玻璃纤维管紧密坚固结合。

本发明结构可于工厂内一体成型，运抵工地时，免用电、电焊机及电焊技工，只须一般操作员使用螺丝扳手锁紧二管，数分钟内即可完成，省时省工，缩短降管时间，此其特色一。

又本发明钢圈接头（即垂直上下接头）的锁耳，于降管于井孔中时，亦可做为井孔与管身的定位环，而不必如传统钢管须于管身另焊接定位环，一举两用，此为其第二个特色。

而为配合使用于石层深井作业，上下钢圈接头的固定环间并可加上F.R.P填块，使上下钢圈经由插套接合，以缩小接头面积，承受较大的吊装力，确保接头在石层深井作业中不脱落，且不需凿大口径井孔，此为本发明另一特色。

现参照附图及实施例来详细说明本发明结构。

图1    为本发明用于砂土层井管接头实施例的分解轴侧图，

图2    为图1组装轴侧图，

图3    为示意表示传统钢管下降至井孔中的图，

图4    为示意表示本发明的图1实施例构件下降至井孔中的图，

图5    为本发明另一实施例结构的外观图，

图6    为图5实施例的分解轴侧图，