建筑排水立管、其成型模具及其成型方法
阅读说明：本技术 建筑排水立管、其成型模具及其成型方法 (Building drainage vertical pipe, forming die and forming method thereof ) 是由 徐鑫 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种建筑排水立管、其成型模具及成型方法,该立管包括立管本体和至少一条螺旋叶片,螺旋叶片在立管本体的内壁轴向整体上呈螺旋走向,螺旋叶片通过其底侧固定连接于立管本体的内壁；螺旋叶片的径向截面内侧呈第一正态分布曲线,第一正态分布曲线的横坐标轴处于立管本体的内壁的一条弦上,弦到立管本体圆心的距离大于立管本体内径的一半而小于立管本体的内径。其通过在建筑排水立管的内壁设置径向截面内侧呈第一正态分布曲线的螺旋内筋,完全消除了顶端尖锐及其与建筑排水立管内壁之间连接处的尖锐,降低排水时管内压力波动,降低下落水流速度。除此之外,该成型模具及成型方法,结构简单,成本低廉。(The invention discloses a building drainage vertical pipe, a forming die and a forming method thereof, wherein the vertical pipe comprises a vertical pipe body and at least one helical blade, the helical blade is in a helical trend on the whole axial direction of the inner wall of the vertical pipe body, and the helical blade is fixedly connected to the inner wall of the vertical pipe body through the bottom side of the helical blade; the inner side of the radial section of the helical blade is a first normal distribution curve, the abscissa axis of the first normal distribution curve is positioned on a chord of the inner wall of the stand pipe body, and the distance from the chord to the circle center of the stand pipe body is larger than half of the inner diameter of the stand pipe body and smaller than the inner diameter of the stand pipe body. The spiral inner rib with the radial section being the first normal distribution curve is arranged on the inner wall of the building drainage vertical pipe, so that the sharp top end and the sharp connecting part between the top end and the inner wall of the building drainage vertical pipe are completely eliminated, pressure fluctuation in the pipe during drainage is reduced, and the falling water flow speed is reduced. In addition, the forming die and the forming method have the advantages of simple structure and low cost.)
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，特别是涉及建筑排水立管、其成型模具及其成型方法。
背景技术
塑料管是一种建筑排水常用的管材，但由于塑料管材内壁光滑，摩擦阻力小，用于建筑排水立管时，水流速度较高，当流量稍大时，容易形成水塞流其中，水塞流是指建筑排水立管用于重力排水时，当流量过大、附着在管壁的水膜厚度过大或受到结构的影响水流形成中央水团在管道内下落，形成管道内下落的团塞状水流。在这种水流状态下，水流受管壁摩擦阻力影响小，下速度降快，在重力的作用下形成加速流动。造成压力波动剧烈，水流噪声大，容易造成卫生间地漏水封破坏，出现返臭现象。造成管内出现较大的压力波动和卫生间返臭。这个缺点限制了塑料管材排水能力的提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种建筑排水立管、其成型模具及其成型方法，其通过在建筑排水立管的内壁设置螺旋内筋，降低排水时管内压力波动，降低下落水流速度，同时，由于该螺旋叶片的三处圆角设置，能够避免应力集中，从而增加其使用寿命，除此之外，该成型模具及成型方法结构简单，成本低廉。从而更加适于实用。
为了达到上述第一个目的，本发明提供的建筑排水立管的技术方案如下：
本发明提供的建筑排水立管包括立管本体(1)和至少一条螺旋叶片(2)，所述螺旋叶片(2)在所述立管本体(1)的内壁轴向整体上呈螺旋走向，所述螺旋叶片(2)通过其底侧固定连接于所述立管本体(1)的内壁；
所述螺旋叶片(2)的径向截面内侧呈第一正态分布曲线，所述第一正态分布曲线的横坐标轴处于所述立管本体(1)的内壁的一条弦上，所述弦到所述立管本体(1)圆心的距离大于所述立管本体(1)内径的一半而小于所述立管本体(1)的内径。
本发明提供的建筑排水立管还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述第一正态分布曲线的函数表达式是 其中，a为所述函数表达所得的第一正态分布曲线与所述立管本体(1)的内壁所在圆之间的交点到所述第一正态分布曲线对称轴之间的距离，单位为mm，μ为所述函数表达式所得的第一正态分布曲线与所述立管本体(1)的内壁所在圆的交点之间的弦的中点，σ的取值范围为0.02mm-2mm。
作为优选，所述正态分布曲线至少包括三段曲线，其中，所述螺旋叶片(2)的左侧底缘与所述立管本体(1)的内壁之间的过渡呈第一曲线(4)，所述螺旋叶片(2)的右侧底缘与所述立管本体(1)的内壁之间的过渡呈第二曲线(3)；所述螺旋叶片(2)的内侧顶点呈第三曲线(5)。
为了达到上述第二个目的，本发明提供的建筑排水立管的成型模具的技术方案如下：
本发明提供的建筑排水立管成型模具包括立管内壁成型模具(A)和立管外壁成型模具(B)，
所述立管内壁成型模具(A)用于挤塑或者切削形成所述建筑排水立管的内壁；
所述立管外壁成型模具(B)用于挤塑或者切削形成所述建筑排水立管的外壁。
本发明提供的建筑排水立管的成型模具还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述立管内壁成型模具(A)包括轴套(8)、多个第一支撑辐条(7)和内壁塑形模板本体(6)，
所述多个第一支撑辐条(7)的一端固定连接于所述轴套(8)的外壁上，所述内壁塑形模板本体(6)固定连接于所述多个第一支撑辐条(8)的另一端，使得所述内壁塑形模板本体(6)整体上为圆形；
所述内壁塑形模板本体(6)上设有至少一个内凸起(11)，所述内凸起(11)呈第二正态分布曲线，所述第二正态分布曲线的横坐标轴处于所述内壁塑形模板本体(6)的内壁的一条弦上，所述弦到所述内壁塑形模板本体(6)圆心的距离大于所述内壁塑形模板本体(6)内径的一半而小于所述内壁塑形模板本体(6)的内径，其中，所述第一正态分布曲线的形状与所述第二正态分布曲线的形状相同；
所述轴套(8)用于固定连接旋转电机的输出轴。
作为优选，所述多个第一支撑辐条(7)中，相邻两个第一支撑辐条(7)之间的圆心角相同。
作为优选，所述立管外壁成型模具(B)包括外壁塑形模板(14)、多个第二支撑辐条(15)和圆形夹具(13)，
所述多个第二支撑辐条(15)的一端沿径向固定连接于所述外壁塑形模板(14)的外壁，所述多个第二支撑辐条(15)的另一端沿径向固定连接于所述圆形夹具(13)的内壁。
作为优选，所述多个第二支撑辐条(15)中，多个第二支撑辐条(15)之间的圆心角相同。
作为优选，所述第二正态分布曲线的函数表达式是
为了达到上述第三个目的，本发明提供的建筑排水立管的成型方法的技术方案如下：
本发明提供的建筑排水立管成型方法包括以下步骤：
应用本发明提供的外壁成型模具(B)首先对待成型材质进行第一次切割或者挤塑，得到圆柱体，所述圆柱体的直径等于所述立管本体(1)的外径；
固定所述圆柱体；
在所述圆柱体的轴向中心加工一通孔，得到中间产品，所述通孔的直径大于或者等于所述将本发明提供的内壁成型模具的轴套(8)的外径，所述通孔的直径小于所述内凸起(11)顶点与所述圆柱体轴心距的两倍；
令旋转电机的输出轴从所述通孔的一端穿入所述通孔后，从所述通孔的另一端穿出；
将所述的内壁成型模具(A)通过所述轴套(8)固定连接于所述旋转电机的输出轴；
将所述旋转电机固定于一沿所述建筑立管轴向线性运动的小车上；
启动所述旋转电机的同时启动所述小车，使得所述内壁成型模具(A)沿所述立管本体(1)的轴向移动的同时，所述内壁成型模具(A)还随所述旋转电机的输出轴做旋转运动，对所述中间产品进行第二次切割或者挤塑，得到所述建筑排水立管。
本发明提供的建筑排水立管通过在建筑排水立管的内壁设置径向截面呈第一正态分布曲线的螺旋内筋，降低排水时管内压力波动，降低下落水流速度。其中，由于螺旋叶片2的左侧底缘与立管本体1的内壁之间的过渡呈第一曲线4，螺旋叶片2的右侧底缘与立管本体1的内壁之间的过渡呈第二曲线3，因此，能够避免螺旋叶片2与立管本体1内壁的连接处之间的应力集中，从而减小螺旋叶片2在与立管本体1内壁之间发生断裂的可能性，从而提高服役寿命。此外，由于螺旋叶片2的内侧顶点呈第三曲线5，也就是说，螺旋叶片2的内侧顶点处完全消除了尖锐，能够避免水流离开曲率极大面向立管中心运动的强烈倾向问题，最大限度地提高水流附壁效果，除此之外，在受到水流冲击时，能够减小磨损量，并且，减小水流通过时的噪声。
本发明提供的建筑排水立管成型模具结构简单，易于实现，加工成本低，并且，需要的厂房面积小，投资小。
本发明实施例提供的建筑排水立管成型方法加工简便，成本小。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
在附图中：
图1为本发明实施例提供的建筑排水立管的径向截面示意图；
图2为本发明实施例提供的建筑排水立管的内壁成型模具的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的建筑排水立管的外壁成型模具的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的内壁成型模具、外壁成型模具与本发明提供的建筑排水立管之间的配合关系示意图；
图5为本发明实施例提供的建筑排水立管内壁的径向截面示意图；
图6为图5中C部分的局部放大图；
图7为本发明实施例提供的建筑排水立管的成型方法的步骤流程图。
具体实施方式
有鉴于此，本发明提供了一种建筑排水立管、其成型模具及其成型方法，其通过在建筑排水立管的内壁设置径向截面内侧呈正态分布曲线的螺旋内筋，完全消除了顶端尖锐及其与建筑排水立管内壁之间连接处的尖锐，降低排水时管内压力波动，降低下落水流速度，同时，由于该螺旋叶片的三处圆角设置，能够避免应力集中，从而增加其使用寿命，除此之外，该成型模具及成型方法，结构简单，成本低廉。从而更加适于实用。
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种建筑排水立管、其成型模具及其成型方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。
实施例一：建筑排水立管实施例
参见附图1，本发明实施例提供的建筑排水立管包括立管本体1和至少一条螺旋叶片2。螺旋叶片2在立管本体1的内壁轴向整体上呈螺旋走向，螺旋叶片2通过其底侧固定连接于立管本体1的内壁。螺旋叶片2的径向截面内侧呈第一正态分布曲线，第一正态分布曲线的横坐标轴处于立管本体1的内壁的一条弦上，弦到立管本体1圆心的距离大于立管本体1内径的一半而小于立管本体1的内径。本实施例中，该曲线至少包括三段曲线，本实施例中，曲线是指非直线，非直线包括圆弧、折线等能够改变走向的线条，其中，螺旋叶片2的左侧底缘与立管本体1的内壁之间的过渡呈第一曲线4，螺旋叶片2的右侧底缘与立管本体1的内壁之间的过渡呈第二曲线3；螺旋叶片2的内侧顶点呈第三曲线5。在这种情况下，本发明提供的建筑排水立管由于螺旋叶片2的左侧底缘与立管本体1的内壁之间的过渡呈第一曲线4，螺旋叶片2的右侧底缘与立管本体1的内壁之间的过渡呈第二曲线3，因此，能够避免螺旋叶片2与立管本体1内壁的连接处之间的应力集中，从而减小螺旋叶片2在与立管本体1内壁之间发生断裂的可能性，从而提高服役寿命。此外，由于螺旋叶片2的内侧顶点呈第三曲线5，也就是说，螺旋叶片2的内侧顶点处在受到水流冲击时，能够减小磨损量，并且，减小水流通过时的噪声。其中，在正态分布曲线的顶点处为第三曲线5，正态分布曲线与建筑排水立管本体1内壁的两交点处分别形成第一曲线4和第二曲线3。
本发明实施例一提供的建筑排水立管通过在建筑排水立管的内壁设置螺旋内筋，降低排水时管内压力波动，降低下落水流速度。其中，由于螺旋叶片2的左侧底缘与立管本体1的内壁之间的过渡呈第一曲线4，螺旋叶片2的右侧底缘与立管本体1的内壁之间的过渡呈第二曲线3，因此，能够避免螺旋叶片2与立管本体1内壁的连接处之间的应力集中，从而减小螺旋叶片2在与立管本体1内壁之间发生断裂的可能性，从而提高服役寿命。此外，由于螺旋叶片2的内侧顶点呈第三曲线5，也就是说，螺旋叶片2的内侧顶点处在受到水流冲击时，能够减小磨损量，并且，减小水流通过时的噪声。除此之外，由于第一正态分布曲线完全消除了尖锐，能够避免水流离开曲率极大面向立管中心运动的强烈倾向问题，最大限度地提高水流附壁效果。本实施例中，第一曲线4与第二曲线3之间全等。在这种情况下，能够保证在水流通过时螺旋叶片2的两侧受力平衡，避免由于长期受力不平衡而导致螺旋叶片2向受力较小的一侧倒伏而缩短本发明实施例一提供的建筑排水立管的服役寿命。
参见附图5和附图6，在本发明实施例一提供的建筑排水立管中，螺旋叶片2的截面内侧曲线的形状为第一正态分布曲线，该第一正态分布曲线的函数表达式是
实施例二：建筑排水立管成型模具实施例
参见附图2-附图4，本发明实施例二提供的建筑排水立管成型模具包括立管内壁成型模具A和立管外壁成型模具B。立管内壁成型模具A用于挤塑或者切削形成建筑排水立管的内壁；立管外壁成型模具B用于挤塑或者切削形成建筑排水立管的外壁。
在这种情况下，本发明实施例二提供的建筑排水立管成型模具具有成型方便，用料简单，成本低廉的好处。
其中，立管内壁成型模具A包括轴套8、多个第一支撑辐条7和内壁塑形模板本体6。多个第一支撑辐条7的一端固定连接于轴套8的外壁上，内壁塑形模板本体6固定连接于多个第一支撑辐条8的另一端，使得内壁塑形模板本体6整体上为圆形。内壁塑形模板本体6上设有至少一个内凸起11，内凸起11呈第二正态分布曲线，第二正态分布曲线的横坐标轴处于内壁塑形模板本体6的内壁的一条弦上，弦到内壁塑形模板本体6圆心的距离大于内壁塑形模板本体6内径的一半而小于内壁塑形模板本体6的内径，其中，第一正态分布曲线的形状与第二正态分布曲线的形状相同；轴套8用于固定连接旋转电机的输出轴。在这种情况下，通过多个第一支撑辐条7对内壁塑形模板本体6的限制，能够减小内壁塑形模板本体6在受到径向作用力后发生弯折变形的风险，从而增加其服役寿命，为了避免其在应用过程中，与待挤塑或者带切削管材之间的粘连，还可以在内壁塑形模板本体6的外壁上涂抹润滑油脂的方式减小其与待挤塑或者带切削管材之间的摩擦阻力，本实施例中，应用固态润滑油脂能够减小其在应用过程中由于附着在挤塑或者切削所得的建筑排水立管本体的1的内壁上，而造成的损耗，因此，成本更加低廉。
其中，多个第一支撑辐条7中，相邻两个第一支撑辐条7之间的圆心角相同。在这种情况下，能够保证本发明实施例二提供的建筑排水立管成型模具各向同性，因此，能够更进一步增加本发明实施例二提供的内壁塑形模板6在受到来自外界的挤压作用力之后的稳定性。
其中，立管外壁成型模具B包括外壁塑形模板14、多个第二支撑辐条15和圆形夹具13。多个第二支撑辐条15的一端沿径向固定连接于外壁塑形模板14的外壁，多个第二支撑辐条15的另一端沿径向固定连接于圆形夹具13的内壁。在这种情况下，通过该多个第二支撑辐条15对外壁塑形模板14的牵拉，能够避免外壁塑形模板14在受到来自外界的挤压作用力的情况下发生弯曲变形，从而增加本发明实施例二提供的外壁塑形模板14的应用稳定性。
其中，多个第二支撑辐条15中，多个第二支撑辐条15之间的圆心角相同。在这种情况下，能够保证本发明实施例二提供的建筑排水立管成型模具各向同性，因此，能够更进一步增加本发明实施例二提供的外壁塑形模板14在受到来自外界的挤压作用力之后的稳定性。
其中，内凸起11呈第二正态分布曲线，该第二正态分布曲线的形状的函数表达式是其中，a为函数表达所得的第二正态分布曲线与内壁塑形模板本体6所在圆之间的交点到第二正态分布曲线对称轴之间的距离，单位为mm，μ为函数表达式所得的第二正态分布曲线与内壁塑形模板本体6所在圆的交点之间的弦的中点，σ的取值范围为0.02mm-2mm。在这种情况下，本发明实施例一将螺旋叶片2的界面内侧曲线的形状应用函数表达式进行表达，再结合本发明实施例提供的建筑排水立管本体1本身的圆形形状也可以应用函数表达式进行表达即x2+y2＝R2，即可应用解析几何的方式表达出本发明实施例二提供的内壁塑形模板本体6的形状，在此基础上，能够将用于形成本发明实施例二提供的内壁塑形模板本体6的内凸起11的机器的运动轨迹应用计算机程序进行精准控制，从而为全自动制造本发明实施例二提供的内壁塑形模板本体6奠定了基础。本实施例中，当x＝μ时，得径向截面的最高点到径向截面的最低点之间的距离，该距离大于0而小于其中，当σ＝0.02mm时，该距离约为20mm，当σ＝2mm时，该距离约为0.2mm。
实施例三：建筑排水立管成型方法实施例
本发明实施例提供的建筑排水立管成型方法包括以下步骤：
步骤S1：应用本发明实施例二提供的外壁成型模具B首先对待成型材质进行第一次切割或者挤塑，得到圆柱体，圆柱体的直径等于立管本体1的外径。
步骤S2：固定圆柱体。
步骤S3：在圆柱体的轴向中心加工一通孔，得到中间产品，通孔的直径大于或者等于将本发明实施例二提供的内壁成型模具的轴套8的外径，通孔的直径小于内凸起11顶点与圆柱体轴心距的两倍。
步骤S4：令旋转电机的输出轴从通孔的一端穿入通孔后，从通孔的另一端穿出。
步骤S5：将的内壁成型模具A通过轴套8固定连接于旋转电机的输出轴。
步骤S6：将旋转电机固定于一沿建筑立管轴向线性运动的小车上；
步骤S7：启动旋转电机的同时启动小车，使得内壁成型模具A沿立管本体1的轴向移动的同时，内壁成型模具A还随旋转电机的输出轴做旋转运动，对中间产品进行第二次切割或者挤塑，得到建筑排水立管。
本发明实施例提供的建筑排水立管的成型方法操作简便，成本低廉，厂房占地面积小，无需额外成本。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。