本发明涉及多种管子的技术领域，其中包括输送各种气体和液体如水、雨水及废水等的管子，以及用作各种输电干线和导线保护壳的管子;这项技术特别与直径处于30毫米至1000毫米范围内的管子有关。 当前大多数这类管子以铸铁、钢、水泥或很厚的合成物质制成，以期获得较高的强度，但它们都有缺点：不是单位长度上的重量太大就是因为以含有氯化物的聚氯乙烯为原料而造成环境污染。
用不同的材料复合制成的多层管也存在生产设备复杂、昂贵而且调整困难等缺点。
专利文件GB-A-1，449，753，US-A-3，977，440及US-A-4，044，799中描述了这一类多层管。它们由一个内管层、一个加强组份和一个外管层构成;将加强组份埋设在外管层内，并用熔接方法将加强组份至少联结于一个管层上。以此方法制成的管子，其机械性能的提高在很大程度上被管子重量增大引起的负作用抵消了：当管子架设于两个支座上时，由于管重增加致使其挠度增大。由于存在上述缺点，这种制造技术在应用到直径小于100毫米的管子时受到了限制。还应提出这种制造技术内在的一些缺点：由于需要经过数个工位，有时需要使用数个注塑头，致使制造成本高、设备复杂而且难于调整。
本发明的目的在于提供一种密封防渗漏性好而且强度高地多层管以克服上述各种缺点，这种多层管单位长度的自重小，而且可以用不污染环境的材料制造，其中可以混用或不用再生材料。
为达到此目的，如本发明所述，多层管的加强层在其全长或一部分长度上有网格状多孔结构，仅以其内、外表面与相邻的管层相联结，其网孔空间被这些管层隔断而不被它们填充。
这种管子最大的特点在于有一个中间的多孔加强层构成二个相邻管层的支撑系统，三个管层相互联结，形成密封性好、自重小而强度高的管体。
在各种不同的管子结构中，加强层及其他管层既可以用同样的材料制造，也可以用不同种类和不同颜色的材料制造;既可以完全使用新的颗粒状原料，也可以使用含有再生物质的混合原料。
在一种管子结构中，在局部区域内，以均匀材料层取代了以合成物质制成的多孔加强层，这种管段可以制成喇叭口状以便联接到另一段管子上。
本发明还涉及制造这种多层管的模具。
为此，将这种模具的各个组成部分按照由内到外的顺序分别说明如下。
首先是制造内管层的第一挤出组件，它由一个轴芯和包在其外面的套筒构成，在此二构件之间形成了一个环形通道，其上端与第一供料通道连通，其下端朝着一个冷却定型模具单元开口。
其次是制造多孔加强层的第二挤出组件。包在第一挤出组件外面的两个套筒构成第二个环形通道，其上端与第二供料通道连通，其下端与挤出环口连通。此二套筒中，至少有一个的下端具有一些与环口产生相互作用的槽口，该套筒与另一装置相联结，该装置能使该套筒相对另一套筒运动，以改变挤出环口的横截面形状。
其三是制造外管层的第三挤出组件。包在第二挤出组件外的固定套筒和模具挤出头内的孔构成第三个环形通道，其上端与第三供料通道连通，其下端的出口朝向被压贴在内管层上的多孔加强层。
用上述模具能够连续地制造多孔加强层和与之相邻并将其夹住和压紧的内、外管层，此三个管层在冷却过程中互相粘结成一个整体。
三条供料通道可以联接到同一台挤料机上，也可以分别联接到三台不同的挤料机上。由于具有这种供料的独立性，也可以仅使用其中的两个供料通道供应原料，例如使用第一和第二供料通道，或第二和第三供料通道，以制造仅有加强层与内管层或仅有加强层与外管层的管子。
其他特性及优点将在以下的叙述中加以说明。在叙述中通过引用附有示意图的非限制性实例，说明一种管子及其制造模具的结构。
图1是表示一种多层管实施例的部分剖开的透视图。
图2是其横向剖视图。
图3是用于加工图1所示多层管的模具实施例的纵向剖视图。
图4至6是显示加强层的其他实施例的局部正视图。
图7和8是图3中模具的另一实施例的局部剖视图。
图9是图7上沿箭头Ⅸ方向的局部正视图，以放大的尺寸显示出锯齿状狭缝。
图10是模具的另一实施例的局部侧向剖视图。
图11是图10中Ⅺ-Ⅺ截面的局部剖视图，以放大尺寸显示图10中的模具组件B的挤出隙缝。
图12是用此模具加工出来的管子的一个局部俯视图。
图13至15与图10至12类似，显示了模具与管子的另一种结构形式。
图16是一个局部剖视图，以放大尺寸显示多层管的另一实施例。
图17是带管子连接端子和与之相接合的连接壳体的多层管的局部纵向剖视图。
图18与19分别是加工连接端子和连接壳体的装置的前正视图。
在图1中，标号2表示用合成材料制成的具有多孔结构的加强层，它由纵向栅条3与环状栅条4构成，后者按固定的间距与前者联结。标号5表示用合成材料制成的内管层，标号6表示也是用合成材料制成的外管层。
为了清楚理解此项发明，应该指出，所谓“内层”和“外层”分别指的是管子的内、外边界层，它们是否与中央多孔加强层或管子的某一多孔加强层相邻接，取决于该管子的结构类型。
正如序言中所指出的，构成加强层2和管层5及6的材料既可以是相同的，也可以在其种类、颜色或其他特征上有所不同。特别应该指出的是，上述三种管子层中的一种可以采用再生原料制造。为了避免造成环境污染，应优先考虑用聚烯烃类材料例如聚乙烯制造各管层。这类材料有些能够被回收利用。
由于其结构特点，特别是由于加强层2夹在管层5与6之间，使得多层管具有很薄的管壁，而管端连接部件与这些管层相联结，使这种管子具有很高的刚度。
由于管子层5及6分别置于多孔加强层的内外侧且不充填其网格空隙，故此种复合管较之用铸铁、水泥或合成材料挤制成的管子轻很多。
这种管子可用模具连续制造。图3示出模具的一种结构。在附图中，标号10及11分别表示模具本体的两个部件，标号12表示模具的挤出头。这些部件互相联接，固定在一种挤塑设备的台架上，该设备未在图上示出。
根据本发明，该模具由制造内管层5的第一挤出组件A、制造多孔结构加强层2的第二挤出组件B和制造外管层6的第三挤出组件C构成。
第一挤出组件A由一个轴芯13和一个套在它外面的中心套筒14构成。轴芯13的上端与模具本体单元10相联结。前者与套筒14的内表面构成一个环形通道15，该通道沿轴芯的全长延续，上端与第一供料通道16连通。环形通道15在其下端紧挨着冷却成型模具单元17的部件17a处形成出口，部件17a具有逐渐收缩的内腔。该冷却成型模具单元固定于前述挤塑模具的延伸部，以使挤出的管层5冷却成形。
第二挤出组件B由前述中心套筒14、包在其外面并固结于模具本体单元11的中间套筒18以及形成网格结构的套筒19构成，后者的安装方式允许它沿中间套筒18的外表面滑动。在套筒14与18之间形成第二环形通道20，其上端与第二供料通道22连通，下端通过环口23而暴露。环口23由套筒14的法兰状部分14a和中间套筒18的制有倒角的下端部构成，并沿径向朝外侧开口。
套筒19的自由端加工出一些槽口24。套筒19以连杆25穿过模具本体单元10和11上的孔隙与安装在模具外的驱动盘26相联，后者与马达装置相联，该装置可使驱动盘沿模具的轴线作如箭头27所示两个方向的直线往复运动。
在此结构中，套筒19可以处于两种位置：下游端的半掩蔽位置，如图3下方所示，在该位置上，槽口24位于环口23的出口平面上，以制成多孔结构的纵向栅条3;上端的全开位置，如图3上方所示，此时套筒已向上游移动，使原料得以沿环口23的全部周边挤出。按照套筒19在此位置停留的时间长短，可以制成对栅条3起加强作用的环状栅条4，也可以制成连续的材料层。
这种连续材料层可以用来代替局部区域内的多孔加强层，以便在管子加工成喇叭形的区域加强管子，也就是说进行径向变形以形成一喇叭口使两段管子易于互相联接。
第三挤出组件C由固结于模具挤出头12上的外套筒30与挤出头上的孔构成，外套筒的外表面与模具挤出头的孔构成第三环形通道33。此通道的上游端与进料小室35相连通，后者与第三进料通道36连通。环形通道33的下游端朝成型模具单元17开口，以使外管层6敷设于加强层2上，后者则支承在流经成型模具单元表面的内管层5上。
图3显示出，外套筒30的孔与隔断套筒19的外表面之间有较大间隙，使得后者的运动不受妨碍。
容易想像，由模具中挤出并支承在成型模具单元17上的三个管层尚未达到其固化温度，因而不必另外添加任何粘接剂即可使它们互相联结。
进料通道16、22及36可以联接到一台挤出机上，也可以分别联接到几台不同的挤出机上，因此，使用该模具可以生产具有同一种聚合材料的多层管，也可以生产各层材料不相同的多层管，这取决于对该管子的使用要求与限制条件。
利用不同的挤出机，也可以使用再生材料制成最不显眼或应力最小的管层，最好是多孔加强层。
形成加强层的多孔结构除图1所示网格形式外，还可制成其他形式，例如互相错开的正方形栅格、钻石形栅格和蜂窝形栅格，如图4、5及6所示。
用一种可选设置替换图3所示的设备即可制成互相错开的正方形栅格，该设备包括图中未表示的使驱动盘26、连杆25及套筒19绕模具纵轴线摆动的一种装置。朝某一个方向转动的幅度大致等于半个网格宽度。当套筒19处于上游端的环口23全开位置时，该装置朝一个方向或另一个方向转动。显而易见，在此情况下，连杆25所通过的模具本体单元10及11上的孔隙必须加工成圆弧形槽或其他形状，才能实现这种运动。
图7和8示出图3上的模具的可选设备结构，用这些设备能制造钻石形或蜂窝形栅格。
在这两种可选设备结构中，制造环状栅条的套筒19与安装在其后边的套筒40协同动作，套筒40联接到驱动件25至27上。
在图7中，轴向杆42与径向杆43共同构成上述联接结构。轴向杆42与驱动盘26联结，其安装方式能保证该杆在轴芯13的孔41中自由移动;径向杆43置于轴芯13与套筒14的径向槽44及45中并与它们保持一定的间隙。
径向杆43切割环状腔15，因而切割制造管层5的物料通道。为了将经对流动物料造成的影响减至最低程度，将其制成有锋利刃边的薄片形状。在这个扰动区的下游，环状腔15含有一个压缩区，使流动物料能弥合被径向杆割开的裂缝，重新形成均匀的圆环体。
图8所示可选结构中，套筒40通过其内凸缘44，由可在套筒14中纵向滑动的连杆43联结到驱动盘26上（图3）。
在这两种可选结构中，如图9所示，套筒19与40在其互相面对的边缘上装有互相错开的V形切口和三角形尖齿构成的齿状结构45及46，在其间形成齿状狭缝47。
在制造加强层2的多孔结构时，套筒19和40作纵向往复运动，以使由该两套筒上的齿状结构形成的齿状狭缝47在上、下游二极端位置之间移动。图9显示它在下游位置时的情形，此时齿状狭缝上的齿顶部47a处于环口23区域内。当它在上游位置时，狭缝上的齿根部47b处于环口23区域内。在此两位置间的运动过程中，从环口23中挤出的物料，从狭缝的齿顶至齿根之间逐渐移位流过通路47C，从而形成图5所示的钻石形格栅结构。
图6所示的蜂窝形格栅结构可用图7或8所示模具制成。当套筒19和40处于其轴向往复运动的极端位置之一时，使其暂停运动一段时间，以便形成栅条48，如图6所示，它与从齿状狭缝47C中形成的栅条49连成一体。
图10、11、13和14显示第二挤出组件B的另两种可选结构，可用以制成钻石形格栅结构。在图10和11中，组件B由两个同轴的套筒50和51构成，在二者之间形成了第二环形通道20。在套筒50和51下游端凸缘53和54的截锥状表面之间形成挤出环口52。径向槽55和56与纵轴成一定角度，沿锥面周向均匀分布（图10、11），并且朝锥面外敞开槽口。
套筒50及51分别与一图上未表明但为熟悉该项技术者所知的装置相联，此装置可使二套筒作方向相反的转动。例如，如图11所示，当套筒50按箭头57所示方向转动时，套筒51则按箭头58所示方向转动。在此转动过程中，槽55及56依次被对面的锥面部分遮住，如图11上实线所示;有时，对面的槽55、56互相重合构成完整的圆形截面，如图11上虚线所示。当二侧的槽互相部分错开时，可制成多孔结构钻石形栅格的斜栅条。当对面的槽重合时，则可制成栅格节点，如图12所示。
图7和8所示的模具结构中，在套筒50和51暂时停止转动时，可以制成纵向栅条，形成蜂窝形栅格结构。
在图13和14中，挤出组件B由同轴的外套筒60与内套筒61构成，在二者之间形成了第二环形通道20。挤出环口62形成于套筒60的孔63下游端与一个环形刀64的外沿之间。此刀的外径小于孔63的内径，安装在支承管65上，二者的轴线之间有一个偏心距离。支承管65位于套筒61与第一挤出组件A的套筒14之间。支承管上游端与一未在图上表示的装置相联，该装置可使支承管相对套筒14转动。外套筒60在其孔的下游端部制成数个轴向短槽66。这些槽朝内开口并通向套筒的末端，沿周向均匀分布（图14）。
如图14上方所示，在操作过程中，在挤出环口62中，环形刀64与孔63接触的部分，只从槽66中挤出物料形成纵向栅条，而环口62的另一侧，由于环形刀64的运动，使物料不仅从槽66中挤出，也同时从环口62挤出，在纵向栅条构成的圆筒状笼子内侧形成螺旋形栅条。图15示出用此法制成的多孔结构。
应该指出，若在环形刀64的外沿加工出槽66，而将套筒60沿全长加工成光滑圆孔，可以得出同样效果。
在此装置的一种可选结构中，环形刀64和支承管65是同轴的，支承管65的安装方式使它可以在套筒14的支承面上自由转动，而此支承表面与该套筒二者的轴线之间存在偏心距。
在另一种可选结构中，环形刀64与支承管65的轴线同轴，支承管位于套筒14与16之间，相互之间有一定的间隙。支承管与一个装置相联，此装置使支承管在套筒14与16之间作下俯运动，亦即是使环形刀的外沿相对外套筒60的孔作一种大致摆锤式运动。
图16显示一种五层的多层管结构。在此管中含有联结于外管层6与内管层5的加强层2，以及中间管层5a和第二加强层2a。中间管层5a与第二加强层2a熔接，后者又与内管层5熔接。
用两个多孔加强层代替单个加强层可以减小多孔结构栅条的横向尺寸。这样做更便于散发掉栅条中，特别是与内管层5及外管层6相联的栅条中积蓄的热量，对这些管层的散热有利。在实践中，此种多层结构可以防止各管层表面出现可见的皱缩区，能制成具有连续光滑表面的管子。
理想的情况是使两个多孔加强层5和5a的栅格沿横向和纵向互相错开，使一个加强层的栅格节点位于另一个加强层的栅格空隙中，这样一方面在模具挤出口处可使热量集中区得以分散，另一方面也可以提高制成的复合管的强度。
图17显示一段切成一定长度的三层管，该管可用上述各种模具中的任一种制成，其端部制成易于与其他相同管子连接的形状。此管段在一头有一个连接端子70，另一头有一个可与该种端子配接的连接壳体71。
连接端子70的外径小于管子的外径，而连接壳体71的内径大于该管的内径而与连接端子的外径相同并处于其公差范围之内。
连接端子70的制作方法是将管子的一端加热使温度至少达到该管子各层材料的软化点，然后放入图18所示的装置中进行加工，该装置包括一个轴向柱塞72和一些爪块73。柱塞的外径与管子的内径相同。爪块73可以沿箭头74所示方向在它与管子开始啮合的位置与压缩终了的位置之间迅速运动。当爪块夹紧管子端部时，挤压加强层2的栅条，将它在管层5和6之间叠压成片状，后二者也受到至少部分叠压作用。
这种叠压成型的加工能力很强，如有需要，借助于爪块上加工成的模压腔75，可以制成从端子沿径向凸起的一个或数个榫头76。
上述操作结束后，在管端一般可以形成刚性的加强管壁。
连接壳体71的加工与之类似，但采用图19所示的装置，该装置含有外模圈77和柱塞78。将管子的一端置入外模圈77内，后者可使连接壳体的外径尺寸得到保证，这与前述装置中的柱塞72可以保证管端的内径尺寸相似。柱塞78的外径大于管子的内径而等于连接壳体71的内径。将柱塞插入管子端部的孔中，使其产生径向变形。这种径向压力也使位于层5与6之间的加强层2的栅条叠压成型。
在连接壳体71上制有纵向凹槽79和用于锁住凸榫76的凹坑80的情形下，这些凹槽和凹坑是用可沿柱塞78的径向槽移动并与另一装置相联的压模81制成的，该装置可使压模81在缩入柱塞的位置与工作位置之间移动。当压模处于工作位置时，它从柱塞中露出，使端部已被加强的管壁发生局部变形，形成前述的凹槽和凹坑。
应该指出，由于加强层2的多孔性，可以采用简单、可靠的方法，用廉价的机具进行压力加工，即可将管子端部制成所要求的形状，并可获得在连接时，不需使连接部发生变形的，刚度和强度都高的管壁，这样就提高了管子的连接质量。
在连接端子70和连接壳体71的加工过程中可以同时加工出能保证不同长度管段可靠连接的装配部位76、79和80，对于用聚烯烃材料作其内管层或外管层的管子特别有用，因为众所周知，这种材料很难用粘接剂联接。
用本发明的方法制造的管子既可用于输送气体，液体或传输声音的管道，也可用作各种输电干线和导线的保护套管。不论用在何处，在强度相同的条件下，与当前普遍使用的各种管子相比，具有较轻的重量。据此可以设想，从直径为30毫米左右的很细的管子直到直径为1000毫米左右的粗管皆可采用这种新型多层管，对于一般管子而言，上述使用范围是不可想象的。