專利名稱：一種具有大變形能力的新型管道柔性接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于管道工程的建設(shè)連接領(lǐng)域，具體涉及一種具有大變形能力的新型管道柔性接頭，該管道接頭適用于較大口徑的管道，尤其是市政給排水管道，概括說是一種具有軸向和轉(zhuǎn)角向的變形補(bǔ)償能力較強(qiáng)的接頭。
背景技術(shù)：
在大口徑中低壓管道工程的建設(shè)連接領(lǐng)域里，管道的連接主要分為剛性連接和柔性連接兩大類，剛性連接典型代表主要有法蘭連接、焊接連接、填料式承插連接；柔性連接都會(huì)用到膠圈，膠圈起密封和提供滑移阻力作用，以供水管為例，柔性連接方式主要有T型承插柔性接頭、機(jī)械式柔性接頭及一些特殊的柔性接頭。無論是埋地還是地上長(zhǎng)距離管道工程，都會(huì)要求有設(shè)置補(bǔ)償裝置，以抵抗溫度變化、不均勻沉降、荷載作用、地震波動(dòng)作用、地質(zhì)變形作用等。具有吸收變形能力的連接接頭可以充當(dāng)管線的補(bǔ)償裝置，對(duì)比其他的補(bǔ)償措施也顯得簡(jiǎn)潔、工藝簡(jiǎn)單。剛性接頭因?yàn)闆]有變形能力，所以不適合作為補(bǔ)償裝置；柔性接頭因在變形的同時(shí)又能夠保證密封便可以達(dá)到此目的。在已廣泛應(yīng)用的承插式柔性接頭中，其結(jié)構(gòu)形式為插口通過擠壓膠圈插入到承口內(nèi)，膠圈在插口與承口之間，膠圈由限位槽等措施限制在承口內(nèi)，位置不能隨意變動(dòng)，插口與承口的間隙很小，因此其變形的補(bǔ)償多只集中在管線軸向，轉(zhuǎn)角向的變形能力很小(2° 左右)。這樣的接頭雖工藝簡(jiǎn)單，可變形補(bǔ)償能力還是偏小。對(duì)于一些較少應(yīng)用且價(jià)格較高的柔性接頭中，補(bǔ)償能力雖可以得到提高，但制造工藝較復(fù)雜，成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有大變形能力的新型管道柔性接頭。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種具有大變形能力的新型管道柔性接頭，承口 1、插口 2、限位環(huán)3、活絡(luò)節(jié)4和壓蘭5 組成，其中承口 1由圓球形的空心結(jié)構(gòu)和圓柱體的空心結(jié)構(gòu)連接組成；活絡(luò)節(jié)4為中部圓柱空心的球體結(jié)構(gòu)，圓柱管體結(jié)構(gòu)的一端為承口 1，另一端為插口 2 ；壓蘭5為球殼形結(jié)構(gòu)， 壓蘭5與承口 1圓球形結(jié)構(gòu)一側(cè)通過螺栓6固定，活絡(luò)節(jié)4球體的外表面位于承口 1與壓蘭5內(nèi)部組成的半球形空間內(nèi)，插口 2插入活絡(luò)節(jié)4圓柱體側(cè)壁空心部位一側(cè)，插口 2上設(shè)有兩個(gè)限位環(huán)3，使插口 2在活絡(luò)節(jié)4內(nèi)部的圓柱形中空部分，可以限制滑動(dòng)一定距離。本發(fā)明中，活絡(luò)節(jié)4內(nèi)壁上開槽，槽內(nèi)安裝有膠圈7，起密封作用。本發(fā)明的安裝如下首先將膠圈7在活絡(luò)節(jié)4內(nèi)壁槽上安裝好，將壓蘭5先套進(jìn)插口 2，再將插口 2推入到活絡(luò)節(jié)4里，安裝插口 2上的兩個(gè)限位環(huán)3，安好后再將插口 2與活絡(luò)節(jié)4投入到球形承口 1里并投置好膠圈7，最后將壓蘭5沿管體拽回到承口 1與膠圈7相應(yīng)位置，并對(duì)準(zhǔn)螺栓孔，擰緊螺栓6。新型接頭工作原理由于插口 2處在活絡(luò)節(jié)4內(nèi)部的圓柱中空部分，可以滑動(dòng)一定距離，兩者尺寸間隙較小，又由于被擠壓膠圈7的存在保證了此處的密封，所以軸向的變形補(bǔ)償可在此處實(shí)現(xiàn)；圓球形承口 1與壓蘭5連接后，內(nèi)部是一個(gè)球形的中空內(nèi)囊，球形活絡(luò)節(jié)4填充在其中，尺寸間隙同樣很小，壓蘭5與承口 1連接處的被擠壓膠圈7同樣保證密封，因而轉(zhuǎn)角向的補(bǔ)償便在此處得到了實(shí)現(xiàn)。由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)(1)采用本新型柔性接頭的管道，其軸向與轉(zhuǎn)角向的變形能力得到大大提高。(2)對(duì)比于一般柔性接頭，其變形的機(jī)制發(fā)生了變化，軸向與轉(zhuǎn)角向變形被單獨(dú)設(shè)計(jì)，不再耦合、互相影響制約。(3)在提高接頭性能的同時(shí)沒有使制造安裝工藝大大增加，用的材料都是已普遍應(yīng)用的，成本還是偏低的，適合于市場(chǎng)應(yīng)用。發(fā)明效果；
采用本發(fā)明的新型柔性接頭，變形能力得到大大提高，變形的能力主要隨著球形活絡(luò)節(jié)直徑的增加而提高。以200mm 口徑的管道，400mm直徑球形活絡(luò)節(jié)為例，軸向變形可以達(dá)到130_，轉(zhuǎn)角變形可達(dá)到25°，這是一個(gè)相當(dāng)可觀的變形效果。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)管道的接頭既能提供連接密封作用又能作為變形補(bǔ)償裝置，克服了現(xiàn)有接頭技術(shù)補(bǔ)償能力不足或工藝過于復(fù)雜的缺點(diǎn)，從而更大程度地避免了管道在變形作用下的破壞，又不致成本過分提高。


圖1是本發(fā)明的透視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1為承口，2為插口，3為限位環(huán)，4為活絡(luò)節(jié)，5為壓蘭，6為螺栓，7為膠圈。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1示出了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，由圖1可見，本發(fā)明一種具有大變形能力的新型管道柔性接頭包括圓球形擴(kuò)口式承口 1，與管體一致的插口 2，限位環(huán)3，中心圓柱空心的球形活絡(luò)節(jié)4，球殼形的壓蘭5，連接壓蘭與承口的螺栓6，密封膠圈7。承口 1與插口 2及壓蘭5材料與管體的一致，中空球形活絡(luò)節(jié)4材料為硬質(zhì)表面光滑材料(如鑄鐵)，限位環(huán)3可為金屬材料制成如常用的鉻環(huán)，只需在圓環(huán)上斜切一刀，膠圈7材料為天然橡膠或苯乙烯-丁二烯合成橡膠。下面就以市政供水管道系統(tǒng)中的IOOmm 口徑的球墨鑄鐵管使用此種新型接頭為例來進(jìn)一步闡明本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)。首先需要生產(chǎn)此種管材的廠家將每根DN200mm的球鐵管傳統(tǒng)的擴(kuò)口承口形式作如本發(fā)明的半球形擴(kuò)口式承口 1的形式的改變(承口內(nèi)表面直徑為402、03mm)，球殼形壓蘭5的內(nèi)徑與承口的一致，插口 2處相應(yīng)位置上應(yīng)刻出限位槽以供限位環(huán)的安裝，生產(chǎn)的中空球形活絡(luò)節(jié)4材質(zhì)也采用球墨鑄鐵、表面光滑，其外表面直徑為400mm，圓柱狀空心部分的直徑為20廣202mm (比管體口徑略大)，橡膠圈采用一般柔性接頭的膠圈，直徑應(yīng)略小，以便于安裝后被擠壓密封。按照發(fā)明內(nèi)容中的安裝程序?qū)⒋私宇^安裝好，新型接頭便完成了。按照以上的尺寸數(shù)據(jù)，得到此新型接頭的軸向變形能力達(dá)到140mm，轉(zhuǎn)角向的變形能力達(dá)到25°。這樣的補(bǔ)償能力很可觀，工藝又簡(jiǎn)單，比其他種類的柔性接頭具有較大優(yōu)勢(shì)。球形的活絡(luò)節(jié)4與球形擴(kuò)口式的承口 1的直徑并非固定，可根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求、管體口徑、外觀及外界環(huán)境要求等因素調(diào)整大小，便能夠相應(yīng)地獲得不同程度的軸向與轉(zhuǎn)角向變形與補(bǔ)償能力。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有大變形能力的新型管道柔性接頭，由承口(1)、插口 O)、限位環(huán)(3)、活絡(luò)節(jié)(4)和壓蘭(5)組成，其特征在于承口(1)由圓球形的空心結(jié)構(gòu)和圓柱體的空心結(jié)構(gòu)連接組成；活絡(luò)節(jié)(4)為中部圓柱空心的球體結(jié)構(gòu)，圓柱管體結(jié)構(gòu)的一端為承口(1)，另一端為插口(2)；壓蘭(5)為球殼形結(jié)構(gòu)，壓蘭(5)與承口(1)圓球形結(jié)構(gòu)一側(cè)通過螺栓(6)固定，活絡(luò)節(jié)(4)球的外表面位于承口(1)與壓蘭(5)內(nèi)部組成的半球形空間內(nèi)，插口(2)插入活絡(luò)節(jié)圓柱體側(cè)壁空心部位一側(cè)，插口( 上設(shè)有兩個(gè)限位球(3)，使插口( 在活絡(luò)節(jié)內(nèi)部的圓柱形中空部分，限制滑動(dòng)一定距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有大變形能力的新型管道柔性接頭，其特征在于中空球形的活絡(luò)節(jié)內(nèi)壁上開槽，槽內(nèi)安裝有膠圈(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有大變形能力的新型管道柔性接頭，由承口、插口、限位環(huán)、活絡(luò)節(jié)和壓蘭組成，承口由圓球形的空心結(jié)構(gòu)和圓柱體的空心結(jié)構(gòu)連接組成；活絡(luò)節(jié)為中部圓柱空心的球體結(jié)構(gòu)，圓柱管體結(jié)構(gòu)的一端為承口，另一端為插口；壓蘭為球殼形結(jié)構(gòu)，壓蘭與承口圓球形結(jié)構(gòu)一側(cè)通過螺栓固定，活絡(luò)節(jié)球的外表面位于承口與壓蘭內(nèi)部組成的半球形空間內(nèi)，插口插入活絡(luò)節(jié)圓柱體側(cè)壁空心部位一側(cè)，插口上設(shè)有兩個(gè)限位球，使插口在活絡(luò)節(jié)內(nèi)部的圓柱形中空部分，限制滑動(dòng)一定距離。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)管道的接頭既能提供連接密封作用又能作為變形補(bǔ)償裝置，克服了現(xiàn)有接頭技術(shù)補(bǔ)償能力不足或工藝過于復(fù)雜的缺點(diǎn)，從而更大程度地避免了管道在變形作用下的破壞，又不致成本過分提高。
文檔編號(hào)F16L27/06GK102261534SQ20111011320
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者劉威, 李 杰, 臧正義 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)