一种可调式穿墙管柔性防水密封结构的制作方法

    专利查询2024-05-07  97



    1.本实用新型属于工业建筑、民用建筑、市政建筑中的给排水专业技术领域,涉及介质管道穿越外围护结构墙体时的防水密封技术,具体涉及一种可调式穿墙管柔性防水密封结构。


    背景技术:

    2.工业建筑、民用建筑、市政工程的给排水专业中,介质管道在地下水位层内埋设穿越建筑物、构筑物等外围护结构墙体时,通常采用国标图集02s404柔性防水套b型所示的穿墙套管防水密封结构来实现预定的防水密封效果,国标图集02s404 柔性防水套b型所采用的最为完善的穿墙套管柔性防水密封结构如图1所示,该结构用于对穿过墙体01的介质管道1进行密封,包括套装有介质管道1的穿墙套管 21和分别设置在介质管道1与穿墙套管21之间的迎水面侧的密封件4、背水面侧的柔性密封组件3,其中,穿墙套管21预埋于墙体01中,迎水面的密封件4为第一道密封组件,第一道密封组件为密封材料和简单的密封膏(刚性材料)嵌缝处理的刚性密封件,并用焊接于穿墙套管21内部的内挡圈26作为单向约束定位封堵得到;背水面的柔性密封组件为第二道密封组件,第二道密封组件采用密封圈组31 (柔性材料)并用焊接于穿墙套管21内部的内挡圈26和l形法兰压盖35与内挡圈26封堵预紧得到,该密封结构为柔性密封结构;穿墙套管21设有中部翼环板23 和两侧端部翼环板(迎水面端部翼环板24和背水面端部翼环板25均设置在穿墙套管21的两端部),中部翼环板23埋设在墙体01内,两侧端部翼环板凸出墙体。
    3.对于伴随有建筑物、构筑物沉降变形及介质管道的工作振动、扭曲等现场环境,上述穿墙套管防水密封结构的使用存在局限性,例如,刚性密封材料不能吸收合理变形位移及介质管道的工作振动,更易受到破坏,影响密封结构效果;金属穿墙套管与混凝土属于两种不同材质,彼此之间的物理膨胀系数不同,必然会产生相互接触间的膨胀渗漏缝隙,仅靠中部翼环板23难以保证在地下水位较高、渗透压较大情形下的防水密封功能;修复过程中不可避免会将外围护墙体外侧的防水结构、保温结构破坏,增加维修难度和加大维修成本;介质管道1的长期工作振动中,现有的第二道柔性密封结构中作用在l形法兰压盖35上用以上方式提供预紧力的螺栓组易松动。
    4.针对现有柔性防水密封结构存在的问题,专利“一种穿墙套管柔性防水密封结构及施工方法,申请号:201911408674.4”,提供一种穿墙套管柔性防水密封结构,如图2所示,该结构在背水面和迎水面两侧采用均衡的柔性密封组件,使整个穿墙的介质管道1在穿墙套管中受力均衡,延长穿墙套管21密封材料的使用寿命,并使两侧端部翼环板嵌入墙体内形成机械迷宫式密封结构,同时改善穿墙套管21与墙体01的连接强度;改变穿墙套管21的内挡圈的结构和安装方式,将原有挡圈的焊接固定方式改变为预压挡环非焊接滑动配合形式,并将第一道密封组件改变为由轴向预压挡环33、密封圈组31、迎水面密封挡板321形成的柔性密封结构,新形成的密封挡板起到了人防规范所要求的高强度抗力片的功效。改变第二道密封组件的l形法兰压盖35的结构,使得预压紧固螺栓组34直接固定在端部挡板321
    上,并与背水面翼环板25紧密贴合,其反支撑力作用在刚性材料制成的背水面端部翼环板25上,实现螺栓自锁功能,同时通过调整柔性密封结构的轴向预压挡环33的长度尺寸,改变密封材料的预紧力的大小,同时将穿墙套管21的焊接式内挡圈26改为非固定式的轴向预压挡环33后,加大了介质管道1与穿墙套管21 之间的装配间隙空间,便于施工,维修时可在背水面进行拆除更换密封材料,彻底解决了原有只能从迎水面的开挖更换第一道密封材料的技术难题。
    5.但是,由于构建物外围护墙体厚度、造型不同,使得穿墙套管的长度以及柔性密封结构的整体尺寸需要根据墙体厚度进行定制,该柔性密封结构的部件难于实现标准化,在一定程度上增加了施工难度和成本及购货周期;并且墙体厚度越大,密封组件之间的间距愈大,对于柔性密封组件来说,其所承受的破坏扭矩越大,使得柔性密封组件整体寿命大幅度降低。


    技术实现要素:

    6.针对现有柔性密封结构存在难以标准化、施工成本高及购货周期长、柔性密封组件寿命受墙体厚度影响等问题,本实用新型的目的是提供一种可调式穿墙管柔性防水密封结构。
    7.本实用新型所采用的技术方案为:
    8.一种可调式穿墙管柔性防水密封结构,用于对穿过墙体的介质管道进行密封,包括预埋于墙体内、用于穿套介质管道的穿墙管,穿墙管与介质管道之间密封,所述穿墙管由穿墙套管和密封嵌套在穿墙套管外部的穿墙调整管连为一体,穿墙套管与穿墙调整管至少部分重叠,穿墙管在穿墙调整管的一端与墙体的迎水面平齐,在穿墙套管的一端与墙体的背水面平齐,穿墙套管与介质管道之间设有柔性密封组件,穿墙调整管和介质管道之间设有密封件。
    9.上述可调式穿墙管柔性防水密封结构中,在所述穿墙套管与穿墙调整管嵌套部位的外壁上至少设有两个密封槽,每一密封槽内放置一活塞密封圈;或者
    10.所述穿墙套管与穿墙调整管的接缝处通过焊接或粘接密封固定。
    11.上述可调式穿墙管柔性防水密封结构中,所述柔性密封组件为具有预紧力的柔性密封结构,包括分别套设于介质管道上的多个非固定式的轴向预压挡环和多个密封圈组,密封圈组位于穿墙套管与介质管道之间,每个密封圈组之间由轴向预压挡环隔开;
    12.穿墙套管的背水面侧设有背水面预压挡板,穿墙套管位于墙体内一端内壁上固定有端部挡圈,多个轴向预压挡环和多个密封圈组位于背水面预压挡板与端部挡圈之间,且背水面预压挡板和端部挡圈均抵触轴向预压挡环。
    13.上述可调式穿墙管柔性防水密封结构中,所述端部挡圈焊接在穿墙套管的内壁端部,且其内径大于介质管道的外径。
    14.上述可调式穿墙管柔性防水密封结构中,所述密封圈组至少设有两个,对应的轴向预压挡环至少设有三个,每个密封圈组至少包括两个密封圈。
    15.上述可调式穿墙管柔性防水密封结构中,所述轴向预压挡环与穿墙套管内壁、介质管道的外壁之间均具有径向间距。
    16.上述可调式穿墙管柔性防水密封结构中,所述穿墙套管至少设有预埋于墙体内的
    背水面端部翼环板,背水面端部翼环板的外侧端面与墙体的背水面处于同一平面,背水面端部翼环板与背水面预压挡板通过预压紧固螺栓组锁紧固定。
    17.上述可调式穿墙管柔性防水密封结构中,所述穿墙调整管至少设有预埋于墙体内的中部翼环板和迎水面端部翼环板,迎水面端部翼环板的外侧端面与墙体的迎水面处于同一平面,迎水面端部翼环板与一迎水面密封挡板紧贴且焊接固定。
    18.上述可调式穿墙管柔性防水密封结构中,所述迎水面密封挡板、穿墙调整管与介质管道所围成的空间内填充有密封材料制成的密封件。
    19.上述可调式穿墙管柔性防水密封结构中,迎水面密封挡板和背水面预压挡板与介质管道之间有径向间距,该间距为预设的综合变形间隙。
    20.采用以上技术方案,本实用新型的具有以下特点和有益效果:
    21.1)本实用新型通过在穿墙套管的外部密封嵌套穿墙调整管形成穿墙管,柔性密封组件设置穿墙套管与介质管道之间,通过调整嵌套部位的长度来调整整体穿墙管的长度,同时通过交嵌套部位设置的活塞密封圈保证二者之间的密封性,该结构能够根据墙体厚度调整穿墙调整管与穿墙套管的相对位置使得该密封结构适合多种厚度的墙体,有助于实现密封组件的标准化;
    22.2)本实用新型柔性密封组件设置在穿墙套管与介质管道之间,其整体长度并不随墙体厚度的增加而增加,延缓密封圈疲劳失效的速度,增加柔性密封组件整体寿命。
    附图说明
    23.图1是现有的穿墙套管防水密封结构的整体结构示意图;
    24.图2是另一现有的穿墙套管防水密封结构的结构示意图;
    25.图3a是本实用新型可调式穿墙管柔性防水密封结构的一实施例的结构示意图;
    26.图3b是图3a中穿墙调整管的结构示意图。
    27.图中附图标记表示为:
    28.01-墙体;
    29.1-介质管道;
    30.21-穿墙套管,211-密封槽,22-穿墙调整管,23-中部翼环板,24-迎水面端部翼环板,25-背水面端部翼环板;26-内挡圈;27-端部挡圈;28-活塞密封圈;
    31.3-柔性密封组件,31-密封圈组,32-端部挡板,321-迎水面密封挡板,322-背水面预压挡板;33-轴向预压挡环,34-预压紧固螺栓组;35-l形法兰压盖;
    32.4-密封件。
    具体实施方式
    33.以下结合实施例及附图,对本实用新型可调式穿墙管柔性防水密封结构进行详细说明。其中,本实用新型中,密封件4为填充在密闭空间内的常规密封材料所形成的密封部件,密封材料包括但不限于发泡剂、密封膏、油麻等,也可以是多种密封材料的组合。
    34.该可调式穿墙管柔性防水密封结构,用于对穿越构建物外围护墙体01内的介质管道1进行密封,如图3a所示,包括预埋于墙体内的穿墙管,介质管道1穿过穿墙管并与穿墙管之间留有间隙,穿墙管与介质管道1之间的间隙内设置柔性密封组件3和密封件4;穿墙管包
    括嵌套设置的穿墙套管21和穿墙调整管22,穿墙调整管22密封套装在穿墙套管21的外部(即穿墙调整管22的内壁密封紧贴穿墙套管21的外壁),二者形成间隙配合;穿墙调整管22的一端与墙体01的迎水面平齐,穿墙套管21的一端与墙体01的背水面平齐,柔性密封组件3设置在穿墙套管 21与介质管道1之间的空隙内,密封件4设置在穿墙调整管22与介质管道1之间的间隙内,其中:
    35.该实施例中,穿墙调整管22的外壁上至少焊接一个中部翼环板23和一迎水面端部翼环板24,迎水面端部翼环板24设置于迎水面一侧的墙体01内,穿墙套管21上的中部翼环板23与迎水面端部翼环板24共同作用起到建筑密封学中的“止水板”效应。优选的,迎水面端部翼环板24的外部端面与墙体01迎水面处于同一平面,迎水面端部翼环板24还起到固定迎水面密封挡板321的作用。
    36.该实施例中,如图3b所示,穿墙套管21的外壁端部至少焊接一背水面端部翼环板25,该背水面端部翼环板25设置在背水面一侧的墙体01内。优选的,背水面端部翼环板25的外部端面与墙体01背水面处于同一平面,背水面端部翼环板25 还起到固定背水面预压挡板322的作用。穿墙套管21位于墙体01内的端部焊接有一端部挡圈27,该端部挡圈27的内径大于介质管道1的外径(即端部挡圈27的端部与介质管道1之间形成施工穿管时的工艺间隙),使得介质管道1穿设穿墙套管 21时预留一定的安装间隙;相比现有方案中直接在穿墙套管内部焊接内挡圈26(甚至当穿墙套管管径规格较小时,无法进行内挡圈的焊接加工),大幅度降低了加工难度。穿墙套管21与穿墙调整管22之间为机械配合中的间隙配合,为了保证预埋的穿墙套管21与穿墙调整管22嵌套的部位密封可靠,穿墙套管21的外壁上至少设有由两个密封槽211,密封槽211内用于放置活塞密封圈28,运用“活塞-缸筒”原理,活塞密封圈28因挤压变形,在穿墙调整管22与穿墙套管21之间形成静密封。
    37.该实施例中,防水密封结构包括穿墙套管内部密封和穿墙套管外部密封,穿墙套管内部密封为柔性密封组件3,至少包括靠近墙体01迎水面一侧的第一道密封组件和靠近墙体01背水面一侧的第二道密封组件;两道密封组件均包括具有预紧力的多个密封圈组31以及对应的端部挡圈27和背水面预压挡板322,且两道密封组件之间由套装在介质管道1上的轴向预压挡环33隔开,优选的,轴向预压挡环33 与穿墙套管21内壁、介质管道1的外壁之间均留有径向余量(综合变形间隙),同样也便于轴向预压挡环33能够在沿介质管道1自由移动。穿墙套管外部密封为迎水面端部翼环板24、穿墙调整管22、穿墙套管21与介质管道1围成的空间内填充密封材料而形成的密封件4,例如,填充密封发泡剂、密封膏、油麻等密封材料中的至少一种形成的密封部件。
    38.在一优选实施例中,端部挡板32(即迎水面密封挡板321和背水面预压挡板 322)与介质管道1之间均有径向间距,该间距为预设的综合变形间隙,综合变形间隙是一种多因素综合累加值,包括穿墙套管沉降、变形、扭曲产生的间隙以及介质管道工作振动、压力振摆、水锤现象等产生在径向的间隙叠加值,该叠加值可通过综合分析计算预估。端部挡板32与介质管道1之间留有径向余量(即综合变形间隙),使得介质管道1的振动及建筑物产生的综合变形被柔性密封材料吸收,防止其直接作用于刚性结构(端部挡板32)上。
    39.另一优选实施例中,迎水面密封挡板321与迎水面端部翼环板24贴紧并采用电焊方式进行固定,背水面预压挡板322为预压法兰压盖,预压法兰压盖与背水面端部翼环板25采用预压紧固螺栓组34紧固锁紧连接。
    40.该实施例中,密封圈组31为多个橡胶密封圈组合,设有两组,轴向预压挡环 33设有至少三个,每一密封圈组31均位于轴向预压挡环33之间;优选的,密封圈的压缩量应为所有密封圈组总长度的20%。该实施例的具体施工过程如下:
    41.首先将介质管道1按照预定位置找平、找正、找标高,保证与穿墙套管21的同轴度,介质管道1穿过穿墙管,到位后调整介质管道1与穿墙套管21和穿墙调整管22之间的径向配合间隙后,柔性密封组件3全部安装完毕后,将密封材料填充在介质管道1与穿墙调整管22之间的空间内,再将迎水面密封挡板321与迎水面端部翼环板24进行点焊接(不必进行满焊);然后将按照设计要求制作的轴向预压挡环33、选择相应的密封圈组33依次安装在穿墙套管21中,具体的,将按照一个轴向预压挡环33、一密封圈组31、一个轴向预压挡环33、一密封圈组31、一个轴向预压挡环33的排列顺序依次紧贴推入穿墙套管21的管体内,预压紧定螺栓组34穿过背水面预压挡板322拧入背水面端部翼环板25的螺丝孔内,背水面预压挡板322通过预压紧定螺栓组34的紧固力作用于轴向预压挡环33,产生轴向推力并作用于紧邻的一密封圈组31,在该密封圈组31形成预紧变形的同时将轴向推力传递给另一密封圈组31,最终在穿墙套管21的端部挡圈27的反作用推力下,密封圈组31在封闭的空腔内按照设计的密封圈预压缩值,形成密封圈的内部应力,将密封间隙封堵形成防水密封效果。优选的,在背水面预压挡板322和轴向预压挡环 33及端部挡圈27的挤压作用下产生轴向作用力,使得密封圈水平方向预压位移量应为所有密封圈组水平长度的20%,密封材料在封闭空腔内部的全方位产生密封应力,使得密封圈组31与介质管道、穿墙套管21的内壁紧密接触,满足防水密封的要求;然后在穿墙调整管22与介质管道之间的空间内填充密封材料形成密封件4,待全部安装工程完成后,将迎水面密封挡板321(优选抗力片)做好防腐处理。
    42.由于墙体01的厚度不同,穿墙套管21和穿墙调整管23的外壁上设置的翼环板数目并不限定;柔性密封组件3并不限于两道,可通过设置多个轴向预压挡环33 分隔设置多个密封圈组31而形成多道密封。
    43.显然,柔性密封组件3、密封件4并不限于上述实施例中的结构形式,可以将现有的密封件4应用在本实用新型的穿墙调整管22与介质管道之间的空间内。
    44.另一实施例中,可在墙体01的厚度确定之后,穿墙套管21与穿墙调整管22 之间的接缝处(即穿墙调整管22的端部与穿墙套管21的外壁之间的接缝)直接满焊或粘接密封固定,然后在预埋于墙体01内,也能实现二者之间的密封。
    45.本实用新型结构采用穿墙套管21与穿墙调整管23密封嵌套形成的管道作为穿墙管,柔性密封组件3设置在穿墙套管21与介质管道1之间,通过调整嵌套部位的长度来调整整体穿墙管的长度,同时通过嵌套部位设置的活塞密封圈28保证二者之间的密封性,该结构能够根据墙体厚度调整穿墙调整管22与穿墙套管21的相对位置使得该密封结构适合多种厚度的墙体,有助于实现柔性防水密封结构整体的标准化。
    46.另一方面,对于图2所示的密封结构,墙体01厚度越大,墙体01两侧密封圈组31形成的密封面之间的相对位移越大,对于密封圈的弹性指标要求更高,由于密封圈长期受到挤压力的作用,加速其失效,从而使密封组件整体寿命大幅度降低。本实用新型柔性密封组件3设置在穿墙套管21与介质管道1之间,其整体长度并不随墙体厚度的增加而增加,延缓密封圈疲劳失效的速度,增加密封组件整体寿命。
    47.本领域技术人员应当理解,这些实施例仅用于说明本实用新型而不限制本实用新
    型的范围,对本实用新型所做的各种等价变型和修改均属于本实用新型公开内容。

    技术特征:
    1.一种可调式穿墙管柔性防水密封结构,用于对穿过墙体的介质管道进行密封,包括预埋于墙体内、用于穿套介质管道的穿墙管,穿墙管与介质管道之间密封,其特征在于,所述穿墙管由穿墙套管(21)和密封嵌套在穿墙套管(21)外部的穿墙调整管(22)连为一体,穿墙套管(21)与穿墙调整管(22)至少部分重叠,穿墙管在穿墙调整管(22)的一端与墙体的迎水面平齐,在穿墙套管(21)的一端与墙体的背水面平齐,穿墙套管(21)与介质管道之间设有柔性密封组件(3),穿墙调整管(22)和介质管道(1)之间设有密封件(4)。2.根据权利要求1所述的可调式穿墙管柔性防水密封结构,其特征在于,在所述穿墙套管(21)与穿墙调整管(22)嵌套部位的外壁上至少设有两个密封槽(211),每一密封槽(211)内放置一活塞密封圈(28);或者所述穿墙套管(21)与穿墙调整管(22)的接缝处通过焊接或粘接密封固定。3.根据权利要求1或2所述的可调式穿墙管柔性防水密封结构,其特征在于,所述柔性密封组件(3)为具有预紧力的柔性密封结构,包括分别套设于介质管道上的多个非固定式的轴向预压挡环(33)和多个密封圈组(31),密封圈组(31)位于穿墙套管(21)与介质管道(1)之间,每个密封圈组(31)之间由轴向预压挡环(33)隔开;穿墙套管(21)的背水面侧设有背水面预压挡板(322),穿墙套管(21)位于墙体内一端内壁上固定有端部挡圈(27),多个轴向预压挡环(33)和多个密封圈组(31)位于背水面预压挡板(322)与端部挡圈(27)之间,且背水面预压挡板(322)和端部挡圈(27)均抵触轴向预压挡环(33)。4.根据权利要求3所述的可调式穿墙管柔性防水密封结构,其特征在于,所述端部挡圈(27)焊接在穿墙套管(21)的内壁端部,且其内径大于介质管道(1)的外径。5.根据权利要求3所述的可调式穿墙管柔性防水密封结构,其特征在于,所述密封圈组(31)至少设有两个,对应的轴向预压挡环(33)至少设有三个,每个密封圈组(31)至少包括两个密封圈。6.根据权利要求3所述的可调式穿墙管柔性防水密封结构,其特征在于,所述轴向预压挡环(33)与穿墙套管(21)内壁、介质管道(1)的外壁之间均具有径向间距。7.根据权利要求3所述的可调式穿墙管柔性防水密封结构,其特征在于,所述穿墙套管(21)至少设有预埋于墙体内的背水面端部翼环板(25),背水面端部翼环板(25)的外侧端面与墙体的背水面处于同一平面,背水面端部翼环板(25)与背水面预压挡板(322)通过预压紧固螺栓组(34)锁紧固定。8.根据权利要求1所述的可调式穿墙管柔性防水密封结构,其特征在于,所述穿墙调整管(22)至少设有预埋于墙体内的中部翼环板(23)和迎水面端部翼环板(24),迎水面端部翼环板(24)的外侧端面与墙体的迎水面处于同一平面,迎水面端部翼环板(24)与一迎水面密封挡板(321)紧贴且焊接固定。9.根据权利要求8所述的可调式穿墙管柔性防水密封结构,其特征在于,所述迎水面密封挡板(321)、穿墙调整管(22)与介质管道(1)所围成的空间内填充有密封材料制成的密封件(4)。10.根据权利要求7或8所述的可调式穿墙管柔性防水密封结构,其特征在于,迎水面密封挡板(321)和背水面预压挡板(322)与介质管道(1)之间有径向间距,该间距为预设的综合变形间隙。

    技术总结
    本实用新型提供一种可调式穿墙管柔性防水密封结构,该结构用于对穿过墙体的介质管道进行密封,包括预埋于墙体内、用于穿套介质管道的穿墙管,穿墙管与介质管道之间密封,穿墙管由穿墙套管和密封嵌套在穿墙套管的外部的穿墙调整管连成一体,穿墙套管与介质管道之间设有柔性密封组件,穿套调整管和介质管道之间设有密封件。本实用新型通过在穿墙套管外部密封嵌套穿墙调整管,将柔性密封组件设置在穿墙套管与介质管道之间,能够根据墙体厚度调整穿墙调整管与穿墙套管的相对位置使得该密封结构适合多种厚度的墙体,有助于实现密封组件的标准化;且密封组件的整体长度并不随墙体厚度的增加而增加,延长密封圈使用寿命,改善密封组件整体性能。组件整体性能。组件整体性能。


    技术研发人员:张莹 谢吉优 魏文荣 武力 姚俊 李英
    受保护的技术使用者:北京凯盛建材工程有限公司
    技术研发日:2021.12.02
    技术公布日:2022/5/25
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