一种便于管道连接的高密封性接头及其装配方法与流程

    专利查询2026-07-18  17


    本发明涉及管道接头,具体是指一种便于管道连接的高密封性接头及其装配方法。


    背景技术:

    1、现有技术中聚乙烯实壁给排水管道和聚丙烯实壁给排水管道,在连接时通常采用热熔对接、热熔承插连接或者电熔承插连接,原理都是用工具将需要熔接的表面加热熔化,再用液压力或管件承口的套紧力将熔化的表面熔合为一体;

    2、熔接过程涉及到熔化温度、吸热压力和夹紧压力、吸热时间和冷却时间,以pe100dn315 pn1.6mpa的聚乙烯给水管为例,根据gb/t 19809-2005《塑料管材和管件聚乙烯(pe)管材管件或管材管件热熔对接组件的制备》的规定,其焊接时间为35min以上,另外工装安装、管段夹持、管段对齐的时间通常需要10min以上,导致管材焊接的效率非常低下,因此需要连接效率高会采用承插连接。

    3、而电熔承插连接使用的是内带电热丝的管件,加工成本非常高,因此一般大口径的电熔承插管件都不会使用;

    4、现在也有部分给水管相关产品使用了密封圈承插式连接,并有相关的行业标准、团体标准和专利,例如qb/t 2892-2007《给水用聚乙烯(pe)柔性承插式管件》,对小口径聚乙烯给水管的性能进行了规定。另外有关于密封圈承插的排水管标准和专利,例如和t/zzb2239-2021《承插式聚乙烯实壁排水管》,这些承插口通常是预制在管材上,均是将承插组件利用热熔对接焊接在直管上。

    5、这些标准和专利未涉及到管材的防脱性能,管材在埋入地底沟槽后,其管材长度、热胀冷缩、地底沉降等因素叠加在一起,可能会使管材接头脱开造成泄露;水压会对管道端部、转弯处造成巨大且长期的顶推力,dn315管道内部通1.6mpa的自来水时会产生高达9吨的推力,当止推力不足时会使管材逐渐从承口处滑脱;聚乙烯管为柔性管道,当土质较疏松时可能存在管材在地底变形拱起等情况,存在连接后的管道在中部而非端部滑脱的可能,因此这类密封圈承插连接的产品在施工时均需要设置止推墩,防止产品连接处滑脱。

    6、综上所述,当前的热熔连接与电熔连接繁琐、时间长,而现有的密封圈承插连接未有适宜的防脱结构,易在使用过程中造成滑脱泄漏,因此有必要开发一种新型的连接方式,其应该具有连接时间短、连接简便、密封性好、成本低的特点。为此,提出一种便于管道连接的高密封性接头及其装配方法。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是为了解决以上问题而提出一种便于管道连接的高密封性接头及其装配方法。

    2、为了达到上述目的,本发明提供了如下技术方案一种便于管道连接的高密封性接头,包括接头以及安装在接头上的管道;其特征是所述的接头采用螺槽套环固定式接头,所述的螺槽套环固定式接头包括承口端、焊接端以及安装在承口端外侧用于防止承口扩张、增强卡紧力用的套环;所述的承口端上设有若干使承口端能够向外扩张的扩张槽,通过若干扩张槽的设置使承口端形成若干片爪。

    3、进一步优选的,所述承口端的外侧设有螺旋定位凹槽,所述的套环内壁设有与螺旋定位凹槽适配的螺旋凸条;所述的螺旋定位凹槽内还设有用于增强摩擦力的防滑花纹。

    4、进一步优选的,所述的套环采用纯塑料套环或包胶钢套环。

    5、进一步优选的,将螺槽套环固定式接头替换为热缩套环固定式接头,所述热缩套环固定式接头包含密封端,处于密封端两侧的承口端,处于承口端和密封端之间的过渡段;所述的承口端外侧还设有热收缩套环,所述承口端上设有便于热收缩套环预定位的定位凹槽,所述的热收缩套环上设有与定位凹槽适配的定位凸条;所述承口端上也设有若干使承口端能够向外扩张的扩张槽,通过若干扩张槽的设置使承口端形成若干片爪。

    6、进一步优选的,所述承口端也设置有扩张槽,且扩张槽的端部设有用于减小扩张槽端部在连接安装变形时产生的撕裂应力的半圆形缺口;所述扩张槽的槽宽由外向半圆形缺口逐渐减小。

    7、进一步优选的,还包括设置在接头上的密封槽以及安装在密封槽内的密封圈,所述的密封圈上还设置有密封唇,所述的密封唇上设有锥面;所述密封唇的高度为管道与接头之间间隙的1.2~2倍,密封槽处的厚度为管道壁厚的1~2倍。

    8、进一步优选的,还包括设置在片爪上的若干啮合齿,若干啮合齿的高度从承口端端口由外向内依次逐渐减小,所述的管道上设有与若干啮合齿适配的啮合槽,所述的啮合齿上还设有导向斜面。

    9、进一步优选的,所述的片爪向外翘起与管道之间形成有便于管道插入的安装夹角。

    10、一种便于管道连接的高密封性接头的装配方法,其特征在于:采用螺槽套环固定式接头的装配方法如下:

    11、a. 承口端开槽:首先在承口端上开设若干扩张槽或在注塑成型时成型若干扩张槽,使承口端通过若干扩张槽的设置形成若干片爪;

    12、b.密封圈安装:将密封圈安装在接头上的密封槽内;

    13、c.接头管道初步连接:将管道的承口端插入至承口端,直至承口端上的啮合槽与承口端上的啮合齿相契合;

    14、d.套环制备:采用工程塑料注塑制成塑料套环,或者采用包胶工艺制成外部塑料、内芯为钢片的包胶套环,表面设置有螺旋凸条;

    15、e.套环安装:承口端与承口端啮合连接后,将套环沿着承口端外表面的螺旋凹槽旋转推进,从而将套环与承口端固定成一体。

    16、采用热缩套环固定式接头的装配方法如下:

    17、a.承口端开槽:首先在承口端上开设若干扩张槽或在注塑成型时成型若干扩张槽,使承口端通过若干扩张槽的设置形成若干片爪;

    18、b.密封圈安装:将密封圈安装在接头上的密封槽内;

    19、c.接头管道初步连接:将管道一端插到接头的承口端内,直至管道上的啮合槽与承口端上的啮合齿相契合;

    20、d.套环制备:将采用塑料成型的热收缩套环通过注塑成型,冷却后内径为接头外径的90%-98%,然后采用加热棒加热至105-115℃将套环内径撑大后用强冷风冷却以冻结应力,加工后套环的内径为接头外径的105%-115%;

    21、e.套环安装:然后将制作完成的套环安装在承口端上并通过定位凸条和定位凹槽的配合进行定位,定位完成后可通过明火加热、热风加热等方式对套环进行加热,使其直径变小后安装在承口端上而完成安装连接。

    22、本发明的有益效果:

    23、本发明结构简单,连接简便,连接处密封性高,连接牢固性高不易脱落且安装连接效率高;

    24、将承压组件,从传统的承口端转移到套环上,并且套环通过结构简易的螺槽固定或者热缩固定,保证了可靠性;套环材质可以选用高刚性的金属材料或者复合材料,可根据内部流体压力调整套环尺寸,而无需考虑与聚乙烯承口端的焊接性、卫生性,增加了设计灵活性,可有效降低成本,缩短设计时间;

    25、通过在承口端上开设若干扩张槽,并且在扩张槽的端部开设半圆形缺口,从而降低管道承口端插入承口端时片爪向外扩张时扩张槽端部的变形应力,避免片爪在连接时因变形大和应力大导致破损、损坏;

    26、通过在承口端上设置若干啮合齿,且啮合齿的高度由外向内逐渐降低,使其符合片爪张开时的角度,可保障承口端与管道连接牢固性的同时在管道插入承口端内时减小片爪向外扩张的角度,避免因插入时片爪扩张较大而产生屈服永久变形或破损;

    27、通过套环的设置,防止啮合齿受力后发生径向的向外扩张变形,确保管道连接部位受力后仍具有足够的防脱效果;

    28、通过在接头上密封端和过渡段的交接处或接近承口端中部设置密封槽,在密封槽内安装密封圈,且在密封圈上设置密封唇,当密封圈受到水的挤压后密封唇向过渡段与管体之间狭小的三角区域挤压,而过渡段与管道之间的三角区域空间逐渐减小,从而在密封圈受压向过渡段处挤压时,挤压力越强,密封圈向过渡段狭小的空间挤压的越紧,从而更好的增强了接头与管道之间的密封性,防漏性能更好且密封圈不会因受到水的挤压而从密封槽中脱出或漏水;

    29、同时通过在密封唇上设置锥面,当水对密封唇向前形成挤压的同时通过锥面形成向下的挤压力,从而使密封唇与管道之间更为紧密,密封性更好;

    30、安装时,高强度塑料套环或包胶钢套环内圆表面的螺旋凸条,与接头外表面的螺旋定位凹槽通过螺纹简单旋转形成耦合,可以快捷方便地将片爪固定于管材上,并使其具有优良的抗水压能力。


    技术特征:

    1.一种便于管道连接的高密封性接头,包括接头以及安装在接头上的管道;其特征是所述的接头采用螺槽套环固定式接头,所述的螺槽套环固定式接头包括承口端、焊接端以及安装在承口端外侧用于防止承口扩张、增强卡紧力用的套环;所述的承口端上设有若干使承口端能够向外扩张的扩张槽,通过若干扩张槽的设置使承口端形成若干片爪。

    2.根据权利要求1所述的一种便于管道连接的高密封性接头,其特征在于:所述承口端的外侧设有螺旋定位凹槽,所述的套环内壁设有与螺旋定位凹槽适配的螺旋凸条;所述的螺旋定位凹槽内还设有用于增强摩擦力的防滑花纹。

    3.根据权利要求1所述的一种便于管道连接的高密封性接头,其特征在于:所述的套环采用纯塑料套环或包胶钢套环。

    4.根据权利要求1所述的一种便于管道连接的高密封性接头,其特征在于:将螺槽套环固定式接头替换为热缩套环固定式接头,所述热缩套环固定式接头包含密封端,处于密封端两侧的承口端,处于承口端和密封端之间的过渡段;所述的承口端外侧还设有热收缩套环,所述承口端上设有便于热收缩套环预定位的定位凹槽,所述的热收缩套环上设有与定位凹槽适配的定位凸条;所述承口端上也设有若干使承口端能够向外扩张的扩张槽,通过若干扩张槽的设置使承口端形成若干片爪。

    5.根据权利要求1或4所述的一种便于管道连接的高密封性接头,其特征在于:所述承口端也设置有扩张槽,且扩张槽的端部设有用于减小扩张槽端部在连接安装变形时产生的撕裂应力的半圆形缺口;所述扩张槽的槽宽由外向半圆形缺口逐渐减小。

    6.根据权利要求1或4所述的一种便于管道连接的高密封性接头,其特征在于:还包括设置在接头上的密封槽以及安装在密封槽内的密封圈,所述的密封圈上还设置有密封唇,所述的密封唇上设有锥面;所述密封唇的高度为管道与接头之间间隙的1.2~2倍,密封槽处的厚度为管道壁厚的1~2倍。

    7.根据权利要求1或4所述的一种便于管道连接的高密封性接头,其特征在于:还包括设置在片爪上的若干啮合齿,若干啮合齿的高度从承口端端口由外向内依次逐渐减小,所述的管道上设有与若干啮合齿适配的啮合槽,所述的啮合齿上还设有导向斜面。

    8.根据权利要求7所述的一种便于管道连接的高密封性接头,其特征在于:所述的片爪向外翘起与管道之间形成有便于管道插入的安装夹角。

    9.一种便于管道连接的高密封性接头的装配方法,其特征在于:采用螺槽套环固定式接头的装配方法如下:

    10.一种便于管道连接的高密封性接头的装配方法,其特征在于:采用热缩套环固定式接头的装配方法如下:


    技术总结
    本发明公开了一种便于管道连接的高密封性接头及其装配方法,包括接头以及安装在接头上的管道;其特征是所述的接头采用螺槽套环固定式接头,所述的螺槽套环固定式接头包括承口端、焊接端以及安装在承口端外侧用于防止承口扩张、增强卡紧力用的套环;所述的承口端上设有若干使承口端能够向外扩张的扩张槽,通过若干扩张槽的设置使承口端形成若干片爪。该发明结构简单,连接简便,连接处密封性高,连接牢固性高不易脱落且安装连接效率高;通过在承口端上开设若干扩张槽,并且在扩张槽的端部开设半圆形缺口,从而降低管道承口端插入承口端时片爪向外扩张时扩张槽端部的变形应力,避免片爪在连接时因变形大和应力大导致破损、损坏。

    技术研发人员:卢伟文,裘旭东,钟义,李林松,骆宏伟,黄涛,孙金鸿,胡德源
    受保护的技术使用者:浙江地球管业有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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