[發明專利]一種變形協調管道接頭裝置

有效

• 申請號: 201610009858.3
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105423028B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 李立云;左曉;沙鑫磊;李金龍
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F16L27/02
• 分類號: F16L27/02;F16L51/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及一種變形協調管道接頭裝置，尤其涉及提高管道防災減災能力的管道接頭裝置。

背景技術

管道作為水、電、熱、氣、油的重要渠道之一，在生命線系統中具有非常重要的作用。按照所處的環境，管道可分為城市管網和長輸埋地管道，無論哪種管道，均具有分布范圍廣，運輸距離長的特點。管道不可避免地要穿越(跨越)地質條件復雜地段，如斷層、滑坡、沉陷、可液化土層區等。此類不良地質現象發生時，將引起周邊環境的劇烈響應，極有可能引起管道的大變形甚至破壞，威脅到管道的正常運行。同時，由于現今城市基礎建設的迅猛發展，基礎施工導致的管道破壞也時有發生，其原因多在于施工造成周邊環境的顯著差異變形。從已有的管道破壞案例看，管道的破壞多發生于管道的接頭部位，因此，提高管道接頭的變形協調能力顯得尤為必要。

發明內容

本發明的目的在于設計一種變形協調管道接頭裝置，以提高管道的防災減災能力。

本發明設計的一種變形協調管道接頭裝置，其特征在于：本裝置由管徑不同的兩部分構成。其中，大管徑部分為一變截面管道構成管道接頭套管I(1)；小管徑部分為等截面管道構成管道接頭套管II(2)。

管道接頭套管I(1)的大孔徑端部內壁設有螺紋，同時，橡膠圈密封擋塊(3)、防沖限位擋塊(5)和卡槽(7)安裝于其內。

管道接頭套管II(2)為一等截面管道，在其位于管道接頭套管I(1)內的端部設有一限位擋塊(6)，限位擋塊(6)由焊于管道接頭套管II(2)上的金屬環和套于管道接頭套管II(2)上的橡膠套圈構成。

卡槽(7)由橡膠圈密封擋塊(3)和防沖限位擋塊(5)共同組成；密封橡膠圈(4)放置于卡槽(7)中，起到限制管內流體溢出的作用。

橡膠圈密封擋塊(3)為一外表面帶螺紋的金屬管段，其外徑與管道接頭套管I最大內徑一致，內徑略大于管道接頭套管II(2)的外徑。

防沖限位擋塊(5)為一特殊構造金屬管段，其外表面帶有螺紋，其外徑與管道接頭套管I(1)的最大內徑一致；內部為漸變擴徑面，最小內徑略大于管道接頭套管II(2)的外徑，最大內徑略小于管道接頭套管I(1)的最大內徑。

橡膠圈密封擋塊(3)和防沖限位擋塊(5)之間留有空隙，該空隙即為放置密封橡膠圈(4)的卡槽(7)。

橡膠圈密封擋塊(3)與防沖限位擋塊(5)的壁厚之間存在如下關系：t1-t2≥(L2+h2)×d/h1；其中，t1和t2分別為防沖限位擋塊(5)和橡膠圈密封擋塊(3)的壁厚；h1和h2分別為防沖限位擋塊(5)和橡膠圈密封擋塊(3)的長度；L2為卡槽(7)的寬度；d為管道接頭套管I(1)內壁與限位擋塊(6)之間的間隙。

本裝置在外力作用下可以產生一定的拉伸變形、壓縮變形和彎曲變形。

本裝置的拉壓變形δ由管道接頭套管II(2)在管道接頭套管I(1)內的滑動長度決定，L1<拉壓變形δ<L1+h1。

本發明的彎曲變形由管道接頭套管II(2)繞防沖限位擋塊(5)在管道接頭套管I(1)內傾斜而產生，d/(L1+h1)≤tan(傾斜角度φ)≤d/h1。

本發明裝置通過法蘭或承插或螺紋等方式與常規管道連接。

為保證內壓和沖擊作用下本發明裝置的安全，本發明裝置中管道接頭套管I(1)的材料采用高強抗拉抗壓材料。

由于采用本發明的技術方案，本發明具備以下功能：裝置本身具有一定的軸向和彎曲調節能力，可以實現大變形反應下管道的自我調節，提高了管道的安全運營能力。

附圖說明

圖1為本發明所提供的實施例的示意圖一。

圖2為本發明所提供的實施例的壓縮變形圖。

圖3為本發明所提供的實施例的彎曲變形圖一。

圖4為本發明所提供的實施例的彎曲變形圖二。

圖5為本發明所提供的實施例的卡槽(7)組成圖。

圖6為本發明所提供的實施例的橡膠圈密封擋塊(3)。

圖7為本發明所提供的實施例的防沖限位擋塊(5)。

圖8為本發明所提供的實施例的防沖限位擋塊(5)。

具體實施方式

下面結合附圖詳述本發明：變形協調管道接頭裝置由管道接頭套管I(1)、管道接頭套管II(2)、橡膠圈密封擋塊(3)、密封橡膠圈(4)、防沖限位擋塊(5)組成。參見附圖1，附圖2，附圖3和附圖4。

管道接頭套管II(2)為一帶有限位擋塊(6)的直通金屬管。