CN1015326B - 导管连接件 - Google Patents

Abstract

连接导管(18、21)的导管连接件。导管基本由连续的内管(23)和与其相连的径向向外伸出的，用于加强导管的突出部分(25)组成。该导管连接件由互相连接的零件(8、9)组成，这些零件又由一个芯管(16)和一个套管(17)构成。相邻零件通过其对接面进行的连接使得每个相邻零件的芯管和套管相互连接，且各零件的芯管和套管彼此牢固连接。此连接件适用于双壁导管或波纹管，且沿导管轴向具有高承载性和良好的水力特性。

Description

本发明涉及连接导管的导管连接件，特别是接头或分支接头。所述导管基本上由连续的内管和与其相连的突起组成，突起径向向外伸出并用于加强导管。该导管连接件特别适用于双层壁导管或波纹管的连接。

组合管和波纹管的导管连接件通常是用注模法制造的。支管、弯管和插入套管属于这些导管连接件。用注模法生产的上述导管连接件由于它们固有的设计原理不能体现轻结构的方案-双层壁导管或组合管和波纹管的特点。此外，注模工具的费用极高。

人们已经知道用标准空心管制造简单波纹管的导管连接件，该连接件的内横截面与待连接导管的外横截面互相配合。这些导管连接件由几个零件制成，这些零件靠对其对接面融接、粘接或类似的方法使其互相连接在一起。

本发明的目的是创造普通型式的适用于轻结构的双层壁导管或波纹管的导管连接件，这些导管连接件沿导管轴向方向具有大的承载能力及良好的水力特性。

根据本发明，导管连接件是由相互连接的零件组成，这些零件是由一个带有径向向外伸展的突起的芯管和一个套管构成，相邻零件通过其对接面进行的连接使得每个相邻零件的芯管和套管相互连接在一起，并使得每个零件的芯管和套管彼此牢固连接。由于芯管和套管是靠各个零件的对接面互相连接的，所以在导管连接件内没有自由间隙。由于芯管壁厚很薄，因而沿导管轴线方向的承载能力 很小，零件之间的力（拉伸、压缩、弯曲或类似的负荷）主要是通过套管传递的，因此套管用作为承载导管。该导管连接件由于使用轻质原料而具有良好的机械性能。对管系的机械要求，即对将要靠这些导管连接件互相连接的导管的机械要求，也是靠这些连接件满足的。由于在导管连接件中未形成自由间隙，所以它们具有最佳的水力特性，不会出现由于固体材料沉积引起堵塞。本发明的结构方案需要时可将待连接的导管和导管连接件之间制成水密连接，制造这种导管连接件由于不需要费钱的注模工具面格外节省资金。由于芯管与连接的导管相同，所以只有套管需单独制造，因此，在设计导管连接件时不需额外费用就能达到高的灵活性。

本发明的其它许多优点和特点可由从属权利要求及下面根据附图对本发明的实施例的描述中知晓。其中：

图1是角接头式的导管连接件;

图2是另一种角接头式的导管连接件;

图3是分支接头式的导管连接件;

图4是另一种分支接头式的导管连接件;

图5是通过芯管所作的局部纵剖视图;

图6是沿图5所示芯管Ⅵ-Ⅵ线所作的局部横剖图;

图7是通过改型设计的芯管所作的局部剖视图;

图8是沿图7所示的芯管Ⅷ-Ⅷ线所作的局部横剖视图;

图9是通过另一改型设计的芯管所作的局部纵剖视图;

图10是沿图9所示的芯管Ⅹ-Ⅹ线所作的局部横剖视图;

图11表示芯管和套管之间靠粘接连接;

图12表示芯管和套管融接连接;

图13表示芯管和套管间用收缩软管连接;

图14是局部断开的T形接头式的导管连接件;

图15表示有肋片的芯管和套管连接的局部纵剖视图;

图16表示沿图ⅩⅥ-ⅩⅥ线所作的局部横剖视图;

图17表示通过图15未插入芯管的套管所作的局部横剖视图;

图1至图4所示的导管连接件只是一些例证。所有导管连接件均由1至9的几个零件组成，这些零件通常在其对接面10至15、15′处融接或粘接成水密连接，并且有较大的强度。由1至9的几个零件组成的每个导管连接件的基本结构有一个芯管16和一个套管17。

通常，芯管16与待连接的导管相同。如图1所示，配置在左面的导管18有一个套管19，该套管将被推到零件1伸出的芯管16上与导管连接件连接在一起。当芯管16从套管17中伸出用于插入套管19时，这部分伸出的套管称作插头20。从右下侧将导管21推入零件2，在这一部位零件2备有插口端22，即装在零件2上的芯管16显然接在零件2的该端面之前，以便使导管21在相应的端头不必配备插口就能伸入插口端22。导管连接件可配置成45°角（图1）、90°角（图2）、45°支管（图3）或90°支管即T形接头（图4）。从这一基本构形出发按下文描述的方式可以创造出许多其它实施例。

下面，将以双层壁和组合管的形式来描述芯管16的各种实施例。这些芯管是由一个连续的圆柱形内管23和一个波纹外管24组成。这些芯管是按照德国专利申请1，704，718（对应于美国专利3，677，676）已经公开的方式制作的。在该专利中，内管23和外管24之间的连接是在构成内管23和外管24的合成热塑 料软管通过挤压机模压头后形成的，在外管24的两个相邻圆环25之间的地方，即在波谷部位26处内管23和外管24成为一体。

由附图可以看出：每个圆环25都具有略向外斜的梯形横截面，该梯形截面由一个圆柱形外壁部分27和相对纵中心线30径向向外倾斜并彼此靠近的侧壁部分28、29限界，梯形的底是由相应的内管23构成的。

在图5和图6所示的实施例中，每个外壁部分27都具有一个由外壁部分27形成的环形、连续、平滑的突出部分31，其厚度a近似等于外壁部分27和侧壁部分28、29的壁厚。环形突起31沿轴线30方向的长度为l。圆环25沿轴线30方向的长度为L。尺寸L小于导管圆环25的节距T，T代表两个相邻波谷26的中心距。环形突起31径向超过圆柱形外壁部分27的高度为h，外壁部分27的外径用d表示。

由图7和图8可见，与图5和图6相比，双层壁的导管可按下述方式加以改型：用在外壁部分27的瘤状突起32取代连续的环形突起31。因为导管其它方面没有变化，所以使用相同的参考标号，尺寸的表示方法也同样适用。

此外，从图9和图10所示的实施例中明显可见，除在圆柱形外壁部分27上形成与轴线30相平行的带状轴向突起33外，其它方面都相同，这里也使用相同的参照数字和尺寸符号。图5至图10的双层壁导管，特别是具有图5和图6的环形连续突起31的基本结构可以从德国公布的专利申请3.603，481号（相应于美国系列号008584）了解到。

图11至图13表示芯管16和套管17的各种连接方案。芯管16选用图5和图6所示的方案。

各套管17的壁厚b明显大于内管23壁厚c。其中：1.5c＜b＜5c，而b≈2c为最佳值。

套管17的内径D与芯管16的相应尺寸有关：d＜D＜d+2h。换句话说，当把芯管16插入套管17时，环形突起31（或瘤状突起32或带状轴向突起33）紧密地压靠在套管17的内壁34上，与此同时，圆环25按下述方式变形：圆柱形外壁部分27全部径向内压缩。以这种方式，芯管16的圆环25承受相连套管17的径向弹性预应力。

另一方面，除突起31、32或33之外，外壁部分27不与套管17的内壁34接触，但套管17和芯管16径向互相支撑。在内壁34和外壁部分27之间形成大致的圆柱形间隙35，该间隙的宽度S小于突起31或32或33的高度。因此，芯管16和套管17之间的直接接触部位仅仅是斑点状（当使用瘤状突起32时）或直线（当使用环形突起31或带状轴向突起33时）。

如图11所示，芯管16和套管17之间用粘接剂层36填充圆柱形间隙35，使之形成固定连接。这种粘接层36在芯管16插入套管17之前就能涂敷在芯管16的圆柱形外壁部分27上，当然在芯管16插入套管17之前将粘接剂涂敷在套管17的内壁34上也能形成这种粘接层。就装配而论，后面所述的方法是有利的。在这种情况下，不可能在每个外壁部分27上都形成粘接层36，但这不会影响芯管16和套管17之间的密封和连接强度。因为间隙宽度S在0.1至0.2mm之间，所以有足够厚的粘接层36确保粘接可靠。

在图12所示的实施例中，突起31融入套管17的内壁34中。在融合过程中靠形成融合区域31a使突起31变形即压平，以便在将芯管16插入套管17的过程中部分消除外壁部分17的径向变 形。

在图13所示的实施例中，芯管16和套管17是靠一个收缩软管37而连接在一起的，只有在导管连接件具有插头20时才能使用收缩软管。在这一实施例中，收缩软管被推到套管17的端头和伸出套管17的那部分芯管16上，然后用常用方式通过适当的热加工热压在一起。在这一过程中，收缩软管被固定在套管17的外圆和靠近套管17的芯管16的圆环25上，软管与芯管16的外形相配在收缩软管37和芯管16之间也形成牢固的轴向连接。同时，收缩软管37里面的粘接层38也在起作用。由于在收缩软管37和芯管16以及套管17之间存在的粘合力，又形成附加的固定作用并实现了水密连接。这种涂有能够起作用的粘接层的收缩软管市场上可以买到。

图14表示90°支管式或T形接头式的导管连接件，该导管连接件与图4所示分支导管连接件相对应，因而使用与其相同的参考标号。可以看出：套管17的部分8和部分9在对接面15和15″的部位是靠粘接或融接39彼此连接在一起的。同样能看出：芯管16在这一部位也是用粘接或融接40相互连接在一起的。此外，还可以看出：插入插口端22的导管21紧靠在与其相配的芯管16对接面41上。同样，在插头端20处用导管18的插口19使芯管16紧靠在导管18的对接面42上，以确保在各对接面41、42的连接无间隙。

在上述各实施例中，套管17设计成标准的圆柱体，这种标准管是用常用方法制作的。

下列尺寸适用于标准尺寸为100的导管18、21的导管连接 件：

d≈110mm;

T≈12mm;

l≈2.0mm;

h≈3.0mm;

a≈0.5-0.6mm;

L≈10mm。

下列关系式普通适用：

突起31、32、33的径向高度h与外径d的关系为：

0.002d≦h≦0.004d

环形突起31和瘤状突起32的轴向长度l与圆环25的轴向长度L的关系为：

0.10L≦l≦0.35L

环形突起31和瘤状突起32的轴向长度l与外壁部分27的厚度a的关系为：

3a≦l≦5a

上述的l的关系式也适用于带状轴向突起33的直线宽度l′。

导管18的插口19的内径D_m基本上等于套管17的内径D，为了易于装配，可用公知的方式将插口19的导入端43略加扩大。

上述形式的导管连接件也可扩展到用于图15至17的波纹管， 其中，芯管16设计成波纹管。这种波纹管例如可从德国专利说明书2，450，171（对应于美国专利说明书3，998，579）或从德国专利申请3，725，286中了解到。这种波纹管具有基本上为圆柱形的导管44，径向环形肋片45从导管向外突出，肋片外径为d′。套管17′内径D′略大于肋片45的外径d′，所以在近似圆柱形的外表面46和内壁34′之间形成间隙S′，其径向宽度近似为0.1至0.2mm。

套管17′设有与纵轴30平行的连续波纹，即设有朝向内部的轴向带状突起47，突出尺寸为h′，略大于间隙S′的宽度（即：D′-2h′略小于d′），以便在将芯管16′插入套管17′时使肋片45径向支承在轴向延伸的突起47上，其中：

0.002D′≦h′≦0.004D′

相邻突起之间的剩余间隙35′可按上述填充粘接剂。在突起47和与肋片45相接的部分之间也可用类似的方式进行融接或者用收缩软管连接。

突起47所对的圆弧角为e，其中：

20°＜e＜30°

零件1至9的芯管16、16′与相应的套管17、17′之间的固定连接并非必需用锁紧件，也可靠锁紧力，例如靠足够大的摩擦锁紧就能固定。

Claims (14)

1、用于连接导管(18、21)的导管连接件，特别是角接头或分支接头，该导管连接件由相互连接的零件(1至9)组成，所述导管基本上由连续的内管(23、44)的与其相连的突起(圆环25、肋片45)组成，突起径向向外伸出并用于加强导管，该导管连接特别适用于双层壁导管或波纹管的连接，本发明的特征在于：所述零件(1至9)由一个带有径向向外伸展的突起(圆环25、肋片45)的芯管(16、16′)和一个套管(17、17′)构成，相邻零件(1至9)通过其对接面(10至15、15′)进行的连接使每个相邻零件(1至9)的芯管(16、16′)和套管(17、17′)相互连接在一起，并使得每个零件(1至9)的芯管(16、16′)和套管(17、17′)彼此牢固连接。

2、按照权利要求1所述的导管连接件，其特征在于芯管（16、16′）与待与其连接的导管（18、21）相同。

3、按照权利要求1所述的导管连接件，其特征在于一个零件（1至9）的两个导管（16、16′或17、17′）之一的自由端伸过另一个导管（17、17′或16、16′）。

4、按照权利要求1所述的导管连接件，其特征在于套管（17、17′）设计成承载导管。

5、按照权利要求1所述的导管连接件，其特征在于各芯管（16、16′）的突起（圆环25或肋片45）承受相连套管（17、17′）的径向弹性预应力。

6、按照权利要求5所述的导管连接件，其特征在于突起（圆环25、肋片45）以斑点状或直线形紧靠在套管（17、17′）上。

7、按照权利要求5所述的导管连接件，其特征在于在相应芯管（16、16′）的突起（圆环25、肋片45）和套管（17、17′）之间形成径向延伸的弹性变形突起（31、32、33、47）。

8、按照权利要求7所述的导管连接件，其中芯管（16）设计成带有圆环（25）形突起的双层壁导管，每个圆环形突起都具有近似的朝外斜削的梯形横截面，而且具有近似圆柱形的外壁部分（27）和与其相连的略斜的侧壁部分（28、29），其特征在于外壁部分（27）上备有能径向向里变形的突起（31、32、33），突起的外径（d+2h）未变形时略大于套管（17）的内径（D）。

9、按照权利要求8所述的导管连接件，其特征在于突起（31、32、33）设计成环形、瘤形或轴向带形。

10、按着权利要求7所述的导管连接件，其中芯管（16′）设计成带有径向向外突出的肋片（45）的导管，其特征在于在套管（17′）上径向向里制有突起（47），突起未变形时的内径（D′-2h′）略小于芯管（16′）的外径（d′）。

11、按照权利要求10所述的导管连接件，其特征在于突起（47）沿轴向制成带状。

12、按照权利要求7所述的导管连接件，其特征在于突起（31、32、33、47）与相应的接合面融接在一起。

13、按照权利要求1所述的导管连接件，其特征在于芯管（16、16′）的突起部分（圆环25、肋片45）被粘接到套管（17、17′）上。

14、按照权利要求1所述的导管连接件，其特征在于芯管（16）和套管（17）是通过收缩软管（37）互相连接在一起的。

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