CN102251701A - 管塔的管连接结构 - Google Patents

Abstract

提供一种管塔的管连接结构，其包括第一连接构件和第二连接构件。第一连接构件包括：第一基座，其顶部结合到第一管的底部；延伸部分，与第一基座一体地形成；多个第一结合突起，设置在延伸部分的外周表面上。第二连接构件包括：第二基座，其底部结合到第二管的顶部；多个第二结合突起，设置在第二基座的内周表面上。沿着延伸部分的径向，穿透每个第一结合突起以及延伸部分在每个第一结合突起中形成一个或多个第一螺纹孔；沿着第二基座的径向，穿透第二基座的在每个第二结合突起的正下方的壁中形成一个或多个第二螺纹孔。根据本发明的管连接结构无需使用法兰，在连接过程中也无需焊接工艺，就可容易地将多个管连接。

Description

管塔的管连接结构

技术领域

本发明涉及管塔连接领域，更具体地讲，涉及一种管塔的管连接结构。

背景技术

诸如电信发射塔、风力发电塔、输电塔等的塔类建筑物的种类可以按所使用的材料而划分为钢结构塔和钢筋混凝土塔等。钢结构塔可以按钢结构形式而划分为空间桁架塔和管塔等。管塔一般采用管(例如钢管)作为主体构件。管可以具有圆形或多边形的截面，管之间的连接方式通常包括插接式连接、外法兰式连接和内法兰式连接。插接式连接通过焊接将两个管连接固定，对管的精度要求很高，加工工艺复杂，插接式连接在管的内部焊接很不方便，且要受到用电的制约。插接式连接一般用于在大口径的钢管之间进行。外法兰式连接通常用于直径较小的管，为了连接牢固，法兰较大，而且焊接处较多，影响美观。内法兰式连接通常用于直径较大的管，为了连接牢固，对内法兰的厚度、焊接及螺栓要求很高，并且由于所需螺栓较多，安装耗费较多时间。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种改进的管塔的管连接结构。

根据本发明的一方面，提供一种管塔的管连接结构，其特征在于，所述管连接结构包括第一连接构件和第二连接构件，第一连接构件与将被连接的两个管中的第一管的底部一体地形成，第二连接构件与所述两个管中的第二管的顶部一体地形成。第一连接构件包括：第一基座，第一基座的顶部结合到第一管的底部；延伸部分，与第一基座一体地形成，并从第一基座的底部向下延伸；多个第一结合突起，设置在延伸部分的外周表面上，从延伸部分的底部沿延伸部分的轴向向上延伸，并且从延伸部分的外周表面沿延伸部分径向向外突出。第二连接构件包括：第二基座，第二基座的底部结合到第二管的顶部；多个第二结合突起，设置在第二基座的内周表面上，从第二基座的顶部沿第二基座的轴向向下延伸，并且从第二基座的内周表面沿第二基座的径向向内突出。沿着延伸部分的径向，穿透每个第一结合突起以及延伸部分在每个第一结合突起中形成一个或多个第一螺纹孔；沿着第二基座的径向，穿透第二基座的在每个第二结合突起正下方的壁形成一个或多个第二螺纹孔。在使每个第一结合突起通过两个相邻的第二结合突起之间的间隙并使第一连接构件和第二连接构件围绕各自的轴心彼此相对地旋转预定角度之后，每个第一结合突起的上端表面抵靠相应的第二结合突起的下端表面，并且每个第一螺纹孔与相应的第二螺纹孔对准，通过使螺钉穿过第一螺纹孔和第二螺纹孔将第一管与第二管固定地连接。

所述多个第一结合突起可等间隔地布置在延伸部分的外周表面上，所述多个第二结合突起可等间隔地布置在第二基座的内周表面上，第二结合突起的数量可与第一结合突起的数量相等。

所述多个第一结合突起沿延伸部分的径向的截面可为第一扇环形，第一扇环形的圆心可与第一基座的轴心重合；所述第二结合突起沿第二基座的径向的截面可为第二扇环形，第二扇环形的圆心可与第二基座的轴心重合。

第一扇环形的外圆半径可小于第二基座的内壁的半径，并且可大于第二扇环形的内圆半径；延伸部分的外壁的半径可小于第二扇环形的内圆半径。

所述多个第一结合突起可与延伸部分一体地形成，所述多个第一结合突起可与第二基座一体地形成。

每个第一结合突起的上端表面均可为第一斜面，各个第一斜面的倾斜方向沿延伸部分的外周方向可彼此一致。

每个第二结合突起的下端表面均可为第二斜面，各个第二斜面的倾斜方向沿第二基座的内周方向可彼此一致，并且第二斜面的倾斜方向可与多个第一结合突起的第一斜面的倾斜方向对应。

第一斜面与垂直于第一连接构件的轴向的平面所成的第一倾斜角度可为大约30°-60°，第二斜面与垂直于第二连接构件的轴向的平面所成的第二倾斜角度可为大约30°-60°，第二倾斜角度可与第一倾斜角度相等。

在每个第一结合突起中形成的第一螺纹孔的数量可与在第二基座的每个第二结合突起正下方的壁中形成的第二螺纹孔的数量相等。

每个第二螺纹孔沿第二基座的轴向的布置高度可与对应的第一螺纹孔沿延伸部分的轴向的布置高度相对应。

采用根据本发明的管连接结构，由于多个第一结合突起和多个第二结合突起彼此配合，可增加管的连接强度。本发明的管连接结构无需使用法兰，在连接过程中也无需焊接工艺，就可容易地将多个管连接，并且不影响管的外观，也便于运输。根据本发明的管连接结构可适用于各种尺寸的管，可广泛用于构建各种管塔(诸如电信发射塔、风力发电塔、输电塔等)。根据本发明的管连接结构不增加管的外径，有利于减小管的风阻，从而延长管塔的使用寿命。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明实施例的管塔的管连接结构的第一连接构件的示意图；

图2是示出根据本发明实施例的管塔的管连接结构的第二连接构件的示意图；

图3是示出根据本发明实施例的第一管和第二管通过管塔的管连接结构彼此连接的示意图。

具体实施方式

现在，将参照附图更充分地描述本发明的实施例。

根据本发明实施例的管塔的管连接结构用于将第一管和第二管彼此连接，并且包括第一连接构件和第二连接构件。

图1是示出根据本发明实施例的管塔的管连接结构的第一连接构件3的示意图，其中，图1中的(a)是沿A-A线截取的第一连接构件3的剖面图，图1中的(b)是沿B-B线截取的第一连接构件3的截面图，图1中的(c)是沿C方向观察的第一结合突起33的侧视图。

参见图1，第一连接构件3与将被连接的两个管中的第一管1的端部一体地形成。在一个示例中，第一连接构件3可通过焊接或铸模的方式与第一管1的端部一体地且同轴地形成。图1中的(a)示出了焊接的情形。

第一连接构件3包括：第一基座31，第一基座31的端部(例如，顶部)结合到第一管1的端部(例如，底部)，第一基座31的外径可与第一管1的外径相等；延伸部分32，与第一基座31一体地形成，并从第一基座31的另一端部(例如，底部)向下延伸，延伸部分32的外径可小于第一基座31的外径；多个第一结合突起33，设置在延伸部分32的外周表面上，从延伸部分32的底部沿延伸部分32的轴向向上延伸，并且从延伸部分32的外周表面沿延伸部分32的径向向外突出。多个第一结合突起33可等间隔地布置在延伸部分32的外周表面上。

第一结合突起33沿延伸部分32的径向的截面可为第一扇环形，如图1中的(b)所示。第一扇环形的圆心与第一基座31和延伸部分32的轴心重合。第一结合突起33可通过铸模与延伸部分32一体地形成。可根据实际情况设置第一结合突起33的数量，例如3-16个。图1中的(b)示出了第一结合突起33的数量优选地为7的情形。

如图1中的(c)所示，每个第一结合突起33的上端表面均可为第一斜面。各个第一斜面的倾斜方向沿延伸部分32的外周方向彼此一致，第一斜面与垂直于第一连接构件3的轴向(即，第一基座31或延伸部分32的轴向)的平面所成的第一倾斜角度可为大约30°-60°。

图2是示出根据本发明实施例的管塔的管连接结构的第二连接构件4的示意图，其中，图2中的(a)是沿D-D线截取的第二连接构件4的剖面图，图2中的(b)是沿E-E线截取的第二连接构件4的截面图，图2中的(c)是沿F-F方向观察的第二结合突起42的侧视图。

参照图2，第二连接构件4与所述两个管中的第二管2的端部一体地形成。在一个示例中，第二连接构件4可通过焊接或铸模的方式与第二管2的端部一体地且同轴地形成。图2中的(a)示出了焊接的情形。

第二连接构件4包括：第二基座41，第二基座41的端部(例如，底部)结合到第二管2的端部(例如，顶部)，第二基座41的外径可与第二管2的外径相等；多个第二结合突起42，设置在第二基座41的内周表面上，从第二基座41的另一端部(例如，顶部)沿第二基座41的轴向向下延伸，并且从第二基座41的内周表面沿第二基座41的径向向内突出。多个第二结合突起42可等间隔地布置在第二基座41的内周表面上。第二结合突起42的数量可以与第一结合突起33的数量相等。

第二结合突起42沿第二基座41的径向的截面可为第二扇环形，如图2中的(b)所示。第二扇环形的圆心与第二基座41的轴心重合。第二结合突起42可通过铸模与第二基座41一体地形成。可根据实际情况设置第二结合突起42的数量，例如3-16个。图2中的(b)示出了第二结合突起42的数量优选地为7的情形。

如图2中的(c)所示，每个第二结合突起42的下端表面均可为第二斜面。各个第二斜面的倾斜方向沿第二基座41的内周方向彼此一致，第二斜面与垂直于第二连接构件4的轴向(即，第二基座41的轴向)的平面所成的第二倾斜角度也可为大约30°-60°。根据示例实施例，第二结合突起42的第二斜面的倾斜方向与第一结合突起33的第一斜面的倾斜方向对应，第二倾斜角度与第一倾斜角度相等。

为了确保使用第一连接构件3和第二连接构件4将第一管1与第二管2连接，第一扇环形的外圆半径R1小于第二基座41的内壁的半径R2，并且大于第二扇环形的内圆半径R4；延伸部分32的外壁的半径R3小于第二扇环形的内圆半径R4。优选地，第一扇环形的外圆半径R1略小于第二基座41内壁的半径R2，延伸部分32的外壁的半径R3略小于第二扇环形的内圆半径R4，以便于第一连接构件3和第二连接构件4的紧密配合。因此，第一结合突起33能够通过两个相邻的第二结合突起42之间的间隙，并且第二结合突起42能够通过两个相邻的第一结合突起33之间的间隙，以实现第一管1和第二管2之间的连接。优选地，每个第一结合突起33沿延伸部分32的外周的宽度可等于两个相邻的第一结合突起33之间的部分沿延伸部分32的外周的宽度，每个第二结合突起42沿第二基座41的内周的宽度可等于两个相邻的第二结合突起42之间的部分沿第二基座41的内周的宽度。

尽管上面描述了第一结合突起33沿延伸部分32的径向的截面以及第二结合突起42沿第二基座41的径向的截面为扇环形的示例，但是本发明不限于此，例如，第一结合突起33沿延伸部分32的径向的截面以及第二结合突起42沿第二基座41的径向的截面也可为梯形等，只要在彼此连接时第一结合突起33能够通过两个相邻的第二结合突起42之间的间隙且第二结合突起42能够通过两个相邻的第一结合突起33之间的间隙即可。

返回参照图1，沿着延伸部分32的径向，可穿透每个第一结合突起33以及延伸部分32在每个第一结合突起33中形成一个或多个第一螺纹孔34。在一个第一结合突起33中形成了多个第一螺纹孔34的情况下，可沿延伸部分32的轴向在第一结合突起33中布置所述多个第一螺纹孔34。图1中的(c)示出了形成在一个第一结合突起33中的两个第一螺纹孔34的优选布置。

参照图2，沿着第二基座41的径向，可穿透第二基座41的在每个第二结合突起42正下方的壁形成一个或多个第二螺纹孔43。在第二基座41的在一个第二结合突起42的正下方的壁中形成了多个第二螺纹孔43的情况下，可沿第二基座41的轴向在所述壁中布置所述多个第二螺纹孔43。在每个第一结合突起33中形成的第一螺纹孔34的数量和位置与在第二基座41的在每个第二结合突起42下方的壁中形成的第二螺纹孔43的数量和位置对应。这将在后面进行更详细的描述。第一螺纹孔34的螺纹方向与第二螺纹孔43的螺纹方向一致。

下面描述将第一管1与第二管2进行连接的操作。将第一连接构件3和第二连接构件4沿轴向对准，并将第一结合突起33与第二结合突起42彼此错开，使得每个第一结合突起33能够通过两个相邻的第二结合突起42之间的间隙，也就是使得每个第二结合突起42能够通过两个相邻的第一结合突起33之间的间隙。然后，使第一管1和第二管2沿轴向彼此相向运动，以使得第一连接构件3插入到第二连接构件4的内部，直到第二结合突起42的下端表面超出第一结合突起33的上端表面(即，第二结合突起42的下端表面位于第一结合突起33的上端表面的上方)。接着，将第一连接构件3和第二连接构件4围绕各自的轴心彼此相对地旋转预定角度(也就是使得第一管1和第二管2围绕各自的轴心彼此相对地旋转预定角度)。所述预定角度可由第一结合突起33或第二结合突起42的数量确定，如下式所示：

α＝360°/(N×2)，

其中，α表示第一连接构件3和第二连接构件4彼此相对地旋转的预定角度，N表示第一结合突起33或第二结合突起42的数量。

在将第一连接构件3和第二连接构件4围绕各自的轴心彼此旋转预定角度之后，使得第二结合突起42的下端表面(第二斜面)与第一结合突起33上端表面(第二斜面)彼此面对和/或抵靠(接触或卡住)。这样，限制了第一连接构件3和第二连接构件4沿与插入方向相反的方向彼此远离地运动。

每个第二螺纹孔43沿第二基座41的轴向的布置高度与对应的第一螺纹孔34沿延伸部分32的轴向的布置高度相对应，从而在使第二结合突起42的下端表面(第二斜面)与第一结合突起33上端表面(第二斜面)彼此面对和/或抵靠之后，各个第一螺纹孔34与各个第二螺纹孔43彼此对准。

按照上述方式装配了第一连接构件3和第二连接构件4之后，各个第一螺纹孔34与各个第二螺纹孔43彼此对准。可通过使螺钉穿过第一螺纹孔34和第二螺纹孔43将第一连接构件3和第二连接构件4固定地连接，并限制第一连接构件3和第二连接构件4之间的相对运动。由此，将第一管1和第二管2固定地连接。图3示出了第一管1和第二管2通过上述的管塔的管连接结构彼此连接的示意图。

需要被连接的第一管1和第二管2以及第一连接构件3和第二连接构件4可根据强度要求由各种型号的钢材制成。

采用根据本发明的管连接结构，由于多个第一结合突起和多个第二结合突起彼此配合，可增加管的连接强度。本发明的管连接结构无需使用法兰，在连接过程中也无需焊接工艺，就可容易地将多个管连接，并且不影响管的外观，也便于运输。根据本发明的管连接结构可适用于各种尺寸的管，可广泛用于构建各种管塔(诸如电信发射塔、风力发电塔、输电塔等)。根据本发明的管连接结构不增加管的外径，有利于减小管的风阻，从而延长管塔的使用寿命。

此外，应该理解，尽管本发明中采用了“上”、“下”等方位词，但是本发明不限于此。也就是说，第一管1和第二管2的位置可以颠倒，或者可以水平或以任何其它角度放置，这样的变形仍然落入本发明要求保护的范围内。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种管塔的管连接结构，其特征在于，所述管连接结构包括第一连接构件和第二连接构件，第一连接构件与将被连接的两个管中的第一管的底部一体地形成，第二连接构件与所述两个管中的第二管的顶部一体地形成，

第一连接构件包括：第一基座，第一基座的顶部结合到第一管的底部；延伸部分，与第一基座一体地形成，并从第一基座的底部向下延伸；多个第一结合突起，设置在延伸部分的外周表面上，从延伸部分的底部沿延伸部分的轴向向上延伸，并且从延伸部分的外周表面沿延伸部分径向向外突出，

第二连接构件包括：第二基座，第二基座的底部结合到第二管的顶部；多个第二结合突起，设置在第二基座的内周表面上，从第二基座的顶部沿第二基座的轴向向下延伸，并且从第二基座的内周表面沿第二基座的径向向内突出，

其中，沿着延伸部分的径向，穿透每个第一结合突起以及延伸部分在每个第一结合突起中形成一个或多个第一螺纹孔；沿着第二基座的径向，穿透第二基座的在每个第二结合突起正下方的壁形成一个或多个第二螺纹孔，

其中，在使每个第一结合突起通过两个相邻的第二结合突起之间的间隙并使第一连接构件和第二连接构件围绕各自的轴心彼此相对地旋转预定角度之后，每个第一结合突起的上端表面抵靠相应的第二结合突起的下端表面，并且每个第一螺纹孔与相应的第二螺纹孔对准，通过使螺钉穿过第一螺纹孔和第二螺纹孔将第一管与第二管固定地连接。

2.根据权利要求1所述的管塔的管连接结构，其特征在于，所述多个第一结合突起等间隔地布置在延伸部分的外周表面上，所述多个第二结合突起等间隔地布置在第二基座的内周表面上，第二结合突起的数量与第一结合突起的数量相等。

3.根据权利要求2所述的管塔的管连接结构，其特征在于，所述多个第一结合突起沿延伸部分的径向的截面为第一扇环形，第一扇环形的圆心与第一基座的轴心重合，

所述第二结合突起沿第二基座的径向的截面为第二扇环形，第二扇环形的圆心与第二基座的轴心重合。

4.根据权利要求3所述的管塔的管连接结构，其特征在于，第一扇环形的外圆半径小于第二基座的内壁的半径，并且大于第二扇环形的内圆半径；延伸部分的外壁的半径小于第二扇环形的内圆半径。

5.根据权利要求4所述的管塔的管连接结构，其特征在于，所述多个第一结合突起与延伸部分一体地形成，所述多个第一结合突起与第二基座一体地形成。

6.根据权利要求5所述的管塔的管连接结构，其特征在于，每个第一结合突起的上端表面均为第一斜面，各个第一斜面的倾斜方向沿延伸部分的外周方向彼此一致。

7.根据权利要求6所述的管塔的管连接结构，其特征在于，每个第二结合突起的下端表面均为第二斜面，各个第二斜面的倾斜方向沿第二基座的内周方向彼此一致，并且第二斜面的倾斜方向与多个第一结合突起的第一斜面的倾斜方向对应。

8.根据权利要求7所述的管塔的管连接结构，其特征在于，第一斜面与垂直于第一连接构件的轴向的平面所成的第一倾斜角度为30°-60°，第二斜面与垂直于第二连接构件的轴向的平面所成的第二倾斜角度为30°-60°，第二倾斜角度与第一倾斜角度相等。

9.根据权利要求1所述的管塔的管连接结构，其特征在于，在每个第一结合突起中形成的第一螺纹孔的数量与在第二基座的每个第二结合突起正下方的壁中形成的第二螺纹孔的数量相等。

10.根据权利要求9所述的管塔的管连接结构，其特征在于，每个第二螺纹孔沿第二基座的轴向的布置高度与对应的第一螺纹孔沿延伸部分的轴向的布置高度相对应。

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