CN104404892B - 一种伸缩式管节连接装置 - Google Patents

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Li Chuanlin
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Sun Xiwang
Zhang Dunbao
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Abstract

本发明涉及一种伸缩式管节连接装置，包括：环向腹板，其设于两个管节的接头处，弹性密封部件，其设于两个管节的接头处，且位于环向腹板和管节之间，所述环向腹板包括：波形段，波形段的左侧设有左平直段和/或波形段的右侧设有右平直段，在左平直段和/或右平直段上均布有若干长度方向平行于环向腹板的轴线方向的长孔，长垫片，设在同一侧的各长孔的外侧，紧固件，穿装于各长孔内，且穿透长垫片、管节和弹性密封部件，使长垫片、环向腹板、管节和弹性密封部件连为一体。本发明所述的伸缩式管节连接装置，结构简单，安装方便，可解决管节本身的变形(伸缩变形)问题，尤其适用于钢波纹涵管铺设的管道，使钢波纹涵管更适用于不同地质和地形。

Description

一种伸缩式管节连接装置
技术领域
本发明涉及工程管道技术领域，具体说是一种伸缩式管节连接装置。所述管节尤指波纹涵管(钢波纹涵管)管节。
背景技术
现有技术中对于钢波纹涵管，人们更多的关注其抗压能力、抗冲击能力和防腐性能，在钢波纹涵管施工中，当基础受力不均匀、回填密度达不到标准产生沉降时，往往会导致钢波纹涵管出现大面积变形(伸缩变形)，进而引起地面下沉，使通行车辆在高速行驶过程中产生跳车现象，造成人员伤亡事故及财物损失。显然，对钢波纹涵管本身的变形(伸缩变形)缺乏足够的重视，埋下了不安全的隐患，需要解决。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种伸缩式管节连接装置，该装置用于解决管节伸缩变形的问题，尤其适用于钢波纹涵管铺设的管道，使钢波纹涵管更适用于不同地质和地形。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种伸缩式管节连接装置，其特征在于，包括：环向腹板6，其设于第一管节1和第二管节9的接头处，
弹性密封部件5，其设于第一管节1和第二管节9的接头处，且其一侧位于环向腹板6和第一管节1之间，另一侧位于环向腹板6和第二管节9之间，
所述环向腹板6包括：波形段61，波形段61的左侧设有左平直段62和/或波形段61的右侧设有右平直段63，
在左平直段62和/或右平直段63上均布有若干长度方向平行于环向腹板6的轴线方向的长孔64，
长垫片8，设在同一侧的各长孔64的外侧，
紧固件7，一对一的穿装于各长孔64内，且穿透长垫片、管节和弹性密封部件，使长垫片、环向腹板、管节和弹性密封部件连为一体。
在上述技术方案的基础上，所述环向腹板6沿管节的管壁弯曲成圆筒状，覆盖整个第一管节1和第二管节9的接头处，
所述弹性密封部件5覆盖整个第一管节1和第二管节9的接头处。
在上述技术方案的基础上，所述第一管节1和第二管节9均为波纹管，其波峰处设有用于穿装紧固件7的圆孔。
在上述技术方案的基础上，所述波纹管为钢波纹涵管。
在上述技术方案的基础上，所述波纹管上的波形，其波深20mm-200mm，波距125mm-400mm，跨径1m-30m，
波纹管的壁厚为2.5mm-14mm；
所述环向腹板的厚度是管节壁厚的0.5倍-1倍。
在上述技术方案的基础上，所述弹性密封部件5为橡胶板或橡胶密封圈或尼龙板或聚氨酯板。
在上述技术方案的基础上，所述紧固件7包括高强螺栓2和高强螺母3。
在上述技术方案的基础上，在高强螺栓2上套有滚动连接件4，所述滚动连接件4位于长孔64内，滚动连接件4用于将高强螺栓2和长孔64间的滑动摩擦转换为滚动摩擦。
在上述技术方案的基础上，滚动连接件4为高强管箍或高强金属环或轴承。
在上述技术方案的基础上，左平直段62远离波形段61的一侧或右平直段63远离波形段61的一侧，设有向环向腹板方向延伸的立筋65。
本发明所述的伸缩式管节连接装置，结构简单，安装方便，可解决管节本身的变形(伸缩变形)问题，尤其适用于钢波纹涵管铺设的管道，使钢波纹涵管更适用于不同地质和地形；在钢波纹涵管施工中，当基础受力不均匀、回填密度达不到标准产生沉降时，钢波纹涵管不易出现大面积变形(伸缩变形)，提高了管道的安全性，提高了钢波纹涵管的使用寿命。
附图说明
本发明有如下附图：
图1是本发明所述的伸缩式管节连接装置应用于钢波纹涵管铺设的结构示意图；
图2是图1的局部放大图；
图3是长垫片的结构示意图；
图4是环向腹板实施例一的结构示意图；
4.a为环向腹板展开状态结构示意图；
4.b为4.a的截面图；
图5是环向腹板实施例二的结构示意图；
5.a为环向腹板展开状态结构示意图；
5.b为5.a的截面图；
图6是环向腹板实施例三的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1～6所示，本发明所述的伸缩式管节连接装置，包括：
环向腹板6，其设于第一管节1和第二管节9的接头处，可以设置在第一管节1和第二管节9的内壁，也可以设置在第一管节1和第二管节9的外壁，亦可在第一管节1和第二管节9的内外壁同时设置，环向腹板6沿管节的管壁弯曲成圆筒状，覆盖整个第一管节1和第二管节9的接头处，
弹性密封部件5，其设于第一管节1和第二管节9的接头处，且其一侧位于环向腹板6和第一管节1之间，另一侧位于环向腹板6和第二管节9之间，覆盖整个第一管节1和第二管节9的接头处，弹性密封部件5对第一管节1和第二管节9的接头处起密封、缓冲、衬垫、耐腐蚀作用，达到保护第一管节1、第二管节9和环向腹板6的目的，
所述环向腹板6包括：波形段61，波形段61的左侧设有左平直段62和/或波形段61的右侧设有右平直段63，如图1、2、4所示，同时设有左平直段62和右平直段63，左平直段62位于第一管节1一侧，右平直段63位于第二管节9一侧，
在左平直段62和/或右平直段63上均布有若干长度方向平行于环向腹板6的轴线方向的长孔64，显然，此种设置方式使长孔64的长度方向亦平行于管节的接头处的轴线方向，具体实施中，长孔64可以为腰型孔(长圆孔)、矩形孔或长椭圆孔等，
所述左平直段62或右平直段63上的长孔64，可按如下方式设置：若干长孔64沿管节管壁的圆周方向等间隔排列形成一长孔组；沿环向腹板6的轴线方向左右并排设有至少一列长孔组，根据实际需要，可设置一列至五列长孔组，如图4所示，左平直段62和右平直段63上设有两列长孔组，如图5所示，左平直段62和右平直段63上设有五列长孔组；左平直段62和右平直段63上的长孔组的数量相同或不同，例如，左平直段62设有一列长孔组，右平直段63设有两列长孔组，或左平直段62和右平直段63各设有三列长孔组；同一侧的相邻的长孔组中的长孔64的数量相同或不同，例如：左平直段62侧设有三列长孔组，各长孔组中的长孔64的数量分别为6个、5个、6个，或各长孔组中的长孔64的数量分别为6个、5个、4个；同一侧的相邻的两个长孔组中的各长孔64，可分别左右对称的设于一条水平线上，亦可交错设置；
长垫片8，设在同一侧的各长孔64的外侧，例如：当环向腹板6设于管节的外壁，则长垫片8设于环向腹板6的外表面，当环向腹板6设于管节的内壁，则长垫片8设于环向腹板6的内表面，
紧固件7，一对一的穿装于各长孔64内，且穿透长垫片、管节和弹性密封部件，使长垫片、环向腹板、管节和弹性密封部件连为一体，当管节产生伸缩变形时，紧固件7在长孔64内往复移动，减小伸缩变形对管节的影响。
环向腹板6的优选方案为：所述环向腹板6包括：波形段61，波形段61的左侧设有左平直段62，波形段61的右侧设有右平直段63，左平直段62和右平直段63上的长孔64，沿环向腹板6的轴线方向左右并排设有至少一列，优选为两列。
在上述技术方案的基础上，所述第一管节1和第二管节9均为波纹管，其波峰处设有用于穿装紧固件7的圆孔，孔径为12mm-35mm。
在上述技术方案的基础上，所述波纹管为钢波纹涵管。
在上述技术方案的基础上，所述波纹管上的波形，其波深20mm-200mm，波距125mm-400mm，跨径1m-30m，
波纹管的壁厚为2.5mm-14mm；
所述环向腹板的厚度是管节壁厚的0.5倍-1倍。
在上述技术方案的基础上，所述弹性密封部件5为橡胶板或橡胶密封圈。所述橡胶优选为天然橡胶，合成橡胶亦可根据实际使用需要选用。所述弹性密封部件5的厚度是5mm-40mm。弹性密封部件5根据实际需要，其亦可为尼龙板、聚氨酯板等其他材质的弹性板材或弹性密封圈。
在上述技术方案的基础上，所述紧固件7包括高强螺栓2和高强螺母3。市售的可用于涵管施工的高强螺栓和高强螺母均可，不再详述。
在上述技术方案的基础上，在高强螺栓2上套有滚动连接件4，所述滚动连接件4位于长孔64内，滚动连接件4用于将高强螺栓2和长孔64间的滑动摩擦转换为滚动摩擦。
滚动连接件4的内径为12mm-35mm，外径为16mm-42mm，滚动连接件4的高度与环向腹板的板厚适配。
滚动连接件4可以为高强管箍或高强金属环，亦可为轴承等。
在上述技术方案的基础上，左平直段62远离波形段61的一侧或右平直段63远离波形段61的一侧，设有向环向腹板方向延伸的立筋65，立筋65的高度为20mm-190mm。
当环向腹板6设于管节的外壁，则立筋外敷于管节上，当环向腹板6设于管节的内壁，则立筋内贴于管节上。
在上述技术方案的基础上，波形段61上波形数量为1-5个，波深为20mm-200mm，波距为125mm-400mm。
在上述技术方案的基础上，长孔64的孔径宽度为12mm-40mm，孔径长度为18mm-300mm。长孔64的孔径长度决定了可伸缩变形的长度。
本发明所述的伸缩式管节连接装置，当管节(例如钢波纹涵管)在基础受力不均匀、回填密度达不到标准产生沉降时，各部件工作过程如下：
紧固件7与管节固定连接，二者无相对位移，
紧固件7与弹性密封部件固定连接，弹性密封部件随第一管节1和第二管节9的接头处的间距增大而拉伸变形，
紧固件7与长垫片8固定连接，二者无相对位移，
紧固件7在长孔64内移动，长孔和紧固件7上的滚动连接件4发生错位，第一管节1上的紧固件7逐渐远离第二管节9上的紧固件7，环向腹板6承受拉伸变形从而引起环向腹板上的波形变化，保证了管节不易出现大面积变形(伸缩变形)。
本发明所述的伸缩式管节连接装置，有效地补偿了棱柱载荷(管上垂直棱柱土的重力)的与时剧增，使管节通过滑环在环向腹板长孔内的移动及环向腹板上波形的变化，补偿了与时剧增的挠曲。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种伸缩式管节连接装置，其特征在于，包括：环向腹板（6），其设于第一管节（1）和第二管节（9）的接头处，
弹性密封部件（5），其设于第一管节（1）和第二管节（9）的接头处，且其一侧位于环向腹板（6）和第一管节（1）之间，另一侧位于环向腹板（6）和第二管节（9）之间，
所述第一管节（1）和第二管节（9）均为波纹管，其波峰处设有用于穿装紧固件（7）的圆孔；
所述环向腹板（6）包括：波形段（61），波形段（61）的左侧设有左平直段（62）和/或波形段（61）的右侧设有右平直段（63），
在左平直段（62）和/或右平直段（63）上均布有若干长度方向平行于环向腹板（6）的轴线方向的长孔（64），
长垫片（8），设在同一侧的各长孔（64）的外侧，
紧固件（7），一对一的穿装于各长孔（64）内，且穿透长垫片、管节和弹性密封部件，使长垫片、环向腹板、管节和弹性密封部件连为一体；
所述紧固件（7）包括高强螺栓（2）和高强螺母（3）；
在高强螺栓（2）上套有滚动连接件（4），所述滚动连接件（4）位于长孔（64）内，滚动连接件（4）用于将高强螺栓（2）和长孔（64）间的滑动摩擦转换为滚动摩擦。
2.如权利要求1所述的伸缩式管节连接装置，其特征在于：所述环向腹板（6）沿管节的管壁弯曲成圆筒状，覆盖整个第一管节（1）和第二管节（9）的接头处，
所述弹性密封部件（5）覆盖整个第一管节（1）和第二管节（9）的接头处。
3.如权利要求1所述的伸缩式管节连接装置，其特征在于：所述波纹管为钢波纹涵管。
4.如权利要求1所述的伸缩式管节连接装置，其特征在于：所述波纹管上的波形，其波深20mm-200mm，波距125mm-400mm，跨径1m-30m，
波纹管的壁厚为2.5mm-14mm；
所述环向腹板的厚度是管节壁厚的0.5倍-1倍。
5.如权利要求1所述的伸缩式管节连接装置，其特征在于：所述弹性密封部件（5）为橡胶板或橡胶密封圈或尼龙板或聚氨酯板。
6.如权利要求1所述的伸缩式管节连接装置，其特征在于：滚动连接件（4）为高强管箍或高强金属环或轴承。
7.如权利要求1所述的伸缩式管节连接装置，其特征在于：左平直段（62）远离波形段（61）的一侧或右平直段（63）远离波形段（61）的一侧，设有向环向腹板方向延伸的立筋（65）。
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