CN105324598A - 管件连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明的用于连接两个管件(2)的装置，涉及用于连接不同材料制成的管件的机械反牵引装置，该装置被设计以中和管件(2)中产生的轴向移动。所述装置包括：两个内环或内凸缘(4)，两个外环或外凸缘(3)，多个杆(5)以及整套反牵引段(6)，通过有助于该反牵引段(6)相对于所述内环或内凸缘(4)位移(10)的部件，被连接到所述内环或内凸缘的所述外表面，所述反牵引段(6)的至少一个下部的面接触所述管件，且还有一个面接触所述外环或外凸缘(3)。

Description

管件连接装置

发明目的

本发明涉及用于连接两个管件的装置，涉及用于连接相同或不同材料制成的、具有相同或不同外径的管件的机械反牵引装置，该装置被设计以中和管件中产生的轴向移动，该装置与管件间的密封系统独立设置，从而实现了长久连接并能够防止流体泄露和环境污染。

本发明可应用于制造建筑配件的工业部门领域，特别是连接管件的设备和装置的领域。

发明背景

目前存在的连接管件的系统不能防止管件的轴向移动。这种类型的连接的最新的例子是通过钟形接头、联轴器、夹子或任何其它无凸缘的系统进行连接的。然而，还存在用于连接外径高达400毫米的两个管件的系统，这些系统不能防止管件间的轴线移动。然而，已知的连接系统并不能支承直径大于以上所述直径时产生的压力，从而使得所连接管件的端部脱离。所述的轴向运动主要由管件系统内部正液压引起、由管件中热循环的膨胀和收缩(聚乙烯和其它热塑性塑料的一个非常严重的问题)引起、由液压油缸撞击引起、由地沉降或管线端头引起，或因其他原因所产生。

同样地，工业、消化道、城市供水服务和灌溉行业对于管件接头的需求也是已知的，这些行业希望接头拥有用于各种直径、压力和材料的管件的有效固定系统，该系统能够抵消接头不稳定和系统故障的管件中产生的轴向力，主要是大于400毫米标称管径的管件中。因此，本发明的目的是为满足上述需求和开发用于连接管件的替代系统，该替代系统有利于确保管件间的连接，不仅是那些直径高达400毫米的管件，还确保那些外径高于400毫米的管件，尤其是高达2000毫米的管件间的连接。

因此，如已经提到的，在现有技术中具有已知的连接小直径和连接相同尺寸管件的方案。然而，公知的是，现有技术中没有连接系统能够连接标称直径高于400毫米的连接系统，没有连接系统能够将不同直径的管件连接在一起，甚至没有连接系统能够连接由不同材料制成的管件。目前，连接直径在400毫米以上的管件的方法开始于将待连接的端部焊接，但是该方案受到管件材料的限制，因为有些材料是不能焊接的。当修理或将旧网络中的通常使用的钢或混凝土制成的管件更换为聚氯乙烯，聚乙烯和聚酯管件时，主要问题就会出现，这样的方法是当前最为广泛使用的，尽管将这些管件连接到旧管件是非常复杂的。

同样地，管件中的轴向运动造成各种管件延伸线的接头间的密封失效，从而使得通常在土木工程中有必要安装限位件，从而建设大型地基以将管件固定到地面或装置上。这些措施是非常昂贵的，而且实施起来耗费时间。

如已经提到的，由可被焊接的材料制成的管件通常是由“钢-钢”或“塑料-塑料”制成的，除了上文提到的涉及不可能将不同材料制成的管件焊接在一起的问题外，将可焊接材料制成的管件安装到ATEX(爆炸性气体)区域时还会出现附加问题，在这些区域有爆炸风险或者管件内载有易燃流体等。在这些情况下，严格禁止焊接和产生热，这使得难以将两管件端部焊接在一起。相似地，在焊接的接头中，很少可用机械和电气装置，由于接头设置的位置，这些措施或者非常昂贵，或者不能触及以进行连接。

由于机械反牵引系统，本发明的设备的目的是，能够快速、廉价和有效地解决上述情况中任何一种。

此外，公知的是在现有技术中没有连接不同材料制成的、直径大于400毫米的管件的解决方案，例如，连接金属管件(钢、铸铁、铜、铁、铅等)，塑料管件(聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、PVC等)，纤维水泥管件，混凝土管件，玻璃纤维增强塑料(GRP或玻璃纤维)或陶瓷管件，而本发明有利于将相同或不同材料制成的管件连接在一起。

为此，本发明提出了一种用于连接两个管件的多元系统。换句话说，本发明提出了一种反牵引系统，该系统有利于将材料及直径方面互不相同的管件连接，该系统可以伴随密封系统使用，独立于本发明的反牵引连接系统的目的，本发明还能够抵抗锤子撞击。

发明内容

本发明，即连接两个管件的装置，涉及安装到两个管件两端的外部的反牵引装置。

本发明提出的管件连接装置，其构造为安装到管件外部的反牵引装置，该反牵引装置连接管件的两端，所述管件可以由不同材料制成并且外径不同(能够容忍待连接管端的外径间的高达15毫米的差值)，并且所述反牵引装置可可以补充密封系统(钟形连头、联轴器、夹子、万向节)。该装置由各种元件构成，这些元件优选地由钢制成并具有符合国际代码的尺寸以便保证该系统及其部件安全。

因此，根据权利要求1，本发明的目的是提供用于连接两管件的装置，包括：

-两个内环或内凸缘，每个内环或内凸缘具有外表面和内表面，所述环或凸缘的内表面彼此面对，

-两个外环或外凸缘，每个外环或外凸缘具有内表面和外表面，每个外环或外凸缘的内表面面对一个内环或内凸缘的外表面，每个内环或内凸缘与外环或外凸缘相对应，从而形成一对彼此相分离的环或凸缘，各对凸缘保持在各管件的一端。

-设置在所述内环或内凸缘和外环或外凸缘的圆周上的多个杆，所述杆确保内环或内凸缘间的恒定距离，并且也用于紧固所述外环或外凸缘，以使得所述外环或外凸缘与所述内环或内凸缘分离，从而将所有环连接在一起，以及

-整套反牵引段，其优选是楔形的，尽管矩形棱柱也是可能的，所述反牵引段通过有助于其相对于所述环或凸缘位移的装置连接到内环或内凸缘的外表面，所述反牵引段的至少一个表面也接触管件，还有一个面接触所述外环或外凸缘。

所述两个外环或外凸缘的外和内表面优选地是平坦的并相互平行，所述外环或外凸缘分别位于所述装置的两端部，各外环或外凸缘在内径的向内表面上水平地呈10到20度之间的角度，优选为15度角，外环或外凸缘包括在它们表面上的通孔以便于将多个带螺纹的杆安装在两个凸缘之间，这些带螺纹的杆如下所示设置在待连接管件的周长上，并形成所述装置的张紧元件。这些外凸缘仅由一个部件制成并在管件待连接端部插入到管件中，作为抵抗该装置承受的最大的主要的力的元件。

所述优选的15度角根据待连接的管件的外径间的期望公差计算。例如，如果待连接的管件的外径的理想公差为的15毫米，则要求15度的倾角。这些数值根据直径和从外部被覆盖的理想公差有所变化。或者说，如果使用20度的倾角而不是15度，将得到以毫米表示的相应数值。该数值的目的是增加或减少公差百分比。

所述两个内环或内凸缘，它们的外表面和内表面优选地是平坦的和相互平行的，优选具有一个开口系统以便于其安装，这是该凸缘被分离成两个半圆形半部的原因，这两个半部通过铰链型元件在一端被连接在一起，这使得可以在相对端通过紧固装置打开它，这样使得其被轻松地安装到管件的两端的同时使得该环或凸缘封闭。该反牵引段通过部件被连接到这些凸缘上，优选地连接到其外表面上，该部件有助于所述反牵引段相对于所述装置上的内环或内凸缘的位移，这点将在下文中说明。与外凸缘类似，内凸缘具有通孔以便于安装带螺纹的杆，这些杆作为张紧元件，并保持内环或内凸缘间的距离恒定，待连接的管件的直径，内凸缘间的距离是可变的。如果内凸缘不承受力，并主要起到支撑其余部件的作用，则这些内凸缘与外凸缘不是同样厚度，主要作为安装引导件，所述其余部件即所述杆、外凸缘和反牵引段。

反牵引段的数量取决于待连接的管件的外径，这些反牵引段优选地呈楔形，尽管它们可以是矩形棱柱的形状，其所具有的一个面将接触管件的外表面，该面设有齿以将管件的轴线移动转换为径向反牵引力，从而使得所述管件间的分离失效。如上所述，该反牵引段通过部件连接到内凸缘的外表面上，该部件有助于其相对于内凸缘的位移并且是柔性元件，这些柔性元件也具有弹性并且是欧米伽形状或弹簧形状。该反牵引段的硬度至少应该是45洛氏硬度等级并且优选是至少55洛氏硬度等级。该反牵引段比构成管件的材料、水泥、纤维水泥和钢的硬度更大，使得其具有两倍于这种强度的强度，从而所述反牵引段的材料的硬度有助于锚固到制成管件的材料上，而不会弱化和失去将凸缘固定到管件上时的附着性。

这样的硬度是必要的，使得它抓持住该套件时，该反牵引段保持贴合到管件上，当该反牵引段位于管件的外表面和外凸缘的内径的内表面之间时(主要在钢或纤维水泥管件中)，在齿变钝之前，该反牵引段呈10度和20度角。同样地，具有所述齿的表面被设计成适合待连接的管件的直径，例如，稍微弯曲。这些反牵引段的目的还在于在该装置正被安装和运行时，防止内凸缘和外凸缘连接起来。

根据反牵引段的倾斜度是否以楔子的形式或以矩形棱柱的形式，该外凸缘的内径的角度也不同。

所述多个杆作为张紧装置，优选地在它们的自由端设有螺纹，以便有助于它们通过螺母和垫片被连接到所述外环或外凸缘。这些杆的数量和尺寸，在长度和直径两方面，取决于待连接的管件的外径及其内部压力。每个杆在其端部优选地具有两个螺母和垫片。这些杆的各自端部的直径被进一步降低以限制两内凸缘之间的距离，留出足以适应密封系统的空间，该密封系统与本发明的装置互补，被结合进来以便连接管件。这些杆将外凸缘和内凸缘连接在一起，从而保持内凸缘间的距离，防止内凸缘被连接在一起同时有助于与外凸缘和反牵引段一起抵抗该装置受到的牵引力。

为了安装所有这些元件，外凸缘被引入到待连接的管件的端部中。然后，优选的密封系统被安装(本发明装置是密封装置的补充但与其相互独立)在管件端部之间。内凸缘与反牵引段和张紧杆形成的结构随后被环绕管件安装并安装到密封系统上。最后，内凸缘被关闭，此时它们具有铰接装置便于它们能够打开，外凸缘用螺栓固定到前述结构的端部。考虑到一个或两个操作者用扳手足以安装所述装置，快速安装机械夹可用于安装该装置，而不使用辅助机械。

在安装过程期间，外凸缘被拧紧时而发生移动，反牵引段随其移动直到所述反牵引段适配管件的直径，从而贴合到所述管件的外表面上。

根据本发明的装置使得连接所有类型的管件成为可能，不管管件由何材料制成，是否该材料易于被焊接。它尤其被设计应用于连接不能被焊接的材料制成的管件的连接，例如，水泥-水泥、水泥-塑料、水泥-玻璃钢、水泥-钢、钢-玻璃钢、钢-塑料和塑料-玻璃钢管件的连接。

本发明具有的最值得关注的技术和商业特征如下：

-使得管件连接更可靠，这也对环境有利，因为可以减少泄露和污染，

-安装时它不需要辅助机械，

-它可被快速而容易的安装，

-它对于任何类型的管件和材料是有效的，

-它具有15毫米的外径公差范围，

-它对于任何直径是有效的，尤其是高达2000毫米的直径，

-它对于任何压力是有效的，例如对于直径630毫米16至25bars的压力是有效的，对直径1000毫米10至15bars的压力是有效的，

-它是通用的名副其实的反牵引系统，该系统容易段时间内安装，且材料投资成本低，以及

-它消除了与市面上现有的锚固系统和连接系统的辅助机械相关的成本。

附图说明

为了补充对本发明的装置目的的现有描述和有助于对它的更好理解，本说明书附有一套附图，这些附图作为本发明的非限制性表示。

图1是本发明的管件连接装置的示例性实施方式的立体图，所表示的装置已安装到管件上，此图示出了构成本发明的主要部件和元件及其组成和配置。

图2是根据本发明的管件连接装置的与图1相同例子的立体图，在该图中，管件没有连接起来，而是被部分地拆开。

图3是根据本发明的装置以及它所连接的管件的纵向截面。

图4是结合到本装置中的其中一个反牵引段的立体图，其侧面设置有柔性连接元件，该柔性连接元件附接有凸缘。

图5是图3所示具体部位A的放大示意图，示出了外内凸缘间反牵引段的组成和配置情况。

图6是该装置的一部分的立体视图，涉及反牵引段所在的区域。

本发明优选实施方式

下面将参考附图描述根据本发明的管件连接装置的优选的非限制性实施方式的示例。

如从附图中所看到的，所述装置(1)用于连接两个管件(2)，所述管件可由相同或不同材料制成，并且直径可以不同，差值高达15毫米，所述装置被装配为常规密封系统的补充连接系统，该装置包括各位于其两端的两个外环或外凸缘(3)和两个内环或内凸缘(4)，每对各保持一个管件(2)的一个端部并通过多个杆(5)连接在一起，所述杆起到张紧元件的作用以便固定各对凸缘间的距离，该装置还具有整套反牵引段(6)，所述反牵引段结合在装置的两端，位于各对凸缘之间，牵引段成型为楔形件，楔形件接触管件(2)的表面并在外凸缘(3)用螺栓拧紧受到挤压时迎合管件。

外凸缘和内凸缘的较小的直径比待连接的管件的外直径稍大。

所述外凸缘(3)是圆形体，仅由一部件构成，具有平坦表面，即外表面、内表面，和所述环的较小直径的向内表面(3a)，该向内表面优选地呈15度角以便适应反牵引段(6)的楔形形状，这在图5中的细节中可清楚地看到。

所述外凸缘(3)和内凸缘(4)中的每一个具有内外表面或面，这些面优选地彼此平行，以此使得内凸缘的外表面与外凸缘的内表面相对，一个外凸缘与一个内凸缘组成一对。所述凸缘具有多个通孔(7)有助于安装杆(5)，这些杆具有螺纹端以便通过垫片(8)和螺母(9)安装到外凸缘。

环绕管件周长设置的杆(5)在它们各自的端部也具有缩小的直径(5a)以限制两个内凸缘之间的距离，给密封系统留出足够空间。

内凸缘(4)被可选择地打开并被分成通过铰接连接在一起的两个半部以便于安装，例如通过铰链和类似部件。鉴于所述内凸缘(4)起到支撑件和引导件的作用，当该装置被安装时，内凸缘(4)不支承很大的力量，并且比起外凸缘(3)优选地更薄，也许甚至由更轻的材料制成。

反牵引段(6)的数量因待安装管件的外径而异，如上所述，这些反牵引段(6)呈楔形，并且接触管件(2)的面具有带齿的表面(6a)，该带齿表面优选地稍微弯曲以便更好地适应管件的外部曲率。这些反牵引段(6)是坚实的部件，具有至少45优选至少55的洛氏硬度等级的硬度，并通过有助于其相对于内环或内凸缘(4)位移(10)的装置被连接到内凸缘(4)外表面，所述装置例如呈弹簧或希腊字母欧米伽形状的柔性元件(10)。

Claims (13)

1.用于连接两管件(2)的装置，作为中和所述管件之间产生的轴向移动的机械反牵引连接件，其独立于所述管件之间采用的密封系统，所述管件可以由不同材料制成，其特征在于，所述装置包括：

-两个内环或内凸缘(4)，每个内环或内凸缘具有外表面和内表面，所述环或凸缘的每个的内表面彼此面对，

-两个外环或外凸缘(3)，每个外环或外凸缘具有内表面和外表面，每个外环或外凸缘的内表面与其中一个内环或内凸缘(4)的外表面相对，每个内环或内凸缘(4)与外环或外凸缘(3)形成一对，从而形成一对彼此相分离的环或凸缘(3，4)，各对凸缘(3，4)保持在各管件的一端，

-设置在所述外环或外凸缘(3)和所述内环或内凸缘(4)的周长上的多个杆(5)，其保持所述内环或内凸缘(4)间的距离恒定，还用于紧固所述外环或外凸缘(3)，以使得所述外环或外凸缘与所述内环或内凸缘(4)相互分离，进而将所有环(3，4)连接在一起，以及

-整套反牵引段(6)，通过有助于该反牵引段(6)相对于所述内环或内凸缘(4)位移(10)的部件，被连接到所述内环或内凸缘的所述外表面，所述反牵引段(6)的至少一个下部的面接触所述管件，且还有一个面接触所述外环或外凸缘(3)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外环或外凸缘(3)仅由一个部件构成，其具有内部表面(3a)，为调整适应所述反牵引段(6)形状，所述环的内径取决于一角度。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述外凸缘(3)和所述内凸缘(4)具有多个通孔(7)，以便于安装所述杆(5)。

4.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述杆的端部设有螺纹，以便于通过垫片(8)和螺母(9)被连接到所述外凸缘。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述杆(5)在其各端部具有变小的直径(5a)以限制所述两个内凸缘(4)间的所述距离。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述内凸缘(4)可由两个半圆形半部形成，通过在一侧的铰接机构连接在一起，从而有助于它们被打开用以环绕管件。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反牵引段(6)在其与所述管件(2)接触的表面具有齿(6a)。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反牵引段(6)是结实部件，制成该部件的材料的硬度比所述反牵引段(6)所接触到的制成所述管件的材料更坚硬。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述反牵引段(6)是由硬度是其所接触到的所述管件硬度的两倍的材料制成。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述反牵引段(6)是由硬度是至少55洛氏硬度级别的材料制成的结实部件。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，有利于所述反牵引段(6)位移的所述部件(10)是弹性和/或柔性元件。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反牵引段是楔形的。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反牵引段是矩形棱柱形的。