CN114396511A - 一种双壁波纹管道自密封连接法兰接头 - Google Patents

一种双壁波纹管道自密封连接法兰接头 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双壁波纹管道自密封连接法兰接头，其特征在于，包括筒状的法兰接头壳体(6)，法兰接头壳体(6)内设有密封圈(4)，在法兰接头壳体(6)入口处设有防脱预紧压环(3)，防脱预紧压环(3)通过预紧螺钉(2)和螺母(5)固定密封圈(4)，在密封圈(4)靠密封圈尾部端面(31)的外表面上设有第一贴合面(29)，第一贴合面(29)后面设有环向凹槽(27)。法兰接头通过自密封结构的设计，积极的利用了管网中流动的泥沙堆积来实现管道连接处的自密封，该连接具有多处密封，避免了在管道端口在线成型承插口和承插头，采用防脱可拆卸结构，可实现对管网闭水测试接头位置漏水点的返工拆卸和重新安装。

Description

一种双壁波纹管道自密封连接法兰接头
技术领域
本发明涉及一种双壁波纹管道自密封连接法兰接头，属于管道密封技术领域。
背景技术
80年代塑料双壁波纹管道推向市场，被广泛应用于各大排水和灌溉管网系统中，我国经过多年的技术发展，已能生产满足现有市场需求的多规格塑料双壁波纹管。现有的塑料双壁波纹管道间的连接常采用承插连接，相应管道的两端分别为承插口和承插头，承插口和承插头配对承插，承插口和承插头同管道主体挤出成型为一体；采用的承插连接，是将波谷内套有橡胶密封圈的承插头，插入承插口中，通过橡胶密封圈的弹性变形实现塑料双壁波纹管道在承口处的径向密封。然而，随着时间的推移，管网中流动的污水所含有的泥沙会堆积在橡胶密封圈处，由轴向挤压橡胶密封圈的径向密封位置，泥沙挤压力会随时间推移越来越大，造成橡胶密封圈轴向变形滑移，最终将导致管网在连接位置处泄露。同时由于成型工艺的限制，承插口一般为实壁结构，且壁厚薄，相对于管道的双壁波纹主体，承插口强度最弱，难成型，抗外压负载能力不够，同时承插后的管道，随时间的推移有脱落的可能。并且，管道口径愈大，承插连接越困难，施工难度越大。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种双壁波纹管道自密封连接法兰接头，利用了管网中流动的泥沙堆积来实现承插接头处的自密封，采用法兰接头可降低安装难度，法兰对接安装后有防脱功能，可进一步保证管道安装后的长寿命密封。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种双壁波纹管道自密封连接法兰接头，包括环形的法兰接头壳体，法兰接头壳体内设有密封圈，在法兰接头壳体入口处设有防脱预紧压环，防脱预紧压环通过预紧螺钉和螺母固定密封圈，在密封圈靠密封圈尾部端面的外表面上设有第一贴合面，第一贴合面后面设有环向凹槽。
上述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，所述第一贴合面上设有密封圈上泥沙流动通道。
上述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，所述法兰接头壳体由内壁和外壁组成，法兰接头壳体的一端为法兰入口，法兰入口端面设有入口凸沿，环入口凸沿上均布有螺钉通孔；另一端为法兰安装端面，端面上有法兰安装凸沿、法兰端面密封圈安装槽和法兰连接螺钉通孔。
上述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，所述法兰接头壳体内壁端面设有环状凸沿，环状凸沿根部设有均布的根部加强筋，根部加强筋与根部加强筋间空隙构成法兰内壁泥沙流动通道。
上述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，所述法兰内壁泥沙流动通道一端连通环状凸沿，另一端接通法兰入口。
上述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，所述法兰入口为锥度筒体，锥度大小为0.1°-170°。
上述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，所述密封圈的外表面轴向上分别有第一贴合面和第二贴合面,环向凹槽设置在第一贴合面和第二贴合面之间；密封圈内表面轴向上分别有第三贴合面和第四贴合面。
上述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，所述防脱预紧压环上设有防脱挡板和压环定位凸起。
本发明的有益效果为：
1、法兰接头通过自密封结构的设计，积极的利用了管网中流动的泥沙堆积来实现管道连接处的自密封，避免了管网中流动的泥沙对管道密封连接的破环，随着管网中泥沙在自密封结构处堆积压力越大，管道法兰连接处的自密封效果越好。
2、采用本专利所提供的管道法兰连接接头进行管道间的连接，该连接具有多处密封，避免了在管道端口在线成型承插口和承插头，可实现管道的连续稳定化生产，以及不同长度管道的连接。
3、本专利所提供的管道法兰连接接头，是一种防脱可拆卸结构，在管道安装上法兰接头后，旋紧预紧螺钉螺母，防脱预紧压环预紧密封圈，来实现多处密封，并防止密封圈和管道轴向退出法兰接头；进一步的，预紧后的防脱预紧压环上的多个防脱挡板对法兰接头轴向限位，以实现法兰接头不脱离管道，两个法兰接头对接锁紧后，将实现管道间的防脱连接。同时，独特的防脱预紧设计，区别于现有的固连防脱设计，在不破环本专利现有法兰接头和管道相关零件情况下，可实现对管网闭水测试接头位置漏水点的返工拆卸和重新安装，具体拆卸过程为：松动所有预紧螺钉，拔出管道即可重新安装和修复。
附图说明
图1是本发明的法兰连接安装爆炸示意图；
图2是本发明的管道连接安装示意图；
图3是本发明的管道连接安装局部剖视图；
图4是本发明的法兰接头结构示意图；
图5是本发明的法兰接头壳体示意图；
图6是图5中A向视图；
图7是本发明的密封圈示意图；
图8是图7中A-A处剖视图；
图9是本发明的防脱预紧压环示意图；
图10是图9中B-B处剖视图；
图11是本发明的防脱自密封原理示意图；
附图中的标记为：1、双壁波纹管道；2、预紧螺钉；3、防脱预紧压环；4、密封圈；5、螺母；6、法兰接头壳体；7、连接螺钉；8、端面密封圈；9、连接螺母；10、入口凸沿；11、螺钉通孔；12、法兰入口；13、法兰内壁泥沙流动通道；14、根部加强筋；15、法兰内壁环状凸沿；16、定位凸起；17、法兰外壁加强筋；18、法兰连接螺钉通孔；19、法兰端面密封圈安装槽；20、法兰安装凸沿；21、密封圈前端面；22、环向凹槽外表面；23、第四贴合面；24、第三贴合面；25、定位凹槽；26、第二贴合面；27、环向凹槽；28、定位槽；29、第一贴合面；30、密封圈上泥沙流动通道；31、密封圈尾部端面；32、防脱挡板；33、压环定位凸起；34、压环螺钉通孔；35、压环端面；36、泥沙；37、泥沙流动方向箭头。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
具体实施方式
本发明的实施例1：一种双壁波纹管道自密封连接法兰接头，包括环形的法兰接头壳体6，法兰接头壳体6内设有密封圈4，在法兰接头壳体6入口处设有防脱预紧压环3，防脱预紧压环3通过预紧螺钉2和螺母5固定密封圈4，在密封圈4靠密封圈尾部端面31的外表面上设有第一贴合面29，第一贴合面29后面设有环向凹槽27。管网中的泥沙通过泥沙流动通道堆积在环向凹槽27内，堆积的泥沙环向挤压环向凹槽27，受挤压的环向凹槽27贴紧塑料双壁波纹管道波谷侧壁，实现该位置处轴向等压自密封。
所述第一贴合面29上设有密封圈上泥沙流动通道30。泥沙流动通道可分别开设在法兰接头壳体内壁6和密封圈4外表面，或者单独开设在高强度法兰接头壳体6内壁，以及单独开设在密封圈4外表面。
所述法兰接头壳体6为筒状结构，筒状结构轴向断面和现有双壁波纹管道匹配，优选六边形或圆形，由内壁和外壁组成，法兰接头壳体6的一端为法兰入口12，法兰入口12端面设有入口凸沿10，入口凸沿10上均布有螺钉通孔11；另一端为法兰安装端面，端面上有法兰安装凸沿20、法兰端面密封圈安装槽19和法兰连接螺钉通孔18。
所述法兰接头壳体6内壁端面设有环状凸沿15，环状凸沿15根部设有均布的根部加强筋14，根部加强筋14与根部加强筋14间空隙构成法兰内壁泥沙流动通道13。
所述法兰内壁泥沙流动通道13一端连通环状凸沿15，另一端接通法兰入口12。
所述法兰入口12为锥度筒体，锥度大小为0.1°-170°。法兰入口12的锥度大小可以设计为1°，10°，20°，30°，40°，50°，60°，70°，80°，90°，100°，110°，120°，130°，140°，150°，160°或170°。
所述密封圈4的外表面轴向上分别有第一贴合面29和第二贴合面26,环向凹槽27设置在第一贴合面29和第二贴合面26之间；密封圈4内表面轴向上分别有第三贴合面24和第四贴合面23。环向凹槽27位置刚好适配被套入的塑料双壁波纹管道1的波谷。
所述防脱预紧压环3上设有防脱挡板32和定位凸起33。
法兰接头壳体6外壁分布有多条法兰外壁加强筋17，法兰外壁加强筋17的高度为2-100毫米。
使用时将法兰接头套入管道的一端并锁紧法兰接头壳体6上的防脱预紧压环3，然后将两套安装好法兰接头的管道对接锁紧实现自密封连接。
如图1、2、3和4所示，结构包括六边形高强度法兰接头壳体6，六边形橡胶密封圈4，防脱预紧压环3，端面密封圈8和预紧螺钉2螺母5；六边形橡胶密封圈4贴合固定在六边形高强度法兰接头壳体6内，防脱预紧压环3安装在六边形高强度法兰接头壳体6入口处，通过预紧螺钉2和螺母5来预紧六边形橡胶密封圈4；端面密封圈8安装在法兰接头壳体6的端面；在预紧螺钉2未完全预紧时，将装配好的法兰接头套入六边形塑料双壁波纹管道1的一端并锁紧法兰接头壳体6上的防脱预紧压环3；随后将两套安装好法兰接头的管道对接，旋紧连接螺钉7和连接螺母9，来实现两根管道间的自密封法兰连接。
如图5和6所示，六边形高强度法兰接头壳体6为六边形筒状结构，接头一端为筒体形锥度法兰入口12，入口的锥度设计为27°或者35°，法兰入口12有环状的入口凸沿10，入口凸沿10上均布有多个螺钉通孔11，用于安装固定防脱预紧压环3；高强度法兰接头壳体6内壁端面位置设计有连续的法兰内壁环状凸沿15，环状凸沿15根部设计有均布的根部加强筋14，将所有的根部加强筋14高度在法兰接头轴向上设计为相同高度，以对套入六边形塑料双壁波纹管道1的法兰接头进行轴向限位；在法兰接头壳体6的外壁，分布有多条环状的法兰外壁加强筋17，法兰外壁加强筋17的高度为25毫米或者35毫米；同时，为了实现泥沙的流动导入，在法兰接头壳体6内壁的法兰内壁泥沙流动通道13，其一端连通法兰内壁环状凸沿15，另一端沿法兰口部延伸至法兰入口12。同时法兰接头壳体6内设计有定位凸起16，以对密封圈4进行定位安装。
如图7和8所示，密封圈4为六边形筒状结构，密封圈4可采用橡胶制作，密封圈4外表面轴向上分别有第一贴合面29和第二贴合面26，同六边形高强度法兰接头壳体6内表面贴合，第二贴合面26靠法兰入口12处，保证密封圈4同法兰接头壳体6内表面径向密封；密封圈4内表面分别由第三贴合面24和第四贴合面23同插入的六边形塑料双壁波纹管道1波峰表面径向密封。进一步的，第一贴合面29和第二贴合面26间设计有环向凹槽27，环向凹槽27包括环向凹槽外表面22；环向凹槽27位置刚好适配被套入的六边形塑料双壁波纹管道1的波谷；为了泥沙能顺利的导入环向凹槽27，在密封圈第一贴合面29上均布有泥沙流动通道30，泥沙流动通道30一端连通到密封圈尾部端面31，另一端连通到环向凹槽27。在泥沙自动导入后，环向凹槽27受泥沙挤压作用，促使环向凹槽外表面22贴紧六边形塑料双壁波纹管道波谷两侧面，起到轴向密封，泥沙挤压力越大，该位置的轴向密封效果越好，从而实现轴向等压自密封；同时，法兰接头套入六边形塑料双壁波纹管道后，为了防脱预紧压环能够预紧密封圈，在密封圈前端面21上设计有定位凹槽25，以确保轴向预紧时，密封圈的准确预紧；进一步的，密封圈4上第一贴合面29上设置有适配法兰接头壳体内表面定位凸起16的定位槽28，以方便密封圈4贴合安装在法兰接头壳体6内。
如图9和10所示，防脱预紧压环3为六边形环状结构，防脱预紧压环3上设计有压环定位凸起33、压环端面35和压环螺钉通孔34，起到定位预紧密封圈4的作用，同时，防脱预紧压环3上设置有多个适配六边形塑料双壁波纹管道的弹性防脱挡板32；安装固定后，通过预紧所有的预紧螺钉2，可使压环定位凸起33和压环端面35，定位压紧密封圈4，以实现密封圈4的防脱密封，同时，实现防脱挡板32轴向限位六边形塑料双壁波纹管道1的波峰侧面，进一步的起到防止法兰接头轴向脱离管道的作用。
如图11所示，本发明的自密封原理，是在高强度法兰接头壳体6与密封圈4上的第一贴合面29位置处开设有多条均匀分布的泥沙流动通道，图中泥沙流动通道30开设在密封圈4上；装配好的法兰接头套入塑料双壁波纹管道端部后，旋紧预紧螺钉2，促使防脱预紧压环3紧贴高强度法兰接头壳体6，并定位压紧密封圈4，从而，密封圈4的第四贴合面23和第二贴合面26分别压紧塑料双壁波纹管道1波峰和高强度法兰接头壳体6的锥度法兰入口12，实现该位置的可预紧径向密封，同时密封圈4的第一贴合面29和第三贴合面24分别压紧高强度法兰接头壳体6的内壁和塑料双壁波纹管道1波峰，实现该位置的径向密封，进而，在高强度法兰接头壳体6和密封圈4间形成封闭的环向凹槽27；进一步的，如图11中泥沙流动箭头37所示，管网中的泥沙36只能通过密封圈4上的密封圈上泥沙流动通道30，流入并堆积在密封圈环向凹槽27内，堆积的泥沙环向挤压环向凹槽27，促使环向凹槽27贴紧塑料双壁波纹管道1波谷侧壁，以实现该位置处轴向等压自密封，泥沙堆积挤压力越大，等压自密封效果越好。同时，旋紧预紧螺钉2后，防脱预紧压环3上的防脱挡板32轴向限位六边形塑料双壁波纹管道的波峰侧面，进一步的防止法兰接头轴向脱离管道；对接连接后为防脱自密封连接，并且整个连接为可拆卸的防脱自密封连接。
实施例2：本发明的另一优选方案为适配圆形塑料双壁波纹管道，该接头零件组成和密封原理同本发明的实施例1所述，所涉及到的法兰接头壳体6、密封圈4和防脱预紧压环3形状上适配圆形塑料双壁波纹管道，即，法兰接头壳体6和密封圈4为圆形筒状结构，防脱预紧压环3为圆形环状结构。
一种双壁波纹管道自密封连接法兰接头，包括环形的法兰接头壳体6，法兰接头壳体6内设有密封圈4，在法兰接头壳体6入口处设有防脱预紧压环3，防脱预紧压环3通过预紧螺钉2和螺母5固定密封圈4，在密封圈4靠密封圈尾部端面31的外表面上设有第一贴合面29，第一贴合面29后面设有环向凹槽27。管网中的泥沙通过泥沙流动通道堆积在环向凹槽27内，堆积的泥沙环向挤压环向凹槽27，受挤压的环向凹槽27贴紧塑料双壁波纹管道波谷侧壁，实现该位置处轴向等压自密封。
所述第一贴合面29上设有密封圈上泥沙流动通道30。泥沙流动通道可分别开设在法兰接头壳体内壁6和密封圈4外表面，或者单独开设在高强度法兰接头壳体6内壁，以及单独开设在密封圈4外表面。
所述法兰接头壳体6为筒状结构，筒状结构轴向断面和现有双壁波纹管道匹配，为圆形，由内壁和外壁组成，法兰接头壳体6的一端为法兰入口12，法兰入口12端面设有入口凸沿10，入口凸沿10上均布有螺钉通孔11；另一端为法兰安装端面，端面上有法兰安装凸沿20、法兰端面密封圈安装槽19和法兰连接螺钉通孔18。
所述法兰接头壳体6内壁端面设有环状凸沿15，环状凸沿15连接端面密封圈8，环状凸沿15根部设有均布的根部加强筋14，根部加强筋14与根部加强筋14间空隙构成法兰内壁泥沙流动通道13。
所述法兰内壁泥沙流动通道13一端连通环状凸沿15，另一端接通法兰入口12。
所述法兰入口12为锥度筒体，法兰入口12的锥度大小可以设计为5°，15°，25°，35°，45°，55°，65°，75°，85°，95°，105°，115°，125°，135°，145°，155°，165°或170°。
所述密封圈4的外表面轴向上分别有第一贴合面29和第二贴合面26,环向凹槽27设置在第一贴合面29和第二贴合面26之间；密封圈4内表面轴向上分别有第三贴合面24和第四贴合面23。环向凹槽27位置刚好适配被套入的塑料双壁波纹管道1的波谷。
所述防脱预紧压环3上设有防脱挡板32和定位凸起33。
法兰接头壳体6外壁分布有多条法兰外壁加强筋17，法兰外壁加强筋17的高度为2-100毫米。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双壁波纹管道自密封连接法兰接头，其特征在于，包括筒状的法兰接头壳体(6)，法兰接头壳体(6)内设有密封圈(4)，在法兰接头壳体(6)入口处设有防脱预紧压环(3)，防脱预紧压环(3)通过预紧螺钉(2)和螺母(5)固定密封圈(4)，在密封圈(4)靠密封圈尾部端面(31)的外表面上设有第一贴合面(29)，第一贴合面(29)后面设有环向凹槽(27)。
2.根据权利要求1所述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，其特征在于，所述第一贴合面(29)上设有密封圈上泥沙流动通道(30)。
3.根据权利要求1所述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，其特征在于，所述法兰接头壳体(6)由内壁和外壁组成，法兰接头壳体(6)的一端为法兰入口(12)，法兰入口(12)端面设有入口凸沿(10)，入口凸沿(10)上均布有螺钉通孔(11)；另一端为法兰安装端面，端面上有法兰安装凸沿(20)、法兰端面密封圈安装槽(19)和法兰连接螺钉通孔(18)。
4.根据权利要求3所述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，其特征在于，所述法兰接头壳体(6)内壁端面设有环状凸沿(15)，环状凸沿(15)根部设有均布的根部加强筋(14)，根部加强筋(14)与根部加强筋(14)间空隙构成法兰内壁泥沙流动通道(13)。
5.根据权利要求4所述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，其特征在于，所述法兰内壁泥沙流动通道(13)一端连通环状凸沿(15)，另一端接通法兰入口(12)。
6.根据权利要求3所述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，其特征在于，所述法兰入口(12)为锥度筒体，锥度大小为0.1°-170°。
7.根据权利要求1所述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，其特征在于，所述密封圈(4)的外表面轴向上分别有第一贴合面(29)和第二贴合面(26),环向凹槽(27)设置在第一贴合面(29)和第二贴合面(26)之间；密封圈(4)内表面轴向上分别有第三贴合面(24)和第四贴合面(23)。
8.根据权利要求1所述的双壁波纹管道自密封连接法兰接头，其特征在于，所述防脱预紧压环(3)上设有防脱挡板(32)和压环定位凸起(33)。
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