CN115435172A - 一种自密封管道承插口结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自密封管道承插口结构，包括插口管体和承口管体，插口管体具有插口段，承口管体具有承口段，插口段的外侧壁上设置有环形槽，承口段的内侧壁上设置有环形牙，至少一个环形牙上设置有弧形凸面，环形槽设置有与弧形凸面相切的密封面且弧形凸面与密封面相切的位置紧贴。本发明密封效果优异，且使用寿命长。

Description

一种自密封管道承插口结构

技术领域

本发明涉及管道技术领域，尤其涉及一种自密封管道承插口结构。

背景技术

管道是用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置，其广泛用于水利工程和各种工业装置中。管道通常采用钢筋混凝土或其它软性材料(如PE、HDPE等)制成，采用钢筋混凝土制成的管道的连接部位不抗拉、止水性能不高、耐腐蚀性能较差等缺点，因此其应用前景低于采用软性材料制成的管道。

对于HDPE管道来说，传统的承插式管道接口，都是在管道插口的外表面设置环形凸起，同时在管道承口的内表面设置环形凹槽，将插口和承口对接后，环形凸起和环形凹槽相互咬合以将两条管道连接在一起。为了减少对接的阻力，一般会在环形凸起和环形凹槽之间留有一定的间隙，仅仅通过O型圈来密封止水。在很多因素的影响下，仅仅通过O型圈来密封，往往无法达到理想的密封效果。

为了解决这一问题，公开号为CN112032445A的发明专利提出了如下的方案，即在环形凸起的一侧设置第四配合面，在环形凹槽的一侧设置与第四配合面贴合的第二配合面，第四配合面与第二配合面紧密贴合，通过顶压结构施加的轴向力将二者压紧，进而保持密封。这样的结构也存在以下问题：对接插口管体和承口管体的过程中，环形牙会产生轻微的变形，然而，将第四配合面与第二配合面设计为相互紧密贴合的结构，会导致第四配合面变形的应力无处释放，进而导致环形牙的齿根处容易受到轴向的应力而断裂，使用寿命较短。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种密封性能优异、使用寿命长的自密封管道承插口结构。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种自密封管道承插口结构，包括插口管体和承口管体，所述的插口管体具有插口段，所述的承口管体具有承口段，所述插口段的外侧壁上设置有环形槽，所述承口段的内侧壁上设置有环形牙，至少一个环形牙上设置有弧形凸面，所述环形槽设置有与所述弧形凸面相切的密封面且弧形凸面与密封面相切的位置紧贴。

在本发明的一种优选方案中，所述的插口段位于所述插口管体的左端部，所述的承口段位于所述承口管体的右端部。

在本发明的一种优选方案中，至少一个环形牙为第一环形牙，所述第一环形牙的弧形凸面位于其右侧，与所述第一环形牙对应的环形槽为第一环形槽，所述第一环形槽的密封面位于其右侧，所述的插口管体和承口管体之间设置有轴向顶压结构并通过所述的轴向顶压结构将所述第一环形牙的弧形凸面压紧于所述第一环形槽的密封面。

在本发明的一种优选方案中，至少一个环形牙为顶压牙，所述顶压牙与对应的环形槽过盈配合以使所述第一环形牙的弧形凸面压紧于所述第一环形槽的密封面，所述的顶压牙与对应的环形槽构成所述的轴向顶压结构。

在本发明的一种优选方案中，至少一个环形牙为第二环形牙，所述第二环形牙的弧形凸面位于其左侧，与所述第二环形牙对应的环形槽为第二环形槽，所述第二环形槽的密封面位于其左侧，所述的插口管体和承口管体之间设置有轴向顶压结构并通过所述的轴向顶压结构将所述第二环形牙的弧形凸面压紧于所述第二环形槽的密封面。

在本发明的一种优选方案中，至少一个环形牙为顶压牙，所述顶压牙与对应的环形槽过盈配合以使所述第二环形牙的弧形凸面压紧于所述第二环形槽的密封面，所述的顶压牙与对应的环形槽构成所述的轴向顶压结构。

在本发明的一种优选方案中，至少一个环形牙为第三环形牙，所述第三环形牙的弧形凸面位于其顶部，与所述第三环形牙对应的环形槽为第三环形槽，所述第三环形槽的密封面位于其底部。

在本发明的一种优选方案中，第三环形槽的密封面为弧面并与第三环形牙的弧形凸面过盈配合。

在本发明的一种优选方案中，所述环形牙的数量为多个，至少一个环形牙为第一环形牙，所述第一环形牙的弧形凸面位于其右侧，与所述第一环形牙对应的环形槽为第一环形槽，所述第一环形槽的密封面位于其右侧；至少一个环形牙为第二环形牙，所述第二环形牙的弧形凸面位于其左侧，与所述第二环形牙对应的环形槽为第二环形槽，所述第二环形槽的密封面位于其左侧；至少一个环形牙为第三环形牙，所述第三环形牙的弧形凸面设置于其顶部，与所述第三环形牙对应的环形槽为第三环形槽，所述第三环形槽的密封面位于其底部。

在本发明的一种优选方案中，所述环形槽的旁侧形成与所述环形槽交错设置的凸齿，所述凸齿顶部的右侧设置有斜切口。

在本发明的一种优选方案中，所述的插口管体和承口管体之间还设置有止水密封圈。

本发明的有益效果是：本发明中，环形牙变形之前，弧形凸面上的位置A为密封位置；倘若对接管道时环形牙产生变形，使弧形凸面的轮廓发生改变，弧形凸面也可以补偿这一变形，使弧形凸面上总有一处位置B与密封面紧贴，此时位置B为实际的密封位置，保证插口管体和承口管体对接完成后具有优异的密封性能。另外，弧形凸面和密封面之间的间隙可以释放环形牙变形的应力，有利于提升使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的分解图；

图3是图1中A部分结构的实施例1；

图4是图1中A部分结构的实施例2；

图5是图1中A部分结构的实施例3；

图6是图1中A部分结构的实施例4；

图7是本发明的密封原理图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中涉及“优选”、“次优选”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“优选”、“次优选”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

参照图1至图7，本发明的实施例提出了一种自密封管道承插口结构，其特征在于，包括插口管体1和承口管体2，插口管体1具有插口段100，承口管体2具有承口段200，插口段100的外侧壁上设置有环形槽11，承口段200的内侧壁上设置有环形牙21，至少一个环形牙21上设置有弧形凸面201，环形槽11设置有与弧形凸面201相切的密封面101且密封面101与弧形凸面201相切的位置紧贴。

密封面101为弧面或平面，其中以弧面最佳。弧形凸面201优选球弧面和椭球弧面。密封面101与弧形凸面201可以是正好相贴，二者之间也可以设计一定的过盈量，使二者压紧贴合。

环形槽11的旁侧形成与环形槽11交错设置的凸齿12，对接插口管体1和承口管体2的过程中，环形牙21需越过各个凸齿12才能卡入对应的环形槽11，越过凸齿12的过程中，环形牙21会产生轻微的变形，其中靠近承口管体2右端口的环形牙21变形尤为严重。参照图7，本发明的密封原理是：图7中虚线部分表示环形牙21变形之前的弧形凸面201，环形牙21变形之前，A点为密封位置；倘若对接管道时环形牙21产生变形，使弧形凸面201的轮廓变成了图7中的实线部分，弧形凸面201也可以补偿这一变形，使密封位置调整到弧形凸面201的B位置，保证插口管体1和承口管体2对接完成后具有优异的密封性能。另外，弧形凸面201和密封面101之间的间隙可以释放环形牙21变形的应力，有利于提升使用寿命。

本发明将弧形凸面201设计为弧面，密封面101则设计为与之紧贴，即便对接管道时环形牙21产生变形，弧形凸面201也可以补偿这一变形，调整密封位置，使弧形凸面201总有一处位置与密封面101紧贴，保证插口管体1和承口管体2对接完成后具有优异的密封性能。倘若是将弧形凸面201设计为平面，在环形牙21变形时则无法达到补偿变形的效果。

实施例1

图3示出了本发明的实施例1，本实施例中，插口段100位于插口管体1的左端部，承口段200位于承口管体2的右端部。

所有的环形牙21均为第一环形牙211，第一环形牙211的弧形凸面201位于其右侧，与第一环形牙211对应的环形槽11为第一环形槽111，第一环形槽111的密封面101位于其右侧，且所有的密封面101均为平面。

进一步地，插口管体1和承口管体2之间设置有轴向顶压结构并通过轴向顶压结构将第一环形牙211的弧形凸面201压紧于第一环形槽111的密封面101。

在本实施例的一种优选方案中，至少一个环形牙21为顶压牙，顶压牙与对应的环形槽11过盈配合以使第一环形牙211的弧形凸面201压紧于第一环形槽111的密封面101，顶压牙与对应的环形槽11构成轴向顶压结构。采用这样的设计，能够对插口管体1和承口管体2进行定位，使第一环形牙211的弧形凸面201始终压紧于第一环形槽111的密封面101。

在本实施例的某些方案中，轴向顶压结构也可以采用其他的结构形式，比如在承口管体2和插口管体1的连接处设置一法兰，通过法兰将承口管体2和插口管体1轴向压紧，使第一环形牙211的弧形凸面201始终压紧于第一环形槽111的密封面101。

进一步地，凸齿12顶部的右侧设置有斜切口121。采用这样的设计，在对接插口管体1和承口管体2的过程中，便于环形牙21卡入对应的环形槽11。

为了进一步提升密封性能，插口管体1和承口管体2之间还设置有止水密封圈3。

作为本实施例的一种优选方案，插口段100为左细右粗的圆锥形，承口段200的内孔也为与之相适配的圆锥形。

实施例2

图4示出了本发明的实施例2，本实施例与实施例1具有类似的结构，其不同点仅在于环形槽11和环形牙21的形状。

本实施例中，其中一部分第一环形槽111的密封面101为平面，其余的第一环形槽111的密封面101为弧面。

环形牙21和环形槽11的数量均为多个，其中一部分的环形牙21为第一环形牙211，第一环形牙211的弧形凸面201位于其右侧，与第一环形牙211对应的环形槽11为第一环形槽111，第一环形槽111的密封面101位于其右侧。其余的环形牙21为第二环形牙212，第二环形牙212的弧形凸面201位于其左侧，与第二环形牙212对应的环形槽11为第二环形槽112，第二环形槽112的密封面101位于其左侧。

本实施例中，至少一个第一环形牙211为顶压牙，顶压牙与对应的环形槽11过盈配合，顶压牙与对应的环形槽11构成轴向顶压结构。上述的轴向顶压结构还可用于将第二环形牙212的弧形凸面201压紧于第二环形槽112的密封面101。

和实施例1相比，本实施例的特点是，本实施例中朝左、朝右的弧形凸面201均具备，无论外界给的轴向力是向左还是向右，均可将其中一些弧形凸面201压紧于对应的密封面101，密封性能更佳。

实施例3

图5示出了本发明的实施例3，本实施例与实施例3具有类似的结构，其不同点仅在于环形槽11和环形牙21的形状。

本实施例中，环形牙21的数量为多个。一部分的环形牙21为第一环形牙211，第一环形牙211的弧形凸面201位于其右侧，与第一环形牙211对应的环形槽11为第一环形槽111，第一环形槽111的密封面101位于其右侧；一部分的环形牙21为第二环形牙212，第二环形牙212的弧形凸面201位于其左侧，与第二环形牙212对应的环形槽11为第二环形槽112，第二环形槽112的密封面101位于其左侧；剩余的环形牙21为第三环形牙213，第三环形牙213的弧形凸面201设置于其顶部，与第三环形牙213对应的环形槽11为第三环形槽113，第三环形槽113的密封面101位于其底部。

和实施例1相比，本实施例的特点是，本实施例中朝左、朝右、位于环形牙21顶部的弧形凸面201均具备，无论外界给的轴向力是向左还是向右，均可将其中一些弧形凸面201压紧于对应的密封面101；同时还可以通过第三环形牙213顶部的弧形凸面201将对应的密封面101压紧，密封性能更佳。

实施例4

图6示出了本发明的实施例4，本实施例与实施例1具有类似的结构，其不同点仅在于环形槽11和环形牙21的形状。

本实施例中，所有的环形牙21均为第三环形牙213，第三环形牙213的弧形凸面201位于其顶部，与第三环形牙213对应的环形槽11为第三环形槽113，第三环形槽113的密封面101位于其底部。

优选地，第三环形槽113的密封面101为弧面并与第三环形牙213的弧形凸面201过盈配合。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种自密封管道承插口结构，其特征在于，包括插口管体(1)和承口管体(2)，所述的插口管体(1)具有插口段(100)，所述的承口管体(2)具有承口段(200)，所述插口段(100)的外侧壁上设置有环形槽(11)，所述承口段(200)的内侧壁上设置有环形牙(21)，至少一个环形牙(21)上设置有弧形凸面(201)，所述环形槽(11)设置有与所述弧形凸面(201)相切的密封面(101)且弧形凸面(201)与密封面(101)相切的位置紧贴。

2.根据权利要求1所述的一种自密封管道承插口结构，其特征在于，所述的插口段(100)位于所述插口管体(1)的左端部，所述的承口段(200)位于所述承口管体(2)的右端部。

3.根据权利要求2所述的一种自密封管道承插口结构，其特征在于，至少一个环形牙(21)为第一环形牙(211)，所述第一环形牙(211)的弧形凸面(201)位于其右侧，与所述第一环形牙(211)对应的环形槽(11)为第一环形槽(111)，所述第一环形槽(111)的密封面(101)位于其右侧，所述的插口管体(1)和承口管体(2)之间设置有轴向顶压结构并通过所述的轴向顶压结构将所述第一环形牙(211)的弧形凸面(201)压紧于所述第一环形槽(111)的密封面(101)。

4.根据权利要求3所述的一种自密封管道承插口结构，其特征在于，至少一个环形牙(21)为顶压牙，所述顶压牙与对应的环形槽(11)过盈配合以使所述第一环形牙(211)的弧形凸面(201)压紧于所述第一环形槽(111)的密封面(101)，所述的顶压牙与对应的环形槽(11)构成所述的轴向顶压结构。

5.根据权利要求2所述的一种自密封管道承插口结构，其特征在于，至少一个环形牙(21)为第二环形牙(212)，所述第二环形牙(212)的弧形凸面(201)位于其左侧，与所述第二环形牙(212)对应的环形槽(11)为第二环形槽(112)，所述第二环形槽(112)的密封面(101)位于其左侧，所述的插口管体(1)和承口管体(2)之间设置有轴向顶压结构并通过所述的轴向顶压结构将所述第二环形牙(212)的弧形凸面(201)压紧于所述第二环形槽(112)的密封面(101)。

6.根据权利要求5所述的一种自密封管道承插口结构，其特征在于，至少一个环形牙(21)为顶压牙，所述顶压牙与对应的环形槽(11)过盈配合以使所述第二环形牙(212)的弧形凸面(201)压紧于所述第二环形槽(112)的密封面(101)，所述的顶压牙与对应的环形槽(11)构成所述的轴向顶压结构。

7.根据权利要求2所述的一种自密封管道承插口结构，其特征在于，至少一个环形牙(21)为第三环形牙(213)，所述第三环形牙(213)的弧形凸面(201)位于其顶部，与所述第三环形牙(213)对应的环形槽(11)为第三环形槽(113)，所述第三环形槽(113)的密封面(101)位于其底部。

8.根据权利要求7所述的一种自密封管道承插口结构，其特征在于，第三环形槽(113)的密封面(101)为弧面并与第三环形牙(213)的弧形凸面(201)过盈配合。

9.根据权利要求3所述的一种自密封管道承插口结构，其特征在于，所述环形槽(11)的旁侧形成与所述环形槽(11)交错设置的凸齿(12)，所述凸齿(12)顶部的右侧设置有斜切口(121)。

10.根据权利要求1所述的一种自密封管道承插口结构，其特征在于，所述弧形凸面(201)与所述密封面(101)相切，所述的插口管体(1)和承口管体(2)之间还设置有止水密封圈(3)。

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