CN202381906U

CN202381906U - 具有子母口倒榫联接口的短管

Info

Publication number: CN202381906U
Application number: CN2011205673584U
Authority: CN
Inventors: 王国辉; 梁建平; 张继红
Original assignee: BEIJING CHUANGYANG CLEANING EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING CHUANGYANG CLEANING EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2021-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种具有子母口倒榫联接口的短管，所述短管的前端设有子口连接部，所述短管的尾端设有母口连接部，该子口连接部和母口连接部均包括外端的过盈互嵌段和内端相对凹入设置的扣合段，且各自的过盈互嵌段和扣合段之间形成阶梯结构，通过前端的子口连接部或尾端的母口连接部分别与对应的邻接短管的母口连接部或子口连接部相配合锁扣连接，形成倒榫锁扣结构。本实用新型的子母口倒榫密封锁扣结构能够联接牢固、不渗漏。

Description

具有子母口倒榫联接口的短管

技术领域

本实用新型有关于一种管道结构，特别是指一种用于非开挖施工中的具有子母口倒榫联接口的短管。

背景技术

目前排水管道更新、修复方面，采用较多的有非开挖胀管(扩管)、夯管法、穿插管法、内衬管法等施工工艺，其中非开挖短管内衬修复工是将短管现场一边焊接一边拖入旧管道内(短管长度以符合人工操作井拖入的要求为宜)，最后将新旧管道之间间隙注浆填满，实现对旧管道修复加固的修复工艺。由于非开挖短管内衬修复工艺需要将整根塑料管截为短节，每根短管长60cm左右，在井下逐一热熔焊接，每道焊口需20～30分钟，相对而言较麻烦，单位时间内完成施工量受到局限；而且，目前国内缺乏专门生产用于内衬的短管，影响短管内衬技术的发展。

有鉴于此，本设计人为解决上述公知技术存在的问题，乃决心凭其从事本领域多年研发、制造的经验，经多次的开发改良后终于精心设计出本实用新型的具有子母口倒榫联接口的短管，其可改善上述现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种具有子母口倒榫联接口的短管，其能够在非开挖管道修复的施工中简便地连接形成新管道。

本实用新型的技术解决方案是：一种具有子母口倒榫联接口的短管，所述短管的前端设有子口连接部，所述短管的尾端设有母口连接部，该子口连接部和母口连接部均包括外端的过盈互嵌段和内端相对凹入设置的扣合段，且各自的过盈互嵌段和扣合段之间形成阶梯式止逆结构，通过前端的子口连接部或尾端的母口连接部，分别与对应的邻接短管的母口连接部或子口连接部相配合锁扣连接，形成倒榫锁扣结构。

如上所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其中，该子口连接部包括管壁外周的内凹部位及斜坡状突出的坡口部位，该母口连接部包括管壁内周的凸出部位以及斜坡状凹入的坡口部位，所述子口连接部的坡口部位与所述母口连接部的坡口部位相配合形成倒榫锁扣结构的过盈互嵌段，所述子口连接部的内凹部位与所述母口连接部的凸出部位相互配合卡合形成倒榫锁扣结构的扣合段，所述扣合段的结合面为平直状或斜坡状。

如上所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其中，所述子口连接部的内凹部位为底部轴向呈平直状的环状扣合槽，所述母口连接部的凸出部位为内壁在轴向呈平直状的环状扣合部，所述环状扣合槽部位的厚度与所述环状扣合部的厚度各为管壁厚度的1/2。

如上所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其中，所述短管的子口连接部和母口连接部均呈双斜坡面状结构，子口连接部的内凹部位为底部轴向呈斜坡状的圆锥状的扣合槽，母口连接部的对应的凸出部位为内壁在轴向呈斜坡状的圆锥状扣合部，相邻的两节短管撞合后形成结合面均呈圆锥面接触的过盈互嵌段和扣合段。

如上所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其中，所述扣合槽底部设有用于置放固定密封圈的环状凹槽，所述子口连接部与相邻短管的母口连接部合口挤压后，所述密封圈与所述母口连接部凸出部位的内壁紧密贴实并胀满所述凹槽。

如上所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其中，所述密封圈为环型圈，其截面直径为管壁厚的1/5。

如上所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其中，所述短管采用HDPE高密度聚乙烯管材。所述短管为连接形成非开挖内置套管管道的长度为600-1000mm的短管节。

如上所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其中，所述倒榫锁扣结构中，所述过盈互嵌段与所述扣合段的长度相近或相等。

如上所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其中，所述倒榫锁扣结构中，所述过盈互嵌段的坡口角度为7～15°，该阶梯部位的高度因管径不同取值为3～5mm。

如上所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其中，所述密封圈是采用遇水膨胀密封橡胶或硅胶制成，所述遇水膨胀密封橡胶的体积膨胀率大于100％，扯断强度大于3MPa，扯断伸长率大于350％；所述硅胶材料的伸长率大于等于350％，其变形率小于等于8.0％，扯断强度大于等于6.0％。

本实用新型的特点和优点是：

①管节长度可依据实际施工需要设计，具有可调节性；

②管道连接口制作成子母锁扣形式，具有防脱性；

③管道连接口设置O型圈密封，具有防渗性；

④管节质量轻、体积小，便于操作。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施例的结构示意图。

图1A为图1中短管的局部结构放大示意图。

图2、图2A、图2B、图2C为本实用新型另一具体实施例的结构示意图及装配动作示意图。

图3为本实用新型的短管用于非开挖内置套管管道修复方法及设备的具体实施例的应用实施示意图。

具体实施方式

下面配合附图及具体实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

本实用新型提出一种短管结构，其主要适用于非开挖内置套管管道修复技术，该短管的两端分别具有倒榫结构的子、母口连接部，以便在相邻二短管撞合后形成锁扣密封状态，短管的前端设有子口连接部，所述短管的后端设有母口连接部，该子口连接部和母口连接部均包括外端的过盈互嵌段和内端相对凹入设置的扣合段，且各自的过盈互嵌段和扣合段之间形成阶梯式止逆结构，通过前端的子口连接部或尾端的母口连接部分别与对应的邻接短管的母口连接部或子口连接部相配合锁扣连接，形成倒榫锁扣结构。

下面结合附图和具体实施例详细说明：

如图1所示，本实施例的短管是采用一种具有子母口倒榫联接口的短管，该短管的前端131设有子口连接部133，短管的尾端132设有母口连接部134，通过前端的子口连接部133及/或尾端的母口连接部134分别与对应的邻接短管的母口连接部134或子口连接部133相配合锁扣连接，形成倒榫锁扣结构。

该子口连接部和母口连接部均包括外端的过盈互嵌段(滑动段)和内端相对凹入设置的扣合段，且各自的过盈互嵌段和扣合段之间形成阶梯式止逆结构，该阶梯部位的高度视管径不同取值为3～5mm，从而形成便于装配及密封的倒榫锁扣结构。

本实用新型的一实施例中，请结合图1A所示，该子口连接部133包括管壁外周所设的斜坡状突出的坡口部位135以及内凹部位137，该母口连接部134包括管壁内周所设的斜坡状凹入的坡口部位136以及凸出部位138，子口连接部133的坡口部位135与母口连接部134的坡口部位136相配合形成倒榫锁扣结构的过盈互嵌段，子口连接部133的内凹部位137与母口连接部134的凸出部位138相互配合卡合形成倒榫锁扣结构的扣合段。该过盈互嵌段的坡口角度较佳为10～20°，以便于扣合连接的方便性和稳固性。

进一步地，请参见图1A所示，本实施例中，子口连接部133的内凹部位137为底部轴向呈平直状的环状扣合槽，母口连接部134的凸出部位138为内壁在轴向呈平直状的环状扣合部，如此，在相邻的两节短管实现撞合后形成斜坡式接触(锥面)的过盈互嵌段和平直接触(筒状)的扣合段。较佳地，该环状扣合槽处的厚度与环状扣合部处的厚度较佳是各为完整管壁厚度的1/2。

本实用新型的另一实施例中，参见图2至图2C所示，其中，图2A为图2中I处的子口连接部的局部放大示意图，图2B为图2中II处的母口连接部的局部放大示意图，图2C为本实施例的短管的撞合过程接口处的动作示意图。该子口连接部133包括管壁外周所设的斜坡状突出的坡口部位135以及内凹部位137，该母口连接部134包括管壁内周所设的呈斜坡面凹入的坡口部位136以及凸出部位138，子口连接部133的坡口部位135与母口连接部134的坡口部位136相配合形成倒榫锁扣结构的过盈互嵌段，子口连接部133的内凹部位137与母口连接部134的凸出部位138相互配合卡合形成倒榫锁扣结构的扣合段。这些主体结构与前一实施例类似，此处不再赘述。

与图1、图1A中的短管不同的是，本实施例中，短管的子口连接部和母口连接部均呈双斜坡面状(即锥面)结构，子口连接部133的内凹部位137为底部轴向呈斜坡状的锥状扣合槽，母口连接部134的对应的凸出部位138为内壁在轴向呈斜坡状的锥状扣合部，如此，在相邻的两节短管实现撞合后形成结合面均呈圆锥面接触的过盈互嵌段和扣合段，如此使得撞合过程更为方便、省力。

短管的过盈互嵌段和扣合段结合面形成的锥面(斜坡状)的圆锥角通常为5°～20°，较佳采用7°～15°。图1所示实施例中，其过盈互嵌段的圆锥角为14°；图2所示的实施例中，过盈互嵌段和扣合段的圆锥角均为9°。

子母口密封锁扣结构用于克服以往短管内衬施工需在现场边焊接边拖入的不便，本实用新型提出的子母口密封锁扣形式是通过倒榫锁扣的方法以撞击合口实现PE短管连接，既能有效防止管口脱落，又方便了短节管之间的连接。

由于非开挖套管修复工艺是以多节短管连接实现管道修复的，因此，短管接口密封防渗设计十分重要，本实施例中，短管接口除采用以上所述的倒榫锁扣外，还增加了密封结构：在短管的子口连接部133的内凹部位137设置置放密封圈130的凹槽139，用于固定密封圈130，经与母口连接部134合口挤压，密封圈130能够与母口连接处134的内壁紧密贴实并胀满凹槽，达到密封止水效果。较佳地，凹槽139的底部拐角处倒圆角(R1)，进一步地，子口连接部端部的内外缘也进行倒圆角处理，以提高装配时的便利性。

本实施例是将接口密封防渗设计与倒榫锁扣结合使用，短管撞合连接后，既不能自行脱开，又可满足防渗漏设计要求，同时免除了焊接工艺。

由于非开挖套管工艺是以管道牵引和接口撞合来完成管道修复，所使用的管材不管在强度方面还是韧性方面，都必须满足切削加工和撞合的需求。本实用新型实施时对管材质量和规格有较高需求，管材既要具备独立受力强度，又要有良好的韧性，还必须同时具有较强的抗冲击和剪切性能，本实用新型选择高密度聚乙烯PE塑料给水管材为套管管材，使得利用此种管材制成的短管优点显著：抗拉及抗冲击强度高、韧性好；耐腐蚀、使用寿命长；不易结垢、抑菌性强、无毒、符合环保要求，且能满足切削和工艺要求等。

考虑操作空间的限定和操作方便，依据排水管道施工验收标准，本实施例的短管采用HDPE高密度聚乙烯管材，从而利用其良好刚性及可塑性建立短管加工和接口结构，以充分满足施工要求。

管材加工通常选择在工厂完成：先将管材原料按现场条件和使用需求切割成600-1000mm的短截(以满足在检查井内可操作性来确定长短)，使用机床按要求将管口切削成有置放密封圈凹槽的倒榫子母口结构，具体结构可参见表一。

表一短管的倒榫子母口结构

为保证密封圈的防渗密封性能，本实用新型的一具体实施例中是选择遇水膨胀密封橡胶材料或硅胶制作而成，其中遇水膨胀密封橡胶的各项指标如表二和表三所示，这两种材料均具有良好的密封性能，弹性好、抗腐蚀，抗老化、使用寿命长等特点。加工成环型圈(其截面直径例如选择按管壁厚的1/5取值)，遇水后膨胀系数增大，可满足密封要求。

综上所述，采用短管能够解决在检查井内的可操作问题；将接口设计为子母口倒榫密封锁扣结构能够解决联接牢固、不渗漏问题；采用液压牵引及接口撞合，能够满足动力均匀、合口紧密、拖动就位的需求。

结合图3所示，其为本实用新型的短管用于非开挖内置套管管道修复方法及设备的具体实施例的应用实施示意图。非开挖内置套管管道修复设备是通过二检查井来对其间的待修管道进行非开挖式修复的。具体地，该管道修复设备包括设于其中一检查井1(设备工作井)一侧的动力系统以及牵引系统将短管在另一检查井1(合口工作井)逐一下放至待修管道的尾端，该牵引系统用于在该待修管道的范围内牵引拖动短管，以将该短管与前一短管撞合连接，该动力系统主要用于为该牵引系统提供动力。该牵引系统同时还可用于将各短管撞合后形成的新管道部分拖动到合适的位置。

如图3所示，该非开挖内置套管管道修复方法及设备采用液压动力系统和机械牵引系统，液压动力系统包括发电机3、液压动力站4及牵引液压缸6，牵引液压缸6向机械牵引系统和管道装配系统输出动力，满足管道牵引和接口撞合的动力需求。

进一步地，牵引液压缸为立装设置的中空式液压缸。在本实用新型的一应用实施例中，根据拖动力以及牵引形式的需求，确定液压工作站工作压力为16MPa，额定流量为8.5L/min；确定液压缸形式为中空式液压缸，向牵引系统和管道装配系统输出动力。牵引液压缸选择拖动力为10吨的液压缸，以满足管道牵引和接口撞合的动力需求。

机械牵引系统主要是在液压动力支持下，采用导向支座与牵引链条铰接牵引的形式完成短管撞合与管道拖动，本实用新型的一具体实施例中，其机械牵引系统主要包括牵引操控架5、导向支座8、牵引头10、牵引链条11及后置压力盘12。其中：

牵引操控架5设置于牵引液压缸6上方，用以完成牵引链条11的控制和牵拉操作；该牵引操控架5包括固定支架和绞接牵引紧固器，固定支架的支撑脚固设于牵引液压缸6缸体外套顶部法兰盘上，其铰接牵引紧固器设有操作手柄，用于控制牵引链条11前端的松紧。优选地，该牵引操控架5上设有操控轮，以利方便地实现对牵引链条的收放控制。

该导向支座8的外侧设有支撑螺杆9，以便可调节地将导向支座8固定支撑于井底。

牵引头10是采用钢板焊接成的中空的锥形连接器，用于引领和连接组装管道前行，其包括前端的锥形固定部和后端的连接部，该固定部具有前端中孔，用于牵引链条11由其穿设至后置压力盘的反向滑轮，且牵引头内设有固定卡环，用于固定牵引链条11折返后的尾端；连接部为筒状，其与固定部间形成阶梯状的限位部，用于与第一节短管相结合。

后置压力盘12设置于被撞合的短管的尾端，与牵引链条配合对短管实施定位和平衡推力，其前端设有可摘取的反向滑轮，例如可将该反向滑轮以挂钩连接，挂钩可挂在后置压力盘12前端的固定环上。在待装短管下放且与前一短管13对位后，将带有牵引链条11的反向滑轮穿过该待装短管后挂设于后置压力盘的前端；在完成撞合并将已撞合形成的新管道部分拖动到预定位置后，可将该反向滑轮从后置压力盘12上摘取下来，以便放开后置压力盘12，以备下一待装短管的安装。

牵引链条11为采用特殊钢材(例如锰钢)并经过热处理制成的链条，其承拉能力较佳是大于等于液压动力系统的最大牵引力；本实施例中，牵引链条11先穿过立装中空式牵引液压缸6的中心孔，并通过导向支座8底部的导向滑轮向待修管道另一端导引，在连续穿过牵引头10的前端中孔及反向滑轮后，折返至牵引头10内侧，与设置在牵引头10内的固定卡环进行铰接式连接固定，完成牵引链条11相背作用方式的连接。较佳地，牵引链条11设有链条控制装置，以将牵引链条11控制在短管撞合方向而不会反向运动，保证撞合动作的可靠性。

本实用新型的实施例中，该设备的安装是将设备的液压系统、牵引系统各组件按连接顺序进行组装即可，具体包括：

(1)将中空式牵引液压缸6与设备的升降连接件7(若干节，每节1米以内多尺寸规格、空心管状，两端带连接法兰盘，根据所需长度连接)及导向支座8的连接套筒以法兰式连接；同时将牵引链条11从其中空孔洞中穿过备用；

(2)将组装后的牵引液压缸6、升降连接件7及牵引操控架8吊装直立于作业井(其中一检查井1)中，并在其上端安装牵引操控架5(以螺母坚固)；在其下端将导向支座8的拆装式伸缩受力脚进行销式安装，并整体调整立稳；

(3)将牵引链条11经待修管道2拉至另一端的短管合口工作井，链条从牵引头10前端中孔穿过，并绕过后置压力盘12的钩挂式反向滑轮，折返至牵引头10内以卡销固定。

(4)安装液压工作站4和牵引液压缸6之间的液压输油管，安装接通动力站。

如此即完成了设备的安装，之后的具体工作过程如下：

(1)清洁已加工完毕的短管，并安装密封圈，其中，各短管两端较佳是具有倒榫结构的子、母口连接部，从而能够在相邻二短管撞合后形成锁扣密封状态；

(2)将第一节短管(例如其前端可为平口、后端为母口)运至合口工作井内，将带有牵引链条11、挂在后置压力盘12上的反向滑轮挂勾摘下，从第一节短管前端向后端穿过，将短管前端套在牵引头10尾端的连接部上。然后，用同第一节短管穿过的方法，将牵引链条11穿过第二节短管(例如子口在前，母口在后)，准备内置套管作业；

(3)将第二节短管前端的子口与第一节短管的尾端母口对正；将带有牵引链条11的反向滑轮挂勾挂在后置压力盘12上，使后置压力盘12与第二节短管尾端端面吻合后，启动液压动力设备不断加压，在牵引链条11牵动过程中通过相背作用力完成短管合口，并牵引前行。到达位置后，泄压松链。下第三、第四......节管，重复第二节短管安装过程，往复操作直至将两个操作井段之间套满短管为止。

由上述内容可知，利用本实用新型的短管结构，可以使得非开挖内置套管管道修复技术具有拆装方便、操作简便、动力平稳、无噪音、无污染的优点。

虽然本实用新型已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，例如，本实用新型中，该内凹部位及凹槽也可采用斜坡状的倾斜结构，类似变化皆应仍属本专利涵盖的范畴。

Claims

1.一种具有子母口倒榫联接口的短管，其特征在于，所述短管的前端设有子口连接部，所述短管的尾端设有母口连接部，该子口连接部和母口连接部均包括外端的过盈互嵌段和内端相对凹入设置的扣合段，且各自的过盈互嵌段和扣合段之间形成阶梯结构，通过前端的子口连接部或尾端的母口连接部分别与对应的邻接短管的母口连接部或子口连接部相配合锁扣连接，形成倒榫锁扣结构。

2.如权利要求1所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其特征在于，该子口连接部包括管壁外周的内凹部位及斜坡状突出的坡口部位，该母口连接部包括管壁内周的凸出部位以及斜坡状凹入的坡口部位，所述子口连接部的坡口部位与所述母口连接部的坡口部位相配合形成倒榫锁扣结构的过盈互嵌段，所述子口连接部的内凹部位与所述母口连接部的凸出部位相互配合卡合形成倒榫锁扣结构的扣合段，所述扣合段的结合面为平直状或斜坡状。

3.如权利要求2所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其特征在于，所述子口连接部的内凹部位为底部轴向呈平直状的环状扣合槽，所述母口连接部的凸出部位为内壁在轴向呈平直状的环状扣合部，所述环状扣合槽部位的厚度与所述环状扣合部的厚度各为管壁厚度的1/2。

4.如权利要求2所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其特征在于，所述短管的子口连接部和母口连接部均呈双斜坡面状结构，子口连接部的内凹部位为底部轴向呈斜坡状的圆锥状的扣合槽，母口连接部的对应的凸出部位为内壁在轴向呈斜坡状的圆锥状扣合部，相邻的两节短管撞合后形成结合面均呈圆锥面接触的过盈互嵌段和扣合段。

5.如权利要求3或4所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其特征在于，所述扣合槽底部设有用于置放固定密封圈的环状凹槽，所述子口连接部与相邻短管的母口连接部合口挤压后，所述密封圈与所述母口连接部凸出部位的内壁紧密贴实并胀满所述凹槽。

6.如权利要求5所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其特征在于，所述密封圈为环型圈，其截面直径为管壁厚的1/5。

7.如权利要求1所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其特征在于，所述短管采用HDPE高密度聚乙烯管材；所述短管为连接形成非开挖内置套管管节的长度为600-1000mm的短管节。

8.如权利要求4所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其特征在于，所述倒榫锁扣结构中，所述过盈互嵌段与所述扣合段的长度相近或相等。

9.如权利要求1所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其特征在于，所述倒榫锁扣结构中，所述过盈互嵌段的坡口角度为7～15°，该阶梯部位的高度因管径不同取值为3～5mm。

10.如权利要求4所述的具有子母口倒榫联接口的短管，其特征在于，所述密封圈是采用遇水膨胀密封橡胶或硅胶制成，所述遇水膨胀密封橡胶的体积膨胀率大于100％，扯断强度大于3MPa，扯断伸长率大于350％；所述硅胶材料的伸长率大于等于350％，其变形率小于等于8.0％，扯断强度大于等于6.0％。