CN211118118U - 防脱哈夫节 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种防脱哈夫节，包括两个哈夫节半体围合构成哈夫式管节，哈夫节半体的管长方向的侧边及管端部位的周向布置的直凹槽、弧形凹槽用于嵌置密封件半体，所述的周向布置的弧形凹槽的外侧和/或内侧的弧形内壁范围内间隔布置楔形齿。使用时，将密封件嵌置于哈夫节半体的管长方向的侧边及管端部位的周向布置的直凹槽、弧形凹槽处，两个半体连同密封圈围合在待修复管上，螺母、螺栓连接实现密封圈的变形量为可靠密封态，同时楔形齿楔入待修复管道的外管壁适当深度，确保了哈夫节与待修复管体的可靠连接，两者间的相对运动尤其是管长方向的分离式位移被消除，密封件约束在待修复管道的固定位置处并保持密封配合状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及管道用的哈夫式快速接头，尤其是塑料管道的哈夫式快速接。
背景技术
城镇给排水系统中的管道使用过程中由于各种原因会出现破损泄露现象，因此需要及时修复。作为常见的修复器件的哈夫式快速接头亦简称为哈夫节由两个半管状的铸件半体、两个橡胶件和螺栓构成，如图 1、2所示，抢修时采用两个半管状的哈夫节半体1，将管道破损处包容在哈夫节的管腔里，利用螺栓(图中未示出)收紧哈夫节半体上的半园接合面致使橡胶密封件2封住破损部位。这种方法由于抢修用人少、安装时间短、速度快、简单易用，尤其是无需大范围开挖土方并更换管件而被广泛使用。
聚乙烯PE管由于其自身独特的优点被广泛应用于建筑给水，建筑排水，埋地排水管，建筑采暖、输气管，电工与电讯保护套管、工业用管、农业用管等。PE管之类的塑料管多采用焊接方式彼此连接，焊缝结合处不可避免存在焊接缺陷，在施工现场由于缺乏检测手段或检测困难无法及时检测，还有就是埋置于地下的管件由于地下地质环境的变化或施工开挖都可能也可能导致塑料管的破坏或原有缺陷的集中暴露。采用现有技术中的哈夫节实施修复时，由于塑料管管壁的光滑特性，加之塑料管的支撑、约束环境的变化以及管体承受压力，管体3与哈夫节上的密封件2之间存在管长方向彼此位移的情况，加之哈夫节与待修复管体之间包覆段长度有限，两者相对分离式位移的情况时有发生，待两者完全分离则导致修复失败。就是说现有技术中的哈夫节可以满足短时间或表面上看上去实现了修复，却无法保证可靠的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种防脱哈夫节，确保哈夫节与待修管体连接的可靠性以避免两者发生管长方向的位移而脱离。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种防脱哈夫节，包括两个哈夫节半体围合构成哈夫式管节，哈夫节半体的管长方向的侧边及管端部位的周向布置的直凹槽、弧形凹槽用于嵌置密封件半体，所述的周向布置的弧形凹槽的外侧和/或内侧的弧形内壁范围内间隔布置楔形齿。
使用时，将密封件嵌置于哈夫节半体的管长方向的侧边及管端部位的周向布置的直凹槽、弧形凹槽处，两个半体连同密封圈围合在待修复管上，螺母、螺栓连接实现密封圈的变形量为可靠密封态，同时楔形齿楔入待修复管道的外管壁适当深度，确保了哈夫节与待修复管体的可靠连接，两者间的相对运动尤其是管长方向的分离式位移被消除，密封件约束在待修复管道的固定位置处并保持密封配合状态。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图，图2是图1中的K-K剖视图；
图3、4是本实用新型的哈夫节、哈夫节单元的立体示意图；
图5、6、8分别是实用新型的哈夫节半体的立体结构示意图；
图7是本实用新型的正视图；
图9、10分别图7、8的局部放大图；
图11是本实用新型的结构示意图，图12是图11中的K-K剖视图。
具体实施方式
一种防脱哈夫节，包括两个哈夫节半体10围合构成哈夫式管节，哈夫节半体10的管长方向的侧边及管端部位的周向布置的直凹槽11、弧形凹槽12用于嵌置密封件半体，上述内容参见现有技术即可，本实用新型的要点在于所述的周向布置的弧形凹槽12的外侧和/或内侧的弧形内壁范围内间隔布置楔形齿13。
结合图3、4，具体使用时，先按图4所示将密封件3嵌置于哈夫节半体10的直凹槽11、弧形凹槽12处，再将两个半体围合成图3所示的管状，然后螺母螺栓连接，由于密封件3的结构与本申请人的在先专利中有详细的记载，此处不再赘述。
现有技术中的密封圈3与外管壁相对粗糙的镀锌管等管件配合基本可以满足封堵修复要求，而对于PE管类的塑料管则出现了严重问题，因为PE管类的塑料管的外壁光滑，密封件3与其间的摩擦力系数小，所以两者滑动位移现象实属必然。
本实用新型就是在不至于影响密封件正常变形的情况下，通过楔形齿13设置并让其楔入待修复管体A、B的外管壁上，切入深度适当既要保证待修复管体A、B免受楔形齿13楔入时管体仍保持完好，同时楔入后提供的抵挡能力足以承担可能导致管体与密封件相对位于的外力合力。
以下具体说明优选方案。
所述的楔形齿13齿顶线与管芯方向成交叉布置或整体呈垂直交叉式布置，楔形齿13在弧形内壁范围内均匀布置。理论上讲，楔形齿13可以有多种形状的选择，考虑到主要消除的是轴向方向的位移，所以楔形齿13齿顶线与管芯方向成交叉布置即可，当然整体呈垂直交叉式布置更优，因为采用方案可以保证管壁上被刻压区域最小当然也就是对管体造成的损伤最小。
楔形齿13的齿顶所在圆的半径大于密封件的密封齿齿顶自然态下的半径，密封件的密封态时楔形齿13楔入塑料管外壁内0.5～5mm。
以上方案就是在保证密封件具有为实现可靠密封所具备变形条件，在此基础上，具体楔入深度为多少与管件材料和规格、管内压力、埋置铺设或凌空架设等外界约束条件有关，表1给出的实验结果。
所述的楔形齿13的齿顶为尖刃顶，即楔形齿13在过管芯的截面上的形状为山尖状，具体来讲所述的楔形齿13位于管长方向侧的斜面131的夹角为30±10°且该两斜面131与垂直于管长方向的截面对称布置。楔形齿13选择上述范围斜面夹角既保证楔形齿13能够楔入管体，又不至于过分锋利的楔入可能导致对管体的切割伤害。
更为具体的方案是楔形齿13位于管长向的两相对齿底边132间距小于周向的两相对齿底边133的间距。
所述的楔形齿13整体呈正四棱锥状且齿顶134的长度小于位于管长方向的两相对齿底边132的周向长度。
上述方案考虑的问题是管径由外向内时周长逐渐变小，所以壁厚内部与楔形齿13的齿顶接触位置处受到变形损伤要小于外管壁上的损伤范围，即管体上的刻痕类似于口大、底小的凹部。
位于弧形区域中部的楔形齿13延伸方向指向管芯方向，旁侧的楔形齿13的延伸方向位于该第一楔形齿13A至管芯方向和平行于管芯方向的所围夹区域内。由于哈夫节半体10、20相互围合时半体是沿两个半体的结合面方向位移的，所以期初开始围合与合围到位过程中每个楔形齿13 到管壁的距离均是不同的，即楔形齿13中位于弧形段中部的第一楔形齿 13A距离管壁最远，弧形段两端的楔形齿13c最近，第一楔形齿13A、13c 之间的楔形齿13b居中，上述方案设置的楔形齿13可以保证管壁受到最小的刻损区域，又能提供所有楔形齿13楔入管壁内的区域在垂直轴向的截面上的投影面积尽可能的相同，所以在周向方向均匀设置阻挡轴向位移的限位部。
为了保证楔形齿13楔入时对管壁造成的损伤尽量均匀，所有楔形齿 13的齿顶位于同一圆周面，这样也就保证楔形齿13楔入管壁的深度基本一致。
管长方向相邻的楔形齿13在周向方向上错位布置，该特征也是为了分散并尽可能的均匀管壁各处的受力，这样就避免了局部区域集中受力，也就是说管壁与哈夫节构成的约束区域位于环形带状区域。
由于本实用新型使用时是将两个哈夫节半体实施围合约束在待修复管体上的，且围合时两个半体是向半体的结合面方向移动的，所以，为了保证各楔形齿13作用在圆周向均能各司其职，弧形凹槽12周向各部位对应位置处的楔形齿13形状有以下优选设计，如图8、9所示，即位于弧形凹槽12中部对应位置处的楔形齿13齿顶线与管芯方向整体呈垂直交叉式布置且在垂直于管芯的截面上的投影为整体呈等腰梯形，此处忽略上下底的弧度，位于弧形凹槽12两端对应位置处的楔形齿13在垂直于管芯的截面上的投影整体呈三角形且靠近中部一侧的边长较长，位于弧形凹槽12的中部和两端之间对应位置处的楔形齿13在垂直于管芯的截面上的投影整体呈不等腰梯形且靠近中部一侧的腰长较长，位于弧形凹槽12两端对应位置处的楔形齿13周向的两相对齿底边间距大、位于弧形凹槽12中部对应位置处的楔形齿13周向的两相对齿底边间距小、位于弧形凹槽12中部和两端之间对应位置处的楔形齿13周向的两相对齿底边间距居中。
由图7、8、9、10可见，对应于弧形凹槽12中部对应位置处的楔形齿13为等腰梯形，在图9、10给出结构放大图中可清楚的看出端部位置处的楔形齿13的齿顶134长度几乎缩减为点，端部的楔形齿13在垂直于管芯的截面上的投影为整体为三角形且靠近中部一侧的边长较长。结合附图，楔形齿13所占据周向弧长自中部向两端逐渐增加，这也是为了配合哈夫节半体的装配方式而设置的。
表1：对照实验
Claims (11)
1.一种防脱哈夫节，包括两个哈夫节半体(10)围合构成哈夫式管节，哈夫节半体(10)的管长方向的侧边及管端部位的周向布置的直凹槽(11)、弧形凹槽(12)用于嵌置密封件半体，其特征在于：所述的周向布置的弧形凹槽(12)的外侧和/或内侧的弧形内壁范围内间隔布置楔形齿(13)。
2.根据权利要求1所述的防脱哈夫节，其特征在于：所述的楔形齿(13)齿顶线与管芯方向成交叉布置或整体呈垂直交叉式布置，楔形齿(13)在弧形内壁范围内均匀布置。
3.根据权利要求1所述的防脱哈夫节，其特征在于：楔形齿(13)的齿顶所在圆的半径大于密封件的密封齿齿顶自然态下的半径，密封件的密封态时楔形齿(13)嵌入塑料管外壁内0.5～5mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的防脱哈夫节，其特征在于：所述的楔形齿(13)的齿顶为尖刃顶。
5.根据权利要求1或2或3所述的防脱哈夫节，其特征在于：所述的楔形齿(13)位于管长方向侧的斜面夹角为30±10°且该两斜面与垂直于管长方向的截面对称布置。
6.根据权利要求1或2或3所述的防脱哈夫节，其特征在于：楔形齿(13)位于轴向的两相对齿底边间距小于周向的两相对齿底边间距。
7.根据权利要求1或2或3所述的防脱哈夫节，其特征在于：所述的楔形齿(13)整体呈正四棱锥状且齿顶长度小于位于管长方向的两相对齿底边的周向长度。
8.根据权利要求1或2或3所述的防脱哈夫节，其特征在于：位于弧形区域中部的楔形齿(13)延伸方向指向管芯方向，旁侧的楔形齿(13)的延伸方向位于该第一楔形齿(13A)至管芯方向和平行于管芯方向的所围夹区域内。
9.根据权利要求8所述的防脱哈夫节，其特征在于：所有楔形齿(13)的齿顶位于同一圆周面。
10.根据权利要求1或2或3所述的防脱哈夫节，其特征在于：管长方向相邻的楔形齿(13)在周向方向上错位布置。
11.根据权利要求1所述的防脱哈夫节，其特征在于：位于弧形凹槽(12)中部对应位置处的楔形齿(13)齿顶线与管芯方向成交叉布置或整体呈垂直交叉式布置且在垂直于管芯的截面上的投影为整体呈等腰梯形，位于弧形凹槽(12)两端对应位置处的楔形齿(13)在垂直于管芯的截面上的投影为整体呈三角形且靠近中部一侧的边长较长，位于弧形凹槽(12)的中部和两端之间的楔形齿(13)在垂直于管芯的截面上的投影整体呈不等腰梯形且靠近中部一侧的腰长较长，位于弧形凹槽(12)两端对应位置处的楔形齿(13)周向的两相对齿底边间距大、位于弧形凹槽(12)中部对应位置处的楔形齿(13)周向的两相对齿底边间距小、位于弧形凹槽(12)中部和两端之间对应位置处的楔形齿(13)周向的两相对齿底边间距居中。
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