专利名称：浆锚式钢筋连接套筒及其制造模具和制造方法
技术领域：
本发明涉及单体钢筋及预制构件的钢筋套筒浆锚连接件，属于建筑工程技术领域，具体为一种浆锚式钢筋连接套筒及其制造模具和制造方法。
背景技术：
在传统的现浇混凝土结构中，钢筋的连接多采用搭接连接、焊接连接或挤压套筒等机械连接方法，钢筋连接的施工较为复杂，而且必须在浇注混凝土前完成钢筋的连接，不能进行装配式施工。现有的钢筋连接套筒为铸钢件、铸铁件，以及钢棒或厚壁钢管的机械切削方式加工件，对我国现有加工状况来说，若要达到对应的技术要求，加工制作成本均较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过灌注水泥砂浆进行锚固的浆锚式钢筋连接套筒及其制造模具和制造方法，主要用于单体钢筋连接和装配式混凝土建筑预制构件之间的钢筋连接。两根连接钢筋的对接端通过连接套筒及灌注其内部空隙的硬化水泥砂浆结合形成一个连接体。这种连接件不需要焊接，不需要湿作业施工，而使单体钢筋或两构件中连接的钢筋达到等强对接。本发明的技术方案是一种浆锚式钢筋连接套筒，浆锚式钢筋连接套筒包括套筒体、通孔、弹性橡胶密封圈、开口端、固定端、套筒凹槽、套筒凸肋、灌浆料入料孔、灌浆料出料孔，套筒体内有通孔，套筒体内的通孔两端装有弹性橡胶密封圈；套筒体的一端为用于连接后插入钢筋的开口端，套筒的另一端为开有中心孔的用于连接预埋钢筋的固定端；钢筋连接套筒的套筒体外表面沿轴向和圆周方向按间隔设有套筒凹槽，钢筋连接套筒的套筒体内表面沿轴向和圆周方向按间隔设有套筒凸肋；钢筋连接套筒内表面的套筒凸肋沿圆周方向非连续分布，套筒体的侧面外壁一端开有灌浆口，套筒体的侧面外壁另一端开有排气出浆口。所述的浆锚式钢筋连接套筒，套筒凸肋为楔形，套筒凹槽与套筒凸肋的位置和形状相对应，套筒凸肋在圆周方向上为二至六个均布。所述的浆锚式钢筋连接套筒，套筒凹槽和套筒凸肋沿圆周方向的宽度，不超过套筒凹槽和套筒凸肋之间平圆部分的宽度。所述的浆锚式钢筋连接套筒，套筒体为低碳钢无缝钢管径向挤压成型。用于浆锚式钢筋连接套筒的制造模具，挤压模具包括模头、芯模，模头、芯模的形状与作用关系相对应，形成套筒凹槽和套筒凸肋间隔式的成型模具。所述的制造模具，芯模包括芯模凹槽、芯模凸肋、芯模端头、芯模柱体，芯模柱体的外表面沿轴向和圆周方向按间隔设有芯模凸肋，圆周方向的芯模凸肋之间形成芯模凹槽，芯模柱体的一端为芯模端头。所述的制造模具，芯模凸肋为楔形，圆周方向的芯模凸肋外缘为弧形，该弧形直径与套筒体的内径相匹配，圆周方向的芯模凸肋为二至六个均布。所述的制造模具，模头包括模头凸肋、模头柱体、模头挤压位、模头初始位，模头柱体的外表面沿轴向一侧按间隔设有模头凸肋，模头凸肋的外缘为弧形；挤压前，在模头初始位处，模头凸肋与芯模的芯模凹槽相对应；挤压后，在模头挤压位处，模头凸肋与芯模的芯模凹槽相对应。利用所述制造模具的浆锚式钢筋连接套筒的制造方法，包括如下步骤(I)加工原材采用通用低碳钢无缝钢管；(2)采用挤压模具径向挤压制造工艺，加工套筒外表面的套筒凹槽和内表面的套筒凸肋；(3)完成挤压成型后，挤压模具的芯模转9(Γ30度角后拔出。
所述的浆锚式钢筋连接套筒的制造方法，挤压形状、深度按套筒系列和对应的无缝管壁厚而不同，套筒外表面套筒凹槽的深度和内表面套筒凸肋的高度在f IOmm ;外表面套筒凹槽和内表面套筒凸肋的列数为2飞列。本发明的有益效果是本发明采用浆锚式钢筋连接套筒对单体钢筋或预制装配式混凝土构件的钢筋进行连接。其特点是同直径系列钢筋连接和相近直径系列钢筋连接的套筒，通用低碳钢无缝钢管用专用挤压模具与机械挤压方式制成的套筒，专用模具按相应被连接件尺寸系列建立的不同系列具有相同加工特征的套筒，采用通用低碳钢无缝钢管、专用内外挤压模具、以及机械挤压方式的钢筋连接套筒制造方法。与国外采用的铸铁和国内目前采用的钢棒相比，本发明采用无缝钢管，不仅强度高、韧性好，而且质量稳定，材料用量少；采用径向对压制造工艺，与国外的铸造工艺和国内的钢棒切削工艺相比，机械化程度高，加工量少，生产效率高，从而可大幅度降低套筒成本。
图I (a) - (b):本发明套筒示意图。其中，图I (a)为主视图；图I (b)为图I
(a)中A-A剖面图。图2 (a) - (f):本发明模具示意图。其中，图2 (a)为芯模主视图；图2 (b)为芯模左视图；图2 (C)为芯模单侧图；图2 Cd)为模头主视图；图2 Ce)为模头左视图；图
2(f)为模头单只单侧图。图3 (a) - (c):本发明加工示意图。其中，图3 Ca)为模具单侧挤压主视图；图3
(b)为挤压前状态；图3(C)为挤压后状态。图4 :本发明钢筋连接示意图。图中，I套筒体；2通孔；3弹性橡胶密封圈；4开口端；5固定端；6套筒凹槽；7套筒凸肋；8灌浆料入料孔(灌浆口);9灌浆料出料孔(排气出浆口)；10芯模；11芯模凹槽；12芯模凸肋；13芯模端头；14芯模柱体；15模头；16模头凸肋；17模头柱体；18模头挤压位；19模头初始位；20被连接螺纹钢筋。
具体实施例方式如图I (a)_ (b)所示，浆锚式钢筋连接套筒主要包括套筒体I、通孔2、弹性橡胶密封圈3、开口端4、固定端5、套筒凹槽6、套筒凸肋7、灌浆料入料孔(灌浆口)8、灌浆料出料孔(排气出浆口)9等，套筒体I为低碳钢无缝钢管径向挤压成型，套筒体I内有通孔2，套筒体I内的通孔两端装有弹性橡胶密封圈3 ;套筒体I的一端为开口端4，用于连接后插入钢筋；套筒体I的另一端为开有中心孔的固定端5，用于连接预埋钢筋；钢筋连接套筒的套筒体I外表面沿轴向和圆周方向按一定间隔设有套筒凹槽6，增加套筒外表面与周围混凝土的粘结强度；钢筋连接套筒的套筒体I内表面沿轴向和圆周方向按一定间隔设有套筒凸肋7，以保证套筒内表面与水泥砂浆的粘结强度；钢筋连接套筒内表面的套筒凸肋7沿圆周方向非连续分布，以保证套筒内灌浆的流畅和不易滞留空气；套筒体I的侧面外壁一端开有灌浆口 8，套筒体I的侧面外壁另一端开有排气出浆口 9。本实施例中，套筒凸肋7为楔形，套筒凹槽6与套筒凸肋7的位置和形状相对应，在圆周方向上为三个均布。 如图2 (a)- (c)所示，芯模10包括芯模凹槽11、芯模凸肋12、芯模端头13、芯模柱体14等，芯模柱体14的外表面沿轴向和圆周方向按一定间隔设有芯模凸肋12，圆周方向的芯模凸肋12之间形成芯模凹槽11，芯模柱体14的一端为芯模端头13，芯模端头13的作用是卡具夹持该处，旋转抽脱芯模。本发明中，芯模凹槽11所指位置为套筒凹槽列和套筒凸肋列之间的平圆部分。本实施例中，圆周方向的芯模凸肋12为三个均布。芯模凸肋12为楔形，圆周方向的芯模凸肋12外缘为弧形，该弧形直径与套筒体I的内径相匹配。如图2 (d)- (f)和图3所示，模头15包括模头凸肋16、模头柱体17、模头挤压位18、模头初始位19等,模头柱体17的外表面沿轴向一侧按一定间隔设有模头凸肋16,模头凸肋16的外缘为弧形。挤压前，在模头初始位19处,模头凸肋16与芯模10的芯模凹槽11相对应。挤压后，在模头挤压位18处，模头凸肋16与芯模10的芯模凹槽11相对应。如图3 (a)- (c)所示，挤压模具包括模头15、芯模10，模头15、芯模10的形状与作用关系相对应，形成套筒凹槽和套筒凸肋间隔式的成型模具，可使套筒成型准确，拔模简易，且可保证连接的刚度在控制范围以内。套筒成型凸凹分布径向均匀，使连接件受力均匀。由于采用模具式挤压加工，套筒内凸起可精确控制来满足不同直径和强度的钢筋的连接要求。为保证加工能力，模具采用(高碳合金)工具钢材料并在完成形状加工后，进行表面高频淬火处理(厚度在O. 2^0. 5mm)ο挤压形状、深度按套筒系列和对应的无缝管壁厚而不同，套筒外表面套筒凹槽6的深度和内表面套筒凸肋7 (简称表面凸凹)的高度在f 10mm。外表面套筒凹槽6和内表面套筒凸肋7 (简称表面凸凹)的列数(沿圆周方向的个数)可为2飞列。完成挤压成型后，芯模转9(Γ30度角后即可拔出。图3所示实施例中为3列，完成挤压成型后，芯|旲转60度角后拔出。灌浆料入料孔(灌浆口)8、灌浆料出料孔(排气出浆口)9在套筒挤压成型后，再在套筒无挤压突起处按不同连接尺寸系列切割出，并焊接或螺丝扣接管头。套筒两端口按不同要求处理口径大小和设置密封圈后套筒完成。如图4所示，使用本发明的钢筋连接套筒进行钢筋等强对接连接，套筒体I的一端为用于连接后插入钢筋的开口端4，套筒体I的另一端为开有中心孔的用于连接预埋钢筋的固定端5 ;被连接螺纹钢筋20 (插入钢筋)从开口端4进入套筒体1，与预埋钢筋对接，通过灌浆料入料孔(灌浆口)8注入水泥砂浆，水泥砂浆充满后，经灌浆料出料孔(排气出浆口)排出。图中，以下符号分别代表a套筒凹槽6之间或套筒凸肋7之间或芯模凸肋12之间或模头凸肋16之间的间距；b芯模凸肋12的上表面沿套筒轴线方向的宽度；b2模头凸肋16的上表面沿套筒轴线方向的宽度；c芯模凸肋12的上表面与下表面的一侧宽度差；c2模头凸肋16的上表面与下表面的一侧宽度差； D套筒体I的外径；Dl芯模凸肋12圆周方向的外径；D2芯模端头13的外径；D3模头凸肋16的外径；H芯模凸肋12沿圆周方向的宽度；Hl模头凸肋16沿圆周方向的宽度；dl芯模柱体14的直径；d2模头柱体17的直径；d4灌浆料入料孔(灌浆口)8或灌浆料出料孔(排气出浆口)9的内径；d'开口端4安装弹性橡胶密封圈3后的内径；d"固定端5安装弹性橡胶密封圈3后的内径；e模头凸肋16之间的根部间距；L套筒体I的长度；LI芯模10的长度；L2模头15的长度；L3插入钢筋在套筒体I的长度；L4预埋钢筋在套筒体I的长度；L5灌浆料入料孔(灌浆口)8中心线与开口端4的距离；L6灌浆料出料孔(排气出浆口)9中心线与开口端4的距离；t芯模凸肋12的上表面与下表面的另一侧宽度差；t2模头凸肋16的上表面与下表面的另一侧宽度差；本发明中，钢筋连接套筒的制造方法加工原材采用通用低碳钢无缝钢管；采用径向挤压制造工艺加工套筒外表面的套筒凹槽6和内表面的套筒凸肋7 ;套筒凹槽6和套筒凸肋7沿圆周方向的宽度不超过套筒凹槽6和套筒凸肋7之间平圆部分的宽度，以保证能够旋转抽芯。实施例结果表明，本发明用通用无缝钢管为原材通过机械挤压方式，制成单体钢筋或装配式建筑构件钢筋连接用灌浆锚固式钢筋连接套筒，使连接性能、性价比达到或超过对应的铸钢、铸铁或机加工式的连接套筒。其加工、制作更简单、方便和高效，易于控制产品质量。
权利要求
1.一种浆锚式钢筋连接套筒，其特征在于，浆锚式钢筋连接套筒包括套筒体、通孔、弹性橡胶密封圈、开口端、固定端、套筒凹槽、套筒凸肋、灌浆料入料孔、灌浆料出料孔，套筒体内有通孔，套筒体内的通孔两端装有弹性橡胶密封圈；套筒体的一端为用于连接后插入钢筋的开口端，套筒的另一端为开有中心孔的用于连接预埋钢筋的固定端；钢筋连接套筒的套筒体外表面沿轴向和圆周方向按间隔设有套筒凹槽，钢筋连接套筒的套筒体内表面沿轴向和圆周方向按间隔设有套筒凸肋；钢筋连接套筒内表面的套筒凸肋沿圆周方向非连续分布，套筒体的侧面外壁一端开有灌浆口，套筒体的侧面外壁另一端开有排气出浆口。
2.按照权利要求I所述的浆锚式钢筋连接套筒，其特征在于，套筒凸肋为楔形，套筒凹槽与套筒凸肋的位置和形状相对应，套筒凸肋在圆周方向上为二至六个均布。
3.按照权利要求I所述的浆锚式钢筋连接套筒，其特征在于，套筒凹槽和套筒凸肋沿圆周方向的宽度，不超过套筒凹槽和套筒凸肋之间平圆部分的宽度。
4.按照权利要求I所述的浆锚式钢筋连接套筒，其特征在于，套筒体为低碳钢无缝钢管径向挤压成型。
5.一种用于权利要求I浆锚式钢筋连接套筒的制造模具，其特征在于，挤压模具包括模头、芯模，模头、芯模的形状与作用关系相对应，形成套筒凹槽和套筒凸肋间隔式的成型模具。
6.按照权利要求5所述的制造模具，其特征在于，芯模包括芯模凹槽、芯模凸肋、芯模端头、芯模柱体，芯模柱体的外表面沿轴向和圆周方向按间隔设有芯模凸肋，圆周方向的芯模凸肋之间形成芯模凹槽，芯模柱体的一端为芯模端头。
7.按照权利要求6所述的制造模具，其特征在于，芯模凸肋为楔形，圆周方向的芯模凸肋外缘为弧形，该弧形直径与套筒体的内径相匹配，圆周方向的芯模凸肋为二至六个均布。
8.按照权利要求5所述的制造模具，其特征在于，模头包括模头凸肋、模头柱体、模头挤压位、模头初始位，模头柱体的外表面沿轴向一侧按间隔设有模头凸肋，模头凸肋的外缘为弧形；挤压前，在模头初始位处，模头凸肋与芯模的芯模凹槽相对应；挤压后，在模头挤压位处，模头凸肋与芯模的芯模凹槽相对应。
9.一种利用权利要求5所述制造模具的浆锚式钢筋连接套筒的制造方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)加工原材采用通用低碳钢无缝钢管； (2)采用挤压模具径向挤压制造工艺，加工套筒外表面的套筒凹槽和内表面的套筒凸肋； (3)完成挤压成型后，挤压模具的芯模转9(Γ30度角后拔出。
10.按照权利要求9所述的浆锚式钢筋连接套筒的制造方法，其特征在于，挤压形状、深度按套筒系列和对应的无缝管壁厚而不同，套筒外表面套筒凹槽的深度和内表面套筒凸肋的高度在f IOmm ;外表面套筒凹槽和内表面套筒凸肋的列数为2飞列。
全文摘要
本发明涉及预制构件的钢筋套筒浆锚连接件，属于建筑工程技术领域，具体为一种浆锚式钢筋连接套筒及其制造模具和制造方法。浆锚式钢筋连接套筒包括套筒体、通孔、弹性橡胶密封圈、开口端、固定端、套筒凹槽、套筒凸肋、灌浆料入料孔、灌浆料出料孔。以通用无缝钢管为原材通过机械挤压方式，制成装配式建筑用灌浆锚固式钢筋连接套筒，使连接性能、性价比达到或超过对应的铸钢、铸铁或机加工式的连接套筒。本发明用于单体钢筋连接和装配式混凝土建筑预制构件之间的钢筋连接，两根连接钢筋的对接端通过连接套筒及灌注其内部空隙的硬化水泥砂浆结合形成一个连接体。不需要焊接，不需要湿作业施工，而使单体钢筋或两构件中连接的钢筋达到等强对接。
文档编号E04C5/18GK102900201SQ20121040601
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者赵唯坚 申请人:沈阳建筑大学