一种管道插口及具有该插口的管道的制作方法

本发明属于管道连接技术领域，更具体地，涉及一种管道插口及具有该插口的管道。

背景技术：

在人们的日常生活和工业生产中，管道的应用十分广泛。管道在常规使用时，通常相同管径的管道需要进行连接，常见的管道连接方式有螺纹连接、法兰连接、焊接、管道承插口连接、卡套式连接、热熔连接和沟槽连接等。这些连接方式被广泛应用于众多领域中的各类管道工程中。

但是，对于竹复合管道而言，其以竹子作为主要的原材料，由于竹材的特殊性，使得现有的接口连接方法不能有效适用。

现有技术中竹复合管道，通常采用例如束节或承插连接，但是，现有的手段一般是在插口上开设凹槽，然后将o型橡皮圈垫入，再安装插口及束节，由于竹缠绕管及其插口都是由竹篾制备成型的，因此插口处设置的用于安装橡皮圈的凹槽一般在竹篾层(结构层)开设，当插口凹槽承受高压以及循环压力变化时，插口结构凹槽处是较为薄弱的环节，液体往往有从凹槽中渗漏的风险，这主要是由于单根竹篾具有一定的体积、厚度以及宽度，在竹篾层上开槽时，无法避免开槽的口会位于相邻的两根竹篾之间(包括沿轴向的两根竹篾之间和沿径向的两根竹篾之间)，往往会从凹槽中渗漏液体，无法继续使用。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种管道插口，在防止漏水的同时能够保证整体插口结构的稳定性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种管道插口，包括内衬层，还包括分别缠绕于所述内衬层外部的竹篾层和玻纤层；其中，

所述竹篾层从最内层竹篾至最外层竹篾靠近插口的端部呈阶梯状，每层所述竹篾层端部至插口端部设有所述玻纤层，所述玻纤层的一端与所述竹篾层搭接并且呈平整对齐，另一端与插口端部平齐；

所述玻纤层外部环向设有至少两个凹槽，其中每个管道插口中，距离插口端部最远的凹槽为第一凹槽，距离插口端部最近的凹槽为第二凹槽。

进一步地，所述竹篾层从最内层竹篾至最外层竹篾靠近插口的端部呈递减的阶梯状。

进一步地，所述竹篾层从最内层竹篾至最外层竹篾靠近插口的端部呈递增的阶梯状。

进一步地，所述第二凹槽径向上对应的结构均为玻纤层，即竹篾层的端部轴向上不能突破至所述第二凹槽。

进一步地，所述玻纤层外侧，即所述第一凹槽靠近所述竹篾层的一侧缠绕有凸台，所述凸台与所述玻纤层为一体成型结构。

进一步地，所述第一凹槽位于所述最内层竹篾轴向上靠近插口端部一侧或者所述最内层竹篾的端部径向上位于所述第一凹槽之间或者所述第一凹槽位于所述最内层竹篾轴向上靠近所述凸台一侧。

进一步地，所述玻纤层最内层端部设置局部加强端。

按照本发明的另一个方面，提供一种管道，具有所述管道插口，该管道一端为承口端，另一端为插口端，中间段为管段。

按照本发明的又一方面，提供一种管道，具有所述管道插口，包括管道结构段和束节，其中所述管道结构段两端具有所述管道插口，且对应的两个所述管道结构段分别以一端同轴卡于所述束节中。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的管道插口，采用阶梯状的竹篾层与玻纤层分别缠绕于内衬层并搭接而成，一方面可以使得与其搭接的玻纤层的轴向长度尽可能得以增长，增加玻纤层的接触面积，另一方面相对竹篾层整体端部与最外侧的端部全部平齐的情况来说，一部分玻纤层缠绕于竹篾层表面，不仅不会因为插口处竹篾层的减少影响整体稳定性，而且能够更进一步增加竹篾层与玻纤层的契合度。

(2)本发明的管道插口，在全玻纤结构上切割形成凹槽，相对于在竹篾结构上开槽该方式不会导致凹槽漏水，提高了管道插口的耐用性和使用期限。

(3)本发明的管道插口，凸台是当玻纤层缠绕至与最外侧竹篾平齐后继续缠绕形成，凸台和玻纤层是一体成型，避免了单独缠绕凸台结构，使得整体结构更为紧密；且凸台4和每个凹槽都是由玻纤缠绕形成，玻纤层与待插接的束节或者承插口的接触面积较大，玻纤材质的插口不易漏水

附图说明

图1为本发明实施例1中一种管道插口剖面结构图；

图2为本发明实施例2中一种管道插口剖面结构图；

图3为本发明实施例1中具有插口的管道涉及的玻纤所受合力与玻纤和竹篾接触面的受力方向示意图；

图4为本发明实施例2中具有插口的管道涉及的玻纤所受合力与玻纤和竹篾接触面的受力方向示意图；

图5为本发明实施例1中两端具有插口的管道示意图；

图6为本发明实施例1涉及的承口连接段结构示意图；

图7为本发明实施例2中两端具有插口的管道示意图；

图8为本发明实施例2涉及的承口连接段结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-内衬层、2-竹篾层、3-玻纤层、4-凸台、5-第一凹槽、6-第二凹槽、7-束节、8-管道；201-最内侧竹篾、202-最外层竹篾；301-局部加强端；701-束节推力来源的墩台。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供一种管道插口，该插口既可以与下一段对应的管道的插口采用束节连接，也可以和下一段对应的管道采用承插连接。图1和图2分别为两种不同具体形式的插口结构，如图1和图2所示，本发明的管道插口，包括内衬层1、竹篾层2、玻纤层3、凸台4、第一凹槽5以及第二凹槽6。下面结合两个不同的具体实施例来分别阐述。

具体地，图1为本发明实施例1中一种管道插口剖面结构图，如图1所示，本发明的管道插口包括内衬层1、竹篾层2以及玻纤层3。竹篾层2和玻纤层3分别缠绕于内衬层1的外部。

其中，竹篾层2具有若干层，其最内层竹篾201紧贴内衬层1，且从最内层竹篾201至最外层竹篾202，靠近插口端的长度逐渐递减，最内层竹篾201靠近插口的端部与插口的端部之间具有一定距离，每层竹篾层端部至插口端部缠绕有玻纤层3，玻纤层3与每层竹篾层的接面搭接并且平整对齐。

玻纤层3外侧环形设有至少两个凹槽，其中每个管道插口中，距离插口端部最远的凹槽为第一凹槽5，距离插口端部最近的凹槽为第二凹槽6，玻纤层上设置的凹槽用于连接橡皮圈。另外，玻纤层3外侧即第一凹槽5靠近竹篾层2的一侧缠绕有凸台，相当于当玻纤层3与最外层竹篾202搭接处缠绕至与最外层竹篾202等厚度(位于同于平面平齐)后，继续缠绕玻纤层3即形成图1所示的凸台4结构。当然，在玻纤层3外侧继续缠绕竹篾层2也在本发明的保护范围之内。

竹篾层2中，最内层竹篾层201靠近插口的端部与第二凹槽6的轴向上间隔距离l1，最外层竹篾层202与第一凹槽5轴向上间隔距离l3，l1及l3的数值大小与压力等级、管道管径、环刚度有关，压力越大，管径越大，环向刚度越大，玻纤层插口处需要的厚度相对应越厚长。例如实际应用中的几种管道插口型号的大小如下：对于dn1000，最内层竹篾端部与第二凹槽的轴向距离为30mm(或者与第二凹槽相同)，对于dn1500，最内层竹篾层与第一凹槽的轴向距离为0。

优选地，l3大于等于0，且第一凹槽5位于最内层竹篾201轴向上靠近插口端部一侧。当然最内层竹篾201的端部径向上可以位于第一凹槽5之间，以及第一凹槽5位于最内层竹篾201轴向上靠近凸台4一侧的情况也在本发明的保护范围之内，只需保证第二凹槽6径向上对应的结构均为玻纤层3即可，即竹篾层2不能突破至第二凹槽6，避免插口处因为循环压力变大而产生的漏水风险。

进一步地，最外层竹篾202与凸台4之间轴向上间隔距离l2，l1和l2之间的数值大小设置没有必然联系，但是更为优选地，l1的大小范围在30-100mm之间，且l1大于l2，以保证缠绕的玻纤层3能够覆盖存在漏水风险的区域。

优选地，最外侧的玻纤层两端部的距离大于最内侧玻纤层两端部间的距离的2倍，有利于保证插口中玻纤层与束节或者承插口的接触面积。

进一步优选地，管道插口的端部沿环向设有倒角结构，方便管道插口1往束节2中的插入。

本发明实施例1中，一方面，凸台4和每个凹槽都是由玻纤缠绕形成，玻纤层与待插接的束节或者承插口的接触面积较大，玻纤材质的插口不易漏水；另一方面，凸台是当玻纤层缠绕至与最外侧竹篾平齐后继续缠绕形成，凸台和玻纤层是一体成型，避免了单独缠绕凸台结构，使得整体结构更为紧密。

因为管道插口在设置时，不仅要考虑漏水的问题，还要兼顾稳定性问题，本发明实施例1中的竹篾层采用阶梯状的结构，且竹篾层沿最内层沿轴向向外依次递减，这种方式一方面可以使得与其搭接的玻纤层的轴向长度尽可能得以增长，增加玻纤层的接触面积，另一方面，竹篾层端部阶梯状的递减，相对竹篾层整体端部与图1中最外侧的端部全部平齐的情况来说，一部分玻纤层缠绕于竹篾层表面，不仅不会因为插口处竹篾层的减少影响整体稳定性，而且能够更进一步增加竹篾层与玻纤层的契合度。

图3为本发明实施例1中一种具有插口的管道涉及的玻纤所受合力与玻纤和竹篾接触面的受力方向示意图，当然管道的连接不仅可以如图3所示的束节连接，还有法兰连接、承插连接等，其受力情况均如图3所示，以两个管道8对应的插口间设置束节7为例，本发明实施例1中，a方向为沿轴向的束节或者承口的推力，b方向为沿径向墩台的力，如图3中701为束节推力来源的墩台，c方向为玻纤所受的合力，d为本发明实施例1中玻纤竹篾接触面(递减的阶梯形)，如图3可以看出，玻纤所受合力c和玻纤竹篾接触面d接近垂直，所受循环应变的合力与接触面解决垂直，接触面不易产生剪切运动，因此从受力角度实施例1中的结构较为稳定，不需要另外设置加强结构。

优选地，玻纤竹篾接触面d与玻纤所受合力c交叉形成的锐角大于45°，即能够满足结构受力稳定的要求，更为优选地，玻纤竹篾接触面d与玻纤所受合力c交叉形成的锐角大于60°。

另外，图5为本发明实施例1中两端具有插口的管道示意图，图6为本发明实施例1涉及的承口连接段结构示意图，结合图5和图6，除了图3所示的束节连接外，管道还可以一端为喇叭状的承口端，另一端为图1所示的插口端，中间段为管段，承口端和管段均为竹篾缠绕形成。承口端与另一管道结构的插口端相匹配，两者对轴卡入能够实现管道与承口结构端的连接。

优选地，承口段的管道内径略大于插口端的外径，且凸台的外径大于承口端的外径，使得承口端在与插口端对接时，凸台的侧壁面能够抵挡承口端的端面。

综上，采用本发明实施例的插口结构，在管道循环压变时，首先，在全玻纤结构上切割凹槽，相对于在竹篾结构上开槽不会导致凹槽漏水；其次，由于玻纤层的接触面积的增大，且所受到的循环应变合力基本与玻纤层和竹篾层的接触面垂直，使得接触面处不会产生剪切运动。在防止漏水的同时能够保证整体插口结构的稳定性。

进一步地，图2为本发明实施例2中一种管道插口剖面结构图。在本实施例中，竹篾层2的端部从最内层竹篾201至最外层竹篾202向插口处逐渐呈阶梯式递增，即竹篾层2端部从内到外与插口端部的距离逐渐减小，与实施例1不同的是，最外层竹篾202与插口端部轴向距离最小，凸台的设计可以包含两种情况：第一种是图2中所示的，凸台4设于最外层竹篾202外部，当最外层竹篾和最外层的玻纤缠绕至平齐(同一平面等厚度)后，在最外层竹篾202靠近玻纤层一侧继续缠绕竹篾层，形成如图2所述的凸台4结构。此时，凸台4与竹篾层2为一体成型结构，能够保证整体的紧密性。

当然，第二种凸台设置方式，即采用玻纤缠绕形成凸台4结构的方式也在本发明的保护范围之内，一方面可以直接在最外层竹篾202靠近玻纤层的外部缠绕玻纤层，另一方面也可以将图2中凸台4底部的最外层竹篾层段换成玻纤层，此时玻纤层是连续的。

相对应地，图4为本发明实施例2中具有插口的管道涉及的玻纤所受合力与玻纤和竹篾接触面的受力方向示意图。同样，以两个管道8对应的插口间设置束节7为例，本发明实施例2中，a方向为沿轴向的束节或者承口的推力，b方向为沿径向墩台的力，如图4中701为束节推力来源的墩台，c方向为玻纤所受的合力，d为本发明实施例2中玻纤竹篾接触面(递增的阶梯形)，如图3可以看出，与实施例1不同，玻纤所受合力c和玻纤竹篾接触面d接近平行，两者之间形成的夹角中锐角通常小于45°，更为甚者小于30°，此时循环应变合力与接触面接近平行，此时接触面易产生剪切运动。因此需要在玻纤端部设置局部加强端301，使得玻纤所受合力c与玻纤竹篾接触面d之间的角度尽可能趋近垂直(至少形成的锐角大于45°)，使受力更为稳定。

实施例2中，优选地，第一凹槽5和第二凹槽6均位于玻纤层的外侧。

优选地，实施例2中，最内层玻纤缠绕的长度(沿轴向)与第二层的差值应要大于第二层和第三层的差值；更为优选地，最内侧玻纤长度(沿轴向)应大于最外层玻纤长度的2倍。有利于保证玻纤缠绕有较多的搭接面和搭接距离，同时减少玻纤的用量。

整体上，实施例2中插口处采用玻纤的材质，插口耐压高，不容易漏水，另外，本实施例中通常采用阶梯的组合(递增的阶梯形)不会影响到整体接口处的稳定性，原理与实施例1递减的阶梯组合相同，在此处不做赘述。

另外，图7为本发明实施例2中两端具有插口的管道示意图；图8为本发明实施例2涉及的承口连接段结构示意图。结合图7和图8，除了图4所示的束节连接外，实施例2中具有管道插口的管道还可以一端为喇叭状的承口端，另一端为图2所示的插口端，中间段为管段，承口端和管段均为竹篾缠绕形成。承口端与管道结构的插口端相匹配，两者对轴卡入能够实现管道与承口结构端的连接。

优选地，承口段的管道内径略大于插口端的外径，且凸台的外径大于承口端的外径，使得承口端在与插口端对接时，凸台的侧壁面能够抵挡承口端的端面。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。