中空结构壁缠绕管双头承插密封结构及密封试验方法与流程

本发明涉及中空结构壁缠绕管技术领域，特别涉及一种中空结构壁缠绕管双头承插密封结构及密封试验方法。

背景技术：

中空结构壁缠绕管是一种以高密度聚乙烯为原料，采用热态缠绕成型工艺制成的具有较高抗外压能力的特殊结构壁管材，由于其独特的成型工艺，可以生产直径达3米的管材，这是其他生产工艺难以完成的。高密度聚乙烯(hdpe)由于其本身优异的融焊接性能不但保证了产品成型工艺和产品质量，而且也为施工连接提供了多种可靠方式，如电热熔焊接，热收缩连接等等，同时这也是渗漏情况很少出现的一个重要原因。中空结构壁缠绕管化学性能稳定，耐酸、碱、盐能力强，抗冲击性强，重量轻，连接方便，原材料价位低，主要应用于市政工程排水系统内。

现有中空结构壁缠绕管的连接方式主要由卡箍连接、热收缩连接、电热熔带连接等，这些连接方式各有利弊，承插口电熔焊接是应用范围最广的连接方式。承插口连接方式是通过双向承插接头和密封圈与缠绕管装配形成密封连接结构，具有不易破裂、可靠性好、密封性强等特点。然而，在现有的承插口电熔焊接密封结构中，使用的密封圈为环状结构，其只能在连接处形成一层密封层，受力结构较差，导致抗变形能力一般，一旦密封圈连接处出现泄漏，则连接处的密封性就会被破坏，密封效果不是最优，并且不能作为压力管道连接使用。

为了解决该问题，发明人的在先专利公开了一种缠绕结构管材高密封高强度连接头(cn209876259u)，该专利的连接头主要包括承口和插口，承口和插口分别与缠绕管的端部固定连接，承口和插口相互对插形成密封连接结构，其中，通过插接面与承插斜面相匹配实现一次密封，通过内密封圈实现插接面与承插斜面接触截面的密封，通过端口密封圈实现缠绕管端口的密封。该密封结构在使用过程中存在如下缺陷：1、对材料要求高，需要采用高强度复合材料制造承口和插口，同时需要额外配置承口和插口，使用成本过高；2、插接面与承插斜面的密封性通过刚性的型面配合和柔性的内密封圈实现双重密封，但是刚性接触面在受力变形时密封效果变差，仅靠单一层的内密封圈实现接触面的密封显然存在泄漏隐患，连接处密封的完好性保持效果差。

同时，现有对中空结构壁缠绕管连接处弹性密封圈接头的密封性检查，基本采用的是国标(gb/t19472.2－2004)规定的弹性密封圈接头密封试验方法进行检查，该密封试验方法的大致原理为；将管材和管件组装起来做成试样，加上规定的一个内部静液压p1来平顶其密封性能，如果可以，接着再加上规定的一个较高的内部静液压p2来平顶其密封性能，每次加压要维持一个规定的时间，在此时间检查接头是否泄漏。该密封试验方法的具体操作步骤比较复杂，对试验场地要求较高，施工现场进行密封性检查时，该密封实验方法很难实施，准确度也差，不能实时准确的反应出连接处的密封性能。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种密封效果更好，且密封检查更方便的中空结构壁缠绕管双头承插密封结构及密封试验方法，通过设置2套密封结构以及基于该结构设置试验腔和试验通道，实现了对连接处进行双层柔性密封，抗形变能力强，密封性不易被破坏，密封效果更好，同时，改变了传统密封试验方法，通过试验腔和试验通道构成简单的检查结构，只需通过检查试验腔的密封性就能得到整个连接处的密封性能，对试验现场适应能力强，操作过程简单，准确度高，特别适用于管道施工现场的密封性检查，克服了现有技术所存在的不足。

本发明采用的技术方案如下：一种中空结构壁缠绕管双头承插密封结构，包括缠绕管、双头承插接头和密封圈，所述缠绕管的端部插入双头承插接头内，并通过密封圈与双头承插接头实现密封连接，其特征在于，所述密封圈包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和第二密封圈均套设在缠绕管上，且沿所述缠绕管的轴线方向设置，第一密封圈和第二密封圈之间设置间距形成密闭的试验腔，所述试验腔所对应的双头承插接头上设置有用于介质流通的试验通道，试验腔通过试验通道与双头承插接头外部环境接通，所述试验通道朝向双头承插接头外部的一端通过密封塞密封。

由于上述结构的设置，待连接的两段缠绕管的端部分别插入双头承插接头内，缠绕管伸入双头承插接头内的部分与双头承插接头的内壁之间通过密封圈实现密封连接，沿缠绕管的轴线方向，密封圈设置有2个，进而在连接处构成2套密封结构，2套密封结构之间的密闭空腔则构成试验腔，2套密封结构均用于对连接处进行柔性密封，进而可以避免刚性密封所存在的缺陷，对连接处的密封性能实现“双保险”。同时，在进行密封性检查时，只需通过试验通道对试验腔进行密封性检查，如果试验腔密封性良好，说明密封腔两侧的第一密封圈和第二密封圈的密封界面密封性良好，由此反映出整个连接处的密封性良好，避免了直接对整个连接处进行密封试验检查的问题，方便、准确、高效，克服了现有密封试验方式所存在的不足。

进一步，本发明的中空结构壁缠绕管双头承插密封结构与本发明人的在先专利技术相比，具有如下优势：

1、无需特别设计和制造插口和承口等密封连接组件，利用现有的双头承插接头和密封圈即可，使用成本显著低于该承口和插口的设计；

2、本发明采用2套柔性密封结构来提高连接处的密封性能，对形变适应能力强，密封性稳定，而在先专利技术是通过刚性密封+柔性密封的方式实现2层密封，刚性密封对形变适应能力较差，连接处密封的完好性保持效果差，相比于本发明，密封性稍弱；

3、在先专利的密封结构只能通过现有的密封试验方式进行密封检查，进而存在现场密封检查困难、操作复杂、准确度不高的问题，而本发明改进的密封结构能够采用更方便、准确以及高效的密封试验方式进行密封检查，对检查环境的适应能力强，实用性更强。

在本发明中，当第一密封圈和第二密封圈是先套设在缠绕管上后，再与双头承插接头密封连接时，为了方便第一密封圈和第二密封圈套设在缠绕管上，同时也为了固定第一密封圈和第二密封圈之间的间距，所述第一密封圈和第二密封圈通过连接茎连接，所述连接茎的厚度不高于第一密封圈或第二密封圈的厚度。连接茎的设置使第一密封圈和第二密封圈形成整体式结构，以便于装配和对连接处实现密封，同时也固定了第一密封圈和第二密封圈之间的间距，使试验腔的体积参数稳定，便于后期标准化和规范化密封性能的检查。

在本发明中，其也可以将第一密封圈和第二密封圈直接装配在双头承插接头内，其也能形成稳定的密封结构和试验腔，也能便于后期标准化和规范化密封性能的检查。具体地，所述双头承插接头的内壁设置有用于容纳第一密封圈和第二密封圈的密封圈安装槽，所述第一密封圈和第二密封圈固定安装在双头承插接头的内壁上。

在本发明中，为了保持连接处的密封结构完好性，所述双头承插接头具有中空结构，所述试验通道贯穿双头承插接头的中空腔，且不与该中空腔接通。具有中空结构的双头承插接头相当于具有了双壁结构，双头承插接头的内壁与密封圈和缠绕管的端部外壁实现密封接触，外壁与填埋物接触，由于中空结构的存在，复土时只是双头承插接头的外壁受力变形而不会让内壁受力而变形，能够确保内壁结构的完好性，同时，在施工回填土时，双头承插接头受外力作用而使中空腔内的内气压增加，迫使双头承插接头的内壁紧贴连接处缠绕管的外壁，从而进一步提高了连接处的密封性。

进一步，为了使第一密封圈和第二密封圈更好的构成密封界面，所述第一密封圈或/和第二密封圈的外壁上设置有多条呈环形结构的密封凸缘，所述密封凸缘沿第一密封圈或第二密封圈的轴线方向等距排列，密封凸缘的立面朝第一密封圈或第二密封圈的装配方向倾斜形成斜面，密封凸缘与第一密封圈或第二密封圈壁面的夹角为70°－80°。

在本发明中，当第一密封圈和第二密封圈是先套设在缠绕管上后，再与双头承插接头密封连接时，为了更好地将密封圈套设在中空结构壁缠绕管上，并同时节约材料制造成本，所述连接茎呈带状结构，所述第一密封圈或第二密封圈的端面上均布多条连接茎。条状的连接茎可以避免其与中空结构壁缠绕管摩擦力过大而影响安装的问题，同时节省了材料用量。

进一步，对于上述密封圈的实施方案，为了实现对缠绕管端部的平口进行密封，所述第一密封圈远离连接茎的一端朝内翻边形成端口密封部，所述端口密封部的外缘与中空结构壁缠绕管的内壁贴合，并通过型面配合的方式与中空结构壁缠绕管的端口扣合。通过扣合的方式能够对缠绕管端部的平口实现完全密封，污水不易泄漏至端口内。

进一步，所述密封塞与所述双头承插接头通过螺纹配合、型面配合、卡接或粘结实现可拆卸式固定密封连接，优选为通过螺纹配合实现可拆卸式固定密封连接。

进一步，为了方便安装以及提高密封圈的密封效果，所述第二密封圈由遇水膨胀橡胶材料制成。

本发明还包括一种中空结构壁缠绕管双头承插密封结构密封试验方法，包括采用上述的中空结构壁缠绕管双头承插密封结构，所述密封试验方法包括以下步骤：

s1、取组装好的中空结构壁缠绕管双头承插密封结构作为试样，通过检查通道向检查腔内注入液体，直至注满为止；

s2、s1完成后，通过机械式或液压式装置向试验腔内施加静液压试验压力，施加试验压力过程中，每次加压后维持一定的时间，并在此时间内检查密封结构是否泄漏，直至增加到规定试验压力，再维持一定的时间；

s3、施加试验压力过程中，若出现泄漏情况则试验中止，或者在完成所有受压时间后，减压并排放掉试验腔内的液体，试验结束。

本发明的密封试验方法，通过试验通道和试验腔的设置，只需通过试验通道对试验腔进行密封性检查，如果试验腔密封性良好，说明密封腔两侧的第一密封圈和第二密封圈的密封界面密封性良好，由此反映出整个连接处的密封性良好，避免了直接对整个连接处进行密封试验检查的问题，本发明的密封试验方法方便、准确、高效，对试验现场适应能力强，操作过程简单，特别适用于管道施工现场的密封性检查，克服了现有技术所存在的不足。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置在连接处设置2套柔性密封结构，2套柔性密封结构之间的密闭空腔则构成试验腔，2套柔性密封结构均用于对连接处进行柔性密封，对形变适应能力强，连接处密封的完好性保持效果好，对连接处的密封性能实现“双保险”，密封效果更好，避免了刚性密封所存在的缺陷；

2、本发明基于2套柔性密封结构重新设计了密封试验方法，通过试验通道和试验腔的设置，只需通过试验通道对试验腔进行密封性检查，如果试验腔密封性良好，说明密封腔两侧的第一密封圈和第二密封圈的密封界面密封性良好，由此反映出整个连接处的密封性良好，避免了直接对整个连接处进行密封试验检查的问题，本发明的密封试验方法方便、准确、高效，克服了传统密封试验方法所存在的缺陷，对试验现场适应能力强，操作过程简单，特别适用于管道施工现场的密封性检查，克服了现有技术所存在的不足。

附图说明

图1是本发明实施例1的中空结构壁缠绕管双头承插密封结构部分示意图；

图2是本发明的一种密封圈结构示意图；

图3是本发明实施例2的承插密封结构部分示意图；

图4是本发明实施例3的承插密封结构部分示意图；

图5是本发明实施例4的承插密封结构部分示意图；

图6是本发明实施例5的承插密封结构部分示意图；

图7是本发明实施例6的承插密封结构部分示意图；

图8是本发明实施例8的承插密封结构示意图；

图9是本发明实施例9的承插密封结构示意图。

图中标记：1为缠绕管，101为插接部，2为双头承插接头，201为插接部，202为隔断胶圈，203为试验通道，204为密封塞，205为中空腔，206为密封圈安装槽，3为第一密封圈，4为第二密封圈，5为试验腔，6为连接茎，7为端口密封部，8为密封凸缘，9为密封部。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种中空结构壁缠绕管双头承插密封结构，包括缠绕管1、双头承插接头2和密封圈，所述缠绕管1的端部构成插接部101，插接部101插入双头承插接头2内，双头承插接头2的两端构成承插部201，插接部201与承插部201相配合，并通过密封圈实现密封连接，双头承插接头2内壁的中部设置有隔断胶圈202，隔断胶圈202用于限制插接部101伸入承插部201内的距离的同时，也可以通过隔断胶圈202完全封堵管道断面，使其液体不能串入管道的沟槽中，所述密封圈包括第一密封圈3和第二密封圈4，所述第一密封圈3和第二密封圈4均套设在插接部101上，且沿所述缠绕管1的轴线方向设置，第一密封圈3和第二密封圈4之间设置间距形成密闭的试验腔5，所述试验腔5所对应的承插部201上设置有用于介质(例如水)流通的试验通道203，试验腔5通过试验通道203与承插部201外部环境接通，所述试验通道201朝向承插部201外部的一端通过密封塞204密封。

在上述结构中，双头承插接头2为实心结构，第一密封圈3和第二密封圈4在连接处构成两套柔性密封结构，其对形变适应能力强，连接处密封的完好性保持效果好，对连接处的密封性能实现“双保险”，避免了刚性密封所存在的缺陷。进一步，所述密封塞204与试验通道203通过螺纹配合、型面配合、卡接或粘结实现可拆卸式固定密封连接，优选为通过螺纹配合实现可拆卸式固定密封连接。

进一步地，由于设置了试验腔5和试验通道203，其密封试验方法包括以下步骤：

s1、将缠绕管1、双头承插接头2和密封圈按照图1的结构装配好，并将其作为试样；

s2、拆下试验通道203的密封塞204，然后通过试验通道203向试验腔内注入水，直至注入的水溢出试验通道203为止；

s3、通过机械式或液压式装置向试验通道203施加静液压，进而实现对试验腔5施加试验压力p1，采用分步加压的方式进行升压，升压过程中，每次升压后维持一定的时间(例如可以是10min)，并在此时间内检查密封结构是否泄漏，直至增加到规定试验压力p1，再维持一定的时间(例如维持15min)；

s4、在升压或者保压(即维持压力的时间段内)过程中，若出现泄漏情况则试验中止，否则，直至完成s3后，减压并排放掉试验腔5和试验通道203内的水，试验结束。

进一步地，图1示出了第一密封圈3和第二密封圈4是先套设在插接部101上后，再与承插部201密封连接的情形，为此，为了方便第一密封圈3和第二密封圈4套设在缠绕管1上，同时也为了固定第一密封圈3和第二密封圈4之间的间距，所述第一密封圈3和第二密封圈4通过连接茎6连接，如图2所示，所述连接茎6的厚度不高于第一密封圈3或第二密封圈4的厚度，一般为第一密封圈3或第二密封圈4的厚度的一半。连接茎6的设置使第一密封圈3和第二密封圈4形成整体式结构，以便于装配和对连接处实现密封，同时也固定了第一密封圈3和第二密封圈4之间的间距，使试验腔5的体积参数稳定，便于后期标准化和规范化密封性能的检查。

进一步地，为了更好地将密封圈套设在中空结构壁缠绕管上，并同时节约材料制造成本，所述连接茎6呈带状结构，所述第一密封圈3或第二密封圈4的端面上均布多条连接茎，优选为4条。条状的连接茎6可以避免其与中空结构壁缠绕管摩擦力过大而影响安装的问题，同时节省了材料用量。进一步，为了实现对缠绕管端部的平口进行密封，所述第一密封圈3远离连接茎6的一端朝内翻边形成端口密封部7，所述端口密封部7的外缘与中空结构壁缠绕管的内壁贴合，并通过型面配合的方式与中空结构壁缠绕管的端口扣合。通过扣合的方式能够对缠绕管端部的平口实现完全密封，污水不易泄漏至端口内。

实施例2

实施例2与实施例1相同，其不同之处在于，所述第一密封圈3或/和第二密封圈4的外壁上设置有多条呈环形结构的密封凸缘8，所述密封凸缘8沿第一密封圈3或第二密封圈4的轴线方向等距排列，密封凸缘8的立面朝第一密封圈3或第二密封圈4的装配方向倾斜形成斜面，密封凸缘8与第一密封圈3或第二密封圈4壁面的夹角为70°－80°(根据实际要求具体选择)。如图3所示，图3示出了第一密封圈3和第二密封圈4均具有3条密封凸缘8的情形，密封凸缘8与第一密封圈3或第二密封圈4壁面的夹角为80°，密封凸缘8的设置能够更好的构成密封界面，保证了第一密封圈3和第二密封圈4构成的密封结构完好性。

实施例3

实施例3与实施例2相同，其不同之处在于，所述双头承插接头2具有中空结构，所述试验通道203贯穿双头承插接头2的中空腔205，且不与该中空腔205接通。如图4所示，具有中空结构的双头承插接头2相当于具有了双壁结构，双头承插接头2的内壁与密封圈和缠绕管1的端部外壁实现密封接触，外壁与填埋物接触，由于中空结构的存在，复土时只是双头承插接头2的外壁受力变形而不会让内壁受力而变形，能够确保内壁结构的完好性，同时，在施工回填土时，双头承插接头2受外力作用而使中空腔205内的内气压增加，迫使双头承插接头2的内壁紧贴连接处缠绕管1的外壁，从而进一步提高了连接处的密封性。

实施例4

实施4与实施例1相同，其不同之处在于，将所述第一密封圈3和第二密封圈4直接装配在双头承插接头2内。如图5所示，所述双头承插接头2的内壁设置有用于容纳第一密封圈3和第二密封圈4的密封圈安装槽206，所述第一密封圈3和第二密封圈4固定安装在双头承插接头2的内壁上。此时，第一密封圈3和第二密封圈4为普通结构的密封圈即可，无需设置密封凸缘8，也无需设置连接茎6和端口密封部7，缠绕管1的插接部101的平口面采用其他处理方式封口即可，例如可以涂覆封口胶。实施例4也能达到实施例1相同的技术效果，并且直接将第一密封圈3和第二密封圈4设置于双头承插接头2内更便于标准化安装。

实施例5

实施例5与实施例4相同，其不同之处在于，双头承插接头2为中空结构，如图6所示。

实施例6

实施例6跟实施例5相同，其不同之处在于，由于双头承插接头2具有中空结构，对于其外壁和内壁厚度较薄的情况，直接加工出密封圈安装槽206是难以实现的，并且这样会对双头承插接头2的结构强度带来较大的不利影响。因此，为了能够在双头承插接头2的内壁形成密封圈安装槽206，所述双头承插接头2的内壁部分内凹形成的凹陷部构成密封圈安装槽206，如图7所示，在该结构中，内凹形成的密封圈安装槽206不仅方便加工成型，也不会对双头承插接头2的结构强度带来不利影响，是优选的实施方式。

实施例7

实施例7跟实施例1相同，其不同之处在于，所述第二密封圈4由遇水膨胀橡胶材料制成，遇水膨胀橡胶材料采用现有材料即可，通过遇水膨胀橡胶材料的膨胀作用，进一步提高密封圈的密封效果，同时便于安装，防止安装过程中拉伸第二密封圈4。

实施例8

实施例8与实施例7相同，其不同之处在于，所述第一密封圈4上设置有密封部9，如图8所示，所述第一密封圈4朝向缠绕管1端部的一端设置密封部9，所述密封部9弯折形成凹形结构，并与缠绕管1端口扣合配合，即密封部9要完全包裹住缠绕管1的端口，这样的设置可以完全封堵管道断面，使其液体不能串入管道的沟槽中，也无需再单独设置端口密封部7。

实施例9

实施例9与实施例8相同，其不同之处在于，所述第二密封圈4设置在双头承插接头2的端口处，如图9所示，在双头承插接头2的端口处设置凹陷结构，该凹陷结构用于容纳第二密封圈4，该实施方式在连接结构的密封性得到保证的情况下，更方便了连接结构的安装，使用更简便快速。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。