一种变形协调管道接头装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种变形协调管道接头装置，尤其涉及提高管道防灾减灾能力的管道 接头装置。
【背景技术】
[0002] 管道作为水、电、热、气、油的重要渠道之一，在生命线系统中具有非常重要的作 用。按照所处的环境，管道可分为城市管网和长输埋地管道，无论哪种管道，均具有分布范 围广，运输距离长的特点。管道不可避免地要穿越（跨越）地质条件复杂地段，如断层、滑 坡、沉陷、可液化土层区等。此类不良地质现象发生时，将引起周边环境的剧烈响应，极有可 能引起管道的大变形甚至破坏，威胁到管道的正常运行。同时，由于现今城市基础建设的迅 猛发展，基础施工导致的管道破坏也时有发生，其原因多在于施工造成周边环境的显著差 异变形。从已有的管道破坏案例看，管道的破坏多发生于管道的接头部位，因此，提高管道 接头的变形协调能力显得尤为必要。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于设计一种变形协调管道接头装置，以提高管道的防灾减灾能 力。
[0004] 本发明设计的一种变形协调管道接头装置，其特征在于：本装置由管径不同的两 部分构成。其中，大管径部分为一变截面管道构成管道接头套管1(1);小管径部分为等截 面管道构成管道接头套管II(2)。
[0005] 管道接头套管I(1)的大孔径端部内壁设有螺纹，同时，橡胶圈密封挡块（3)、防冲 限位挡块（5)和卡槽（7)安装于其内。
[0006] 管道接头套管II(2)为一等截面管道，在其位于管道接头套管I(1)内的端部设有 一限位挡块（6)，限位挡块（6)由焊于管道接头套管II(2)上的金属环和套于管道接头套管 11(2)上的橡胶套圈构成。
[0007]卡槽（7)由橡胶圈密封挡块（3)和防冲限位挡块（5)共同组成；密封橡胶圈（4) 放置于卡槽（7)中，起到限制管内流体溢出的作用。
[0008] 橡胶圈密封挡块（3)为一外表面带螺纹的金属管段，其外径与管道接头套管I最 大内径一致，内径略大于管道接头套管II(2)的外径。
[0009] 防冲限位挡块（5)为一特殊构造金属管段，其外表面带有螺纹，其外径与管道接 头套管1(1)的最大内径一致；内部为渐变扩径面，最小内径略大于管道接头套管11(2)的 外径，最大内径略小于管道接头套管1(1)的最大内径。
[0010] 橡胶圈密封挡块（3)和防冲限位挡块（5)之间留有空隙，该空隙即为放置密封橡 胶圈⑷的卡槽（7)。
[0011] 橡胶圈密封挡块⑶与防冲限位挡块（5)的壁厚之间存在如下关系： tl-t2彡（L2+h2)Xd/hl;其中，tl和t2分别为防冲限位挡块（5)和橡胶圈密封挡块（3) 的壁厚；hi和h2分别为防冲限位挡块（5)和橡胶圈密封挡块（3)的长度；L2为卡槽（7)的 宽度；d为管道接头套管1(1)内壁与限位挡块（6)之间的间隙。
[0012] 本装置在外力作用下可以产生一定的拉伸变形、压缩变形和弯曲变形。
[0013] 本装置的拉压变形δ由管道接头套管II(2)在管道接头套管I(1)内的滑动长度 决定，L1〈拉压变形S〈Ll+hl。
[0014] 本发明的弯曲变形由管道接头套管11(2)绕防冲限位挡块（5)在管道接头套管 1(1)内倾斜而产生，d/(Ll+hl)彡tan(倾斜角度Φ)彡d/hl〇
[0015] 本发明装置通过法兰或承插或螺纹等方式与常规管道连接。
[0016] 为保证内压和冲击作用下本发明装置的安全，本发明装置中管道接头套管1(1) 的材料采用高强抗拉抗压材料。
[0017] 由于采用本发明的技术方案，本发明具备以下功能：装置本身具有一定的轴向和 弯曲调节能力，可以实现大变形反应下管道的自我调节，提高了管道的安全运营能力。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明所提供的实施例的示意图一。
[0019] 图2为本发明所提供的实施例的压缩变形图。
[0020] 图3为本发明所提供的实施例的弯曲变形图一。
[0021] 图4为本发明所提供的实施例的弯曲变形图二。
[0022] 图5为本发明所提供的实施例的卡槽（7)组成图。
[0023]图6为本发明所提供的实施例的橡胶圈密封挡块（3)。
[0024]图7为本发明所提供的实施例的防冲限位挡块（5)。
[0025]图8为本发明所提供的实施例的防冲限位挡块（5)。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图详述本发明：变形协调管道接头装置由管道接头套管I(1)、管道接 头套管II(2)、橡胶圈密封挡块（3)、密封橡胶圈（4)、防冲限位挡块（5)组成。参见附图1， 附图2,附图3和附图4。
[0027] 管道接头套管11(2)为一带有限位挡块（6)的直通金属管。
[0028] 橡胶圈密封挡块（3)、防冲限位挡块（5)通过螺纹与管道接头套管1(1)固定连接。
[0029] 密封橡胶圈（4)位于橡胶圈密封挡块（3)和防冲限位挡块（5)之间，其作用是防 止管道内的流体溢出。
[0030] 本发明装置组装时，首先将带有限位挡块（6)的管道接头套管11(2)穿过防冲限 位挡块（5);第二，将管道接头套管11(2)放置于管道接头套管1(1)内，将防冲限位挡块 (5)螺纹固定于管道接头套管1(1)内；第三，将制作好的密封橡胶圈（4)套于管道接头套 管II(2)上，并推入管道接头套管1(1)中；最后，将橡胶圈密封挡块（3)安装固定于管道接 头套管1(1)中。
[0031] 由于本发明装置可以实现管道在拉压和弯曲方向的自我调节，由于实际工况中拉 压性质的不确定性，在实际安装中调节限位挡块(6)的处于管道接头套管1(1)的中部，故 实际应用中其拉伸调节长度可达0. 5L1~0. 5Ll+hl;压缩调节长度可达0. 5L1。
[0032] 本发明可以实现大变形情况下管道在拉压和弯曲方向的自我调节，进而提高管道 的防灾减灾能力。
[0033] 本发明装置可用于地下敷设管道和地面敷设管道。
【主权项】
1. 一种变形协调管道接头装置，其特征在于：本装置由管径不同的两部分构成；其中， 大管径部分为一变截面管道构成管道接头套管I(I);小管径部分为等截面管道构成管道 接头套管11(2); 管道接头套管I(I)的大孔径端部内壁设有螺纹，同时，橡胶圈密封挡块（3)、防冲限位 挡块（5)和卡槽（7)安装于其内； 管道接头套管II (2)为一等截面管道，在其位于管道接头套管I(I)内的端部设有一 限位挡块（6)，限位挡块（6)由焊于管道接头套管II (2)上的金属环和套于管道接头套管 11(2)上的橡胶套圈构成。2. 根据权利要求1所述的一种变形协调管道接头装置，其特征在于：卡槽（7)由橡胶 圈密封挡块（3)和防冲限位挡块（5)共同组成；密封橡胶圈（4)放置于卡槽（7)中，起到限 制管内流体溢出的作用。3. 根据权利要求2所述的一种变形协调管道接头装置，其特征在于：橡胶圈密封挡块 (3)为一外表面带螺纹的金属管段，其外径与管道接头套管I最大内径一致，内径略大于管 道接头套管Π (2)的外径。4. 根据权利要求2所述的一种变形协调管道接头装置，其特征在于：防冲限位挡块（5) 为一特殊构造金属管段，其外表面带有螺纹，其外径与管道接头套管I (1)的最大内径一 致；内部为渐变扩径面，最小内径略大于管道接头套管11(2)的外径，最大内径略小于管道 接头套管I(I)的最大内径。5. 根据权利要求2所述的一种变形协调管道接头装置，其特征在于：橡胶圈密封挡块 (3)和防冲限位挡块（5)之间留有空隙，该空隙即为放置密封橡胶圈（4)的卡槽（7)。6. 根据权利要求2所述的一种变形协调管道接头装置，其特征在于：橡胶圈密封挡块 (3)与防冲限位挡块（5)的壁厚之间存在如下关系，tl-t2彡（L2+h2) Xd/hl ;其中，tl和 t2分别为防冲限位挡块（5)和橡胶圈密封挡块（3)的壁厚；hi和h2分别为防冲限位挡块 (5)和橡胶圈密封挡块（3)的长度；L2为卡槽（7)的宽度；d为管道接头套管I (1)内壁与 限位挡块（6)之间的间隙； 本装置的拉压变形S由管道接头套管11(2)在管道接头套管I(I)内的滑动长度决 定，Ll〈拉压变形δ〈Ll+hl ; 本装置的弯曲变形由管道接头套管11(2)绕防冲限位挡块（5)在管道接头套管I(I) 内倾斜而产生，d/(LI +h I )￡tan(倾斜角坟φ) Sd/h 17. 根据权利要求1所述的一种变形协调管道接头装置，其特征在于：本装置通过法兰 或承插或螺纹等方式与常规管道连接。8. 根据权利要求1所述的一种变形协调管道接头装置，其特征在于：为保证内压和冲 击作用下本装置的安全，管道接头套管I(I)的材料采用高强抗拉抗压材料。9. 根据权利要求1所述的一种变形协调管道接头装置，其特征在于：管道接头套管 11(2)为一带有限位挡块（6)的直通金属管； 橡胶圈密封挡块（3)、防冲限位挡块（5)通过螺纹与管道接头套管I(I)固定连接； 密封橡胶圈（4)位于橡胶圈密封挡块（3)和防冲限位挡块（5)之间，其作用是防止管 道内的流体溢出。10.根据权利要求1所述的一种变形协调管道接头装置，其特征在于：本装置组装时， 首先将带有限位挡块（6)的管道接头套管II (2)穿过防冲限位挡块（5);第二，将管道接头 套管11(2)放置于管道接头套管I(I)内，将防冲限位挡块（5)螺纹固定于管道接头套管 I(I)内；第三，将制作好的密封橡胶圈（4)套于管道接头套管II (2)上，并推入管道接头套 管I(I)中；最后，将橡胶圈密封挡块（3)安装固定于管道接头套管I(I)中。
【专利摘要】一种变形协调管道接头装置，本装置由管径不同的两部分构成。其中，大管径部分为一变截面管道构成管道接头套管I；小管径部分为等截面管道构成管道接头套管II。管道接头套管I的大孔径端部内壁设有螺纹，同时，橡胶圈密封挡块、防冲限位挡块和卡槽安装于其内。管道接头套管II为一等截面管道，在其位于管道接头套管I内的端部设有一限位挡块，限位挡块由焊于管道接头套管II上的金属环和套于管道接头套管II上的橡胶套圈构成。卡槽由橡胶圈密封挡块和防冲限位挡块共同组成；密封橡胶圈放置于卡槽中，起到限制管内流体溢出的作用。本装置具有一定的轴向和弯曲调节能力，可以实现大变形反应下管道的自我调节，提高了管道的安全运营能力。
【IPC分类】F16L51/00, F16L27/02
【公开号】CN105423028
【申请号】CN201610009858
【发明人】李立云, 左晓, 沙鑫磊, 李金龙
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2016年1月6日