塑料管道的连接装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种塑料管道的连接装置，包括用于连接第一管道的第一管端头、用于连接第二管道的第二管端头以及用于紧固第一管端头和第二管端头的管端头紧固部件，所述连接装置设置为：当管端头紧固部件用于紧固所述第一管端头和所述第二管端头时，所述紧固部件向所述第一管端头施加第一作用力，所述紧固部件向所述第二管端头施加第二作用力，所述第一作用力和所述第二作用力使得所述第一管端头和所述第二管端头直接或间接紧密贴合，从而挤压第一管端头和第二管端头之间的密封垫圈从而达到密封的目的。本发明有效解决了塑料管道连接中存在的热熔方式不利于反复使用，法兰连接成本高、效率低等技术问题，可以在塑料管道连接领域广泛应用。
【专利说明】塑料管道的连接装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及管道连接【技术领域】，尤其涉及一种塑料管道的连接装置。
【背景技术】
[0002] 塑料管道广泛应用在给排水、压缩空气、化工管道、油管道、灌浆管道、冲洗系统、 喷淋系统等方面，应用越来越广，对塑料管道连接及密封的要求越来越严格和多样化。现有 技术中，塑料管道的连接方式主要有以下几种：热熔连接、沟槽连接、法兰连接等。热熔连 接，即将待连接的塑料管道的连接端进行热熔，如通过电加热板将待连接的塑料管道进行 热熔，然后在一定的压力下使待连接的塑料管道粘接的连接方式；热熔连接主要缺点是焊 接之后，连接的塑料管道不便于拆卸，无法重复拆装使用，造成管路浪费；同时，热熔连接的 专业焊接设备携带不便，不适合在安装现场连接，并且这种焊接工艺依赖于操作者的作业 水平，不同操作人员操作技能的差异难以保证连接质量，导致安装现场的热熔焊接质量难 以控制。沟槽连接，即将待连接的塑料管道的连接端刻槽进行连接；沟槽连接的主要缺点 在管道上加工沟槽会对管材的承压能力产生较大影响。法兰连接，即通过法兰和螺栓将待 连接的塑料管道进行连接，法兰连接的主要缺点是在安装、拆卸、管道维修方面步骤较为繁 琐，安装所需的操作空间也较大，作业效率较低，不满足管道连接对迅速装配和快速连接的 需求；同时，这种连接方式依赖于操作者的作业水平，连接效果不易控制；并且，塑料管道 由于耐腐蚀，被广泛应用在腐蚀的工况下，比如发电厂或化工厂的烟气脱硫吸收塔内，这种 情况下连接螺栓需要采用不锈钢螺栓或者合金螺栓，其成本很高，不利于塑料管道在腐蚀 环境下的应用普及。
[0003] 在发明专利CN202946826U "硬质塑料管道连接装置"中提到一种塑料管道连接装 置，橡胶密封圈是套在塑料接头体的外圈，其密封原理是卡套在螺栓的预紧力的作用下将 密封圈压扁而构成密封效果。在这种塑料管道连接装置中，将密封圈压扁而构成密封效果， 密封圈如果和塑料接头体过紧配合，密封圈的装入将变得很困难；如果密封圈和塑料接头 体配合较松，密封圈在卡套的作用下将可能发生褶皱现象，严重影响密封效果；并且，采用 这种塑料管道连接装置，塑料管道连接后，管道内的介质流动将磨损该密封圈，由于密封圈 的材料特性以及厚度有限，密封圈经过长期运行后将出现破损导致泄漏的可能；此外，这种 连接装置仅适用于等径管道的连接，不能满足工程中的不等径管道连接问题。
[0004] 因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型塑料管道连接装置。
【发明内容】
[0005] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种安全可靠、简捷方便、适用范围更 广的塑料管道连接装置。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种塑料管道的连接装置，包括用于连接第一管 道的第一管端头、用于连接第二管道的第二管端头以及用于紧固所述第一管端头和所述第 二管端头的管端头紧固部件，所述连接装置被设置为：
[0007] 当所述管端头紧固部件用于紧固所述第一管端头和所述第二管端头时，所述紧固 部件向所述第一管端头施加第一作用力，所述紧固部件向所述第二管端头施加第二作用 力，所述第一作用力和所述第二作用力使得所述第一管端头和所述第二管端头直接或间接 紧密贴合。
[0008] 其中，所述间接紧密贴合是指：所述第一管端头和所述第二管端头之间具有密封 垫圈，所述第一作用力和所述第二作用力使得所述第一管端头和所述第二管端头压紧所述 密封垫圈贴合。
[0009] 优选地，所述第一作用力和所述第一管端头的轴向的夹角为Q1，所述Q1大于等 于0度且小于90度；所述第二作用力和所述第二管端头的轴向的夹角为θ 2，所述θ2大于 等于0度且小于90度。更优选地，所述Q1大于等于〇度且小于45度，所述0 2大于等于 0度且小于45度。更优选地，所述Q1大于等于〇度且小于30度，所述02大于等于〇度 且小于30度。
[0010] 优选地，所述第一管端头具有第一突缘，所述第二管端头具有第二突缘，所述管端 头紧固部件用于紧固所述第一突缘和所述第二突缘，所述连接装置被设置为：
[0011]当所述管端头紧固部件用于紧固所述第一管端头的第一突缘和所述第二管端头 的第二突缘时，所述管端头紧固部件向所述第一突缘施加第一作用力，所述紧固部件向所 述第二突缘施加第二作用力，所述第一作用力和所述第二作用力使得所述第一突缘和所述 第二突缘直接或间接紧密贴合。
[0012] 其中，所述间接紧密贴合是指：所述第一突缘和所述第二突缘之间具有密封垫圈， 所述第一作用力和所述第二作用力使得所述第一突缘和所述第二突缘压紧所述密封垫圈 贴合。
[0013] 优选地，所述第一突缘具有第一侧面和第二侧面，所述第一突缘的外缘连接所述 第一突缘的第一侧面和所述第一突缘的第二侧面；所述第二突缘具有第一侧面和第二侧 面，所述第二突缘的外缘连接所述第二突缘的第一侧面和所述第二突缘的第二侧面，所述 第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧面被设置为：
[0014] 当所述管端头紧固部件用于紧固所述第一管端头的第一突缘和所述第二管端头 的第二突缘时，所述第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧面直接或间接紧密贴 合。
[0015] 其中，所述间接紧密贴合是指：所述第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一 侧面之间具有密封垫圈，所述第一作用力和所述第二作用力使得所述第一突缘的第一侧面 和所述第二突缘的第一侧面压紧所述密封垫圈贴合。
[0016] 在本发明的一个较佳实施方式中，所述第一突缘的外缘宽度小于所述第一突缘的 基部宽度和/或所述第二突缘的外缘宽度小于所述第二突缘的基部宽度，所述管端头紧固 部件的开口宽度大于所述第一突缘外缘宽度和所述第二突缘外缘宽度之和，且所述管端头 紧固部件的开口宽度小于或等于所述第一突缘的基部宽度和所述第二突缘的基部宽度之 和。当所述第一突缘和所述第二突缘之间设有密封垫圈时，所述第一突缘外缘宽度和所述 第二突缘外缘宽度之和还包括了密封垫圈的厚度；所述第一突缘的基部宽度和所述第二突 缘的基部宽度之和还包括了密封垫圈的厚度。
[0017] 优选地，所述第一突缘的基部宽度与所述第一突缘的外缘宽度的比大于1小于 I. 5 ;所述第二突缘的基部宽度与所述第二突缘的外缘宽度的比大于1小于I. 5。
[0018] 优选地，所述第一突缘的第一侧面和所述第一突缘的第二侧面的夹角为a i，所述 a i大于或等于0度、小于90度；所述第二突缘的第一侧面和所述第二突缘的第二侧面的夹 角α2，所述α 2大于或等于〇度、小于90度。
[0019] 更优选地，所述α 1的范围为13?20度，所述α 2的范围为13?20度。
[0020] 更优选地，所述a i为16度，所述α 2为16度。
[0021] 优选地，所述管端头紧固部件具有用于紧固所述第一管端头和所述第二管端头的 槽。所述所述槽的槽口宽度即管端头紧固部件的开口宽度。
[0022] 在本发明的一个较佳实施例中，所述槽的槽口宽度大于所述槽的槽底宽度，所述 槽的槽口宽度大于所述第一突缘的外缘宽度和所述第二突缘的外缘宽度之和，所述槽的槽 底宽度小于或等于所述第一突缘外缘宽度和所述第二突缘外缘宽度之和。当所述第一突缘 和所述第二突缘之间设有密封垫圈时，所述第一突缘外缘宽度和所述第二突缘外缘宽度之 和还包括了密封垫圈的厚度。
[0023] 更优选地，所述槽的槽口宽度与所述槽的槽底宽度的比例大于1小于等于3。
[0024] 值得注意的是，本发明其他实施方式中所述管端头紧固部件的所述槽的槽口宽度 可以小于所述槽的槽底宽度。
[0025] 优选地，所述管端头紧固部件为卡箍。
[0026] 更优选地，所述卡箍的数目为2个或多个。
[0027] 更优选地，当所述卡箍用于紧固所述第一管端头和所述第二管端头时，所述卡箍 之间通过紧固件配合。
[0028] 更优选地，所述紧固件为螺栓。
[0029] 更优选地，所述螺栓为塑料螺栓。
[0030] 优选地，所述第一突缘的第一侧面的外圆直径和所述第二突缘的第一侧面的外圆 直径相等。即所述第一突缘的外缘和所述第二突缘的外缘平齐。
[0031] 更优选地，所述管端头紧固部件的内径大于或等于所述第一突缘的第一侧面的外 圆直径。
[0032] 优选地，所述第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧面上分别具有配合所 述密封垫圈的密封槽。
[0033] 更优选地，所述密封槽为三角槽，所述三角槽是指所述密封槽的横截面为三角形。
[0034] 优选地，所述第一管端头和所述第二管端头的内径相同，在其它实施方式中所述 第一管端头和所述第二管端头的内径可以不同，比如为了连接不等径的塑料管道，所述第 一管端头和所述第二管端头的内径可以不同。
[0035] 优选地，所述第一管端头具有用于连接所述第一管道的直管段。
[0036] 优选地，所述第二管端头具有用于连接所述第二管道的直管段。
[0037] 值得注意的是，管端头的材质可以为塑料。
[0038] 卡箍的材质可以为塑料。
[0039] 本发明还提供了一种管道部件集合，包括塑料管道和上述的连接装置。
[0040] 优选地，所述塑料管道包括第一管道和第二管道。
[0041] 更优选地，所述第一管道和所述第一管端头一体成型和/或所述第二管道和所述 第二管端头一体成型。
[0042] 本发明还提供了一种塑料管道的连接方法，所述塑料管道包括第一管道和第二管 道，使用上述的连接装置连接所述第一管道和所述第二管道。
[0043] 优选地，所述第一管道和所述第一管端头通过热熔连接和/或所述第二管道和所 述第二管端头通过热熔连接。
[0044] 本发明还提供了一种除雾器的冲洗管道，所述除雾器的冲洗管道具有上述的连接 装直。
[0045] 本发明提供了一种塑料管道的连接装置，管端头上设有突缘，通过管端头紧固部 件卡合突缘从而实现管端头的连接，这样的连接装置相比法兰连接在安装、拆卸、管道维修 方面都更为方便，作业效率高，满足了管道连接对迅速装配和快速连接的需求；这种连接方 式的连接效果易控制；设置突缘的方式，加强了管道连接处的连接厚度，提高了管道连接处 的承压能力；加大了密封面积，明显改善了防泄漏的效果；特别是对于不等径管道连接的 情况，设置突缘的方式相比其他方式更有优势。
[0046] 在本发明的一个优选实施例中，管端头紧固部件为卡箍，卡箍的数目为2个。当然 可以为多个。对这种装置进行安装时，管端头的突缘和卡箍的配合面具有一定角度，卡箍之 间采用紧固件连接，比如塑料螺栓螺母；卡箍在紧固件的预紧力作用下，卡箍内腔的表面和 管端头的突缘配合，使得两个管端头之间的距离变小，从而挤压密封垫圈；密封垫环受挤压 后膨胀，填满管端头上的密封槽从而达到密封的目的。采用本发明公开的塑料管道的连接 装置，可以综合管道内介质的种类、管道工作压力、管径、密封泄漏度的要求、密封垫环的材 质以及在无压力下密封垫环和管端头密封面之间的空隙距离，通过设置紧固件的行程，快 速、便捷地完成连接要求。
[0047] 另外，在具有腐蚀性的运行工况下，紧固件选用塑料螺栓，而不使用昂贵的不锈钢 螺栓或者合金螺栓，从而降低连接装置造价；在无腐蚀性的运行工况下，紧固件可以选用价 廉的普通金属螺栓。这样可以配合不同工况的需求，有效降低成本。另外，对于不同的承压 需求,可以通过改变螺栓的尺寸来适应。
[0048] 两个管端头具有根据需要连接的塑料管道的不同管径而配合的内径。对于不等径 的塑料管道，两个管端头的内径也是不同的。两个管端头的突缘的外缘是平齐的情况更利 于密封。
[0049] 值得注意的是，本发明提供的管端头可以和需要连接的塑料采用热熔等方式连 接，可以和塑料管道一体成型。
[0050] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 使本领域的技术人员充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0051] 图1是本发明一个较佳实施例中的塑料管道连接装置的示意图；
[0052] 图2是本发明一个较佳实施例中的带直管段的管端头的剖面图；
[0053] 图3是本发明一个较佳实施例中的不带直管段的管端头的剖面图；
[0054] 图4是本发明一个较佳实施例中的卡箍的示意图；
[0055] 图5是图4中的卡箍的剖面图；
[0056] 图6是图4中卡箍的立体图；
[0057] 图7是本发明一个较佳实施例中的等径连接的连接装置示意图；
[0058] 图8是本发明一个较佳实施例中的不等径连接的连接装置示意图；
[0059] 图9是本发明一个较佳实施例中的带直管段的管端头的剖面图；
[0060] 图10是本发明一个较佳实施例中的带直管段的管端头的剖面图；
[0061] 图11是本发明一个较佳实施例中的带直管段的管端头的剖面图；
[0062] 图12是本发明一个较佳实施例中的带直管段的管端头的剖面图；
[0063] 图13是本发明一个较佳实施例中的带直管段的管端头的剖面图；
[0064] 图14是本发明一个较佳实施例中的带直管段的管端头的剖面图；
[0065] 图15是本发明一个较佳实施例中的带直管段的管端头的剖面图。
[0066] 在附图中，各个符号分别表不：101和102表不待连接的塑料管，21和22表不第一 管端头和第二管端头，3表不密封垫圈，4表不卡箍，8表不螺栓，219表不第一突缘的外缘， 215表示第一突缘的第二侧面，216表示第一突缘的第一侧面，217表示第一突缘的密封槽， 2121表示第一管端头的直管段，229表示第二突缘的外缘，225表示第二突缘的第二侧面， 226表示第二突缘的第一侧面，227表示第二突缘的密封槽，2221表示第二管端头的直管 段，2139表示不带直管段的第一管端头的第一突缘的外缘，2135表示不带直管段的第一管 端头的第一突缘的第二侧面，2136表示不带直管段的第一管端头的第一突缘的第一侧面， 2137表示不带直管段的第一管端头的第一突缘的密封槽，2239表示不带直管段的第一管 端头的第一突缘的外缘，2235表示不带直管段的第一管端头的第一突缘的第二侧面，2236 表示不带直管段的第一管端头的第一突缘的第一侧面，2237表示不带直管段的第一管端头 的第一突缘的密封槽，d表示管端头的突缘的外圆直径，R表示管端头紧固部件的内径。
【具体实施方式】
[0067] 以下结合实施例来具体说明本发明的较佳实施例。
[0068] 实施例1
[0069] 图1是本发明一个较佳实施例中的塑料管道连接装置的示意图；图2是本发明一 个较佳实施例中的带直管段的管端头的剖面图，图2中的虚线表示管端头的轴向方向。图 4是本发明一个较佳实施例中的卡箍的示意图；图5是图4中的卡箍的剖面图；图6是图4 中卡箍的立体图。
[0070] 在本发明的一个较佳实施例中，塑料管道的连接装置包括第一管端头21、第二管 端头22、卡箍4,第一管端头21和第二管端头22用于分别连接两个待连接的塑料管，卡箍 4用于紧固第一管端头21和第二管端头22,第一管端头21和第二管端头22之间还可以具 有密封垫圈3。在本实施例中，卡箍的数目为2个，卡箍4用于紧固第一管端头21和第二管 端头22时，卡箍之间采用螺栓紧固。卡箍在螺栓拧紧的过程中，在螺栓的力的作用下，卡箍 向第一管端头21施加第一作用力，向第二管端头22施加第二作用力，第一作用力和第二作 用力使得第一管端头21和第二管端头22压紧密封垫圈3贴合，从而实现第一管端头21和 第二管端头22的密封连接。第一作用力和第一管端头21的轴向的夹角为Q 1, Q1可以大 于等于〇度且小于90度；第二作用力和第二管端头22的轴向的夹角为θ2, 02可以大于 等于〇度且小于90度。在本实施例中，01和θ2不超过45度。第一管端头21和第二管 端头22可以和需要连接的塑料管道采用热熔等方式连接，也可以和塑料管道一体成型。
[0071] 其中，第一管端头21-端具有第一突缘，第一突缘具有第一侧面216、第二侧面 215和外缘219,第一突缘的外缘219连接第一突缘的第一侧面216和第二侧面215 ;第二 管端头22 -端具有第二突缘，第二突缘具有第一侧面226、第二侧面225和外缘229,第二 突缘的外缘229连接第二突缘的第一侧面226和第二侧面225 ;卡箍4用于紧固第一突缘 和第二突缘，卡箍在螺栓拧紧的过程中，在螺栓的力的作用下，卡箍向所述第一突缘施加第 一作用力，向所述第二突缘施加第二作用力，所述第一作用力和所述第二作用力使得第一 突缘的第一侧面216和第二突缘的第一侧面226彼此配合压住密封垫圈，第一管端头21的 第一侧面216和第二管端头22的第一侧面226均设置为密封面。
[0072] 在本实施例中，第一突缘的第一侧面216和第二突缘的第一侧面226分别具有和 密封圈配合的密封槽217和227。
[0073] 在本实施例中，第一管端头21和第二管端头22分别具有直管段2121和2221用 于连接两个待连接的塑料管。卡箍4为半圆形卡箍，卡箍内腔具有卡槽，两个卡箍之间通过 螺栓8配合。卡箍的卡槽具有第一面、第二面和槽底，卡箍的第一面配置为与第一突缘的第 二侧面215配合，卡箍的第二面配置为与所述第二突缘的第二侧面225配合。
[0074] 卡箍在螺栓的预紧力作用下，卡箍的卡槽和管端头的突缘紧紧啮合，使得两个管 端头之间的距离变小，从而挤压密封垫圈3 ;密封垫圈受挤压后膨胀，填满管端头上的密封 槽，从而达到密封的目的。
[0075] 在具有腐蚀性的运行工况下，螺栓的材料选用塑料螺栓，而不使用昂贵的不锈钢 螺栓或者合金螺栓，从而降低连接装置造价；在无腐蚀性的运行工况下，螺栓的材料可以选 用价廉的普通金属螺栓。
[0076] 管端头的直管段和待连接的塑料管可以在工厂内采用热熔焊接方式进行焊接连 接，然后在工程现场对管端头通过卡箍连接，从而完成管道的连接。本实施例提供的管端头 可以和塑料管道一体成型。在工程现场对管端头通过卡箍连接，从而完成管道的连接。
[0077] 实施例2
[0078] 本实施例的结构和实施例1中基本相同，不同之处在于：第一作用力和第一管端 头21的轴向的夹角为Q 1，第二作用力和第二管端头22的轴向的夹角为θ2，01和02为 30度。
[0079] 实施例3
[0080] 图3是本发明一个较佳实施例中的不带直管段的管端头的剖面图。第一管端头 具有第一突缘，第一突缘具有第一侧面2136、第二侧面2135和外缘2139,第一突缘的外缘 2139连接突缘的第一侧面2136和第二侧面2135 ;第一突缘的第一侧面2136设置为密封 面，第一侧面2136上具有配合密封垫圈的密封槽2137,第二侧面2135为与第一侧面2136 相对的面；第二管端头的结构相同。卡箍通过卡合两个管端头的突缘的第二侧面2135和 2235以连接两个管端头。本实施例的结构和实施例1中基本相同，不同之处在于：在本实 施例中，管端头没有直管部，待连接的管道可以和管端头直接进行连接，如待连接的管道和 管端头直接进行角焊接。本实施例提供的管端头可以和塑料管道一体成型。在工程现场对 管端头通过卡箍连接，从而完成管道的连接。
[0081] 实施例4
[0082] 图9是本发明一个较佳实施例中的带直管段的管端头的剖面图。在本实施例中， 塑料管道的连接装置包括用于连接第一管道101的第一管端头21、用于连接第二管道102 的第二管端头22以及用于紧固所述第一管端头21和所述第二管端头22的卡箍。所述第 一管端头21具有第一突缘，所述第二管端头22具有第二突缘，所述卡箍用于紧固所述第一 突缘和所述第二突缘。所述第一突缘具有第一侧面和第二侧面，所述第一突缘的外缘连接 所述第一突缘的第一侧面和所述第一突缘的第二侧面；所述第二突缘具有第一侧面和第二 侧面，所述第二突缘的外缘连接所述第二突缘的第一侧面和所述第二突缘的第二侧面。当 卡箍用于紧固所述第一管端头21的第一突缘和所述第二管端头22的第二突缘时，所述第 一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧面直接或间接紧密贴合。
[0083] 其中，间接紧密贴合是指：所述第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧面 之间具有密封垫圈3,当卡箍用于紧固所述第一管端头21的第一突缘和所述第二管端头22 的第二突缘时，所述第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧面压紧所述密封垫圈贴 合。
[0084] 在本实施例中，所述第一突缘的外缘宽度小于所述第一突缘的基部宽度和/或所 述第二突缘的外缘宽度小于所述第二突缘的基部宽度，所述卡箍的槽口宽度大于所述第一 突缘外缘宽度和所述第二突缘外缘宽度之和，且所述卡箍的槽口宽度小于或等于所述第一 突缘的基部宽度和所述第二突缘的基部宽度之和。
[0085] 值得说明是的，"所述第一突缘的外缘宽度小于所述第一突缘的基部宽度和/或所 述第二突缘的外缘宽度小于所述第二突缘的基部宽度，所述卡箍的槽口宽度大于所述第一 突缘外缘宽度和所述第二突缘外缘宽度之和，且所述卡箍的槽口宽度小于或等于所述第一 突缘的基部宽度和所述第二突缘的基部宽度之和"还存在其他的实施情况，比如图10?图 12所示。图10示出了一种实施例，其基本结构和本实施例相同，不同之处在于卡箍的卡槽 的深度较小。图11和图12示出了卡箍的内径大于突缘的外圆直径的情况。
[0086] 实施例5
[0087] 本实施例的结构和实施例4中基本相同，并且所述第一突缘的外缘宽度与所述第 一突缘的基部宽度比例为1 :1 ;所述第二突缘的外缘宽度与所述第二突缘的基部宽度比例 为 1 :1· 5。
[0088] 实施例6
[0089] 本实施例的结构和实施例4中基本相同，并且所述第一突缘的外缘宽度与所述第 一突缘的基部宽度比例为I :1. 2 ;所述第二突缘的外缘宽度与所述第二突缘的基部宽度比 例为I :1. 2。
[0090] 实施例7
[0091] 本实施例的结构和实施例4中基本相同，并且所述第一突缘的第一侧面和所述第 一突缘的第二侧面的夹角为a i，所述a i为13度；所述第二突缘的第一侧面和所述第二突 缘的第二侧面的夹角α 2，所述α 2为13度。
[0092] 实施例8
[0093] 本实施例的结构和实施例7中基本相同，不同之处在于，所述第一突缘的第一侧 面和所述第一突缘的第二侧面的夹角为a i，所述a i为20度；所述第二突缘的第一侧面和 所述第二突缘的第二侧面的夹角α2，所述％为20度。
[0094] 实施例9
[0095] 本实施例的结构和实施例7中基本相同，不同之处在于，所述第一突缘的第一侧 面和所述第一突缘的第二侧面的夹角为a i，所述a i为16度；所述第二突缘的第一侧面和 所述第二突缘的第二侧面的夹角α 2，所述α 2为16度。
[0096] 实施例10
[0097] 如图13所示，在本实施例中，塑料管道的连接装置包括用于连接第一管道的第一 管端头21、用于连接第二管道的第二管端头22以及用于紧固所述第一管端头21和所述第 二管端头22的卡箍。所述第一管端头21具有第一突缘，所述第二管端头22具有第二突 缘，所述卡箍用于紧固所述第一突缘和所述第二突缘。所述第一突缘具有第一侧面和第二 侧面，所述第一突缘的外缘连接所述第一突缘的第一侧面和所述第一突缘的第二侧面；所 述第二突缘具有第一侧面和第二侧面，所述第二突缘的外缘连接所述第二突缘的第一侧面 和所述第二突缘的第二侧面。当卡箍用于紧固所述第一管端头21的第一突缘和所述第二 管端头22的第二突缘时，所述第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧面直接或间 接紧密贴合。
[0098] 其中，间接紧密贴合是指：所述第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧面 之间具有密封垫圈，当卡箍用于紧固所述第一管端头21的第一突缘和所述第二管端头22 的第二突缘时，所述第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧面压紧所述密封垫圈贴 合。
[0099] 卡槽的槽口宽度大于所述槽的槽底宽度，卡槽的槽口宽度大于所述第一突缘的外 缘宽度和所述第二突缘的外缘宽度之和，卡槽的槽底宽度小于或等于所述第一突缘外缘宽 度和所述第二突缘外缘宽度之和。在本实施例中，采用卡箍作为管端头紧固部件，管端头紧 固部件的槽的槽口宽度即卡箍的卡槽的槽口宽度。
[0100] 在本实施例中，卡槽的槽口宽度与卡槽的槽底宽度的比例为1. 1 :1。
[0101] 值得说明的是，"卡槽的槽口宽度大于所述槽的槽底宽度，卡槽的槽口宽度大于所 述第一突缘的外缘宽度和所述第二突缘的外缘宽度之和，卡槽的槽底宽度小于或等于所述 第一突缘外缘宽度和所述第二突缘外缘宽度之和"还存在其他的实施情况，比如图14?图 15所不。图14不出了一种实施例，其结构和本实施例基本相同，不同之处在于，卡箍的内 径大于第一凸缘的外圆直径；图15示出了一种实施例，其结构和图14示出的实施例基本相 同，不同之处在于，该实施例中，卡箍的卡槽的深度较小。
[0102] 实施例11
[0103] 本实施例的结构和实施例10中基本相同，不同之处在于，卡槽的槽口宽度与卡槽 的槽底宽度的比例为3 :1。
[0104] 需要说明的是，本发明还存在另外的实施方式，如管端头紧固部件的槽的槽口宽 度小于所述槽的槽底宽度。
[0105] 实施例12
[0106] 本发明的一个较佳实施例应用于连接烟气脱硫吸收塔的除雾器的冲洗管道。在一 个温度在40?95°C、存在S02、S03、C1、N0、N02等具有强烈腐蚀性的燃煤锅炉尾气，烟气流 速在4?20m/s，而且烟气中携带着大量的石灰石石膏浆液雾滴，雾滴中的氯离子浓度可达 20000ppm的环境中，应用烟气脱硫吸收塔的除雾器的冲洗管道，其管道内的介质通常为工 艺水，压力在I. O?6. Obar范围内，选用塑料管道是经济可靠的选择。由于管道长度很长， 最长可达22米，因此塑料管道不可能作为整根方式运输到现场，因此需要在现场连接这些 塑料管道。过去长达20多年来，无论是机械制造业发达的德国还是美国，该塑料管道的连 接一直采用或者现场热熔焊、或者螺纹接头连接，偶尔采用造价高昂的法兰连接。对于法兰 连接，主要是法兰的螺栓材料要求采用合金螺栓来耐受强烈的腐蚀性环境。而在本实施例 中，采用一种塑料管道连接装置连接烟气脱硫吸收塔的除雾器的冲洗管道，用造价低廉的 塑料螺栓来代替昂贵的合金螺栓。
[0107] 本实施例中，塑料管道连接装置包括第一管端头21、第二管端头22、卡箍和密封 垫圈，第一管端头21和第二管端头22用于分别连接两个待连接的塑料管，密封垫圈置于第 一管端头21和第二管端头22之间，其中第一突缘具有第一侧面、第二侧面和外缘，第一突 缘的外缘连接第一突缘的第一侧面和第二侧面；第二管端头22 -端具有第二突缘，第二突 缘具有第一侧面、第二侧面和外缘，第二突缘的外缘连接第二突缘的第一侧面和第二侧面， 第一突缘的第一侧面和第二突缘的第一侧面设置为彼此配合压住密封垫圈，第一突缘的第 二侧面为与第一突缘的第一侧面相对的面，第二突缘的第二侧面为与第二突缘的第一侧面 相对的面，卡箍设置为卡合第一突缘的第二侧面和第二突缘的第二侧面。本实施例中具有 两个卡箍，分别是第-箍和第二卡箍。两个卡箍之间通过螺栓配合。第一管端头21的第 一侧面和第二管端头22的第一侧面均设置为密封面。第一卡箍的卡槽具有第一面、第二面 和槽底，第一卡箍的第一面配置为与第一突缘的第二侧面配合，第一卡箍的第二面配置为 与所述第二突缘的第二侧面配合。第二卡箍的卡槽具有第一面、第二面和槽底，第二卡箍的 第一面配置为与第一突缘的第一侧面配合，第二卡箍的第二面配置为与第二突缘的第二侧 面配合。第一管端头21和第二管端头22分别具有直管段用于连接两个待连接的塑料管。
[0108] 为了解决用造价低廉的塑料螺栓来代替昂贵的合金螺栓，而传统的法兰连接的螺 栓需要承受自身的预紧应力同时还要耐受管道内的介质压力带来的轴向应力，而塑料螺栓 不适宜用于轴向应力大的工况而适合应用于剪切应力大的工况，因此将螺栓主要受轴向应 力转化为主要受剪切应力。确定塑料螺栓的直径可以通过力学计算进行分析设计。管道内 的压力越大、管径越大、连续工作时间越长塑料螺栓就越粗，原则上对于连续工作时间超过 8000小时的塑料螺栓所受到的工作应力不得超过塑料螺栓许用应力的1/6,即安全裕度要 求6倍以上。当然对于连续工作时间要求短的工况可以适当降低安全裕度。在本发明的一 个实施例中，设计工作压力为6. OBar，待连接的两个塑料管的直径为0160，经过计算以及 反复破坏性试验，选用M18的塑料螺栓连接第一卡箍和第二卡箍。
[0109] 为了保持管端头的突缘和卡箍的卡槽顺畅啮合，在制造的时候，通过注塑模具的 精确性来保证配合精度；在组装连接的时候，突缘的第二侧面上涂上一层润滑剂，保证在螺 栓拧紧的过程中不出现任何的卡涩现象。
[0110] 采用本发明提供的塑料管道连接装置，塑料螺栓拧紧的过程即螺母行程Sl将导 致第一卡箍和第二卡箍的距离减小，卡箍行程为S2, S2=S1，卡箍间的距离减小通过管端 头的突缘的第二侧面传递，致使两个管端头之间距离减小，管端头行程为S3。S3取决于 管道内介质的种类、管道工作压力、管径、密封泄漏度的要求、密封垫环的材质以及在无压 力下密封垫环和管端头密封面之间的空隙距离，行程S3要至少保证密封垫环被挤压膨胀 填满管端头上的密封线槽，保证管道内的介质处于密封状态。在本发明的一个实施例中， Sl=6. Omm，S3=L 72mm〇
[0111] 另外，管端头的突缘的第一侧面和第二侧面的夹角的选择主要根据管道设计压 力、管直径、螺栓的许用应力来确定，通过力学分析进行对各个组件的强度进行设计，并选 择最优化的突缘的第一侧面和第二侧面的夹角。在相同的工况下，突缘的第一侧面和第二 侧面的夹角越大，螺栓承载的轴向应力就越大。如果忽略零件的造价成本因素，即不考虑 各组件的所需要的材料耗量以及螺栓的规格，理论上在0-90°之间都是可行的。在本实例 中，设计第一管端头21的突缘的第一侧面和第二侧面的夹角和第二管端头22的突缘的第 一侧面和第二侧面的夹角都是16°。卡箍的厚度要求、螺栓的强度要求、螺母的行程S1、卡 箍的行程S2、密封面被挤压的程度（S3决定）都在合理的区间，装置连接完成后既符合力学 原理，同时也符合产品外观美学的要求。
[0112] 图7示出了本实施例的示意图，两根0160塑料管道为相同直径的连接结构图，将 两个相同的管端头分别焊接在塑料管道的两头，在两个管端头之间放置一个密封垫圈，可 选用EPDM ;将两块半圆形的卡箍扣在两个管端头上，保持卡箍和管端头啮合顺畅，拧紧卡 箍之间的连接螺栓，该两根塑料管道连接完成。i)l) 1和0D2分别表示待连接的塑料管道的 管径。
[0113] 实施例13
[0114] 图8是本发明一个较佳实施例中的不等径连接的连接装置示意图。本实施例中的 机构和实施例12基本相同，不同之处在于，在本实施例中，待连接的塑料管道的管径不等， 选用不同的管端头用于分别连接塑料管道。
[0115] 两个不同的管端头可以通过与塑料管道热熔连接，两个管端头的突缘外径相同， 即第一管端头21的突缘的第一侧面的外圆直径和第二管端头22的突缘的第一侧面的外 圆直径相同以便于管端头连接，管端头的内径不同，各自直管段口径不同以便于分别连接 不同管径的塑料管。在两个管端头之间放置一个密封垫圈，将两块半圆形的卡箍扣在两个 管端头上，保持卡箍和管端头啮合顺畅，拧紧卡箍之间的连接螺栓，该两根塑料管道连接完 成。
[0116] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创 造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员 依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术 方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种塑料管道的连接装置，其特征在于，包括用于连接第一管道的第一管端头、用于 连接第二管道的第二管端头以及用于紧固所述第一管端头和所述第二管端头的管端头紧 固部件，所述连接装置被设置为： 当所述管端头紧固部件用于紧固所述第一管端头和所述第二管端头时，所述紧固部件 向所述第一管端头施加第一作用力，所述紧固部件向所述第二管端头施加第二作用力，所 述第一作用力和所述第二作用力使得所述第一管端头和所述第二管端头直接或间接紧密 贴合。
2. 如权利要求1所述的塑料管道的连接装置，其特征在于，所述第一作用力和所述第 一管端头的轴向的夹角为^，所述91大于等于〇度且小于90度；所述第二作用力和所述 第二管端头的轴向的夹角为e2，所述02大于等于〇度且小于90度。
3. 如权利要求1所述的塑料管道的连接装置，其特征在于，所述第一管端头具有第一 突缘，所述第二管端头具有第二突缘，所述管端头紧固部件用于紧固所述第一突缘和所述 第二突缘，所述连接装置设置为： 当所述管端头紧固部件用于紧固所述第一管端头的第一突缘和所述第二管端头的第 二突缘时，所述管端头紧固部件向所述第一突缘施加第一作用力，所述紧固部件向所述第 二突缘施加第二作用力，所述第一作用力和所述第二作用力使得所述第一突缘和所述第二 突缘直接或间接紧密贴合。
4. 如权利要求3所述的塑料管道的连接装置，其特征在于，所述第一突缘具有第一侧 面和第二侧面，所述第一突缘的外缘连接所述第一突缘的第一侧面和所述第一突缘的第二 侧面；所述第二突缘具有第一侧面和第二侧面，所述第二突缘的外缘连接所述第二突缘的 第一侧面和所述第二突缘的第二侧面，所述第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧 面被设置为： 当所述管端头紧固部件用于紧固所述第一管端头的第一突缘和所述第二管端头的第 二突缘时，所述第一突缘的第一侧面和所述第二突缘的第一侧面直接或间接紧密贴合。
5. 如权利要求4所述的塑料管道的连接装置，其特征在于，所述第一突缘的外缘宽度 小于所述第一突缘的基部宽度；和/或 所述第二突缘的外缘宽度小于所述第二突缘的基部宽度； 所述管端头紧固部件的开口宽度大于所述第一突缘外缘宽度和所述第二突缘外缘宽 度之和；且 所述管端头紧固部件的开口宽度小于或等于所述第一突缘的基部宽度和所述第二突 缘的基部宽度之和。
6. 如权利要求4所述的塑料管道的连接装置，其特征在于，所述管端头紧固部件具有 用于紧固所述第一管端头和所述第二管端头的槽，所述管端头紧固部件的开口宽度即为所 述槽的槽口宽度。
7. 如权利要求6所述的塑料管道的连接装置，其特征在于，所述槽的槽口宽度大于所 述槽的槽底宽度，所述槽的槽口宽度大于所述第一突缘的外缘宽度和所述第二突缘的外缘 宽度之和，所述槽的槽底宽度小于或等于所述第一突缘外缘宽度和所述第二突缘外缘宽度 之和。
8. 如权利要求6所述的塑料管道的连接装置，其特征在于，所述槽的槽口宽度小于所 述槽的槽底宽度。
9. 如权利要求1所述的塑料管道的连接装置，其特征在于，所述管端头紧固部件为卡 箍，所述卡箍的数目为2个或多个。
10. 如权利要求9所述的塑料管道的连接装置，其特征在于，当所述卡箍用于紧固所述 第一管端头和所述第二管端头时，所述卡箍之间通过紧固件配合。
【文档编号】F16L47/02GK104344144SQ201310496964
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】龚峻, 徐成宏, 程子剑 申请人:德梅斯特（上海）环保设备有限公司