本实用新型属于供水系统中的给水管道迁改技术领域，具体涉及一种管道双向伸缩节。
背景技术：
城市给水是城市基础设施建设的重要组成部分，而市政给水管网又是其中重要的环节。近些年随着城市人口的不断增多和城市范围的不断扩张，原有城市道路逐渐不能满足人们日常的出行需求，为了解决越来越大的交通压力，道路扩建、城际轨道交通建设、地铁等城市道路建设项目随之而来，而沿原有城市道路敷设的城市给水管道则不得不面临着被迁改或改造，小口径给水管道迁改比较容易，但是大口径给水管道的迁改就必须进行精心设计和筹划，以确保迁改后给水管道满足供水安全的要求，并且迁改工期不能太长。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种管道双向伸缩节，在给水管道迁改施工过程中能够取代管道闭合焊接，从而能够确保迁改后给水管道供水安全，并且能够缩短迁改工期。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
一种管道双向伸缩节，包括外套管、内套管、止水装置、和调节部件。内套管位于外套管内，并且内套管两端分别与给水管道连接。止水装置布置在内套管与外套管之间，调节部件分别与外套管和止水装置连接，并且调节部件能够控制止水装置的压缩量，外套管能够产生轴向、横向位移和角位移。
在大口径给水管道的迁改施工中，管道闭合一般采用焊接完成，但是管道闭合焊接的质量受气温影响较大，因此，采用本发明的管道双向伸缩节来替代闭合焊接，通过内套管与上、下游两侧钢管相焊接，通过可在轴向和横向移动且能适应确定角位移的外套管以及布置在内、外套管间的止水装置连接，以保证钢管通水的连续性，相比现有技术，能够确保迁改后给水管道供水安全，并且能够缩短迁改工期。
对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步地改进。
根据本实用新型的管道双向伸缩节，在一个优选的实施方式中，包括外套管支承装置。具体地，在一个优选的实施方式中，外套管支承装置包括支承环、支承梁、可移动转铰、和固定转铰。支承环和支承梁布置在与管道双向伸缩节两端连接的给水管道上，可移动转铰和固定转铰布置在外套管上。可移动转铰能够使外套管产生轴向位移和角位移，可移动转铰和固定转铰能够使外套管产生横向位移。在大口径给水管道的迁改施工中，外套管及内套管内水重较大，水封填料环上半圈受此荷载将引起径向压力增加，相反地，下半圈受此影响将释放一部分径向压力，水封填料的不均匀压缩极易引起伸缩节漏水，因此，为了解决这个问题，采用了外套管支承装置。外套管荷载通过两转铰传到支承梁上，而后通过支承环传给钢管支墩。可移转铰能保证伸缩节的轴向位移和角位移，两转铰同时作用又能使伸缩节产生横向位移。
具体地，在一个优选的实施方式中，止水装置包括水封挡环、水封压环、和布置在水封挡环和水封压环之间的水封填料环。调节部件与水封压环连接。进一步地，在一个优选的实施方式中，水封填料环包括橡皮层或油浸麻丝层，包括橡皮层的水封填料环和包括油浸麻丝层的水封填料环相间布置。内、外套管，水封挡环和水封压环之间形成一段水封填料盒，内装橡皮和油浸麻丝相间布置的水封填料环构成止水圈。通过调整与水封压环连接的调节部件，水封压环沿轴向压紧水封填料环，水封填料的径向变形受到内、外套管的约束而产生径向压力，使填料与内、外套管相应壁面紧密贴合起到止水作用。通过设置水封挡环，在保证止水装置的止水效果的前提下，能够使得伸缩节结构紧凑，从而减少其制造安装工程量，并给伸缩节室的土建布置带来方便。
在一个优选的实施方式中，内套管和外套管上与水封填料环接触的部分包括采用喷锌后经过抛光处理的表层。内、外套管与水封填料相接触的一端表面采用喷锌后抛光处理，可以防止锈蚀并减小伸缩节轴向位移时的摩擦力。
在一个优选的实施方式中，水封填料环相对内套管和外套管的径向压力与内套管内的水压力比值为1.2～1.4。根据此设置的压力比值，可以计算调节部件所需要的拧紧力矩，用以控制水封填料的压缩量，从而保证伸缩节的止水效果、伸缩节沿轴向位移时摩擦力的大小、伸缩节轴温度、和伸缩节轴向附加应力值等综合因素达到最佳组合状态。
在一个优选的实施方式中，水封压环的椭圆度不超过±3mm，水封压环的管口不平度不超过±2mm。这种结构设计要求可以保证伸缩节结构工作应力和水封填料的止水效果不受影响，从而保证伸缩节的安全运行。
具体地，在一个优选的实施方式中，调节部件包括双头螺栓和螺母。外套管外周和止水装置上设有用于布置双头螺栓和螺母的法兰。通过双头螺栓和螺母配合外套管外周和止水装置上的法兰，能够保证调节止水装置的压缩量简单便捷，并且使得伸缩节结构紧凑，从而减少制造安装工程量，并给伸缩节室的土建布置带来方便。
在一个优选的实施方式中，外套管和内套管的椭圆度不超过±3mm，外套管和内套管的管口不平度不超过±2mm。这种结构设计要求可以保证伸缩节结构工作应力和水封填料的止水效果不受影响，从而保证伸缩节的安全运行。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在给水管道迁改施工过程中能够取代管道闭合焊接，从而能够确保迁改后给水管道供水安全，并且能够缩短迁改工期。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
图1示意性显示了本实用新型实施例的双向伸缩节的结构；
图2示意性显示了本实用新型实施例的双向伸缩节的A向局部结构。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细实用新型，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
图1示意性显示了本实用新型实施例的双向伸缩节10的结构；图2示意性显示了本实用新型实施例的双向伸缩节10的A向局部结构。如图2所示，本发明实施例的管道双向伸缩节10，包括外套管1、内套管2、止水装置3、和调节部件4。内套管2位于外套管1内，并且内套管2两端分别与钢管6连接。止水装置3布置在内套管2与外套管1之间，调节部件4分别与外套管1和止水装置3连接，并且调节部件4能够控制止水装置3的压缩量，外套管1能够产生轴向、横向位移和角位移。在大口径给水管道的迁改施工中，管道闭合一般采用焊接完成，但是管道闭合焊接的质量受气温影响较大，因此，采用本发明的管道双向伸缩节来替代闭合焊接，通过内套管与上、下游两侧钢管相焊接，通过可在轴向和横向移动且能适应确定角位移的外套管以及布置在内、外套管间的止水装置连接，以保证钢管通水的连续性，相比现有技术，能够确保迁改后给水管道供水安全，并且能够缩短迁改工期。在一个优选的实施方式中，外套管1和内套管2的椭圆度不超过±3mm，外套管1和内套管2的管口不平度不超过±2mm。这种结构设计要求可以保证伸缩节结构工作应力和水封填料的止水效果不受影响，从而保证伸缩节的安全运行。
如图1所示，在一个优选的实施方式中，根据本实用新型的管道双向伸缩节10，包括外套管支承装置5。具体地，在一个优选的实施方式中，外套管支承装置5包括支承环51、支承梁52、可移动转铰53、和固定转铰54。支承环51和支承梁52布置在与管道双向伸缩节10两端连接的钢管6上，可移动转铰53和固定转铰54布置在外套管1上。可移动转铰53能够使外套管1产生轴向位移和角位移，可移动转铰53和固定转铰54能够使外套管1产生横向位移。在大口径给水管道的迁改施工中，外套管及内套管内水重较大，水封填料环上半圈受此荷载将引起径向压力增加，相反地，下半圈受此影响将释放一部分径向压力，水封填料的不均匀压缩极易引起伸缩节漏水，因此，为了解决这个问题，采用了外套管支承装置。外套管荷载通过两转铰传到支承梁上，而后通过支承环传给钢管支墩。可移转铰能保证伸缩节的轴向位移和角位移，两转铰同时作用又能使伸缩节产生横向位移。
如图2所示，具体地，在一个优选的实施方式中，止水装置3包括水封挡环31、水封压环32、和布置在水封挡环31和水封压环32之间的水封填料环33。调节部件4与水封压环32连接。进一步地，在一个优选的实施方式中，水封填料环33包括橡皮层或油浸麻丝层，包括橡皮层的水封填料环33和包括油浸麻丝层的水封填料环33’相间布置。内、外套管，水封挡环和水封压环之间形成一段水封填料盒，内装橡皮和油浸麻丝相间布置的水封填料环构成止水圈。通过调整与水封压环连接的调节部件，水封压环沿轴向压紧水封填料环，水封填料的径向变形受到内、外套管的约束而产生径向压力，使填料与内、外套管相应壁面紧密贴合起到止水作用。通过设置水封挡环，在保证止水装置的止水效果的前提下，能够使得伸缩节结构紧凑，从而减少其制造安装工程量，并给伸缩节室的土建布置带来方便。进一步地，在一个优选的实施方式中，内套管2和外套管1上与水封填料环33接触的部分包括采用喷锌后经过抛光处理的表层。内、外套管与水封填料相接触的一端表面采用喷锌后抛光处理，可以防止锈蚀并减小伸缩节轴向位移时的摩擦力。在一个优选的实施方式中，水封填料环33相对内套管2和外套管1的径向压力与内套管2内的水压力比值为1.2～1.4，特优选为1.3。根据此设置的压力比值，可以计算调节部件所需要的拧紧力矩，用以控制水封填料的压缩量，从而保证伸缩节的止水效果、伸缩节沿轴向位移时摩擦力的大小、伸缩节轴温度、和伸缩节轴向附加应力值等综合因素达到最佳组合状态。在一个优选的实施方式中，水封压环的椭圆度不超过±3mm，水封压环的管口不平度不超过±2mm。这种结构设计要求可以保证伸缩节结构工作应力和水封填料的止水效果不受影响，从而保证伸缩节的安全运行。
如图2所示，具体地，在一个优选的实施方式中，调节部件4包括双头螺栓41和螺母42。外套管1外周和止水装置3上设有用于布置双头螺栓41和螺母42的法兰7。通过双头螺栓和螺母配合外套管外周和止水装置上的法兰，能够保证调节止水装置的压缩量简单便捷，并且使得伸缩节结构紧凑，从而减少制造安装工程量，并给伸缩节室的土建布置带来方便。
根据上述实施例，可见，本发明涉及的双向伸缩节，在给水管道迁改施工过程中能够取代管道闭合焊接，从而能够确保迁改后给水管道供水安全，并且能够缩短迁改工期。
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求范围内的所有技术方案。