管廊异形管连接装置及连接方法与流程
本发明属于管廊建筑领域，特别涉及一种管廊异形管连接装置及连接方法。
背景技术
管廊是建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施，可将给水、排水、电信、电力、燃气、热力等各类市政管线有机综合，集约化地铺设在同一条隧道内，实现对市政管线的集中管理与维护，并设投料口、进风排风井、人员出人口、通风、监控等附属系统。自1833年巴黎开始建设世界上第一条地下管线综合管廊始，综合管廊建设发展至今己有180多年的历史。经过100多年的探索、研究、改良和实践，城市地下综合管廊的技术己基本成熟。目前，法国、英国、德国、西班牙、俄罗斯、瑞典、芬兰等国家己拥有相当规模的综合管廊。迄今为止，日本是世界上城市地下综合管廊建设技术最先进、法规最完善、规划最完整且建设速度最快的国家之一。
由于实施统一规划、设计、建设和管理，管廊避免了由于敷设或维修地下管线而反复挖掘道路，减少对道路交通和居民出行造成的影响和干扰，保持路面的完整和美观；提高了市政管线的耐久性和安全性；便于对各种管线的敷设、增设、维修和管理；有效利用了地下空间，节约了城市用地；减少了道路的杆柱和架空线等，保证了城市的整体景观，提升了城市品位。在管廊里常需要管道变径。传统的变径方式多为增设新的转换装置，例如采用法兰连接、卡套连接或丝扣连接等，或者于管道接缝处设置密封装置，例如焊接，热熔连接等，不仅增加管道连接的尺寸和重量且由于如焊接工艺和法兰盘紧固等工艺缺陷导致的管道连接接缝处经常发生的渗漏和密封不严的缺陷，占用正常使用空间，影响美观以及提高了总成本和总耗时的缺点。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现要素：
本发明人等为了达成上述目的而进行了深入研究，具体而言，本发明提供一种管廊异形管连接装置及连接方法。用于无痕连接第一管廊异形管和第二管廊异形管的管廊异形管连接装置包括，
第一固定部，其固定或一体成型在第一管廊异形管的端部表面内，所述第一固定部为非金属材料制成，
第二固定部，其固定或一体成型在第二管廊异形管的端部表面内，所述第二固定部为非金属材料制成，
磁性连接件，在第一固定部和第二固定部之间可转动连接的所述磁性连接件的第一端可转动地固定在所述第一固定部中或所述第一端可转动地连接所述第一固定部，所述磁性连接件的第二端可转动地连接所述第二固定部，所述磁性连接件包括由磁性材料制成的连接件主体和设在连接件主体表面的用于转动连接第一固定部和/或第二固定部的凸起和/或凹槽，所述连接件主体设有第一磁北极、第二磁北极、第一磁南极和第二磁南极，在所述连接件主体的截面方向上，所述第一磁北极相邻第一磁南极和第二磁南极，第二磁北极相邻第一磁南极和第二磁南极，所述磁性连接件在磁场作用下转动进入第二固定部使得第一管廊异形管无痕连接所述第二管廊异形管。
在所述的管廊异形管连接装置中，磁场包括磁性相反间隔布置的四个磁铁，所述四个磁铁在所述磁性连接件预定距离内依次通过，所述磁性连接件在磁场作用下转动一圈。
在所述的管廊异形管连接装置中，磁场作用于磁性连接件的磁驱动力矩m1满足
在所述的管廊异形管连接装置中，所述第一管廊异形管的端部表面内均布n个第一固定部，所述第二管廊异形管的端部表面内均布n个第二固定部，n个磁性连接件分别设在第一固定部和第二固定部之间，n为大于1的自然数。
在所述的管廊异形管连接装置中，所述磁性连接件的剪切强度τ满足
在所述的管廊异形管连接装置中，所述磁性连接件经由磁性材料压型后烧结形成，所述磁性材料为钕铁硼磁性材料、钐钴磁性材料、铝镍钴磁性材料或铁氧体磁性材料。
在所述的管廊异形管连接装置中，所述第一固定部包括螺纹连接第一管廊异形管的第一外螺纹，所述第二固定部包括螺纹连接第二管廊异形管的第二外螺纹和螺纹连接磁性连接件的内螺纹，所述磁性连接件设有转动连接所述内螺纹的第三外螺纹。
在所述的管廊异形管连接装置中，所述磁性连接件的第一端可转动地卡扣在所述第一固定部中，所述第一固定部由带有第一限位部的第一半圆柱体和带有第二限位部的第二半圆柱体拼接而成，第一半圆柱体上设有多个矛状突起，第二半圆柱体上设有对应的多个矛状凹槽，矛状突起嵌入矛状凹槽使得第一固定部拼接形成，可转动的磁性连接件的第一端在轴向上移动经由第一和第二限位部限位。
在所述的管廊异形管连接装置中，所述磁场包括磁性相反间隔布置的多个磁铁，所述多个磁铁在所述磁性连接件预定距离内循环地顺序通过，所述磁性连接件在磁场作用下转动预定圈数使得磁性连接件旋转进入第二固定部。
根据本发明的另一方面，一种所述的管廊异形管连接装置的连接方法包括以下步骤：
第一步骤，第一固定部固定或一体成型在第一管廊异形管的端部表面内，
第二步骤，第二固定部固定或一体成型在第二管廊异形管的端部表面内，
第三步骤，磁性连接件的第一端可转动地固定在所述第一固定部中或所述第一端可转动地连接所述第一固定部，所述磁性连接件转动进入第二固定部使得第一管廊异形管无痕连接所述第二管廊异形管。
发明的技术效果如下：
根据本发明的管廊异形管连接装置及连接方法，管廊异形管连接装置专用于管廊的异形管的无痕连接，其采用非接触的磁场转动进行钻进，连接完毕后表面无连接痕迹、管道轴力与原始未进行连接的管道基本无差别，完全排除了现有技术中存在的由于加工工艺缺陷导致的管道连接接缝处经常发生的渗漏和密封不严的问题，避免增加管道连接的尺寸和重量，节约了占用空间，提高了管廊的空间利用率，节约了总成本和总耗时。
附图说明
图1为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的第一管廊异形管和第二管廊异形管连接的结构示意图。
图2为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的剖面示意图。
图3为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的磁性连接件在磁场作用下的结构示意图。
图4为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的结构示意图。
图5为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的第一固定部的结构示意图。
图6为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的第一固定部的结构示意图。
图7为本发明管廊异形管连接装置的另一个实施方式的结构示意图。
图8为本发明利用管廊异形管连接装置的连接方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
具体而言，管廊异形管指的是用在管廊中的非通用型的需要无痕连接的两个非金属管道，特别是，用在管廊中的非通用型的需要无痕连接的两个直径不同的橡胶管或pvc管道。图1为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的第一管廊异形管和第二管廊异形管连接的结构示意图，本发明可以将不同直径的第一管廊异形管和第二管廊异形管无痕连接，达到避免增加管道连接的尺寸和重量，节约了占用空间，提高了管廊的空间利用率且派出了密封不严的问题，图2为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的剖面示意图，如图2所示本发明的管廊异形管连接装置，用于无痕连接第一管廊异形管1和第二管廊异形管2的管廊异形管连接装置包括，
第一固定部3，其固定或一体成型在第一管廊异形管1的端部表面内，所述第一固定部3为非金属材料制成，
第二固定部4，其固定或一体成型在第二管廊异形管2的端部表面内，所述第二固定部4为非金属材料制成，
磁性连接件5，在第一固定部3和第二固定部4之间可转动连接的所述磁性连接件5的第一端6可转动地固定在所述第一固定部3中或所述第一端6可转动地连接所述第一固定部3，所述磁性连接件5的第二端7可转动地连接所述第二固定部4，所述磁性连接件5包括由磁性材料制成的连接件主体8和设在连接件主体8表面的用于转动连接第一固定部3和/或第二固定部4的凸起和/或凹槽9，所述连接件主体8设有第一磁北极10、第二磁北极11、第一磁南极12和第二磁南极13，在所述连接件主体8的截面方向上，所述第一磁北极10相邻第一磁南极12和第二磁南极13，第二磁北极11相邻第一磁南极12和第二磁南极13，所述磁性连接件5在磁场作用下转动进入第二固定部4使得第一管廊异形管1无痕连接所述第二管廊异形管2。
本发明通过不会被磁场作用的非金属材料制成的第一固定部3和第二固定部4分别固定或一体成型在第一管廊异形管1和第二管廊异形管2的端部表面内，避免了现有技术中的法兰、卡套等连接件造成的管道连接的尺寸和重量增加，占用空间等缺陷，避免了现有技术中如焊接造成的工时增加以及焊接的质量问题，磁性连接件5在磁场作用下转动进入第二固定部4使得第一管廊异形管1无痕连接所述第二管廊异形管2，本发明采用非接触的磁场转动进行钻进，连接完毕后表面无连接痕迹、管道轴力与原始未进行连接的管道基本无差别，提高了连接效果且美观大方，提高了空间利用率。
图3为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的磁性连接件在磁场作用下的结构示意图，在一个实施例中，磁场包括磁性相反间隔布置的四个磁铁，所述四个磁铁在所述磁性连接件5预定距离内依次通过，所述磁性连接件5在磁场作用下转动一圈。进一步地，所述磁场包括磁性相反间隔布置的多个磁铁，所述多个磁铁在所述磁性连接件预定距离内循环地顺序通过，所述磁性连接件5在磁场作用下转动预定圈数使得磁性连接件5旋转进入第二固定部4。在一个实施例中，磁场中的多个磁铁以预定速度在所述磁性连接件预定距离内循环地顺序通过。
本发明所述的管廊异形管连接装置的优选实施例中，磁场作用于磁性连接件5的磁驱动力矩m1满足
本发明所述的管廊异形管连接装置的优选实施例中，所述第一管廊异形管1的端部表面内均布n个第一固定部3，所述第二管廊异形管2的端部表面内均布n个第二固定部4，n个磁性连接件5分别设在第一固定部3和第二固定部4之间，n为大于1的自然数。
本发明所述的管廊异形管连接装置的优选实施例中，所述磁性连接件5的剪切强度τ满足
本发明所述的管廊异形管连接装置的优选实施例中，所述磁性连接件5经由磁性材料压型后烧结形成，所述磁性材料为钕铁硼磁性材料、钐钴磁性材料、铝镍钴磁性材料或铁氧体磁性材料。
本发明所述的管廊异形管连接装置的优选实施例中，所述第一固定部3包括螺纹连接第一管廊异形管1的第一外螺纹，所述第二固定部4包括螺纹连接第二管廊异形管2的第二外螺纹和螺纹连接磁性连接件5的内螺纹，所述磁性连接件5设有转动连接所述内螺纹的第三外螺纹。
图4为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的结构示意图，如图4所示，在一个实施例中，磁性连接件5旋入第一固定部3内，可旋出。第二固定部4的凹槽口有一段直径稍大于磁性连接件5直径的无螺纹断。安装时，将磁性连接件5旋入第一固定部3凹槽，其位于第一固定部3凹槽外的部分置于第一固定部3凹槽的无螺纹部分，将第一固定部3和第二固定部4对合，运用磁驱动将第二固定部4旋入第二固定部4凹槽的有螺纹部分。
本发明所述的管廊异形管连接装置的优选实施例中，图5为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的第一固定部的结构示意图。如图5所示，所述磁性连接件5的第一端6可转动地卡扣在所述第一固定部3中，所述第一固定部3由带有第一限位部14的第一半圆柱体和带有第二限位部15的第二半圆柱体拼接而成，图6为本发明管廊异形管连接装置的一个实施方式的第一固定部的结构示意图。如图6所示，第一半圆柱体上设有多个矛状突起16，第二半圆柱体上设有对应的多个矛状凹槽17，矛状突起16嵌入矛状凹槽17使得第一固定部3拼接形成，图7为本发明管廊异形管连接装置的另一个实施方式的结构示意图。如图7所示，可转动的磁性连接件5的第一端6在轴向上移动经由第一和第二限位部14、15限位。由于第一端限位，磁性连接件5无需在第一固定部中形成轴向位移，节省了转动时间，提高了连接效率。
图8为本发明利用管廊异形管连接装置的连接方法的步骤示意图，如图8所示，一种所述的管廊异形管连接装置的连接方法包括以下步骤：
第一步骤s1，第一固定部3固定或一体成型在第一管廊异形管1的端部表面内，
第二步骤s2，第二固定部4固定或一体成型在第二管廊异形管2的端部表面内，
第三步骤s3，磁性连接件5的第一端6可转动地固定在所述第一固定部3中或所述第一端6可转动地连接所述第一固定部3，所述磁性连接件5转动进入第二固定部4使得第一管廊异形管1无痕连接所述第二管廊异形管2。
所述的管廊异形管连接装置的连接方法经济、有效、便捷，能够方便地实现无痕连接。
工业实用性
本发明的管廊异形管连接装置及连接方法可以在管廊建筑领域制造并使用。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
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