一种承插式法兰管道抗震接口及管道连接方法与流程

本发明涉及接头领域，尤其是一种管道抗震接口及管道连接方法，用于城市给排水管道接头应用。

背景技术：

1、给排水系统是城市管网工程的重要组成部分，是保证城市功能正常运行的重要环节，也是城市建设和国民经济发展的重要保证。给排水管道具有分布范围广，管线距离长等特点，因此，不可避免要穿越一些复杂区域，如断层、滑坡、地基沉降以及地震频发区等，这些区域容易发生接口的相对滑移和错位，从而导致接口破坏而漏水，尤其是地震发生时极易造成给排水系统瘫痪，并引发火灾、爆炸、停水停电、化学气体泄漏等一系列伤害，严重影响震后抢修工作，对社会造成一定的安全隐患和财产损失。

2、目前国内自锚接口只能实现一定程度的接口偏转，不允许接口产生较大的轴向伸缩。而现有抗震接口也存在不足之处。比如，国内抗震接口专利文献cn107461560a，包括承口、插口和自锚滑动体，承口的前段设置有密封仓，中段设置有滑动仓，后段设置有伸入仓，密封仓内设置有密封胶圈，自锚滑动体能够在滑动仓内沿滑动仓内壁滑移；自锚滑动体包括固定体、挡块、牙件和橡胶连接体，固定体内部中空形成容纳仓，挡块、牙件和橡胶连接体容置于容纳仓中，挡块具有斜面，牙件和橡胶连接体依次罗列在斜面上，牙件的齿部抵在插口的外壁上，牙件受到插口外壁的压力时沿着斜面滑动挤压橡胶连接体。不足之处在于管道接口自锁时，钢齿需要插入管道插口，削弱管道自身强度，拔脱力较大时，钢齿容易咬断使接口滑脱，管道接口拆除时需越过橡胶密封圈撑起钢齿，拆除困难。在比如，国内抗震接口专利文献cn106870850a，一种承插式管道抗震接口，以提高埋地管线接口抗拉承载力，优化埋地管线抗震性能，有效减少管道接口处地震灾害，延长管道接口寿命，降低管道灾后修复和维护成本的承插是管道接口。改接口包括管道承口、管道插口、橡胶圈、金属限位环、橡胶垫圈五部分。管道承口内设置环形凹槽；插口管道的末端设置一圈环状凸起，凸起部位靠插口末端一侧设置15°～45°倾角坡度，方便管道插口安装；金属限位环由三组120°圆弧组成，横截面呈“l”型，靠外侧突起部分用于将金属环安装并固定在承口管道凹槽处；单个管道接口受拉变形达到极限后，每根管道能带动相临管道一起滑动，并将管道变形传递到临近管道接口，最终实现抵抗管道周围土体大变形的能力。不足之处在于管道插口环形凸台越过橡胶密封圈时，安装阻力大，尤其接口处于小间隙时容易造成橡胶密封圈脱槽或损坏至管道接口漏水风险，管道接口密封失效后，管道接口拆除时环形凸台需反向越过橡胶密封圈，拆除困难；承口内放置金属限位环处为菱角受力，此处存在应力集中，接口受外力过大时承口容易破坏。还比如，国外久保田抗震接口专利文献cn103174889b，管接头通过环形的密封件把管接头的承接口与插口间密封。密封件的栓塞部具有与踵部连续的第一栓塞、位于比第一栓塞更靠承接口内侧的第二栓塞、和存在于第一栓塞与第二栓塞的边界的缩颈部。第一栓塞压接在承接口的内周面，第二栓塞压接在插口的外周面。第二栓塞在被设于承接口跟插口间之前的自然状态下从第一栓塞朝管中心倾斜，其内径在所述自然状态下小于插口的外径，而且，能通过缩颈部的弹性变形沿管径方向自由地扩大缩小。不足之处在于管道插口环形凸起越过橡胶密封圈时，安装阻力大，尤其接口处于小间隙时容易造成橡胶密封圈脱槽或损坏至管道接口漏水风险，管道接口拆除时环形凸台需反向越过橡胶密封圈，拆除困难。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是提供一种承插式法兰管道抗震接口及管道连接方法，结构简单安全可靠，大大提高了现场安装效率。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种承插式法兰管道抗震接口，包括设置在管道端部的管道插口以及与管道插口相配合连接的管道承口，管道承口沿着管道插口轴向移动和径向偏转，与管道插口相配合的管道承口一端由外向内的内壁上依次设置有外腔室、中腔室和内腔室，中腔室和管道插口之间设置有橡胶密封圈，外腔室和管道插口外周形成一个沿着轴向移动的滑道以及限制轴向移动长度的限制装置，内腔室为管道承口沿着管道插口径向偏转时提供偏转空间。

4、本发明技术方案的进一步改进在于：与管道插口相配合的管道承口一端端部设置有压兰，压兰通过紧固件固定在管道承口端部，压兰和管道承口内壁的凹陷形成外腔室，外腔室内的管道插口外周上固定设置有一圈环形凸台以及安装在管道插口外周上的挡环。

5、本发明技术方案的进一步改进在于：所述中腔室内壁上安装橡胶密封圈的部位设置有向着轴心延伸的半圆形凸起。

6、本发明技术方案的进一步改进在于：所述橡胶密封圈外表面设置有一圈半圆形凹槽，半圆形凹槽与管道承口中腔室内半圆形凸起过盈配合，橡胶密封圈邵氏硬度为40ha～90ha。

7、本发明技术方案的进一步改进在于：橡胶密封圈由硬胶和软胶两部分组成，硬胶和软胶分界面沿着半圆形凹槽左右对称布置，靠近外腔室一侧是硬胶。

8、本发明技术方案的进一步改进在于：所述中腔室内壁上半圆形凸起两侧的腔室底部深度不同，安装硬胶侧深度大于软胶侧深度。

9、本发明技术方案的进一步改进在于：挡环为开口圆环，挡环内径不大于管道插口外径。

10、本发明技术方案的进一步改进在于：所述压兰内圆周面为锥面，最小部位的直径大于圈环形凸台外径。

11、本发明技术方案的进一步改进在于：所述中腔室和外腔室之间向内延伸的腔壁长于其他腔室的腔壁。

12、本发明技术方案管道连接方法的进一步改进在于：包括如下步骤：

13、s1，将所述橡胶密封圈压入所述管道承口中腔室内；

14、s2，安装好橡胶密封圈后，在其表面涂刷一层润滑剂；

15、s3，将所述压兰与挡环依次套入管道插口并越过环形凸台；

16、s4，将所述管道插口沿其轴向插入所述管道承口内指定位置，所述橡胶密封圈被压缩，形成密封结构；

17、s5，将所述压兰与管道承口上环形法兰对正，用紧固件将压兰与管道承口上环形法兰锁紧；

18、s6，将所述管道插口插入管道承口指定位置后，所述管道插口上的环形凸台与挡环在管道承口的外腔室内轴向移动，管道插口轴向拔出最大时，挡环与管道插口的环形凸台和压兰立面接触受力，可实现更大的接口径向偏转和轴向抗拔脱力。

19、由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

20、本发明承插式法兰管道抗震接口结构简单、安装拆卸便捷，管道承口在现有管道基础上进行优化，管道承口可与现有普通插口对接，管道插口可与现有普通承口对接，与普通接口对接时，通用性好，不需要特定的接口转换件。

21、本发明管道插口环形凸起位于管道承口外侧，安装阻力小，密封性能稳定可靠，避免管道插口环形凸起越过橡胶密封圈时，安装阻力较大，胶圈出现脱槽或损坏的风险，

22、本发明对于接口安装拆除时，先拆除压兰与管道承口法兰连接，下一步与普通管道接口拆除方法相同，不需要增加额外拆除工具。

技术特征：

1.一种承插式法兰管道抗震接口，包括设置在管道端部的管道插口(2)以及与管道插口(2)相配合连接的管道承口(1)，其特征在于：管道承口(1)沿着管道插口(2)轴向移动和径向偏转，与管道插口(2)相配合的管道承口(1)一端由外向内的内壁上依次设置有外腔室(11)、中腔室(12)和内腔室(13)，中腔室(12)和管道插口(2)之间设置有橡胶密封圈(3)，外腔室(11)和管道插口(2)外周形成一个沿着轴向移动的滑道以及限制轴向移动长度的限制装置，内腔室(13)为管道承口(1)沿着管道插口(2)径向偏转时提供偏转空间。

2.根据权利要求1所述的一种承插式法兰管道抗震接口，其特征在于：与管道插口(2)相配合的管道承口(1)一端端部设置有压兰(5)，压兰(5)通过紧固件(6)固定在管道承口(1)端部，压兰(5)和管道承口(1)内壁的凹陷形成外腔室(11)，外腔室(11)内的管道插口(2)外周上固定设置有一圈环形凸台(21)以及安装在管道插口(2)外周上的挡环(4)。

3.根据权利要求1所述的一种承插式法兰管道抗震接口，其特征在于：所述中腔室(12)内壁上安装橡胶密封圈(3)的部位设置有向着轴心延伸的半圆形凸起。

4.根据权利要求3所述的一种承插式法兰管道抗震接口，其特征在于：所述橡胶密封圈(3)外表面设置有一圈半圆形凹槽，半圆形凹槽与管道承口(1)中腔室(12)内半圆形凸起过盈配合，橡胶密封圈(3)邵氏硬度为40ha～90ha。

5.根据权利要求4所述的一种承插式法兰管道抗震接口，其特征在于：橡胶密封圈(3)由硬胶和软胶两部分组成，硬胶和软胶分界面沿着半圆形凹槽左右对称布置，靠近外腔室(11)一侧是硬胶。

6.根据权利要求5所述的一种承插式法兰管道抗震接口，其特征在于：所述中腔室(12)内壁上半圆形凸起两侧的腔室底部深度不同，安装硬胶侧深度大于软胶侧深度。

7.根据权利要求1所述的一种承插式法兰管道抗震接口，其特征在于：挡环(4)为开口圆环，挡环(4)内径不大于管道插口(2)外径。

8.根据权利要求2所述的一种承插式法兰管道抗震接口，其特征在于：所述压兰(5)内圆周面为锥面，最小部位的直径大于圈环形凸台(21)外径。

9.根据权利要求1所述的一种承插式法兰管道抗震接口，其特征在于：所述中腔室(12)和外腔室(11)之间向内延伸的腔壁长于其他腔室的腔壁。

10.利用权利要求1-9任一项所述的一种承插式法兰管道抗震接口的管道连接方法，其特征在于包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种承插式法兰管道抗震及管道连接方法，属于接头领域，接口包括设置在管道端部的管道插口以及与管道插口相配合连接的管道承口，管道承口沿着管道插口轴向移动和径向偏转，与管道插口相配合的管道承口一端由外向内的内壁上依次设置有外腔室、中腔室和内腔室，中腔室和管道插口之间设置有橡胶密封圈，外腔室和管道插口外周形成一个沿着轴向移动的滑道以及限制轴向移动长度的限制装置，内腔室为管道承口沿着管道插口径向偏转时提供偏转空间。本发明结构简单安全可靠，大大提高了现场安装效率。

技术研发人员：朱盼,王晓沙,左超,陈建华,张涛,王江龙,李亚兵
受保护的技术使用者：新兴铸管股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15