專利名稱：一種管道連接機構(gòu)及連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力管道連接機構(gòu)，該機構(gòu)通過與管道直管段焊接為一體的連接子頭、母頭，及密封橡膠墊將兩段管道密封連接。
背景技術(shù)：
在日常生產(chǎn)或生活中，氣體或液體的輸送通常通過管道來實現(xiàn)，管道的連接技術(shù)對管道的鋪設(shè)施工過程或輸送管道的密封效果都有著非常重要的影響，現(xiàn)有的管道連接方式不外乎有法蘭連接，承插式連接和快速接頭連接等幾種形式，但這些連接方式都各有其一定的缺陷。譬喻，常見的法蘭連接安裝麻煩，用螺栓、墊子等配件較多，在螺栓緊固不對稱時容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，由于螺栓數(shù)量多，緊固螺栓的工作量大，安裝成本高，當(dāng)用于地下輸送管道時，因管道要覆土填充往往不附設(shè)硬性支撐，在地基沉降時容易造成連接件的破壞而失效。承插式連接為管道安裝帶來了很大的方便，但隨著社會的發(fā)展人們對飲用水的要求越來越高，傳統(tǒng)的鑄鐵管輸水由于鑄造行業(yè)污染嚴(yán)重、鑄鐵管本身輸送效率低、鑄鐵管的內(nèi)襯水泥層容易脫落而對水質(zhì)造成二次污染，以滿足不了人們對水質(zhì)的要求。快速接頭在管道安裝過程中方便實用，安全可靠，得到了人們的認(rèn)可，尤其在煤礦井下得到了普遍的應(yīng)用，但是用于大口徑管道安裝的快速接頭造價昂貴，在一定程度上對大口徑管的推廣應(yīng)用受到了很大制約。有鑒于此，為解決上述技術(shù)中的不足，本發(fā)明人基于相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)，并經(jīng)過不斷測試及改良，進而有本發(fā)明的產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種管道連接機構(gòu)及連接方法，當(dāng)管道受地基下沉等外力因素影響發(fā)生彎曲變形時，彎曲一側(cè)的密封圈因受到更大的壓緊力進一步壓縮變形，而另一側(cè)由于螺栓的拉緊作用，子頭和母頭壓緊密封圈的壓力保持不變，由于密封圈的彈性變形和壓力響應(yīng)不會造成變形后管道的泄漏現(xiàn)象。為達上述目的，本發(fā)明提供一種管道連接機構(gòu)，其包括有:連接子頭，具有相互連通的固持腔和第一直管段，所述第一直管段焊接于管道的一端;連接母頭，具有相互連通的壓緊腔和第二直管段，所述第二直管段焊接于管道的另一端；以及M型密封圈，安裝于一根管道上焊接的連接子頭的固持腔內(nèi)，并且所述M型密封圈連同所述固持腔安裝于另一根管道上焊接的連接母頭的壓緊腔內(nèi)。所述的管道連接機構(gòu)，其中，所述固持腔具有圓弧形的第一側(cè)壁，所述的第一側(cè)壁的一端為第一垂直面，所述的第一垂直面垂直于鋼管軸線方向并連接于第一直管段的邊緣，所述壓緊腔具有圓弧形的第二側(cè)壁，所述的第二側(cè)壁的一端為第二垂直面，所述的第二垂直面垂直于鋼管軸線方向并連接于第二直管段的邊緣，所述的M型密封圈的截面上依次連接有第一側(cè)翼、第一弧形凸起、平直段、第二弧形凸起以及第二側(cè)翼，所述的第一側(cè)翼和第一垂直面貼緊，第一弧形凸起嵌在固持腔內(nèi)，所述的第二側(cè)翼和第二垂直面貼合。所述的管道連接機構(gòu)，其中，該第一側(cè)壁的另一端為卡緣，該卡緣向鋼管軸線方向延伸且卡在M型密封圈的所述平直段上。所述的管道連接機構(gòu)，其中，所述的第一直管段外連接所述第一垂直面處固定連接有第一擋板，所述第一擋板上沿圓周方向均勻分布有多個第一螺栓連接孔；所述的第二直管段外連接所述第二垂直面處固定連接有第二擋板，所述第二擋板上沿圓周方向均勻分布有多個第二螺栓連接孔，且所述的第二螺栓連接孔與第一螺栓連接孔的位置相對應(yīng)，用于螺栓連接。所述的管道連接機構(gòu)，其中，所述第一擋板與所述第一直管段之間連接有第一肋板；所述第二擋板與所述第二直管段之間連接有第二肋板。所述的管道連接機構(gòu)，其中，該弧形凸起的外徑大于第一側(cè)壁的最大內(nèi)徑。所述的管道連接機構(gòu)，其中，所述第一側(cè)壁的最大外徑小于所述的壓緊腔的第二側(cè)壁的最大內(nèi)徑。所述的管道連接機構(gòu)，其中，所述的連接子頭和連接母頭均采用鋼管經(jīng)模具或拉伸沖壓工藝滾壓成型。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于所述管道連接機構(gòu)的連接方法，具有以下步驟:(I)將連接子頭的第一直管段焊接于管道的一端，將連接母頭的第二直管段焊接于管道的另一端；(2)將所述的M型密封圈安裝于連接子頭的固持腔內(nèi)，使M型密封圈的側(cè)翼和固持腔的第一垂直面貼緊，M型密封圈的第一弧形凸起嵌在連接子頭的固持腔內(nèi)；(3)將連接子頭的固持腔連同M型密封圈插入到連接母頭的壓緊腔內(nèi)，M型密封圈的第二側(cè)翼和連接母頭的壓緊腔的第二垂直面貼合；(4)使連接子頭的第一螺栓連接孔和連接母頭的第二螺栓連接孔對正，通過螺栓穿過第一螺栓連接孔和第二螺栓連接孔使連接子頭、M型密封圈以及連接母頭緊固連接起來。所述的連接方法，其中，在步驟(2)中，將固持腔的卡緣卡在M型密封圈的兩個弧形凸起中間的平直段上。本發(fā)明的有益效果是:當(dāng)埋地的管道發(fā)生地基下沉彎曲時，M型密封圈在彎曲的內(nèi)側(cè)進一步受連接子頭固持腔和連接母頭壓緊腔的壓縮而變形，彎曲的外側(cè)由于螺栓的作用不會加大連接子頭和連接母頭的連接距離，由于密封圈的彈性變形和壓力響應(yīng)不會造成變形后管道的泄漏現(xiàn)象，所以仍然能保證管道的正常工作。
圖1是管道連接機構(gòu)的剖面圖；圖2是連接子頭的剖面圖；圖3是連接母頭的剖面圖；圖4是密封圈的剖面圖；圖5是管道連接機構(gòu)受外力變形后的示意圖。
附圖標(biāo)記說明:1-連接子頭；11-固持腔；111-第一側(cè)壁；112-第一垂直面；113-卡緣；12-第一螺栓連接孔；13-第一直管段；14-第一擋板；15-第一肋板；2_連接母頭；21_壓緊腔；211_第二側(cè)壁；212_第二垂直面；213_擴緣；22_第二螺栓連接孔；23_第二直管段；24_第二擋板；25_第二肋板；3-M型密封圈；31_側(cè)翼；32_弧形凸起；33_平直段；4-管道；5-螺栓。
具體實施例方式有關(guān)本發(fā)明為達到上述的使用目的與功效及所采用的技術(shù)手段，現(xiàn)舉出較佳可行的實施例，并配合附圖所示，詳述如下:如圖廣圖5所示，分別為管道連接機構(gòu)的剖面圖、連接母頭的剖面圖、連接子頭的剖面圖、密封圈的剖面圖以及管道連接機構(gòu)受外力變形后的示意圖。本發(fā)明的一種管道連接機構(gòu)，主要包括有:連接子頭1、連接母頭2以及M型密封圈3。其中，所述的連接子頭I和連接母頭2分別套接并焊接于管道4的兩端，相鄰的連接子頭I和連接母頭2之間安裝有所述的M型密封圈3。所述的連接子頭I與連接母頭2均采用鋼管經(jīng)模具(或拉伸沖壓等工藝)滾壓成型。所述的連接子頭I具有相互連通的固持腔11和第一直管段13。所述第一直管段13的內(nèi)徑稍大于鋼管4的外徑，所述的連接子頭I通過所述第一直管段13套接并焊接于管道4的一端。所述固持腔11具有圓弧形的第一側(cè)壁111，該第一側(cè)壁111的一端為第一垂直面112，其垂直于鋼管4軸線方向并連接于第一直管段13的邊緣，該第一側(cè)壁111的另一端為卡緣113,其向鋼管4軸線方向延伸,且卡緣113的內(nèi)徑大于第一直管段13的內(nèi)徑。所述的第一直管段13外連接所述第一垂直面112處固定連接有第一擋板14，所述第一擋板14上沿圓周方向均勻分布有多個第一螺栓連接孔12。此外，所述第一擋板14與所述第一直管段13之間連接有第一肋板15，使第一擋板14更為堅固地固定于第一直管段13上。所述的連接母頭2具有相互連通的壓緊腔21和第二直管段23。所述第二直管段23的內(nèi)徑同樣稍大于鋼管4的外徑，所述的連接母頭2通過所述第二直管段23套接并焊接于管道4的另一端。所述壓緊腔21具有圓弧形的第二側(cè)壁211，該第二側(cè)壁211的一端為第二垂直面212，其垂直于鋼管4軸線方向并連接于第二直管段23的邊緣，該第二側(cè)壁211的另一端為擴緣213，其向遠離鋼管4軸線方向延伸，且擴緣213的內(nèi)徑大于第二直管段23的內(nèi)徑。所述的第二直管段23外連接所述第二垂直面212處固定連接有第二擋板24，所述第二擋板24上沿圓周方向均勻分布有多個第二螺栓連接孔22，且所述的第二螺栓連接孔22與第一螺栓連接孔12的位置相對應(yīng)，用于螺栓5連接，第一螺栓連接孔12與第二螺栓連接孔22的數(shù)量以大于最大試驗壓力下相應(yīng)螺栓5所承受的軸向拉力即可。此外，所述第二擋板24與所述第二直管段23之間連接有第二肋板25，使第二擋板24更為堅固地固定于第二直管段23上。所述的M型密封圈3的截面上依次連接有側(cè)翼31、弧形凸起32、平直段33、弧形凸起32以及側(cè)翼31，由此形成具有M型截面的密封圈。所述固持腔11的第一側(cè)壁111的最大外徑小于所述的壓緊腔21的第二側(cè)壁211的最大內(nèi)徑，以便在管道接合時，使得所述密封圈固持腔11，連同固持的所述密封圈能夠直接插入到所述密封圈壓緊腔21內(nèi)。安裝時，先將M型密封圈3安裝于已焊接管道4的連接子頭I的固持腔11內(nèi)，使M型密封圈3的側(cè)翼31和固持腔11的第一垂直面112貼緊，M型密封圈3的其中一個弧形凸起32嵌在連接子頭I的固持腔11內(nèi)，所述的固持腔11的截面形狀為圓弧型的環(huán)形型腔，其型腔的圓弧面和所固定的M型密封圈3的弧形凸起32相吻合，該弧形凸起32的外徑大于固持腔11的第一側(cè)壁111的最大內(nèi)徑，固持腔11的卡緣113卡在M型密封圈3的兩個弧形凸起32中間的平直段33上，使其將密封圈牢固的固定在連接子頭I的固持腔11內(nèi)。而后，將需要安裝的已焊接管道4的連接母頭2的壓緊腔21對正M型密封圈3，將連接子頭I的固持腔11連同M型密封圈3插入到壓緊腔21內(nèi)；需要使連接子頭I的第一螺栓連接孔12和連接母頭2的第二螺栓連接孔22對正，這時M型密封圈3的另一個側(cè)翼31便準(zhǔn)確地和連接母頭2的壓緊腔21的第二垂直面212貼合，通過螺栓5穿過第一螺栓連接孔12和第二螺栓連接孔22使連接子頭1、M型密封圈3以及連接母頭2緊固連接起來，起到密封作用。壓緊程度不必過緊，輸送的流體介質(zhì)在沒有壓力的情況下不泄漏就可以，這與M型密封圈3的壓力響應(yīng)有關(guān)，螺栓5的數(shù)量也遠遠少于同等規(guī)格壓力的法蘭，所以安裝方便快捷。當(dāng)埋地的管道發(fā)生地基下沉彎曲時(見圖5)，M型密封圈3在彎曲的內(nèi)側(cè)進一步受連接子頭I固持腔11和連接母頭2壓緊腔21的壓縮而變形，此時連接子頭I和連接母頭2的連接距離變小，密封程度加強，連接螺栓處于松弛狀態(tài)；彎曲的外側(cè)由于螺栓5的作用不會加大連接子頭I和連接母頭2的連接距離，密封就不會失效，由于密封圈的彈性變形和壓力響應(yīng)兩種密封方式共存所以不會造成變形后管道的泄漏現(xiàn)象，管道變形后仍然能保證管道的正常工作。所述的M型密封圈3的兩個密封側(cè)翼31，在管道4內(nèi)流體介質(zhì)的壓力下，向外擴張進一步壓緊所述固持腔11以及所述壓緊腔21，提高密封性能。所述的M型密封圈3所采用的材料為受到外力時有足夠的彈性變形，外力去除后能恢復(fù)原狀的抗腐蝕和老化的密封材料。所述壓緊腔21的內(nèi)側(cè)為弧形曲面，當(dāng)連接的兩段管道在連接處發(fā)生彎曲時，能補償因管道彎曲變形所產(chǎn)生的破壞作用。應(yīng)用于所述管道連接機構(gòu)的連接方法，具有以下步驟:(I)將連接子頭I的第一直管段13套接并焊接于管道4的一端，將連接母頭2的第二直管段23套接并焊接于管道4的另一端；(2)將所述的M型密封圈3安裝于連接子頭I的固持腔11內(nèi)，使M型密封圈的側(cè)翼31和固持腔11的第一垂直面112貼緊，M型密封圈3的其中一個弧形凸起32嵌在連接子頭I的固持腔11內(nèi)；其中，固持腔11的卡緣113卡在M型密封圈3的兩個弧形凸起32中間的平直段33上；(3)將連接子頭I的固持腔11連同M型密封圈3插入到連接母頭2的壓緊腔21內(nèi)，M型密封圈3的另一個側(cè)翼31和連接母頭2的壓緊腔21的第二垂直面212貼合；(4)使連接子頭I的第一螺栓連接孔12和連接母頭2的第二螺栓連接孔22對正，通過螺栓穿過第一螺栓連接孔12和第二螺栓連接孔22使連接子頭1、M型密封圈3以及連接母頭2緊固連接起來。
以上對本發(fā)明的描述是說明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對其進行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種管道連接機構(gòu)，其特征在于，包括有: 連接子頭，具有相互連通的固持腔和第一直管段，所述第一直管段焊接于管道的一端; 連接母頭，具有相互連通的壓緊腔和第二直管段，所述第二直管段焊接于管道的另一端；以及 M型密封圈，安裝于一根管道上焊接的連接子頭的固持腔內(nèi)，并且所述M型密封圈連同所述固持腔安裝于另一根管道上焊接的連接母頭的壓緊腔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道連接機構(gòu)，其特征在于，所述固持腔具有圓弧形的第一側(cè)壁，所述第一側(cè)壁的一端為第一垂直面，所述第一垂直面垂直于鋼管軸線方向并連接于第一直管段的邊緣，所述壓緊腔具有圓弧形的第二側(cè)壁，所述的第二側(cè)壁的一端為第二垂直面，所述第二垂直面垂直于鋼管軸線方向并連接于第二直管段的邊緣，所述的M型密封圈的截面上依次連接有第一側(cè)翼、第一弧形凸起、平直段、第二弧形凸起以及第二側(cè)翼，所述的第一側(cè)翼和第一垂直面貼緊，第一弧形凸起嵌在固持腔內(nèi)，所述的第二側(cè)翼和第二垂直面貼合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道連接機構(gòu)，其特征在于，所述的第一側(cè)壁的另一端為卡緣，所述的卡緣向鋼管軸線方向延伸且卡在M型密封圈的所述平直段上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道連接機構(gòu)，其特征在于，所述的第一直管段外連接所述第一垂直面處固定連接有第一擋板，所述第一擋板上沿圓周方向均勻分布有多個第一螺栓連接孔；所述的第二直管段外連接所述第二垂直面處固定連接有第二擋板，所述第二擋板上沿圓周方向均勻分布有多個第二螺栓連接孔，且所述的第二螺栓連接孔與第一螺栓連接孔的位置相對應(yīng)，用于螺栓連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管道連接機構(gòu)，其特征在于，所述第一擋板與所述第一直管段之間連接有第一肋板；所述第二擋板與所述第二直管段之間連接有第二肋板。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道連接機構(gòu)，其特征在于，所述的弧形凸起的外徑大于第一側(cè)壁的最大內(nèi)徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道連接機構(gòu)，其特征在于，所述第一側(cè)壁的最大外徑小于所述的壓緊腔的第二側(cè)壁的最大內(nèi)徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道連接機構(gòu)，其特征在于，所述的連接子頭和連接母頭均采用鋼管經(jīng)模具或拉伸沖壓工藝滾壓成型。
9.一種應(yīng)用于權(quán)利要求4至8中任一項所述管道連接機構(gòu)的連接方法，其特征在于，具有以下步驟: (1)將連接子頭的第一直管段焊接于管道的一端，將連接母頭的第二直管段焊接于管道的另一端； (2)將所述的M型密封圈安裝于連接子頭的固持腔內(nèi)，使M型密封圈的側(cè)翼和固持腔的第一垂直面貼緊，M型密封圈的第一弧形凸起嵌在連接子頭的固持腔內(nèi)； (3)將連接子頭的固持腔連同M型密封圈插入到連接母頭的壓緊腔內(nèi)，M型密封圈的第二側(cè)翼和連接母頭的壓緊腔的第二垂直面貼合； (4)使連接子頭的第一螺栓連接孔和連接母頭的第二螺栓連接孔對正，通過螺栓穿過第一螺栓連接孔和第二螺栓連接孔使連接子頭、M型密封圈以及連接母頭緊固連接起來。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連接方法，其特征在于，在步驟(2)中，將固持腔的卡緣卡在M型密封圈的兩個弧形凸起 中間的平直段上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種管道連接機構(gòu)，其包括有連接子頭，具有相互連通的固持腔和第一直管段，所述第一直管段焊接于管道的一端；連接母頭，具有相互連通的壓緊腔和第二直管段，所述第二直管段焊接于管道的另一端；以及M型密封圈，安裝于一根管道上焊接的連接子頭的固持腔內(nèi)，并且所述M型密封圈連同所述固持腔安裝于另一根管道上焊接的連接母頭的壓緊腔內(nèi)。本發(fā)明在應(yīng)用中，當(dāng)管道受地基下沉等外力因素影響發(fā)生彎曲變形時，彎曲一側(cè)的密封圈因受到更大的壓緊力進一步壓縮變形，而另一側(cè)由于螺栓的拉緊作用，子頭和母頭壓緊密封圈的壓力保持不變，由于密封圈的彈性變形和壓力響應(yīng)不會造成變形后管道的泄漏現(xiàn)象。
文檔編號F16L27/02GK103115207SQ20131004972
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者楊華杰, 王鏑, 楊愷麟 申請人:山東沃亞森曼機械科技有限公司