管道密封連接裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種管道密封連接裝置。該裝置包括套筒、管道和密封圈，其中：套筒的內壁上設置有密封槽，密封槽的深度從遠離所述管道的一端至靠近所述管道的一端逐漸減小；密封圈嵌入所述密封槽內，所述密封圈與所述密封槽匹配，且所述密封圈與所述密封槽之間設置有空腔。本實用新型提供的管道密封連接裝置，承受內壓的水平較高且在套筒與管道連接時更容易安裝。
【專利說明】管道密封連接裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及管道連接【技術領域】，尤其涉及一種管道密封連接裝置。
【背景技術】
[0002]在污水管道或輸水管道的施工過程中，為防止水泄露,需要在管道連接處進行密封設計。
[0003]目前，管道連接的方式主要為套筒連接。圖1為現有的管道密封連接裝置的結構示意圖，如圖1所示，該裝置包括套筒11、待連接的管道12和設置于套筒11和管道12之間用于密封的密封圈13。其中，密封圈13為楔形或齒形密封圈，密封圈13通過膠結的方式固定在管道12上，密封圈13與套筒11之間通過壓縮實現密封。
[0004]但現有技術存在如下缺陷:為方便套筒與管道之間的安裝連接，密封圈徑向方向上的預壓縮比不能設置過大，而為提高承受內壓的水平，實現良好的抗壓密封性能，密封圈徑向方向上的預壓縮比又不能設置過小，因此密封圈徑向方向上的預壓縮比通常設置為一個既不過大也不過小的值，例如25% -30%，但這樣一種折中方案導致套筒與管道連接時不易安裝且承受內壓的水平也較低(普遍不超過0.6Mpa)。
實用新型內容
[0005]本實用新型提供一種管道密封連接裝置，用以解決現有技術中存在的套筒與管道連接時不易安裝且承受內壓的水平也較低(普遍不超過0.6Mpa)的問題。
[0006]本實用新型提供了一種管道密封連接裝置，包括套筒、管道和密封圈，其中:
[0007]所述套筒的內壁上設置有密封槽，所述密封槽的深度從遠離所述管道的一端至靠近所述管道的一端逐漸減小；
[0008]所述密封圈嵌入所述密封槽內，所述密封圈與所述密封槽匹配，且所述密封圈與所述密封槽之間設置有空腔。
[0009]如上所述的管道密封連接裝置中，所述密封圈的內壁上設置有多個凹槽，所述凹槽沿所述密封圈的圓周方向延伸，且所述凹槽的形變方向為遠離所述管道的方向。
[0010]如上所述的管道密封連接裝置中，所述密封圈的厚度的最大值與所述密封槽的深度的最大值之差大于所述套筒的內徑與所述管道的外徑之差。
[0011 ] 如上所述的管道密封連接裝置中，所述密封圈的外徑的最大值大于所述套筒的內徑與所述密封槽的深度的最大值之和。
[0012]如上所述的管道密封連接裝置中，
[0013]所述密封槽包括第一側面、底面以及第二側面，所述第一側面與所述套筒的外壁垂直，所述第二側面與所述底面之間的夾角等于或者大于90°，所述底面與所述第一側面呈第一銳角；
[0014]所述密封圈包括第三側面和第四側面，所述第三側面和所述第四側面分別與所述密封圈的內壁垂直，所述密封圈的外壁與所述第三側面呈第二銳角；
[0015]所述第一銳角大于所述第二銳角。
[0016]如上所述的管道密封連接裝置中，所述第一銳角與所述第二銳角之差為4° -5。。
[0017]如上所述的管道密封連接裝置中，所述第二側面與所述底面之間的夾角為110。 -120。。
[0018]如上所述的管道密封連接裝置中，所述密封圈徑向方向上的預壓縮比為19% -23%。
[0019]如上所述的管道密封連接裝置中，所述密封圈的邵氏硬度為70±5度。
[0020]如上所述的管道密封連接裝置中，所述管道包括:開槽埋管或頂管。
[0021]本實用新型提供的管道密封連接裝置，由于密封圈與所述密封槽之間設置有空腔，當管道內水壓力增強時，將密封圈推向空腔，使得密封圈壓縮變形，提高了密封圈徑向方向上的壓縮比，例如最大壓縮比通常設置為27% -38%，最高承受內壓可達2.5Mpa，因此承受內壓的水平較高。且由于初始安裝時密封圈徑向方向上的預壓縮比較小，例如通常設置為19% -23%，在套筒與管道連接時更容易安裝。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為現有的管道密封連接裝置的結構示意圖；
[0023]圖2為本實用新型提供的管道密封連接裝置一個實施例的結構示意圖；
[0024]圖3為圖2所示實施例中的密封槽的結構示意圖；
[0025]圖4為圖2所示實施例中的密封圈的結構示意圖；
[0026]圖5為圖2所示實施例中的密封圈和密封槽的角度對比一個示意圖；
[0027]圖6為圖2所示實施例中的密封圈和密封槽的角度對比又一個示意圖；
[0028]圖7為圖2所示實施例中裝有密封圈的套筒與管道連接后預壓縮狀態時的壓縮比示意圖；
[0029]圖8為圖2所示實施例中裝有密封圈的套筒與管道連接后初始內壓狀態時的壓縮比示意圖；
[0030]圖9為圖2所示實施例中裝有密封圈的套筒與管道連接后高內壓狀態時的壓縮示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面通過具體的實施例及附圖，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
[0032]圖2為本實用新型提供的管道密封連接裝置一個實施例的結構示意圖。如圖2所示，該裝置具體可以包括:套筒11、管道12和密封圈13，其中:
[0033]套筒11的內壁21上設置有密封槽22，密封槽22的深度從遠離管道12的一端至靠近管道12的一端逐漸減小；
[0034]密封圈13嵌入密封槽22內，密封圈13與密封槽22匹配，且密封圈13與密封槽22之間設置有空腔。
[0035]具體的，本實施例中的管道12按照施工方式的不同具體可以為開槽埋管或頂管等；按照用途的不同，具體可以為輸水管道或污水管道等。密封圈13具體可以為現有的各種具有彈性的軟體密封圈，例如:輸水管道連接采用的三元乙丙橡膠密封圈、污水管道連接采用的氯丁橡膠密封圈等。密封圈13的邵氏硬度具體可以為70±5度(HA)。密封圈13的內壁23上可以設置有多個齒形凹槽，齒形凹槽的形狀具體可以為“V”型等，且齒形凹槽沿密封圈13的圓周方向延伸，齒形凹槽的形變方向為遠離管道12的方向。密封圈13與密封槽22匹配，厚度也逐漸減小，且密封圈13的厚度的最大值與密封槽22的深度的最大值之差大于套筒11的內徑與管道12的外徑之差，密封圈13的外徑的最大值大于套筒11的內徑與密封槽22的深度的最大值之和，密封圈13的外壁24的寬度小于密封槽22的底面25的寬度。
[0036]該裝置的安裝連接過程如下:
[0037]將密封圈13安裝在套筒11內壁21上的密封槽22內，由于密封圈13的外徑的最大值大于套筒11的內徑與密封槽22的深度的最大值之和，因此可以通過密封圈13圓周方向壓縮將其自然推入到密封槽22內，并使密封圈13的一部分在圓周方向上均勻的延展出密封槽22外，最后將密封圈13延展出密封槽22外的部分用相等的壓力同時壓入密封槽22內，確保密封圈13圓周方向上壓縮均勻。密封圈13裝入密封槽22時，密封圈13圓周方向上的壓縮比具體可以為3% -5%。由于密封圈13的外壁24的寬度小于密封槽22的底面25的寬度，因此密封圈13可以完全嵌入密封槽22內，且密封圈13與密封槽22之間還可以留有空腔。
[0038]將安裝有密封圈13的套筒11連接到已固定位置的管道12上，或者將待固定位置的管道12連接到已固定位置且安裝有密封圈13的套筒11上，由于密封圈13的厚度的最大值與密封槽22的深度的最大值之差大于套筒11的內徑與管道12的外徑之差，因此在套筒11與管道12的連接過程中，密封圈13與管道12之間會發生擠壓并產生摩擦力，密封圈13的內壁23上設置有多個齒形凹槽，或者說密封圈13的內壁23上設置有多個齒形凸起，齒形凸起在壓力和摩擦力作用下朝遠離管道12的方向發生形變，同時密封圈13在壓力和摩擦力作用下沿安裝連接過程中管道12相對套管11的位移方向(即圖2中從右向左)位移至密封槽22深度最大的位置，如圖2所示，密封圈13位移至密封槽22的最左端，此狀態下密封圈13的壓縮比即預壓縮比，即管道12內水壓為O時密封圈13的壓縮比，密封圈13的預壓縮比具體可以為19% -23%。
[0039]當管道12內水壓等于或者小于密封圈13的內壁23與管道12的外壁26之間的摩擦力時，密封圈13的位置與形狀保持不變。當管道12內水壓大于密封圈13的內壁23與管道12的外壁26之間的摩擦力時，密封圈13沿安裝連接過程中套管11相對管道12的位移方向(即圖2中從左向右)發生位移，并且在位移過程中，由于密封槽22的深度沿安裝連接過程中套管11相對管道12的位移方向(即圖2中從左向右)逐漸減小，密封圈13的厚度也沿安裝連接過程中套管11相對管道12的位移方向(即圖2中從左向右)逐漸減小，因此密封圈13的壓縮比逐漸增大，即密封圈13最終的抗內水壓性能大于密封圈13初始預壓縮狀態下的抗內水壓性能，且由于密封圈13的內壁23上設置的齒形凸起的形變方向為遠離管道12的方向，因此在內水壓的作用下可以實現自密封，進一步提高了抗內水壓性能。
[0040]進一步的，圖3為圖2所示實施例中的密封槽的結構示意圖，如圖3所示，密封槽22包括第一側面31、底面25和第二側面32，其中:密封槽22的第一側面31與套筒的外壁垂直，密封槽22的第二側面32與密封槽22的底面25之間的夾角等于或者大于90°，密封槽22的底面25與密封槽22的第一側面31呈第一銳角。
[0041]具體的，密封槽22圓周方向的截面形狀具體可以為梯形(密封槽22的第二側面32與密封槽22的底面25之間的夾角等于90° )、三角形(密封槽22的第二側面32與密封槽22的底面25之間的夾角等于180°，即密封槽22的第二側面32與密封槽22的底面25為同一平面)或者如圖3所示的四邊形(密封槽22的第二側面32與密封槽22的底面25之間的夾角大于90°且小于180°，優選角度為110° -120° )。為更具體的描述密封槽22與密封圈13的尺寸配合關系，以DN1500管道密封結構為例，圖3所示的密封槽22各部分的尺寸示例如下:密封槽22的第一側面31的徑向長度，即密封槽22的最大深度為18.3毫米(mm)，密封槽22的底面25的寬度在套筒11的軸向方向上的投影為36mm，密封槽22的底面25與套筒11的軸向方向(即圖3中從左向右)之間的夾角為10.47°，密封槽22的第二側面32與安裝連接過程中管道12相對套管11的位移方向(即圖3中從右向左)之間的夾角為64°。
[0042]進一步的，圖4為圖2所示實施例中的密封圈的結構示意圖，如圖4所示，密封圈13包括的第三側面41和第四側面42，第三側面41和第四側面42分別與密封圈13的內壁23垂直，密封圈13的外壁24與密封圈13的第三側面41呈第二銳角。
[0043]具體的，密封圈13的形狀與圖3所示的密封槽22相配合。為更具體的描述密封槽22與密封圈13的尺寸配合關系，以DN1500管道密封結構為例，圖4所示的密封圈13各部分的尺寸示例如下:密封圈13的第三側面41的徑向長度，即密封圈13的最大厚度為26毫米(mm)，密封圈13的內壁23的寬度即密封圈13的外壁24的寬度在安裝連接過程中套管11相對管道12的位移方向上的投影為35mm，密封圈13的內壁23上的齒形凸起的齒間距為5mm,齒形凸起的高度為7mm,密封圈13的外壁24與密封圈13的圓周方向的夾角為14.66。。
[0044]進一步的，圖5為圖2所示實施例中的密封圈和密封槽的角度對比一個示意圖，圖6為圖2所示實施例中的密封圈和密封槽的角度對比又一個示意圖。如圖5、圖6所示，以圖3所示的密封槽的尺寸和圖4所示的密封圈的尺寸為例，密封槽22的底面25與密封槽22的第一側面31之間的第一銳角大于密封圈13的外壁24與密封圈13的第三側面41之間的第二銳角，且相差4.19°，便于套筒11與管道12之間的安裝連接，避免密封圈13的內壁23的齒形凸起發生傾覆或扭曲。密封槽22的底面25與密封槽22的第一側面31之間的第一銳角與密封圈13的外壁24與密封圈13的第三側面41之間的第二銳角之差具體可以為4° -5°。
[0045]進一步的，圖7為圖2所示實施例中裝有密封圈的套筒與管道連接后預壓縮狀態時的壓縮比示意圖，如圖7所示，以圖3所示的密封槽的尺寸和圖4所示的密封圈的尺寸為例，若套筒11的內徑與管道12的外徑之差為2mm，則預壓縮狀態下密封圈13的壓縮比為19% -22%。
[0046]圖8為圖2所示實施例中裝有密封圈的套筒與管道連接后初始內壓狀態時的壓縮比示意圖，如圖8所示，當水壓逐漸增大時，密封圈13從圖7所示的狀態開始沿安裝連接過程中套管11相對管道12的位移方向(即圖8中從左向右)移動，當密封圈13到達密封槽22的底面與第二側面的相交線時，即初始內壓狀態下密封圈13的壓縮比為20.3% -24%。
[0047]圖9為圖2所示實施例中裝有密封圈的套筒與管道連接后高內壓狀態時的壓縮比示意圖，如圖9所示，當水壓繼續增大時，密封圈13從圖8所示的狀態開始沿安裝連接過程中套管11相對管道12的位移方向(即圖8中從左向右)移動，并發生體積變化，直至密封圈13的齒形凸起趨向壓平，此高內壓狀態下密封圈13的壓縮比急劇增加為27% -38%。
[0048]本實施例提供的管道密封連接裝置，由于密封圈與所述密封槽之間設置有空腔，當管道內水壓力增強時，將密封圈推向空腔，使得密封圈壓縮變形，提高了密封圈徑向方向上的壓縮比,例如最大壓縮比通常設置為27% -38%，最高承受內壓可達2.5Mpa，因此承受內壓的水平較高。且由于初始安裝時密封圈徑向方向上的預壓縮比較小，例如通常設置為19% _23%，在套筒與管道連接時更容易安裝。
[0049]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種管道密封連接裝置，包括套筒、管道和密封圈，其特征在于: 所述套筒的內壁上設置有密封槽，所述密封槽的深度從遠離所述管道的一端至靠近所述管道的一端逐漸減小； 所述密封圈嵌入所述密封槽內，所述密封圈與所述密封槽匹配，且所述密封圈與所述密封槽之間設置有空腔。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述密封圈的內壁上設置有多個凹槽，所述凹槽沿所述密封圈的圓周方向延伸，且所述凹槽的形變方向為遠離所述管道的方向。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述密封圈的厚度的最大值與所述密封槽的深度的最大值之差大于所述套筒的內徑與所述管道的外徑之差。
4.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述密封圈的外徑的最大值大于所述套筒的內徑與所述密封槽的深度的最大值之和。
5.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述密封槽包括第一側面、底面以及第二側面，所述第一側面與所述套筒的外壁垂直，所述第二側面與所述底面之間的夾角等于或者大于90°，所述底面與所述第一側面呈第一銳角； 所述密封圈包括第三側面和第四側面，所述第三側面和所述第四側面分別與所述密封圈的內壁垂直，所述密封圈的外壁與所述第三側面呈第二銳角； 所述第一銳角大于所述第二銳角。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一銳角與所述第二銳角之差為4° -5。。
7.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第二側面與所述底面之間的夾角為110。 -120。。
8.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述密封圈徑向方向上的預壓縮比為19% -23%。
9.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述密封圈的邵氏硬度為70±5度。
10.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述管道包括:開槽埋管或頂管。
【文檔編號】F16L17/025GK203836427SQ201420238732
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】朱文國, 唐愛華, 衛榮, 俞桂華 申請人:上海耀華玻璃鋼有限公司