可挠性伸长的管接头及其装配方法

摘要

可挠性伸长的管接头包括第一圆柱形主体,每个球面环件形成特定球形外表面;第二圆柱形主体,具有插入第一圆柱形主体的槽,该槽设在其端部,有一止动件;安装于两个外圆面上的第三圆柱形主体,有一对外壳套管,每个套管都有可滑动的球形内圆面和在其两端的连接部分,其中第三圆柱形主体在第二圆柱形主体插入其中的侧面端部内圆面都被倒角,倒角为16°或更大;止动件被装于第二圆柱形主体的外圆面上,形成闭环形状。

说明书

本发明涉及可挠性伸长的管接头及其装配方法，具体地说，涉及一种可挠性伸长的管接头，它能很容易地被装卸，用于连接水管，而且由于它的伸长挠性，即使被加以过度的外力时，也可将该外力吸收，避免管子被毁坏，本发明还与这种管接头的装配方法有关。

对于现有的管子，如设在地上或地下的长水管来说，由于地面沉降或地震，要受到各种外力，如沿各种轴向的压力、拉力，或者沿与管子轴向垂直方向的剪切力和弯矩。如果外力较大，就会有应力集中在连接现有管子的管接头上，会使管接头部分毁坏。因此，必须吸收加给水管部分的外力，避免管接头受到损伤。

通常，具有其自身可伸长和收缩结构的管接头得到开发，以便吸收外力，防止破坏，但由于这种管接头只有伸缩移动，移动的范围是二维的，而且这种结构并不足以克服因地面沉降或地震所致的外力。

为解决这一问题，通过采用以球形表面互相接触，便于滑动的结构，开发出一种具有三维挠性的管接头。这种情况如图10所示，这种可挠性伸长的管接头A包括第一圆柱体1、第二圆柱体2和第三圆柱体3，并通过螺栓10及螺母11在相对的法兰6处与主体管B相连。第一圆柱体1包括一对球面环件1，1，由铸铁制成，并形成特定的球形外圆表面4。第二圆柱体2包括铸铁制成的套管2，它被插入第一圆柱体1中，用于相对该圆柱体的轴向相对移动。第三圆柱体3包括一对铸铁制成的外壳套管3，3。第三圆柱体3具有内圆表面5，用以安装在第一圆柱体1的外圆表面4上，并在其相对的端部形成法兰，作为连接部分。由于按这种方式形成的可挠性伸长的管接头A，所述套管2、球面环件1，1和两个外壳套管3，3互相连接，使得它们能够伸缩，彼此相对移动。每个外壳套管3，3的端部3a被盖有保护橡胶罩7，以防止泥、沙以及灰尘等进入滑动部分。

另外，在球面环件1，1的内周圆面处形成圆环周槽1a。此圆环周槽1a的内侧支撑一个呈C-形的、其截面成角度的不锈钢锁紧环17，它被固定安装到在靠近套管2端部的外圆面上形成的凹槽中。借助这一支撑，使球面环件1与套管2沿轴向的相对移动范围受到限制。图10中的参考标号8和9表示橡胶密封圈。

在这种管接头情况下，当球面环件1的外圆表面4摆动而在外壳套管3的内周圆面上滑动时，套管2的外圆面接触外壳套管3的端部3a，使摆动范围受到限制，不过这个范围被设定成一个恒定的小角度范围。也就是说，外壳套管3端部的内圆面被倒角，其角恒定地设定为15°，于是所述管接头的摆动范围被限定为一恒定值。

不过，为了适应剧烈的地震或地面随时间的沉降变化，急需发展具有良好伸缩挠性并且即使加给较大的外力也能展示其功能的小型可挠性伸长管接头。

于是，本发明人经多年研制尽力开发可挠性伸长的管接头，他们最终改进了普通可挠性伸长的管接头，并完成一种可挠性伸长的管接头，这种接头具有较大的伸缩挠性，并可使其尺寸减小，能很强地抵抗外力。

本发明的一种可挠性伸长的管接头包括具有一对球面环件的第一圆柱形主体，每个球面环件形成特定的球形外表面；还包括第二圆柱形主体，它具有插入第一圆柱形主体的槽，用以沿其轴向相对移动，该槽设在其端部，有一止动件，用以限制其相对于第一圆柱形主体的伸缩移动；还包括安装在两个外圆面上的第三圆柱形主体，它有一对外壳套管，每个套管都有可滑动的球形内圆面和在其两端的连接部分，其中每个第三圆柱形主体在第二圆柱形主体插入其中的侧面的端部内圆面都被倒角，倒角为16°或更大些，止动件被装于第二圆柱形主体的外圆面上，并形成闭环形状。

采用这种结构，与普通管接头相比第二圆柱形主体的弯角加大，因此可使整个管接头的长度缩短，尺寸及制作成本都减少，同时还使重量减轻，使装配操作方便。另外，即使受到较大外力，由于止动件被加强，就使得该止动件具有较大的阻力，此止动件也不容易从第二圆柱形主体脱出。因此，即使突然受到诸如地震等较大外力，也能强有力地保持管接头的伸缩挠性。

于是，按照本发明，能够提供一种小型管接头，它能强有力地抵抗外力，并有较大的伸缩挠性。

最好使所述倒角为16-20°，并将此倒角设定成随第二圆柱形主体的内径越大它越小。

通常将一密封件插入第一和第三圆柱形主体的滑动面之间，以增强防水性，不过，按上述结构，如果使第二圆柱形主体的弯角加大，就能减小插入在第一和第三圆柱形主体的滑动面之间的密封件因第二圆柱形主体的旋转运动而脱出的可能性。如果所述倒角超过20°，就有可能使密封件随第二圆柱形主体的转动而脱出，这是不希望的。

最好通过固定装置使一连接夹具与C-形环相连，使所述止动件制成闭合的环形。

采用这种结构，即使有诸如剧烈地震等较大外力加到管接头上，也可以使得止动件不易从第二圆柱形主体脱出，从而使整个管接头强固，这是方便的。

最好通过焊接一个C形环使所述止动件形成闭环形状。

采用这种结构，还能使所述止动件不易从第二圆柱形主体脱出，从而可使整个管接头强固，这是方便的。另外，由于焊接操作的效率高，具有现场操作方便的优点。

另外，按照本发明可挠性伸长的管接头的装配方法，其中的管接头包括，以彼此沿其轴向滑动方式安装的第一和第二圆柱形主体，并由环形周槽的槽形周圆表面限制第一和第二圆柱形主体沿轴向的滑动移动范围，所述环形周槽形成于第一圆柱形主体的内圆面上，还包括被固定安装在第二圆柱形主体的外圆面上的止动件，所述装配方法包括以下步骤：在所述第一圆柱形主体的内圆面中形成切口部分，用于得到环形周槽，还形成第一圆柱形主体的外圆面；将C形环状止动件插入所述环形周槽内，该止动件是在沿其圆周方向的一部分处被切口并能沿其径向变形的，而所述环形周槽被作成沿其直径方向比所述止动件的厚度深；将所述第二圆柱形主体插入所述第一圆柱形主体内，而第一圆柱形主体要插入所述止动件；在所述第二圆柱形主体的外圆面上沿轴向相对移动所述止动件，所述第二圆柱形主体被插入所述第一圆柱形主体内，同时以弹性方式沿其直径在所述环形槽内增大的方向改变所述止动件的形状，从而将所述止动件安装在所述第二圆柱形主体的外圆面内所形成的凹槽内；并连接沿所述止动件圆周方向形成的切口部分。

采用本方法，为了对抗剧烈地震或随地面沉降时间的变化，急需提供小型可挠性伸长的管接头，它具有伸缩挠性，而且即使加给较大的外力，也能强烈地显示其作用。

最好通过螺旋连接一块平板部件实现所述止动件切口部分的连接步骤。

采用本方法，因连接操作容易，所以便于现场实施这种作业。

最好通过焊接实现所述止动件切口部分的连接步骤。

采用本方法，因便于作业保护，所以可以提高作业效率，这是方便的。

图1是本发明可挠性伸长管接头的局部剖面正视图；

图2是所示止动件的侧视图，其中图2(a)表示整体结构，图2(b)以放大方式表示图2(a)中的A部分；

图3-6是用于说明本发明可挠性伸长管接头装配方法的示意图；

图7是表示另一种实施例的止动件的侧视图；

图8是用于说明图7所示止动件安装方法的示意图，其中图8(a)是平面图，图8(b)是安装止动件所用平板部件的侧视图；

图9是表示一种改型止动件的平面视图；

图10是普通挠性伸长管接头的剖面正视图。

以下将参照附图详细说明本发明可挠性伸长管接头的几种实施例。

图1是本发明可挠性伸长管接头的局部剖面正视图。图1中用相同的参考标号表示具有与图10相同功能的各部件。由于本实施例的可挠性伸长管接头侧向对称，所以图1中只表示一个侧面。

这种可挠性伸长的管接头A包括第一圆柱形主体1、第二圆柱形主体2和第三圆柱形主体3，而且本接头通过螺栓(未示出)和螺母(未示出)被连接于设在一个主体管(未示出)相对端部上的法兰6处。第一圆柱形主体1包括球面环件1，它由铸铁制成，并形成特定的球形外圆表面4。第二圆柱体2包括铸铁制成的套管2，它被插入第一圆柱体1中，用以相对该圆柱体的轴向相对移动。第三圆柱体3包括一对铸铁制成的外壳套管3。第三圆柱体3具有内圆表面5，用以安装在第一圆柱体1的每个外圆表面4上，并在其相对的端部形成法兰6，作为连接部分。法兰6并非必须形成于外壳套管3的相对端部，在某些情况下，可将外壳套管3制成一个管子。由于按这种方式形成的可挠性伸长的管接头A，所述套管2、球面环件1，1和两个外壳套管3，3互相连接，使得它们能够伸缩，彼此相对移动。外壳套管3的端部3a被盖有保护橡胶罩(未示出)。

另外，在球面环件1的内圆面处形成圆环周槽1a。此圆环周槽1a的内侧支撑一个具有成角度之截面的不锈钢锁紧环27，作为止动部件，它被固定安装到在靠近套管2端部的外圆面上形成的凹槽中。借助这一支撑，使球面环件1与套管2沿轴向的相对移动范围受到限制。橡胶密封圈8和9被安放在球面环件1、套管2和外壳套管3之间。这里的锁紧环27与图10中所示部分具有切口的C形锁紧环不同，它被制成闭合的O形。

外壳套管3端部3a的内圆面被倒角，倒角θ相对水平面为18°。通过形成这样的倒角，就能增大套管2的转角，因此在相同的偏移量(沉降量)的情况下，可使管接头的整个长度缩短。例如，在套管公称尺寸为Φ75mm的情况下，对于普通管接头需要有1530mm的整体长度，而本实施例中的整体长度为1150mm。因此，可使整个管接头的尺寸减小，可使材料的成本降低，还可减少重量。

最好将套管公称尺寸与倒角之间的关系设定成，使该倒角随着公称尺寸的增大而减小。这是因为如果套管2的转角随着套管的转动而增大，则球面环件1面向下，以便出来，因此，最好此倒角在不使球面环件1出来的范围内增大。

以下说明闭环27。如图2(a)所示，锁紧环27在邻近其切口部分K的左右两端被制成螺孔27b，并且左右外侧的孔27a可插入后面将会述及的装配卡具的末端。在它们中间，螺孔27b被形成于凹入部分27c上，这个凹入部分的厚度比锁紧环27小。图2(b)以放大的方式表示图2(a)中的A部分(切口部分)。如图2(b)所示，把带有两个螺孔12a的平板部件12固定到锁紧环27的凹入部分27c，将螺栓13插入并安装到螺孔27b和12a中，从而将锁紧环27的切口连接起来。于是，本实施例的锁紧环27表现为闭合的O形环状。所述平板至少被制成一个长孔12a，用以安装螺栓13，使其易于被栓入。

如果按这种方式把锁紧环27制成闭合的O形环状，与C形环状锁紧环相比，它的强度明显增强，即使把诸如强烈地震等外力加在这种管接头上，这种锁紧环也不会从套管2中出来，而且当把本管接头用于水管时，还能保持所需的防水性能。

以下将说明可挠性伸长管接头的装配方法。

如图3所示，把可弹性变形的C形锁紧环27插入到切口部分1b中，使锁紧环27的直径方向落在球面环件1的轴向方向。在把锁紧环27插入到圆环周槽1a中之后，令锁紧环27在圆环周槽1a内转动，使锁紧环27取与球面环件1共轴的位置。

继而如图4所示，把密封圈9安装在外壳套管3上，给其中插有锁紧环27的球面环件1的周缘表面和密封圈9加以适量的润滑油，把球面环件1插入切口部分3b，使锁紧环27的直径方向落在外壳套管3的轴向方向。转动球面环件1，同时使其与球形内圆面3c滑移，使球面环件1的姿态变成与外壳套管3共轴。

球面环件1的啮合槽1c位于沿球面环件1插入方向的上部，将密封圈8插入到此啮合槽1c中。

进而参照图5，将适量的润滑油加给密封圈8和套管2的周缘面上。继而，利用杠杆件、推压螺栓等将套管2插入球面环件1的内圆面。

再如图6所示，从开口的封闭部件处将一夹具14插入外壳套管3的扩张部分6，使夹具14的顶端卡住锁紧环27相对的两端处形成的孔27a。然后，用夹具14夹住锁紧环27，同时使其沿增大其直径的方向弹性变形，并使其沿套管2的外圆面移动，将其固定安装于凹槽2a中。

这之后通过螺栓13将平板部件12连接于锁紧环27相对的两端之间。

最后，把橡胶罩7安装在外壳套管3上，完成装配。[本发明另外的实施例]

(a)图7表示另一实施例的锁紧环37。与上面所述的锁紧环27类似，锁紧环37在其切口K附近的左右两端制成有孔37a，可将装配夹具的端部插入孔37a中。另外图8(a)以放大的方式表示图7中的B部分。如图8(a)所示，制成凹槽37b，它小于锁紧环37的厚度。如图8(b)所示，将被制成有两个焊接孔32a的焊接板件32装入凹槽37b中，在插入焊丝的情况下焊接焊孔32a，由此焊接板件32将锁紧环37的切口部分K连在一起。不仅焊孔32a，还有将焊接板件32装于其上的周缘部分都可被焊接。可如可挠性伸长管接头装配方法中所叙述的那样，在把锁紧环37安装于套管2的外圆面上之后实现这种焊接作业。

(b)另外，图9表示通过焊接连接锁紧环37切口部分K的改型。在这种改型中，将宽度略小于锁紧环37切口部分K的间隔部件33插入切口部分K的间隙中。也即，焊接间隔部件33的插入周缘部分，使锁紧环37的切口部分K与间隔部件33连在一起。间隔部件33的两个拐弯处被倒角，这些部分形成顶部开口结构。也就是说，有如图9所示，把间隔部件33安装到切口部分K，并沿关于纸面垂直方向焊接二拐角处。采用这种改型，可使锁紧环像上述其它实施例那样被强固。