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一种具有无级变化压缩比的承插式管道密封接口的制作方法

2022-05-17 21:28:12 来源:中国专利 TAG:
1.本发明属于承插式管道生产
技术领域
:,具体地涉及一种具有无级变化压缩比的承插式管道密封接口。
背景技术
::2.球墨铸铁管是给排水工程常用管材,但目前的主要输送介质为低温的水介质,接口的密封主要依靠接口部件对胶圈的压缩,压缩程度可以称为压缩比,胶圈的压缩比与接口部件的公差关系较大,如图4所示为一种已公开的现有接口密封胶圈自然状态下的剖面图,该密封胶圈的结构分两部分,分别为支撑部分和密封部分,如图4所示,接口安装后,即为如图5所示,其压缩比用公式表达为:3.压缩比(%)=[(φb-g)/φb]×100%[0004]其中φb为密封胶圈在自然状态时的球状密封部位的直径;[0005]g为接口密封部位的两个环面,即图5所示,对应的环形密封面和插口外壁环面形成的间隙的高度值,当接口安装完毕后,g的高度即为胶圈压缩后的厚度;而g值与构成接口的承口、插口的制造公差直接相关,作为铸造产品,承插口的公差范围相对机加工要大得多,也因此,压缩比实际大小变化很大,根据不同的接口设计原理,大约可以从20%到50%,以适应密封间隙变化较大的工况,保证密封效果。[0006]对于任意一支生产出来的合格产品安装后形成的压缩比是不同的,当遇到压缩比比较大的接口时,虽然可以保证常温水的密封,但对于高温的水介质,高压缩比会使胶圈产生更快的老化现象,从而导致胶圈的密封失效,有关温度和压力对胶圈老化的影响,已经有相关研究论文,如下:熊英等研究者发表于装备环境工程期刊(2012年06月第九卷第三期)的文章:《丁腈橡胶应力加速老化行为的研究》,文章以丁腈橡胶为例,对其在不同温度下的不受应力、受弯曲应力、受拉伸-弯曲组合应力情况下的胶圈贮存寿命进行了加速老化计算,列表如下:[0007]表1不同应力作用下nbr在试验温度下的寿命预测值[0008]table1storagelifeofnbratdifferentemperatureandunderdifferentslress[0009][0010]从表中明显可以看出,在相同的温度状态,从无应力作用到弯曲应力作用,再到拉伸-弯曲作用,其寿命预测值大幅降低,以120℃为例,从无应力作用到拉伸-弯曲作用,其寿命缩短为约原寿命的百分之一,影响巨大。在以上论文的指导下,进行了密封胶圈自然状态和安装、压缩状态下的实际试验,结果与论文趋势一致,甚至出现了高温、高压缩比下的短期破坏现象。因此,在输送介质为高温水的工况下,需要严格要求接口部件的公差,这将给生产系统带来极大难度,同时,大大提高废品率。技术实现要素:[0011]本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,本发明提出一种可以实现压缩比无级变化的密封接口,即在任意一个产品连接后形成的密封接口处,都存在合适的、能够适应高温工况的压缩比,保证高温水介质输送的密封性和高寿命。[0012]本发明采用的技术方案为:[0013]一种具有无级变化压缩比的承插式管道密封接口,包括承口、插口和密封胶圈,所述密封胶圈由支撑部和密封部构成;所述承口的锥形密封面与剖切面相交的第三交线段与水平面形成∠a;所述密封胶圈的密封部的内表面和剖切面相交的第一交线与密封部外表面和剖切面相交的第二交线相互平行;所述第三交线段近管道轴线的端点到插口表面的距离为g1,所述第三交线段远离管道轴线的端点到插口表面的距离为g2;[0014]所述第一交线与第二交线之间的垂直距离t与密封接口安装完毕的密封间隙g1和g2的比例关系为:[0015]1>g1/g2≥0.7。[0016]进一步地,所述∠a值为1°~5°。[0017]进一步地,所述密封胶圈的密封部的邵尔硬度a处于50°~75°之间。[0018]进一步地,所述密封胶圈的支撑部的邵尔硬度a处于75°~90°之间。[0019]本发明获得的有益效果为:在现有球墨铸铁管道公差范围不变的前提下,实现任意一个由管道安装连接形成的接口的胶圈密封比值是一个连续的无级变化的范围,而不再是相对固定的某个值,保证接口总存在一个最优的密封压缩比值适合高温水介质的长期、安全密封。附图说明[0020]图1为本发明提供的承口部分的剖面图;[0021]图2为本发明提供的接口密封胶圈自然状态下的剖面图;[0022]图3为本发明提供的密封接口在安装状态下的剖面图;[0023]图4为一种已公开的现有接口密封胶圈自然状态下的剖面图;[0024]图5为一种已公开的现有接口在安装状态下的剖面图;[0025]其中,1代表承口、2代表密封胶圈、3代表支撑部、4代表密封部、5代表第一交线、6代表第二交线、7代表第三交线。具体实施方式[0026]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。[0027]如图1-3所示,一种具有无级变化压缩比的承插式管道密封接口,包括承口1、插口和密封胶圈2,所述密封胶圈2由支撑部3和密封部4构成;所述承口1的锥形密封面与剖切面相交的第三交线段7与水平面形成∠a;所述密封胶圈2的密封部4的内表面和剖切面相交的第一交线5与密封部4外表面和剖切面相交的第二交线6相互平行;所述第三交线段7近管道轴线的端点到插口表面的距离为g1,所述第三交线段7远离管道轴线的端点到插口表面的距离为g2;所述第一交线5与第二交线6之间的垂直距离t与密封接口安装完毕的密封间隙g1和g2的比例关系为:1>g1/g2≥0.7。所述∠a值为1°~5°。所述密封胶圈2的密封部4的邵尔硬度a处于50°~75°之间。所述密封胶圈2的支撑部3的邵尔硬度a处于75°~90°之间。[0028]实施步骤如下:[0029]首先,将如图2所示的本发明密封胶圈2安装至本发明承口1内对应位置,然后,推动插口插入本发明承口1内,安装到位后,如图3所示。此时,因为承口1的锥形密封面存在∠a的原因,密封胶圈2受到的压缩程度从图3所示的锥形密封面左侧到右侧呈线性递减趋势,即压缩比值为某一无级变化的范围,即任意两支具体的产品通过承插口安装连接形成的接口都同时具有某个范围内的一系列压缩比值。[0030]实施例:[0031]当本接口的承口1锥形密封面尺寸处于公差上限,同时插口外壁尺寸处于公差下限,即g1、g2值处于最大值时,锥形密封面左侧处和锥形密封面右侧处的压缩比均处于最低值,保证压缩比值处于15%到31%之间,且至少有从锥形密封面左侧处到锥形密封面中点处的压缩比处于23%到29%之间,可以有效保证密封效果,且保证输送高温水介质时的长期寿命。[0032]当本接口的承口1锥形密封面尺寸处于公差下限,同时插口外壁尺寸处于公差上限,即g1、g2值处于最小值时,锥形密封面左侧处和锥形密封面右侧处的压缩比均处于最高值,保证压缩处于31%到42%之间,且至少有从锥形密封面中点处到锥形密封面右侧处的压缩比处于31%到36.5%之间,可以有效保证密封效果,且保证输送高温水介质时的长期寿命。[0033]以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本
技术领域
:的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些

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