CN113339603B - 一种承插式接口及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种承插式接口，包括：插口；承口，内壁具有：第一、二内环槽，第一内环槽由第一槽挡面、第一槽顶面、第一槽锥面围成；第二内环槽由第二槽锥面、第二槽顶面、第三槽锥面围成；第一槽锥面与第二槽锥面圆滑过渡；密封圈，由硬质橡胶环和软质橡胶环组合而成，硬质橡胶环上具有与第一内环槽配合的第一凸缘，软质橡胶环上具有与第二内环槽部分贴合的第二凸缘；硬质橡胶环与软质橡胶环的分界环面大径落入第二槽锥面的范围内；密封圈内孔与插口的外径紧配合压缩贴接。同时，本发明还公开了上述承插式接口的安装方法。本发明的目的旨在以不同硬度组成的橡胶部对承插管的两连接端进行密封，在承受相对滑移和偏转时，依然具有良好密封性。

Description

一种承插式接口及其安装方法

技术领域

本发明涉及管道辅设技术领域，尤其涉及一种承插式接口及其安装方法。

背景技术

承插管是指为了连接管道/件或分叉管道，把管道两端分别制成承口与插口，把一管道的插口***另一管道的承口内，然后密封接缝。承插连接主要用于带承插接头的铸铁管、混凝土管、陶瓷管、塑料管、钢管等，有刚性承插连接和柔性承插连两种。刚性承插连接是用管道的插口***管道的承口内，对位后先用嵌缝材料嵌缝，然后再用密封材料密封，使之成为一个牢固的封闭整体。柔性承插连接接头是在管道承插口的止封口上放入富有弹性的橡胶圈，然后施力将管子插端***，形成一个能适应一定范围内的位移、振动及偏转的封闭管。

目前，对承插管连接结构考量的主要技术指标，一是连接处密封结构的合理性，要求管的两连接端能在一定范围内承受相对滑移和偏转后，依然具有良好的密封性；二是要求连接处能够相对较顺畅的安装，而又不损坏密封处相应部位的结构。然而，现有技术中的承插式管件连接密封结构还不尽合理，还有较大的改进空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种承插式接口及其安装方法，以不同硬度组成的橡胶部分别对承插管的两连接端进行支撑、密封，使得两连接端能在一定范围内承受相对滑移和偏转后，依然具有良好的密封性。

为实现以上目的，第一方面，本发明提供了一种承插式接口，包括：

插口；

承口，内径与插口外径插接配合，承口内壁沿进口至出口方向依次具有：第一内环槽、第二内环槽，所述第一内环槽由管内靠近进口侧的第一槽挡面、第一槽顶面、以及远离进口侧的第一槽锥面围合而成；所述第二内环槽由管内靠近进口侧的第二槽锥面、第二槽顶面、以及远离进口侧的第三槽锥面围合而成；所述第一槽锥面的末侧边界与第二槽锥面的首侧边界圆滑过渡，所述第一槽锥面沿进口至出口方向的口径呈渐缩状设置，相应地，第二槽锥面沿进口至出口方向的口径呈渐扩状设置；以及

密封圈，其沿进口至出口方向由硬质橡胶环和软质橡胶环组合而成，所述硬质橡胶环上靠近进口侧具有与第一内环槽配合的第一凸缘，相应地，软质橡胶环上具有与第二槽锥面、第二槽顶面贴合的第二凸缘；其中，硬质橡胶环与软质橡胶环的分界环面的大径落入第二槽锥面的坡段范围内；密封圈内孔与插口的外径紧配合压缩贴接，且硬质橡胶环与软质橡胶环的分界环面的小径小于插口的外径。

在一些实施例中，所述第一凸缘与第一内环槽内的第一槽锥面的配合接触面上同轴开设环状开口槽。

在一些实施例中，所述环状开口槽于第一槽锥面的坡段范围内间隔开设多条。

在一些实施例中，所述密封圈的内孔沿进口至出口方向呈渐缩状设置，且靠近进口侧的内孔与插口的外径间隙配合，相应地，远离进口侧的内孔与插口的外径紧配合。

在一些实施例中，所述分界环面的小径也落入第二槽锥面的坡段范围内。

在一些实施例中，所述硬质橡胶环的邵氏硬度为85～91，所述软质橡胶环的邵氏硬度为45～55。

在一些实施例中，位于第一槽锥面的末侧边界与第二槽锥面的首侧边界圆滑过渡处对应贴合处的硬质橡胶环上截面压缩率为20％～25％。

在一些实施例中，所述软质橡胶环远离进口的一侧截面为外凸的弧状设置。

第二方面，本发明还提供了一种上述承插式接口的安装方法，包括如下步骤：

S1、插接安装前准备：将插口、承口的安装部位清理干净；

S2、安装密封圈：将密封圈装入承口内，其中，硬质橡胶环上的第一凸缘卡入第一内环槽内；相应地，软质橡胶环上的第二凸缘卡至第二内环槽中；

S3、插接安装：将插口端沿轴向从承口的进口处***，经密封圈的内孔后，插至与第三槽锥面抵接。

在一些实施例中，所述步骤S3中，***安装时可边绕轴线相对转动插口、承口的同时沿轴线方向***。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供的承插式接口及其安装方法，以不同硬度组成的橡胶部分别对承插管的两连接端进行支撑、密封，使得两连接端能在一定范围内承受相对滑移和偏转后，依然具有良好的密封性。

此外，第一凸缘与第一槽锥面的接触面上，具有环状开口槽，一方面，当插口***时，对硬质橡胶环形成挤压，而这里的环状开口槽可以容纳吸收一部分硬质橡胶环上的弯折变形；另一重要方面，相对于平整光面而言，环状开口槽增强了与第一槽锥面上的抓合力，使其更不容易产生相对滑移。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例的主视结构示意图；

图2为本发明图1中的主剖结构示意图；

图3为本发明图2中A处局部放大结构示意图；

图4为本发明图2中插接安装完成时的剖视结构示意图。

图中：1、插口；2、承口；21、第一内环槽；211、第一槽挡面；212、第一槽顶面；213、第一槽锥面；22、第二内环槽；221、第二槽锥面；222、第二槽顶面；223、第三槽锥面；3、密封圈；31、硬质橡胶环；311、第一凸缘；312、环状开口槽；32、软质橡胶环；321、第二凸缘；33、分界环面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，本发明实施例提供了一种承插式接口，包括：

插口1；插口1端口处还具有便于安装、导向的锥面，锥度可以为0.4左右；

承口2，内径与插口1外径插接配合，可以为小间隙配合，承口2内壁沿进口至出口方向依次具有：第一内环槽21、第二内环槽22，所述第一内环槽21由管内靠近进口侧的第一槽挡面211、第一槽顶面212、以及远离进口侧的第一槽锥面213围合而成，更具体地，第一槽挡面211可以垂直于承口2轴线设置，也可以沿进口至出口方向呈渐扩状的锥面设置，其锥面的纵切截线与轴线的夹角可以大于70°小于90°，第一槽顶面212可以为圆柱面，另外，第一槽挡面211、第一槽顶面212、第一槽锥面213均圆滑过渡相接；所述第二内环槽22由管内靠近进口侧的第二槽锥面221、第二槽顶面222、以及远离进口侧的第三槽锥面223围合而成；所述第一槽锥面213的末侧边界与第二槽锥面221的首侧边界圆滑过渡，第一槽锥面213与第二槽锥面221相接处形成的截面呈波谷状，所述第一槽锥面213沿进口至出口方向的口径呈渐缩状设置，第一槽锥面213上的纵切截线与轴线的夹角为35°～45°，相应地，第二槽锥面221沿进口至出口方向的口径呈渐扩状设置，第二槽锥面221上的纵切截线与轴线的夹角为15°～25°；以及

密封圈3，其沿进口至出口方向由硬质橡胶环31和软质橡胶环32组合而成，所述硬质橡胶环31上靠近进口侧具有与第一内环槽21配合的第一凸缘311，相应地，软质橡胶环32上具有与第二槽锥面221、第二槽顶面222贴合的第二凸缘321，即第一凸缘311与第二凸缘321之间连接形成与波谷状坡面相适配的凹面部；其中，硬质橡胶环31与软质橡胶环32的分界环面33的大径落入第二槽锥面221的坡段范围内；密封圈3内孔与插口1的外径紧配合压缩贴接，且硬质橡胶环31与软质橡胶环32的分界环面33的小径小于插口1的外径。

本发明的承插式接口结构，一方面，当将密封圈3放置于承口内后，再插接插口1过程中，通过第一槽锥面213在摩擦力的作用下对密封圈3上的第一凸缘311形成阻挡，来抵御插口1外径对密封圈3内孔的插接滑动摩擦力，保证密封圈3不会随插口1移动，而且硬质橡胶环31还能起到硬性支撑的作用；另一方面，在后续使用过程中，软质橡胶环32部在管内压力作用下填充压紧于插口1外径、第二槽锥面221、第二槽顶面222上，又保证了良好的密封性；可以理解地，以不同硬度组成的橡胶部分别对承插管的两连接端进行支撑、密封，使得两连接端能在一定范围内承受相对滑移和偏转后，依然具有良好的密封性。

为了改善插口1***时，密封圈3的抗阻性能，本发明的实施例中，可选地，所述第一凸缘311与第一内环槽21内的第一槽锥面213的配合接触面上同轴开设环状开口槽312。可以理解地，第一凸缘311与第一槽锥面213的接触面上，具有环状开口槽312，一方面，当插口1***时，对硬质橡胶环31形成挤压，而这里的环状开口槽312可以容纳吸收一部分硬质橡胶环31上的弯折变形；另一重要方面，相对于平整光面而言，这种齿状接触结构，环状开口槽312增强了与第一槽锥面213上的抓合力，使其更不容易产生相对滑移。

进一步地，所述环状开口槽312于第一槽锥面213的坡段范围内间隔开设多条，优选设置两条，开口处所占面积不能超过第一槽锥面213面积的1/4。

由于管件的质地较重、尺寸较大，为方便安装，本发明的实施例中，可选地，所述密封圈3的内孔沿进口至出口方向呈渐缩状设置，且靠近进口侧的内孔与插口1的外径间隙配合，相应地，远离进口侧的内孔与插口1的外径紧配合。

进一步地，所述分界环面33的小径也落入第二槽锥面221的坡段范围内。

再进一步地，所述硬质橡胶环31的邵氏硬度为85～91，所述软质橡胶环32的邵氏硬度为45～55。

又进一步地，位于第一槽锥面213的末侧边界与第二槽锥面221的首侧边界圆滑过渡处对应贴合处的硬质橡胶环31上截面压缩率(图4中的δ，即δ＝(截面处原始厚度-截面处压缩后厚度)/截面处原始厚度*100％)为20％～25％。

本发明的实施例中，可选地，所述软质橡胶环32远离进口的一侧截面为外凸的弧状设置。

第二方面，本发明还提供了一种上述承插式接口的安装方法，包括如下步骤：

S1、插接安装前准备：将插口1、承口2的安装部位清理干净；

S2、安装密封圈：将密封圈3装入承口2内，其中，硬质橡胶环31上的第一凸缘311卡入第一内环槽21内；相应地，软质橡胶环32上的第二凸缘321卡至第二内环槽22中，软质橡胶环32具体与第二槽锥面221、第二槽顶面222接触；

S3、插接安装：将插口1端沿轴向从承口2的进口处***，经密封圈3的内孔后，插至与第三槽锥面223抵接。

为了减少插口1***安装时，其带动密封圈3前移的力，本发明的实施例中，可选地，所述步骤S3中，***安装时可边绕轴线相对转动插口1、承口2的同时沿轴线方向***，可以一边正反转交替转动一定角度，一边沿轴线***。为了减小行进阻力，***安装前可在插口1外径上涂覆润滑剂。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (8)

1.一种承插式接口，其特征在于，包括：

插口（1）；

承口（2），内径与插口（1）外径插接配合，承口（2）内壁沿进口至出口方向依次具有：第一内环槽（21）、第二内环槽（22），所述第一内环槽（21）由管内靠近进口侧的第一槽挡面（211）、第一槽顶面（212）、以及远离进口侧的第一槽锥面（213）围合而成；所述第二内环槽（22）由管内靠近进口侧的第二槽锥面（221）、第二槽顶面（222）、以及远离进口侧的第三槽锥面（223）围合而成；所述第一槽锥面（213）的末侧边界与第二槽锥面（221）的首侧边界圆滑过渡，所述第一槽锥面（213）沿进口至出口方向的口径呈渐缩状设置，相应地，第二槽锥面（221）沿进口至出口方向的口径呈渐扩状设置；以及

密封圈（3），其沿进口至出口方向由硬质橡胶环（31）和软质橡胶环（32）组合而成，所述硬质橡胶环（31）上靠近进口侧具有与第一内环槽（21）配合的第一凸缘（311），相应地，软质橡胶环（32）上具有与第二槽锥面（221）、第二槽顶面（222）贴合的第二凸缘（321）；其中，硬质橡胶环（31）与软质橡胶环（32）的分界环面（33）的大径落入第二槽锥面（221）的坡段范围内；密封圈（3）内孔与插口（1）的外径紧配合压缩贴接，且硬质橡胶环（31）与软质橡胶环（32）的分界环面（33）的小径小于插口（1）的外径；

其中，所述第一凸缘（311）与第一内环槽（21）内的第一槽锥面（213）的配合接触面上同轴开设环状开口槽（312）；

所述环状开口槽（312）于第一槽锥面（213）的坡段范围内沿轴向间隔开设多条。

2.根据权利要求1所述的承插式接口，其特征在于，所述密封圈（3）的内孔沿进口至出口方向呈渐缩状设置，且靠近进口侧的内孔与插口（1）的外径间隙配合，相应地，远离进口侧的内孔与插口（1）的外径紧配合。

3.根据权利要求2所述的承插式接口，其特征在于，所述分界环面（33）的小径也落入第二槽锥面（221）的坡段范围内。

4.根据权利要求3所述的承插式接口，其特征在于，所述硬质橡胶环（31）的邵氏硬度为85~91，所述软质橡胶环（32）的邵氏硬度为45~55。

5.根据权利要求4所述的承插式接口，其特征在于，位于第一槽锥面（213）的末侧边界与第二槽锥面（221）的首侧边界圆滑过渡处对应贴合处的硬质橡胶环（31）上截面压缩率为20%~25%。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的承插式接口，其特征在于，所述软质橡胶环（32）远离进口的一侧截面为外凸的弧状设置。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的承插式接口的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、插接安装前准备：将插口（1）、承口（2）的安装部位清理干净；

S2、安装密封圈：将密封圈（3）装入承口（2）内，其中，硬质橡胶环（31）上的第一凸缘（311）卡入第一内环槽（21）内；相应地，软质橡胶环（32）上的第二凸缘（321）卡至第二内环槽（22）中；

S3、插接安装：将插口（1）端沿轴向从承口（2）的进口处***，经密封圈（3）的内孔后，插至与第三槽锥面（223）抵接。

8.根据权利要求7所述的安装方法，其特征在于，所述步骤S3中，***安装时可边绕轴线相对转动插口（1）、承口（2）的同时沿轴线方向***。

Images