專利名稱：一種管道轉(zhuǎn)彎接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管道接頭，特別是關(guān)于一種用于不規(guī)則轉(zhuǎn)彎管道中能實(shí)現(xiàn)全方位調(diào)節(jié)的管道轉(zhuǎn)彎接頭。
背景技術(shù)：
目前市場上的管道彎頭一般是固定彎頭，并且以90°彎頭居多，少有45°彎頭， 這樣使得管道角度改變十分受限。為了適應(yīng)工程地形、結(jié)構(gòu)空間等不規(guī)則管道角度改變，即在非90°和45°轉(zhuǎn)彎的情況，只能采取特殊定制或利用多個(gè)彎頭組合加以實(shí)現(xiàn)，因而增加了管線的工程投資和施工難度。同時(shí)，由于管道彎頭過多、局部水頭損失增大，因而增加了工程造價(jià)。當(dāng)水流流經(jīng)管道彎頭處，由于慣性力作用，管道內(nèi)、外側(cè)流速梯度較大，內(nèi)側(cè)有脫壁現(xiàn)象，彎管下游內(nèi)側(cè)易形成漩渦區(qū)，泥沙在此淤積，易造成管路堵塞。但是，固定彎頭不便于管道的拆卸、維修和更新，這樣給施工和運(yùn)行維護(hù)造成一定的困難。固定彎頭需要承受管道鋪設(shè)、對接過程中的線位移和角位移而產(chǎn)生裝配應(yīng)力和溫度應(yīng)力，因而提高了管道系統(tǒng)對強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求，進(jìn)而增加工程造價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)全方位調(diào)節(jié)、多角度變化，減小水頭損失，拆裝、維護(hù)方便的管道轉(zhuǎn)彎接頭。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于它包括與上游固定管段連接的進(jìn)水管道、內(nèi)球殼、由外球殼前部和外球殼后部組成的外球殼、 出水管道、連接件和止水墊片；所述進(jìn)水管道與所述內(nèi)球殼一端連接成一體，所述內(nèi)球殼另一端部分嵌設(shè)在與其同心的所述外球殼內(nèi)，所述內(nèi)球殼與所述外球殼的球心位于所述進(jìn)水管道和出水管道軸線交點(diǎn)上；所述外球殼前部和外球殼后部通過所述連接件構(gòu)成球狀空腔結(jié)構(gòu)的外球殼，所述外球殼后部與所述出水管道連接成一體；所述外球殼前部與所述外球殼后部的連接處，以及所述外球殼與所述內(nèi)球殼之間設(shè)置有所述止水墊片。所述外球殼前端部與所述內(nèi)球殼后端部之間的夾角a、所述外球殼后端部與所述內(nèi)球殼前端部之間的夾角P，以及所述內(nèi)球殼與所述外球殼重疊部分的夾角Y均由管道直徑和內(nèi)球殼球外徑的比值確定2/4頁其中，5為常數(shù)，其取值范圍為I 3° ； 0為所述外球殼后端部與管道水平軸線之間的夾角辦為管道直徑；D2為所述內(nèi)球殼球外徑。所述內(nèi)球殼與所述外球殼重疊部分的最小角度min( Y ) = y - a =38。所述連接件采用法蘭或絲扣。所述止水墊片采用橡皮墊圈。所述內(nèi)球殼的外壁面設(shè)置呈球狀弧面，所述內(nèi)球殼內(nèi)壁面設(shè)置呈圓臺(tái)狀。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用由內(nèi)球殼和外球殼構(gòu)成，且內(nèi)球殼一端部分嵌設(shè)在與其同心的外球殼內(nèi)，內(nèi)球殼與外球殼的球心位于管道軸線上，使內(nèi)球殼在外球殼內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各管道在本發(fā)明管道轉(zhuǎn)彎接頭處可以沿各個(gè)方向全方位轉(zhuǎn)動(dòng)連接，不僅能適應(yīng)管道任意小角度轉(zhuǎn)彎，同時(shí)也滿足了不規(guī)則空間、地形、地貌的管道轉(zhuǎn)彎要求，且拆裝、維護(hù)方便。2、本發(fā)明內(nèi)球殼外壁面由于米用球狀弧面結(jié)構(gòu)，這樣可以與外球殼內(nèi)壁面嵌設(shè)，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)球殼在外球殼內(nèi)沿各個(gè)方向旋轉(zhuǎn)；內(nèi)球殼內(nèi)壁面設(shè)置呈圓臺(tái)狀，這樣當(dāng)內(nèi)球殼在外球殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以有效保持水流順暢，減小水流損失。3、本發(fā)明由于采用的管道轉(zhuǎn)彎接頭能實(shí)現(xiàn)全方位的轉(zhuǎn)動(dòng)，在管道小角度轉(zhuǎn)彎時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)最小轉(zhuǎn)角、最短管道長度的連接，進(jìn)一步減小管道轉(zhuǎn)彎的局部水頭損失。4、本發(fā)明由于采用管道轉(zhuǎn)彎接頭可以利用沿任意方向的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，這樣就消除了固定接頭在施工裝配時(shí)所產(chǎn)生的裝配應(yīng)力，進(jìn)而減小了運(yùn)行期溫度變化弓I起的溫度應(yīng)力。5、本發(fā)明利用兩個(gè)管道轉(zhuǎn)彎接頭和一段直管可以構(gòu)成平動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)管道的平動(dòng)，調(diào)節(jié)程度可通過管道轉(zhuǎn)彎接頭的內(nèi)球殼和外球殼之間間隙大小和中間直管段長度加以控制。與現(xiàn)有技術(shù)中兩個(gè)90°彎管實(shí)現(xiàn)的平動(dòng)相比，既增加了可調(diào)節(jié)性能，又縮短了管長，使水流順暢，水頭損失最小。同時(shí)，利用這個(gè)平動(dòng)裝置，小微型水電站和泵站的浮式進(jìn)水口，可實(shí)現(xiàn)隨季節(jié)水位變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，能滿足設(shè)計(jì)最佳淹沒深度。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種不規(guī)則轉(zhuǎn)彎管道中。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)軸向剖面圖；圖2是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度剖面圖；圖3是本發(fā)明的外球殼前部與外球殼后部采用法蘭連接示意圖；圖4是本發(fā)明的外球殼前部與外球殼后部采用絲扣連接示意圖；圖5是圖4的A處放大示意圖；圖6是本發(fā)明的兩個(gè)管道轉(zhuǎn)彎接頭安裝在三段管道連接處形成的平動(dòng)裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖I 圖4所示，本發(fā)明包括與上游固定管段連接的進(jìn)水管道I、內(nèi)球殼2、由外球殼前部3和外球殼后部4組成的外球殼5、出水管道6、連接件7和止水墊片8。進(jìn)水管道 I與內(nèi)球殼2 —端連接成一體，內(nèi)球殼2另一端部分嵌設(shè)在與其同心的外球殼5內(nèi)，即內(nèi)球殼2與外球殼5部分重疊，內(nèi)球殼2與外球殼5的球心0位于進(jìn)水管道I和出水管道6軸
4線交點(diǎn)上，使內(nèi)球殼2在外球殼5內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各管道在本發(fā)明管道轉(zhuǎn)彎接頭處可以沿各個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。外球殼前部3和外球殼后部4通過連接件7構(gòu)成球狀空腔結(jié)構(gòu)的外球殼5,這樣可以保證內(nèi)球殼2在外球殼5內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。外球殼后部4與出水管道6 連接成一體，形成本發(fā)明的管道轉(zhuǎn)彎接頭。在外球殼前部3與外球殼后部4的連接處，以及外球殼5與內(nèi)球殼2之間設(shè)置有止水墊片8，止水墊片8被外球殼前部3和外球殼后部4兩部分夾緊且與內(nèi)球殼2外壁面緊密接觸,可以有效防止內(nèi)球殼2與外球殼5之間以及外球殼前部3與外球殼后部4之間滲水。上述實(shí)施例中，內(nèi)球殼2與外球殼5重疊位置處的間隙,與內(nèi)球殼2和外球殼5的加工精度有關(guān)，該間隙一般控制在2 5毫米左右，內(nèi)球殼2和外球殼5的加工精度越高， 二者之間的間隙取值越小。上述實(shí)施例中，連接件7可以采用法蘭9(如圖2、圖3所示)或絲扣10(如圖4、 圖5所示)；止水墊片8可以采用橡皮墊圈等材料。上述各實(shí)施例中，內(nèi)球殼2的外壁面設(shè)置呈球狀弧面，以便與外球殼5內(nèi)壁面嵌設(shè)，實(shí)現(xiàn)在外球殼5內(nèi)沿各個(gè)方向旋轉(zhuǎn)；內(nèi)球殼2內(nèi)壁面設(shè)置呈圓臺(tái)狀，當(dāng)內(nèi)球殼2在外球殼5內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這樣可以有效保持水流順暢，減小水流損失。上述各實(shí)施例中，本發(fā)明的管道轉(zhuǎn)彎接頭水平放置時(shí)，以管道軸線為中心線，內(nèi)球殼2與外球殼5的球心0為原點(diǎn)，外球殼5前端部與內(nèi)球殼2后端部(即內(nèi)球殼2與進(jìn)水管道I連接處)之間的夾角a，與外球殼5后端部與內(nèi)球殼2前端部之間的夾角@相等， 即a = P，這樣可以使得本發(fā)明管道轉(zhuǎn)彎接頭在可旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)任何角度時(shí)，內(nèi)球殼2 都不會(huì)越出外球殼后部4而阻擋水流進(jìn)入出水管道6，進(jìn)而產(chǎn)生附加局部水頭損失，其中， 夾角a為本發(fā)明管道轉(zhuǎn)彎接頭的最大旋轉(zhuǎn)角度，因?yàn)楫?dāng)外球殼前部3與進(jìn)水管道I相接觸時(shí)(箭頭所指位置)限制了管道轉(zhuǎn)彎接頭的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(如圖2所示)；內(nèi)球殼2與外球殼5 重疊部分的夾角為Y，且Y > a，這樣可以使得本發(fā)明的管道轉(zhuǎn)彎接頭在旋轉(zhuǎn)角度a時(shí)， 保證在旋轉(zhuǎn)過程中內(nèi)球殼2與外球殼前部3不脫節(jié)或不脫離(如圖I、圖2所示)。其中，三個(gè)夾角a、P、Y都可依據(jù)管道直徑D1和內(nèi)球殼2球外徑D2 (內(nèi)球殼2球外徑約等于外球殼5球內(nèi)徑)的比值確定，其各夾角之間的關(guān)系式如下其中，5為常數(shù),其取值范圍為I 3° ； 0為外球殼5后端部與管道水平軸線之間的夾角辦為管道直徑；D2為內(nèi)球殼2球外徑；內(nèi)球殼2與外球殼5重疊部分的最小角度 min ( y ) = y - a = 38。由上述公式⑴可知，夾角a與D2ZD1呈正相關(guān)，a越大，表明本發(fā)明管道轉(zhuǎn)彎接頭可調(diào)節(jié)的角度就越大，但是，轉(zhuǎn)彎所產(chǎn)生的局部水頭損失也會(huì)越大。綜上所述，本發(fā)明在使用時(shí)，如圖6所示，將本發(fā)明的兩個(gè)管道轉(zhuǎn)彎接頭11、12安裝在三段管道13、14、15之間的連接處，形成平動(dòng)裝置。水流經(jīng)過管道13依次進(jìn)入管道轉(zhuǎn)彎接頭11、管道14、管道轉(zhuǎn)彎接頭12和管道15 ;將兩個(gè)管道轉(zhuǎn)彎接頭11、12旋轉(zhuǎn)相同的角度，就可以實(shí)現(xiàn)管道13或管道15的平動(dòng)。本發(fā)明能適應(yīng)輸水管道受地形、地貌的不規(guī)則變化，能滿足非90°和45°轉(zhuǎn)彎需求，克服現(xiàn)有技術(shù)中固定式彎頭的弊端，實(shí)現(xiàn)全方位、多角度變化的管道連接方式。最大限度減小管道轉(zhuǎn)彎曲率，減小水頭損失。通過連接處的角度自動(dòng)調(diào)節(jié)，可消除管路連接的裝配應(yīng)力和溫度應(yīng)力。通過采用兩個(gè)管道轉(zhuǎn)彎接頭與一段直管的連接，構(gòu)成管道的自由平動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)小微型水電站和泵站浮式進(jìn)水口自動(dòng)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)季節(jié)水位變化，滿足最佳淹沒深度要求。上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，各部件的結(jié)構(gòu)和連接方式都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個(gè)別部件的連接和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于它包括與上游固定管段連接的進(jìn)水管道、內(nèi)球殼、 由外球殼前部和外球殼后部組成的外球殼、出水管道、連接件和止水墊片；所述進(jìn)水管道與所述內(nèi)球殼一端連接成一體，所述內(nèi)球殼另一端部分嵌設(shè)在與其同心的所述外球殼內(nèi)，所述內(nèi)球殼與所述外球殼的球心位于所述進(jìn)水管道和出水管道軸線交點(diǎn)上；所述外球殼前部和外球殼后部通過所述連接件構(gòu)成球狀空腔結(jié)構(gòu)的外球殼，所述外球殼后部與所述出水管道連接成一體；所述外球殼前部與所述外球殼后部的連接處，以及所述外球殼與所述內(nèi)球殼之間設(shè)置有所述止水墊片。
2.如權(quán)利要求I所述的一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于所述外球殼前端部與所述內(nèi)球殼后端部之間的夾角a、所述外球殼后端部與所述內(nèi)球殼前端部之間的夾角0，以及所述內(nèi)球殼與所述外球殼重疊部分的夾角Y均由管道直徑和內(nèi)球殼球外徑的比值確定
3.如權(quán)利要求2所述的一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于所述內(nèi)球殼與所述外球殼重疊部分的最小角度min( Y ) = y-a =35。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述的一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于所述連接件采用法蘭或絲扣。
5.如權(quán)利要求I或2或3所述的一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于所述止水墊片采用橡皮墊圈。
6.如權(quán)利要求4所述的一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于所述止水墊片采用橡皮墊圈。
7.如權(quán)利要求I或2或3或6所述的一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于所述內(nèi)球殼的外壁面設(shè)置呈球狀弧面，所述內(nèi)球殼內(nèi)壁面設(shè)置呈圓臺(tái)狀。
8.如權(quán)利要求4所述的一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于所述內(nèi)球殼的外壁面設(shè)置呈球狀弧面，所述內(nèi)球殼內(nèi)壁面設(shè)置呈圓臺(tái)狀。
9.如權(quán)利要求5所述的一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于所述內(nèi)球殼的外壁面設(shè)置呈球狀弧面，所述內(nèi)球殼內(nèi)壁面設(shè)置呈圓臺(tái)狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管道轉(zhuǎn)彎接頭，其特征在于它包括與上游固定管段連接的進(jìn)水管道、內(nèi)球殼、由外球殼前部和外球殼后部組成的外球殼、出水管道、連接件和止水墊片；進(jìn)水管道與內(nèi)球殼一端連接成一體，內(nèi)球殼另一端部分嵌設(shè)在與其同心的外球殼內(nèi)，內(nèi)球殼與外球殼的球心位于進(jìn)水管道和出水管道軸線交點(diǎn)上；外球殼前部和外球殼后部通過連接件構(gòu)成球狀空腔結(jié)構(gòu)的外球殼，外球殼后部與出水管道連接成一體；外球殼前部與外球殼后部的連接處，以及外球殼與內(nèi)球殼之間設(shè)置有止水墊片。本發(fā)明不僅能適應(yīng)管道任意小角度轉(zhuǎn)彎，同時(shí)也能滿足不規(guī)則空間、地形、地貌的管道轉(zhuǎn)彎要求，且拆裝、維護(hù)方便。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種不規(guī)則轉(zhuǎn)彎管道中。
文檔編號F16L27/06GK102588689SQ20121003047
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者宋朝, 張昕, 紀(jì)昌知, 袁林娟, 賀向麗 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)