防脫密封圈，防脫塊以及包括所述密封圈的管道組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及球墨鑄鐵管，具體涉及用于球墨鑄鐵管的密封圈和其中的防脫塊。本 發(fā)明還涉及使用所述密封圈的球墨鑄鐵管道組件。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)輸水管用的球墨鑄鐵管之間的密封連接，基本上采用T型橡膠密 封圈。如圖1所示，密封圈30設(shè)置在球墨鑄鐵管10和20的連接處。參照?qǐng)D2,密封圈30 包括橡膠圈32以及嵌在橡膠圈32內(nèi)且均勻分布的多個(gè)防脫塊34。防脫塊34的數(shù)量可根 據(jù)具體應(yīng)用和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。其中每個(gè)防脫塊34在面向管道10的一側(cè)具有兩個(gè)防脫齒 36,其中防脫齒36是一體成型在防脫塊34上的。
[0003] 圖1示出的是管道10和20之間沒(méi)有偏轉(zhuǎn)的情形。此時(shí)，防脫塊34的兩個(gè)防脫齒 36均抵靠在管道10的外壁上，或者稍許嵌入管道10的外壁。
[0004] 圖1和2示出的密封圈，能適應(yīng)一定的基礎(chǔ)變形，具有一定的抗震能力，也具有良 好的密封性。然而，現(xiàn)有的密封圈防止管道滑脫的能力較低。
[0005] 例如，參照?qǐng)D3,管道10和20之間存在α偏轉(zhuǎn)角。此時(shí)，如圖4和5所示，密封圈 30上的防脫塊34的其中一個(gè)防脫齒36與管道10的外壁脫離接觸。圖4示出圖3中A部 分的放大結(jié)構(gòu)，此時(shí)，偏左側(cè)的防脫齒與管道10的外壁脫離接觸。同時(shí)，參照?qǐng)D5,其示出 圖3中B部分的放大結(jié)構(gòu)，偏右側(cè)的防脫齒與管道10的外壁脫離接觸。在這種情況下，密 封圈30的防脫作用明顯下降，相鄰管道10和20之間可能滑脫。
[0006] 可見(jiàn)，現(xiàn)有的防滑脫密封圈在通常的地質(zhì)條件下使用是可以的，但是不適用于管 線拐彎或爬坡處，因?yàn)檫@些地方不可避免的會(huì)出現(xiàn)相鄰管道偏轉(zhuǎn)的情形。
[0007] 雖然在實(shí)際施工中，采用在管線拐彎處設(shè)置水泥止推支墩的方法來(lái)抵抗軸向力防 止管道滑脫，但該方法安裝施工效率低、花費(fèi)高、對(duì)施工環(huán)境（如工作空間）有一定的要求。
[0008] 另外，防脫齒處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。并且，齒數(shù)越少，每個(gè)齒上的應(yīng)力集中越嚴(yán) 重。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，應(yīng)力集中可能造成防脫齒的齒尖位置金屬疲勞而失效，進(jìn)而使 得防滑脫的作用降低，甚至完全失去作用。
[0009] 同時(shí)，現(xiàn)有的密封圈上的橡膠圈32的球頭通常制成單峰曲面，參見(jiàn)圖2、4和5。當(dāng) 存在水壓或氣壓時(shí)，球頭38受到擠壓而發(fā)生變形。圖6中的表示當(dāng)受到如箭頭所示方向的 壓力時(shí)，球頭38發(fā)生形變后的形狀。其中虛線位置是未受到壓力時(shí)，橡膠圈未發(fā)生形變的 形狀?？梢钥闯?，在這種情況下，橡膠圈32的形變主要是向圖6的左側(cè)，即管道20的管口 方向發(fā)生變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種新的防滑脫密封圈，用于球墨鑄鐵管T型接口管道。
[0011] 按照本發(fā)明，一種防脫密封圈，包括橡膠圈和至少一個(gè)嵌入在該橡膠圈內(nèi)的防脫 塊，所述防脫塊的一面露出所述橡膠圈，其中所述防脫塊露出該橡膠圈的一面設(shè)有防脫齒， 所述防脫齒的方向?yàn)榕c管道插口的安裝方向一致，其中，該防脫塊上設(shè)有4個(gè)防脫齒。
[0012] 所述的防脫塊上距離所述橡膠圈底部端面最遠(yuǎn)的齒的齒尖與所述底部端面的內(nèi) 側(cè)邊緣的連線與所述底部端面的夾角為67°。其中，各個(gè)所述防脫齒的齒尖形成的弧線半 徑為15mm。
[0013] 所述防脫齒的第一齒的齒尖距離所述連線的垂直距離是-0.8mm，所述第二齒的 齒尖距離所述連線的垂直距離是+〇. 3mm，所述第三齒的齒尖距離所述連線的垂直距離是 +0· 6mm〇
[0014] 所述第一齒的齒根與所述底部端面的夾角為20°，所述第二齒與所述第一齒的齒 根夾角為60°，所述第三齒與所述第二齒的齒根夾角為80°，所述第四齒與所述第三齒的 齒根夾角為80°。
[0015] 所述第一齒的齒尖與所述第二齒的齒尖在所述連線方向上的距離是3mm，所述第 二齒的齒尖與所述第三齒的齒尖在所述連線方向上的距離是3. 5mm，所述第四齒的齒尖與 所述第四齒的齒尖在所述連線上的距離是3. 5_。
[0016] 進(jìn)一步，該橡膠圈的球頭部分設(shè)有凹槽。
[0017] 按照本發(fā)明的另一方面，一種防脫密封圈，包括橡膠圈和至少一個(gè)嵌入在該橡膠 圈內(nèi)的防脫塊，其中所述防脫塊露出該橡膠圈的一面設(shè)有防脫齒，所述防脫齒的方向?yàn)榕c 管道插口的安裝方向一致，該防脫塊上設(shè)有5-8個(gè)防脫齒。
[0018] 所述的防脫齒構(gòu)造為在允許最大偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)至少保持4個(gè)防脫齒與所述管道 表面接觸。
[0019] 該橡膠圈的球頭部分設(shè)有凹槽。
[0020] 按照本發(fā)明另一方面，一種球墨鑄鐵管道組件，包括兩個(gè)相鄰并連接的管道，其特 征在于，在所述兩個(gè)管道的接口處設(shè)有如上所述的防脫密封圈。
[0021] 按照本發(fā)明又一方面，一種用于球墨鑄鐵管的防脫密封圈的防脫塊，所述防脫塊 露出該橡膠圈的一面設(shè)有防脫齒，所述防脫齒的方向?yàn)榕c管道插口的安裝方向一致，該防 脫塊露出所述防脫密封圈的部分設(shè)有4個(gè)防脫齒。
[0022] 其中，所述防脫塊上距離所述橡膠圈底部端面最遠(yuǎn)的齒的的齒尖與所述底部端面 的內(nèi)側(cè)邊緣的連線與所述底部端面的夾角構(gòu)造為在允許最大偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)至少保持3個(gè) 防脫齒與所述管道表面接觸為67°。
[0023] 其中，各個(gè)所述防脫齒的齒尖形成的弧線半徑為15mm。
[0024] 所述防脫齒的第一齒的齒尖距離所述連線的垂直距離是-0.8mm，所述第二齒的 齒尖距離所述連線的垂直距離是+〇. 3mm，所述第三齒的齒尖距離所述連線的垂直距離是 +0· 6mm〇
[0025] 所述第一齒的齒根與所述底部端面的夾角為20°，所述第二齒與所述第一齒的齒 根夾角為60°，所述第三齒與所述第二齒的齒根夾角為80°，所述第四齒與所述第三齒的 齒根夾角為80°。
[0026] 所述第一齒的齒尖與所述第二齒的齒尖在所述連線方向上的距離是3_，所述第 二齒的齒尖與所述第三齒的齒尖在所述連線方向上的距離是3. 5mm，所述第四齒的齒尖與 所述第四齒的齒尖在所述連線上的距離是3. 5_。
[0027] 進(jìn)一步，該橡膠圈的球頭部分設(shè)有凹槽。
[0028] 本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
[0029] 1)設(shè)置4-8個(gè)防脫齒能隨相鄰管道之間的插口偏轉(zhuǎn)角度的變化仍保持防滑脫能 力，有效解決了管子接頭處因受水沖擊力作用或地殼變動(dòng)引起的容易滑脫的問(wèn)題，特別適 用于管線拐彎、爬坡或其他需要管線軸向受力的工作地點(diǎn)；
[0030] 2)同時(shí)，由于具有更多的防脫齒，降低了每個(gè)防脫齒上的應(yīng)力集中，進(jìn)而提高防脫 塊的使用壽命；
[0031] 3)由于作用的防脫齒數(shù)量相對(duì)較多，所以在同樣的壓力下，齒的嵌入深度較小，所 以可以適合于壁厚較薄的C級(jí)管道；
[0032] 4)由于球頭部位的凹槽設(shè)計(jì)，能夠張開(kāi)，使膠圈于管子之間的貼合更緊密，密封性 更好。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1是現(xiàn)有的密封圈安裝在球墨鑄鐵管上的剖視示意圖。
[0034] 圖2是圖1的局部剖視示意圖。
[0035] 圖3示出安裝有現(xiàn)有的密封圈的球墨鑄鐵管的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0036] 圖4是圖3的A部放大示意圖。
[0037] 圖5是圖3的B部放大示意圖。
[0038] 圖6是現(xiàn)有的密封圈在使用中受到壓力時(shí)橡膠圈變形的示意圖。
[0039] 圖7是按照本發(fā)明一實(shí)施例的密封圈的剖視示意圖。
[0040] 圖8是圖7的密封圈安裝在球墨鑄鐵管上的示意圖。
[0041] 圖9示出了安裝有按照本發(fā)明一實(shí)施例的密封圈的球墨鑄鐵管處于偏轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0042] 圖10是圖9的C部放大示意圖。
[0043] 圖11是圖9的D部放大示意圖。
[0044] 圖12是按照本發(fā)明一實(shí)施例的密封圈在受到壓力時(shí)橡膠圈變形的示意圖。
[0045] 圖13示出圖7所示的實(shí)施例上的角度β，以及L1, L2和L3。
[0046] 圖14示出圖7所示的實(shí)施例中，各個(gè)齒的齒尖形成的弧線。
[0047] 圖15示出圖7所示的實(shí)施例中，各個(gè)相鄰齒的齒根夾角。
[0048] 圖16示出圖7所示的實(shí)施例中，各齒與連線L的垂直距離。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 下面結(jié)合附圖具體描述本發(fā)明。
[0050] 圖7示出按照本發(fā)明的密封圈100的剖面圖，其中示出了嵌入在其中的防脫塊120 的剖面。按照本發(fā)明，在橡膠圈110中嵌入至少一個(gè)防脫塊120。優(yōu)選地，在橡膠圈110中 沿周向均勻嵌入多個(gè)防脫塊120。防脫塊120在露出該橡膠圈110的表面設(shè)有4個(gè)防脫齒 122。其中，這些防脫齒122構(gòu)造為具有方向性，并且其方向是沿管道10和20插口的安裝 方向，即沿管道安裝方向順向。
[0051] 橡膠圈110具有底部端面116和球頭112。橡膠圈110的球頭