本發(fā)明屬于全自錨鋼管，具體涉及一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管。
背景技術(shù)：
1、長距離引水工程中采用的全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管需滿足抵抗地基不均勻沉降、抗震及抗拔承載的特殊工況要求，其連接系統(tǒng)由特定形狀的對(duì)接插口、承口以及兩者間的橡膠圈和限位凸臺(tái)組成，安裝時(shí)通過預(yù)留合理裝配間隙避免橡膠圈過度形變。
2、然而在實(shí)際運(yùn)行中，多重因素疊加導(dǎo)致密封系統(tǒng)加速失效：首先，橡膠圈長期受水流沖刷和老化影響會(huì)逐漸收縮，削弱初始密封效果；其次，水流與管壁的持續(xù)摩擦隨距離增加累積能量損失，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能導(dǎo)致局部水溫上升，同時(shí)環(huán)境溫度變化引發(fā)水體熱脹冷縮——溫度升高時(shí)水體膨脹產(chǎn)生向外擴(kuò)張壓力，溫度降低時(shí)可能形成負(fù)壓，這種動(dòng)態(tài)壓力波動(dòng)使管道內(nèi)壓顯著增大，更為嚴(yán)峻的是，增大的內(nèi)壓會(huì)迫使已收縮老化的橡膠圈承受遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值的擠壓應(yīng)力，導(dǎo)致密封界面應(yīng)力集中，加速橡膠圈的結(jié)構(gòu)疲勞與永久變形，而長距離埋設(shè)管道的隱蔽性和施工復(fù)雜性，使得更換受損橡膠圈的操作成本高昂且周期漫長，因此，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的橡膠圈在多重壓力綜合作用下壽命急劇縮短，亟需通過設(shè)計(jì)一種新型的全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管解決這一惡性循環(huán)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，解決了上述背景技術(shù)中存在的問題。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，包括若干鋼管本體和橡膠圈，所述鋼管本體的兩端分別形成承口和插口，所述橡膠圈密封設(shè)置于承口與插口的接合處，所述承口端和插口端的配合面上對(duì)應(yīng)設(shè)置有滑動(dòng)部和彈簧活動(dòng)部，所述滑動(dòng)部和彈簧活動(dòng)部兩者構(gòu)成自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，當(dāng)橡膠圈因磨損或老化發(fā)生形變時(shí)，所述滑動(dòng)部與彈簧活動(dòng)部基于預(yù)設(shè)位移閾值觸發(fā)聯(lián)動(dòng)配合，通過軸向位移補(bǔ)償及彈性預(yù)緊力的協(xié)同作用，將橡膠圈承受的擠壓應(yīng)力動(dòng)態(tài)維持在預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，防止因擠壓力波動(dòng)導(dǎo)致的過載失效。
4、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述彈簧活動(dòng)部包含設(shè)置于插口端的定位座、沿軸向穿設(shè)于定位座的第一限位桿、平行于第一限位桿設(shè)置的活動(dòng)桿、連接第一限位桿與活動(dòng)桿的壓縮彈簧及轉(zhuǎn)動(dòng)式限位機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)動(dòng)式限位機(jī)構(gòu)包括u型限位塊，所述u型限位塊的一端通過轉(zhuǎn)軸鉸接于定位座，所述u型限位塊的另一端形成與滑動(dòng)部相卡接的弧形凸起；所述活動(dòng)桿在壓縮彈簧作用下驅(qū)動(dòng)u型限位塊繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)部與彈簧活動(dòng)部的鎖緊力動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
5、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述滑動(dòng)部為設(shè)有楔形導(dǎo)向面的滑動(dòng)塊，所述滑動(dòng)塊側(cè)壁開設(shè)有與弧形凸起匹配的鎖止凹槽，所述u型限位塊靠近活動(dòng)桿的一端設(shè)有與滑動(dòng)塊側(cè)壁輪廓適配的弧形貼合面。
6、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述第一限位桿末端延伸形成錐形導(dǎo)向頭，所述錐形導(dǎo)向頭與滑動(dòng)塊側(cè)壁開設(shè)的錐形插槽形成插接配合，用于限制滑動(dòng)塊的橫向位移。
7、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述壓縮彈簧的預(yù)緊力與管道設(shè)計(jì)內(nèi)壓呈正相關(guān)，當(dāng)所述橡膠圈壓縮量達(dá)到閾值時(shí)，所述活動(dòng)桿位移觸發(fā)u型限位塊旋轉(zhuǎn)，使弧形凸起與鎖止凹槽形成漸進(jìn)式鎖緊，實(shí)現(xiàn)密封壓力的自平衡。
8、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述滑動(dòng)塊的楔形導(dǎo)向面與u型限位塊的弧形貼合面之間設(shè)有波浪形防滑紋。
9、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述橡膠圈采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括外層耐磨橡膠層、中間納米增強(qiáng)層及內(nèi)層彈性補(bǔ)償層。
10、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述定位座采用可拆卸式安裝結(jié)構(gòu)，所述定位座底部設(shè)有燕尾槽，所述插口端設(shè)置有燕尾導(dǎo)軌，所述燕尾槽與插口端設(shè)置的燕尾導(dǎo)軌滑動(dòng)配合，且通過鎖緊螺栓固定。
11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述承口與插口的連接處還設(shè)有輔助密封結(jié)構(gòu)，所述輔助密封結(jié)構(gòu)包括環(huán)形密封槽及填充其中的遇水膨脹止水條。
12、本發(fā)明的有益效果為：
13、通過引入自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，有效解決了橡膠圈因長期受水流沖刷和老化導(dǎo)致的收縮問題，該結(jié)構(gòu)在橡膠圈承受的擠壓應(yīng)力超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，通過滑動(dòng)部與彈簧活動(dòng)部的聯(lián)動(dòng)配合，實(shí)現(xiàn)軸向位移補(bǔ)償和彈性預(yù)緊力的協(xié)同作用，動(dòng)態(tài)維持橡膠圈的擠壓應(yīng)力在合理范圍內(nèi)，這樣一來，不僅能夠在橡膠圈因老化或磨損而形變時(shí)保持密封效果，還能夠應(yīng)對(duì)水流與管壁摩擦產(chǎn)生的熱能及環(huán)境溫度變化引起的壓力波動(dòng)，這種設(shè)計(jì)避免了因內(nèi)壓增大導(dǎo)致橡膠圈承受超設(shè)計(jì)值的擠壓應(yīng)力，從而減少了應(yīng)力集中和結(jié)構(gòu)疲勞，延長了橡膠圈的使用壽命，并降低了長距離埋設(shè)管道的維護(hù)成本和更換周期，有效解決了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)橡膠圈壽命縮短的惡性循環(huán)問題。
1.一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，其特征在于，包括若干鋼管本體和橡膠圈，所述鋼管本體的兩端分別形成承口和插口，所述橡膠圈密封設(shè)置于承口與插口的接合處，所述承口端和插口端的配合面上對(duì)應(yīng)設(shè)置有滑動(dòng)部和彈簧活動(dòng)部，所述滑動(dòng)部和彈簧活動(dòng)部兩者構(gòu)成自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，當(dāng)橡膠圈因磨損或老化發(fā)生形變時(shí)，所述滑動(dòng)部與彈簧活動(dòng)部基于預(yù)設(shè)位移閾值觸發(fā)聯(lián)動(dòng)配合，通過軸向位移補(bǔ)償及彈性預(yù)緊力的協(xié)同作用，將橡膠圈承受的擠壓應(yīng)力動(dòng)態(tài)維持在預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，防止因擠壓力波動(dòng)導(dǎo)致的過載失效。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，其特征在于，所述彈簧活動(dòng)部包含設(shè)置于插口端的定位座、沿軸向穿設(shè)于定位座的第一限位桿、平行于第一限位桿設(shè)置的活動(dòng)桿、連接第一限位桿與活動(dòng)桿的壓縮彈簧及轉(zhuǎn)動(dòng)式限位機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)動(dòng)式限位機(jī)構(gòu)包括u型限位塊，所述u型限位塊的一端通過轉(zhuǎn)軸鉸接于定位座，所述u型限位塊的另一端形成與滑動(dòng)部相卡接的弧形凸起；所述活動(dòng)桿在壓縮彈簧作用下驅(qū)動(dòng)u型限位塊繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)部與彈簧活動(dòng)部的鎖緊力動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，其特征在于，所述滑動(dòng)部為設(shè)有楔形導(dǎo)向面的滑動(dòng)塊，所述滑動(dòng)塊側(cè)壁開設(shè)有與弧形凸起匹配的鎖止凹槽，所述u型限位塊靠近活動(dòng)桿的一端設(shè)有與滑動(dòng)塊側(cè)壁輪廓適配的弧形貼合面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，其特征在于，所述第一限位桿末端延伸形成錐形導(dǎo)向頭，所述錐形導(dǎo)向頭與滑動(dòng)塊側(cè)壁開設(shè)的錐形插槽形成插接配合，用于限制滑動(dòng)塊的橫向位移。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，其特征在于，所述壓縮彈簧的預(yù)緊力與管道設(shè)計(jì)內(nèi)壓呈正相關(guān)，當(dāng)所述橡膠圈壓縮量達(dá)到閾值時(shí)，所述活動(dòng)桿位移觸發(fā)u型限位塊旋轉(zhuǎn)，使弧形凸起與鎖止凹槽形成漸進(jìn)式鎖緊，實(shí)現(xiàn)密封壓力的自平衡。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，其特征在于，所述滑動(dòng)塊的楔形導(dǎo)向面與u型限位塊的弧形貼合面之間設(shè)有波浪形防滑紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，其特征在于，所述橡膠圈采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括外層耐磨橡膠層、中間納米增強(qiáng)層及內(nèi)層彈性補(bǔ)償層。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，其特征在于，所述定位座采用可拆卸式安裝結(jié)構(gòu)，所述定位座底部設(shè)有燕尾槽，所述插口端設(shè)置有燕尾導(dǎo)軌，所述燕尾槽與插口端設(shè)置的燕尾導(dǎo)軌滑動(dòng)配合，且通過鎖緊螺栓固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自錨柔性連接不銹鋼復(fù)合鋼管，其特征在于，所述承口與插口的連接處還設(shè)有輔助密封結(jié)構(gòu)，所述輔助密封結(jié)構(gòu)包括環(huán)形密封槽及填充其中的遇水膨脹止水條。