用于在塑料管线中使用的密封和约束密封圈制造技术

示出了连接两段塑料管特别是分子定向的管的管连接系统和管接头。环形的弹性体主体安装在设置于容纳式管段的口部区域中的配合凹槽内。环形的主体由注射成型的弹性体材料制成并且连接有一系列弧形的夹持部段，这些夹持部段在其内表面上具有多个齿，这些齿被设计成与配合的插入式管段的外部表面接合，以在组装管接头之后约束插入式管的运动。夹持部段由间隙分开，该间隙在组装之前是打开的，但是在组装期间闭合。每个部段都还具有主动的止动特征部，以防止插入式管段相对于容纳式管段过度移动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在塑料管线中使用的密封和约束密封圈


[0001]本专利技术总体上涉及一种用于塑料管接头的连接和密封系统，并且特别是用于由分子定向的塑料管形成的管接头，该连接和密封系统结合了约束特征以帮助保持接头的完整性。

技术介绍

[0002]由包括聚烯烃(诸如聚乙烯、聚丙烯和PVC)在内的热塑性材料制成的管用于各种工业。例如，这种管通常用于城市用水和下水道设施。在管段之间形成接头时，套管或插入式管端插接容纳式管端或管座管端。塑料管的配合段的实际制造通常包括通过重新加热并成形为某个期望的轮廓来重新形成管的端部，以提供与下一个管的相对端配合的器件。在塑料管上形成管座(也称为扩口部)的技术已经非常成熟，并且在文献中有许多工艺和方法。环状的弹性体环或密封圈通常位于形成在热塑性管的管座端中的凹槽或“滚道”内，以帮助在管的相邻的段之间形成密封的管接头。当套管插接在管座内时，密封圈为接头提供主要的密封能力。
[0003]已经采用了各种类型的密封技术来确保管接头的密封完整性。重要的是，密封的密封圈在组装接头的过程中不会脱落，并且在现场应用中密封圈不会变得扭曲或以其他方式受损。同样重要的是在各种压力条件下，密封圈都不会被从管的凹槽中挤出。
[0004]已知现有技术的管密封圈密封系统，其中均质的橡胶密封圈通常是可变形的，从而允许其被手动地折曲或弯曲、接受相反的曲率以及插接在形成在容纳式扩口管端中的配合的内滚道内。位于容纳式扩口管端中的滚道是在管制造设备中通过使用可折叠的心轴扩口工具预先形成的。试图确保这种管接头的完整性的现有技术包括使用管密封圈，该管密封圈具有由可弹性屈服的密封材料(例如橡胶)制成的第一差异主体区域和由更刚性的材料(例如刚性塑料)制成的第二差异主体区域，第一差异主体区域结合到第二差异主体区域。其目的是密封圈的刚性主体区域将有助于使密封圈在管的凹槽内保持就位。解决该问题的其他方式包括使用均质的橡胶环作为密封圈主体，将加强带插接在设置于橡胶环内径上的配合凹槽中，或者在橡胶的密封圈主体内使用内部加强金属带或环。
[0005]除了主要涉及确保带密封圈的管接头的密封功能的上述考虑之外，经常还发现需要为管连接系统提供某种类型的“约束接头”。已知的用于在线性延伸的管中形成“约束的”密封接头的最常见的现有技术装置之一在行业中被称为“机械接头”或“MJ”。在球墨铸铁管系统或者混合铁和塑料的系统的情况下，铁管段的扩口端具有铸造在管外部上的凸缘部分。第二根铁管的套管端装配有可滑动的压盖配件和密封圈。压盖配件具有用于接收标准螺栓的多个孔。当套管轴向地插接到扩口部中时形成接头，并且压盖配件和凸缘部分用螺栓连接在一起，使得压盖配件的唇部压缩密封圈，从而密封两个管件。
[0006]虽然在用于球墨铸铁管的传统MJ设计中使用“内部”密封圈来作为密封接头，但是密封圈自身并不具有结合“约束”以确保管接头的更大完整性的特征。相反，如上所述，MJ约束系统使用由凸缘、螺栓、螺钉等构成的所描述的笨重的外部机械约束系统的某些版本。
[0007]由于与MJ型外部约束系统相关的缺点，本行业中的许多公司已经致力于为所考虑类型的管线开发各种形式的约束接头产品，包括“推进”式接头。以下参考文献仅旨在说明现有技术的一般状况：
[0008]于2007年10月23日授予琼斯等人的美国专利第7,284,310号(转让给本专利技术的受让人)示出了一种用于密封并约束塑料管接头的装置，其中约束和密封机构包括接收在配合凹槽内的周向壳体和相伴的密封环，其中配合凹槽设置在容纳式塑料管的扩口端中。周向壳体具有包括夹持环插接件的内部区域。在扩口操作期间，密封环和壳体整体地位于扩口管端内。
[0009]于2012年8月7日授予琼斯等人的美国专利第8,235,427号(转让给本专利技术的受让人)描述了一种用于与铸态球墨铸铁配件一起使用的密封和约束系统。在制造厂铸造配件之后，环形的主体安装在设置于铸态配件的口部区域中的配合凹槽内。环形主体由注射成型的弹性体材料制成，并带有一系列夹持部段，这些夹持部段在其内表面上具有齿，这些齿被设计成接合配合的插入式管的外表面。齿被定向成允许插入式管在组装期间相对于配件的端部开口在第一方向上运动，但是在配件接头已经组装之后阻止插入式管在相反的方向上运动。
[0010]于2016年7月26日授予谷轮公司的美国专利第9,400,071号示出了一种用于防止互连的管分离的密封圈，该密封圈包括可压缩主体，该可压缩主体具有部分地嵌入其中的多个多段式金属部段。多段式金属部段布置成两组或更多组，或者作为连续的环的部段。存在成组布置的多段的或铰接的防滑部段在大直径管上增加了合成部段密度。
[0011]于2016年7月26日授予洛佩斯
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沙夫的美国专利第9,400,072号示出了一种用于密封第一塑料管和第二塑料管的接头的管密封件，该管密封件包括承载构件和附接到承载构件的密封构件。承载构件具有至少一个保持插接件，该保持插接件具有用于夹持第二管的内夹持部分和用于夹持第一管的外夹持部分。
[0012]上述讨论已经描述了行业为解决球墨铸铁和塑料管系统或包含铁和塑料两种成分的“混合”系统中的密封完整性以及接头约束问题而做出的努力。一般来说，现有技术对密封和约束塑料管的尝试针对传统的(一般的)聚氯乙烯(PVC)管材料。然而，近年来，采用分子定向的管，特别是所谓的“PVC
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O”管的管系统已经变得越来越流行。名称“PVC
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O”代表聚氯乙烯定向，有时简称为分子定向的管或“MOP”。在文献中已经充分证实，塑料的分子定向可以为所考虑类型的塑料管提供增强的机械性能。
[0013]定向是通过以下方式实现的：在适当的温度条件下拉拔或拉伸材料，从而在塑料材料中产生应变(即，偏离最初形成的尺寸)以使分子对准，然后在拉拔的状态下冷却材料以将分子锁定在该应变下。已经提出了许多方法，由此将该原理应用于塑料管，特别是为了通过周向和/或轴向力或者通过作用在管线上的外力来增强它们在内部压力下的强度。
[0014]例如，美国专利第4,428,900号示出了一种定向的热塑性聚合材料管，其具有通过使管状坯件膨胀制造而成的整体管座。通过热水循环将管状坯件加热到一定温度，在该温度下变形将使得聚合物分子定向。然后，通过施加内部压力，使坯件对抗模具径向向外膨胀。
[0015]美国专利第5,449,487号示出了一种用于定向塑料管的装置和方法。加热的管通过位于塑料挤出机下游的锥形加宽心轴而径向定向。
[0016]上述示例仅用于说明分子定向的管的制造中的常见技术现状。
[0017]在更独特的PVC
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O管线的情况下，提供“约束的”接头以及适当密封的接头的问题更严峻，它们的总体目的是确保套管或插入式管端以及容纳式端或管座端不会由于内力或外力(例如存在于管线内部的液压力)，或外力(例如在管线方向上的弯曲、地震或地面运动等)而分离。在PVC
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O的管接头的情况下问题更严峻，这是因为普遍使用的管座端通常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合的密封和约束系统，用于插接在环状凹槽内，所述环状凹槽设置在位于分子定向的塑料管的容纳式段的端部开口附近的口部区域中，所述组合的密封和约束系统能够将管的所述容纳式段密封并约束到配合的具有内部表面和外部表面的插入式管，从而形成被密封并约束的管接头，所述密封和约束系统包括：由有弹性的弹性体材料制成的环状的密封圈主体，环状的所述密封圈主体具有内周区域和外周区域，环状的所述密封圈主体安装在设置于塑料管的所述容纳式段的所述口部区域中的所述环状凹槽内，使得所述外周区域与所述口部区域形成密封，并且所述内周区域形成用于与所述插入式管配合的密封表面；弧形且刚性的多个夹持部段，这些夹持部段围绕环状的所述密封圈主体的周向以预定间距从环状的所述密封圈主体向外延伸；其中所述夹持部段包括由一厚度间隔开的内表面和外表面并包括相对的端面，并且其中每个夹持部段的内表面都具有至少一排夹持齿，这些夹持齿能够与位于配合的所述插入式管的所述外部表面上的选定点接合并且向所述外部表面施加夹持力；并且其中所述夹持部段由预定的间隙间隔开，所述间隙的尺寸被选择为在组装所述管接头时对组装的容易性与密封性能进行平衡，所述间隙在组装期间闭合，使得在相邻的夹持部段的端面之间形成至少一些接触。2.根据权利要求1所述的组合的密封和约束系统，其中相邻的夹持部段之间的间隙为大约2mm至大约10mm。3.根据权利要求2所述的组合的密封和约束系统，其中在相邻的夹持部段的端面之间没有橡胶段。4.根据权利要求3所述的组合的密封和约束系统，其中所述夹持部段中的每个夹持部段中都形成有多个开口，这些开口构成与所述密封圈主体的所述有弹性的弹性体材料的配合部分协作的锁定区域，由此所述夹持部段被机械地固定到所述密封圈主体。5.根据权利要求1所述的组合的密封和约束系统，其中围绕有弹性的弹性体材料的所述密封圈主体设置有以周向方式布置的六个或更多个夹持部段。6.根据权利要求5所述的组合的密封和约束系统，其中围绕有弹性的弹性体材料的所述密封圈主体设置有以周向方式布置的十二个夹持部段，每个夹持部段都覆盖60度的弧度，使得在所述管接头的组装过程中，这些夹持部段与配合的插入式塑料管产生大约350.4度的接触。7.一种组合的密封和约束系统，用于插接在30/60度的环状凹槽内，所述30/60度的环状凹槽设置在位于PVC
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O塑料管的容纳式段的端部开口附近的口部区域中，所述组合的密封和约束系统能够将管的所述容纳式段密封并约束到配合的具有内部表面和外部表面的插入式管，从而形成被密封和约束的管接头，所述密封和约束系统包括：由有弹性的弹性体材料制成的环状的密封圈主体，环状的所述密封圈主体具有内周区域和外周区域，环状的所述密封圈主体安装在设置于塑料管的所述容纳式段的所述口部区域中的所述环状凹槽内，使得所述外周区域与所述口部区域形成密封，并且所述内周区域形成用于与所述插入式管配合的密封表面；弧形且刚性的多个夹持部段，这些夹持部段围绕环状的所述密封圈主体的周向以预定间距从环状的所述密封圈主体向外延伸；
其中所述夹持部段包括由一厚度间隔开的内表面、外表面并包括前边缘、后边缘以及相对的端面，并且其中每个部段的内表面都具有至少一排夹持齿，这些夹持齿能够与配合的所述插入式管的所述外部表面上的选定点接合，并且在所述管接头的组装过程中，在将所述插入式管插接在容纳式管的口部开口中时向所述外部表面施加夹持力；并且其中每个夹持部段的外表面都具有尖锐且周向的脊，所述脊形成在所述夹持部段的外表面上邻近所述后边缘的位置上，尖锐的所述脊被定位成在所述管接头的组装过程中与设置在PVC
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O容纳式管段的所述口部区域中的所述30/60度的环状凹槽接触，以防止在所述管接头的组装过程中，在对所述插入式管进行初始夹持之后所述插入式管还相对于所述容纳式管滑动。8.根据权利要求7所述的组合的密封和约束系统，其中所述夹持部段中的每个夹持部段都具有侧倒角区域，在所述夹持部段的每个侧表面上，所述侧倒角区域都连接到相对直的区域，所述侧倒角区域用于在将插入式管段安装在所述容纳式管段内以构成所述管接头的过程中减少相邻的夹持部段之间的冲突。9.根据权利要求8所述的组合的密封和约束系统，其中所述夹持部段还具有倒圆的后边缘并且在所述端面上进行倒圆，以有助于安装并避免粗暴的插接到密封的相互作用。10.根据权利要求7所述的组合的密封和约束系统，其中所述夹持部段由预定的间隙间隔开，所述间隙的尺寸被选择为在组装所述管接头时对组装的容易性与密封性能...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉多，
申请(专利权)人：Samp，amp，B技术产品公司，
类型：发明
国别省市：