【技术实现步骤摘要】
本技术涉及水利工程和复合材料结构领域，具体是一种输水管结构卡箍连接装置。
技术介绍
1、复合材料因其轻质高强的特性被广泛应用于基础设施领域。目前防汛抢险工作中铸铁机泵架设存在重量大、易锈蚀、拼装慢等问题，采用复合材料取代传统铸铁材料能够有效解决这一难题，符合装备轻量化的发展方向。法兰盘螺栓连接作为工业领域管道连接的一部分，在实际工程应用中被大量使用。但是，其连接拼装较为复杂，速度较慢。应对抢险救灾情况无法提高效率。在复合材料连接和薄壁管道连接研究现状的基础上，根据轻量化复合材料机泵输水系统的特性，对快捷拼接技术进行概念设计，得到卡箍连接的概念设计效果图。选取卡箍连接，并结合相关技术规范和商用产品进行尺寸设计，得到轻量化复合材料机泵输水系统(卡箍连接)的构造图。
2、纤维增强复合材料的密度约为1800kg/m3，玻纤缠绕复合材料管道的强度高达350mpa，因其具有较高的比刚度、比强度、耐腐蚀、抗疲劳、良好的隔热等性能，在许多工业领域都有广泛的应用，如船舶已大量应用纤维增强复合材料缠绕管道和弯头，可有效减轻船舶载重，较传统金属管道系统，可减少一半以上的重量。同时复合材料具有良好的耐腐蚀性能，很好的抗微生物作用和耐酸、碱、有机溶剂及海水腐蚀作用的能力，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力，用于输水部件时，可实现少维护，甚至免维护。复合材料还具有性能可设计的优点，用于轻质管道时，可通过改变缠绕角度可以适应不同的载荷条件。例如圆柱形薄壁压力管道受内压时，筒壁内轴向正应力为环向正应力的一半，缠绕角
技术实现思路
1、本技术的目的是克服现有技术的不足，提出一种基于复合材料的可快速拼装的输水管结构卡箍连接装置，其连接件具有操作简单，不影响管道原有特性，系统稳定性好，维修方便，可快速拼接，可重复利用等特点。较传统铸铁法兰盘螺栓接，可大幅度加快拼接速度。耐腐蚀性能好，维护成本低，综合效益优于传统铁质材料。
2、为实现上述目的，本技术提供了如下方案：一种基于复合材料的输水管结构卡箍连接装置，包括输水直管和弯头，所述输水直管和弯头的之间拆卸连接，所述输水直管和所述弯头两端均被压制成沟槽状，所述输水直管和弯头之间采用卡箍结构连接件进行连接；
3、所述卡箍结构连接件包括两个u型卡箍装置、密封橡胶圈、螺栓、垫片、螺母；两个u型卡箍装置之间通过螺栓、垫片、螺母连接，两个u型卡箍装置之间设有密封橡胶圈；所述密封橡胶圈被密封在输水直管和弯头连接的沟槽位置处；
4、所述u型卡箍装置内圈一端有一个突出部位，称为公头部位，所述u型卡箍装置内圈另一端有一个缩回部位，称为母头部位，所述u型卡箍装置通过端部公头和母头部位的承插卡接完成连接件的固定。
5、作为优选，所述输水直管和弯头的外层均为纤维增强复合材料。
6、作为优选，所述的u型卡箍装置为铸铁材料或所纤维增强复合材料。
7、所述铸铁材料的材质为铁、碳和硅组成的合金。所述纤维增强复合材料为树脂基纤维增强复合材料，其中纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或者芳纶纤维，树脂为不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或者环氧树脂。所述的沟槽的深度应满足设计的要求，沟槽设计采用《卡箍式柔性管接头技术条件》gb/t 8259-2008附录a图a.1钢管端部结构形式中的c-1型。
8、作为优选，所述密封橡胶圈为三元乙丙橡胶epdm材料。密封橡胶圈主要起到密封作用，防止管道泄漏。
9、作为优选，所述的u型卡箍装置内侧设有凹形卡槽，所述的凹形卡槽底部半圆环面、侧面与密封橡胶圈外表面紧密接触，确保管道的密封性良好。所述的u型卡箍装置两侧的卡箍边与卡箍连接两段管道的两侧沟槽表面紧密接触，确保管道间的连接牢靠。
10、作为优选，所述的螺栓、垫片和螺母为碳钢镀锌材料，所述的卡箍结构两端的螺栓、螺母通过松开或把紧即可完成管道的拆装工作。
11、有益效果：
12、(1)本技术了一种轻量化高性能的纤维增强复合材料机泵输水部件的连接方式，较传统铁质直管和弯头部件法兰盘螺栓连接方式，可大幅度提高拼接速度。
13、(2)本专利相较于传统铸铁管道输水部件，具有耐腐蚀性能好，维护成本低，综合效益优于传统铁质材料。
14、(3)本专利所采用的三元乙丙橡胶(epdm)具有密度低、耐老化耐候耐热耐酸耐碱耐水性较好的材料，同时也拥有较好的耐腐蚀性。在传统铁质直管和弯头部件沟槽处作为密封圈可以有效地提高管道连接处的密封性能。
15、(4)本专利基于先进的轻质高强纤维增强复合材料，解决了水利工程领域人工耗费量大、防汛防旱抢险效率低的实际共性难题，符合装备轻量化的重要发展方向，实现了“快捷、高效”的防汛抢险现实要求。
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1.一种基于复合材料的输水管结构卡箍连接装置，其特征在于：包括输水直管(1)和弯头(2)，所述输水直管(1)和弯头(2)的之间拆卸连接，所述输水直管(1)和所述弯头(2)两端均被压制成沟槽(9)状，所述输水直管(1)和弯头(2)之间采用卡箍结构连接件进行连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于复合材料的输水管结构卡箍连接装置，其特征在于：所述输水直管(1)和弯头(2)的外层均为纤维增强复合材料。
3.根据权利要求1所述的一种基于复合材料的输水管结构卡箍连接装置，其特征在于：所述的U型卡箍装置(3、4)为铸铁材料或纤维增强复合材料。
4.根据权利要求1所述的一种基于复合材料的输水管结构卡箍连接装置，其特征在于：所述密封橡胶圈(5)为三元乙丙橡胶EPDM材料。
5.根据权利要求1所述的一种基于复合材料的输水管结构卡箍连接装置，其特征在于：所述的U型卡箍装置(3、4)内侧设有凹形卡槽，所述的凹形卡槽底部半圆环面(14)、侧面(15)与密封橡胶圈(5)外表面紧密接触，所述的U型卡箍装置(3、4)两侧的卡箍边(16)与卡箍连接两段管道的两侧沟
6.根据权利要求1所述的一种基于复合材料的输水管结构卡箍连接装置，其特征在于：所述的螺栓(6)、垫片(7)和螺母(8)为碳钢镀锌材料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于复合材料的输水管结构卡箍连接装置，其特征在于：包括输水直管(1)和弯头(2)，所述输水直管(1)和弯头(2)的之间拆卸连接，所述输水直管(1)和所述弯头(2)两端均被压制成沟槽(9)状，所述输水直管(1)和弯头(2)之间采用卡箍结构连接件进行连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于复合材料的输水管结构卡箍连接装置，其特征在于：所述输水直管(1)和弯头(2)的外层均为纤维增强复合材料。
3.根据权利要求1所述的一种基于复合材料的输水管结构卡箍连接装置，其特征在于：所述的u型卡箍装置(3、4)为铸铁材料或纤维增强复合材料。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：方海，朱志豪，韩娟，周叮，马晓忠，张友明，张恒，陈祥喜，冯俊，周文领，王肖淳，张春阳，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：
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