[发明专利]一种抗震柔性接口及其工作方法

说明书

一种抗震柔性接口令管道通过接口具有轴向限位移动和轴线限位偏转摆移的功能，以抵御地震波对管道的破坏作用力；可令管道通过叠加多个接口的轴向位移量和轴线偏转摆移量来适应地震引发永久地面变形迫使管线的变化，减少管道由此而承受的拉、压和弯曲应力，从而有效提高管道抗震害和防爆漏的能力。

技术领域

本发明专利涉及一种输送介质的管道接口，特别适合地质条件差和抗震设防管道使用。

背景技术

管道是城市安全的生命线，输水管道一旦出现爆漏就会直接影响社会的安全稳定，特别地震发生由地震引起的永久地面变形迫使管道的沉降、错位和偏移的变化，令管道由此而承受的破坏力十分巨大。目前，美国和日本开发的抗震接口由于只具有轴向自锚功能，当管线偏移量大于接口允许的偏转角时就会发生泄漏，所以并不适合在强烈地震或在地震引发永久地面变形的地域使用。因此，开发高性能的抗震管道接口是保障社会安全稳定的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种可提高管道抵御强烈地震波对管道的震动破坏和降低地震引发液化地基形成及永久地面变化对管道作用的破坏应力的抗震柔性接口。

本发明的抗震柔性接口主要由承头1、插头2、密封胶圈3、卡环4、配合内圆5、插入段6、勾头7、斜口8、台阶端面9、外圆10、卡环定位腔11、内端面12组成。

接口的抗震工作原理是：以接口具有轴向限位移动和轴线限位摆角的全方位自锚式的柔性接口连接抵御强烈地震波对管道作用的破坏力和防止管道的承头和插头相互拉拔和弯曲脱口，同时可令管道通过叠加多个接口的轴向位移量和角度摆移量来适应地震引发永久地面变形迫使管线的变化，减少由此而承受的拉、压和弯曲的破坏应力，从而创造一种可令管道通过全方位的安全自由变形和补偿方法，有效提高管道抵御强烈地震灾害能力的新颖抗震管道接口。

附图说明

图1、抗震柔性接口示意图

1、承头；2、插头；3、密封胶圈；4、卡环；5、配合内圆；6、插入段；7、勾头；8、斜口；9、台阶端面；10、外圆；11、卡环定位腔；12、内端面

具体实施方式

抗震柔性接口是由处于承头1和插头2之间的密封胶圈3通过受压反弹对接口进行密封，密封胶圈3跟随插头一起移动，其压缩比是在安装时，插头插进承头的过程中，由承头端部的斜口8压缩形成。密封胶圈3的最小压缩比大于18％。处于承头勾头7与插头的台阶端面9之间的具有开口呈圆环状的卡环4是在承插头相互插进后，从承头斜口8与插头的外圆10之间的圆环间隙内推进到勾头7与插头台阶面9之间的卡环定位腔11内，并通过径向胀大的反弹变形胀贴在卡环定位腔11的内圆，以抗剪切的强度阻止承插头的相互拉脱，并将承受的轴力传递给下一根管。插头的插入段6的外圆直径比承头的勾头7的内径和配合内圆5的内径稍小，接口的极限轴线偏转角度由插入段的外圆直径与配合内圆5内径之间的圆环间隙和接口摆角后承插头前后相互摆触点之间的距离决定。同时，接触点以其抗压强度阻止接口的弯曲脱口，并将承受弯曲力传递给下一根管。

使用时，当管道在管道工作温差作用下，产生伸缩变形，管道通过通过接口的伸缩补偿，消除管道承受的温度应力；当强烈地震管道产生晃动和窜动时，管道通过接口轴向限位移动和轴线限位偏转摆角来抵御地震波的破坏作用力，和降低管土相对位移的破坏作用力；当地震引发地基液化迫使管道上浮或永久地面变形迫使管道不均匀沉降、错位和偏移时，管道通过叠加多个接口的轴向位移量和角度摆移量来适应管线的变化，减少管道由此承受的拉、压和弯曲应力，防止管道的爆漏，从而创造管道通过全方位的安全自由变形和补偿方法，减少管道承受地震灾害的破坏作用力的一种新颖抗震管道接口。

一种抗震柔性接口可令管道通过全方位的安全自由变形和补偿的方法，减少管道承受地震灾害的破坏作用力；接口是以轴向限位移动和轴线限位偏转摆角来抵御强烈地震波对管道产生的破坏作用力、管地相对位移的破坏作用力，和防止管道接口的拉拔脱口和弯曲脱口，同时可令管道通过叠加多个接口的轴向位移量和轴线偏转摆角量来适应地震引发永久地面变形迫使管线的变化，减少管道由此承受的拉、压和弯曲的应力；承头的勾头和内端面之间的距离限定接口的轴向极限位移量，当接口轴线偏转摆移时，承头和插头相互插入段内的前后相互接触点之间的距离与承头和插头在相互接触点之间的间隙限定接口轴线的极限偏转角度；卡环是以径向胀大的反弹变形胀贴在卡环定位腔内，以其抗剪切强度阻止接口的拉脱和将轴力传递到下一根管，令管道可以通过叠加多个接口的轴向位移量来增加管道轴向伸缩的位移量，卡环的截面可以是方形、矩形和圆形；当接口摆角到极限轴线偏转摆角时，以承插头相互插入段的相互接触点的阻力阻止接口的弯曲脱口和将弯曲力传递给下一根管，令管道可以通过叠加多个接口的轴线偏转摆角量来适应管道的沉降、错位和偏移的变化；当接口摆角到极限轴线偏转角时，卡环仍以抗剪切强度阻止接口的拉拔脱口；当接口摆角到极限轴线偏转角度和轴向位移到极限时，密封胶圈的圆环最小压缩比处的压缩比仍大于18％；卡环的外径大于勾头的内圆直径、卡环的内圆内径小于插入段的外圆直径；承头的端口具有斜口，密封胶圈在通过这斜口时，获得压缩比。