[发明专利]一种管道转弯接头

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道接头，特别是关于一种用于不规则转弯管道中能实现全方位调节的管道转弯接头。

背景技术

目前市场上的管道弯头一般是固定弯头，并且以90°弯头居多，少有45°弯头，这样使得管道角度改变十分受限。为了适应工程地形、结构空间等不规则管道角度改变，即在非90°和45°转弯的情况，只能采取特殊定制或利用多个弯头组合加以实现，因而增加了管线的工程投资和施工难度。同时，由于管道弯头过多、局部水头损失增大，因而增加了工程造价。

当水流流经管道弯头处，由于惯性力作用，管道内、外侧流速梯度较大，内侧有脱壁现象，弯管下游内侧易形成漩涡区，泥沙在此淤积，易造成管路堵塞。但是，固定弯头不便于管道的拆卸、维修和更新，这样给施工和运行维护造成一定的困难。固定弯头需要承受管道铺设、对接过程中的线位移和角位移而产生装配应力和温度应力，因而提高了管道系统对强度和稳定的要求，进而增加工程造价。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能实现全方位调节、多角度变化，减小水头损失，拆装、维护方便的管道转弯接头。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种管道转弯接头，其特征在于：它包括与上游固定管段连接的进水管道、内球壳、由外球壳前部和外球壳后部组成的外球壳、出水管道、连接件和止水垫片；所述进水管道与所述内球壳一端连接成一体，所述内球壳另一端部分嵌设在与其同心的所述外球壳内，所述内球壳与所述外球壳的球心位于所述进水管道和出水管道轴线交点上；所述外球壳前部和外球壳后部通过所述连接件构成球状空腔结构的外球壳，所述外球壳后部与所述出水管道连接成一体；所述外球壳前部与所述外球壳后部的连接处，以及所述外球壳与所述内球壳之间设置有所述止水垫片。

所述外球壳前端部与所述内球壳后端部之间的夹角α、所述外球壳后端部与所述内球壳前端部之间的夹角β，以及所述内球壳与所述外球壳重叠部分的夹角γ均由管道直径和内球壳球外径的比值确定：

其中，δ为常数，其取值范围为1～3°；θ为所述外球壳后端部与管道水平轴线之间的夹角；D₁为管道直径；D₂为所述内球壳球外径。

所述内球壳与所述外球壳重叠部分的最小角度min(γ)＝γ-α＝3δ。

所述连接件采用法兰或丝扣。

所述止水垫片采用橡皮垫圈。

所述内球壳的外壁面设置呈球状弧面，所述内球壳内壁面设置呈圆台状。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用由内球壳和外球壳构成，且内球壳一端部分嵌设在与其同心的外球壳内，内球壳与外球壳的球心位于管道轴线上，使内球壳在外球壳内可以实现自由转动，进而实现各管道在本发明管道转弯接头处可以沿各个方向全方位转动连接，不仅能适应管道任意小角度转弯，同时也满足了不规则空间、地形、地貌的管道转弯要求，且拆装、维护方便。2、本发明内球壳外壁面由于采用球状弧面结构，这样可以与外球壳内壁面嵌设，以实现内球壳在外球壳内沿各个方向旋转；内球壳内壁面设置呈圆台状，这样当内球壳在外球壳内转动时，可以有效保持水流顺畅，减小水流损失。3、本发明由于采用的管道转弯接头能实现全方位的转动，在管道小角度转弯时，可以实现最小转角、最短管道长度的连接，进一步减小管道转弯的局部水头损失。4、本发明由于采用管道转弯接头可以利用沿任意方向的旋转实现自动调节，这样就消除了固定接头在施工装配时所产生的装配应力，进而减小了运行期温度变化引起的温度应力。5、本发明利用两个管道转弯接头和一段直管可以构成平动装置，实现管道的平动，调节程度可通过管道转弯接头的内球壳和外球壳之间间隙大小和中间直管段长度加以控制。与现有技术中两个90°弯管实现的平动相比，既增加了可调节性能，又缩短了管长，使水流顺畅，水头损失最小。同时，利用这个平动装置，小微型水电站和泵站的浮式进水口，可实现随季节水位变化自动调节，能满足设计最佳淹没深度。本发明可以广泛应用于各种不规则转弯管道中。

附图说明

图1是本发明的整体结构轴向剖面图；

图2是本发明的旋转角度剖面图；

图3是本发明的外球壳前部与外球壳后部采用法兰连接示意图；

图4是本发明的外球壳前部与外球壳后部采用丝扣连接示意图；

图5是图4的A处放大示意图；

图6是本发明的两个管道转弯接头安装在三段管道连接处形成的平动装置示意图。

具体实施方式