防脫密封圈，防脫塊以及包括所述密封圈的管道組件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及球墨鑄鐵管，具體涉及用于球墨鑄鐵管的密封圈和其中的防脫塊。本 發明還涉及使用所述密封圈的球墨鑄鐵管道組件。
【背景技術】
[0002] 目前，國內城鎮輸水管用的球墨鑄鐵管之間的密封連接，基本上采用T型橡膠密 封圈。如圖1所示，密封圈30設置在球墨鑄鐵管10和20的連接處。參照圖2,密封圈30 包括橡膠圈32以及嵌在橡膠圈32內且均勻分布的多個防脫塊34。防脫塊34的數量可根 據具體應用和行業標準來確定。其中每個防脫塊34在面向管道10的一側具有兩個防脫齒 36,其中防脫齒36是一體成型在防脫塊34上的。
[0003] 圖1示出的是管道10和20之間沒有偏轉的情形。此時，防脫塊34的兩個防脫齒 36均抵靠在管道10的外壁上，或者稍許嵌入管道10的外壁。
[0004] 圖1和2示出的密封圈，能適應一定的基礎變形，具有一定的抗震能力，也具有良 好的密封性。然而，現有的密封圈防止管道滑脫的能力較低。
[0005] 例如，參照圖3,管道10和20之間存在α偏轉角。此時，如圖4和5所示，密封圈 30上的防脫塊34的其中一個防脫齒36與管道10的外壁脫離接觸。圖4示出圖3中A部 分的放大結構，此時，偏左側的防脫齒與管道10的外壁脫離接觸。同時，參照圖5,其示出 圖3中B部分的放大結構，偏右側的防脫齒與管道10的外壁脫離接觸。在這種情況下，密 封圈30的防脫作用明顯下降，相鄰管道10和20之間可能滑脫。
[0006] 可見，現有的防滑脫密封圈在通常的地質條件下使用是可以的，但是不適用于管 線拐彎或爬坡處，因為這些地方不可避免的會出現相鄰管道偏轉的情形。
[0007] 雖然在實際施工中，采用在管線拐彎處設置水泥止推支墩的方法來抵抗軸向力防 止管道滑脫，但該方法安裝施工效率低、花費高、對施工環境（如工作空間）有一定的要求。
[0008] 另外，防脫齒處會產生應力集中現象。并且，齒數越少，每個齒上的應力集中越嚴 重。經過一段時間的使用后，應力集中可能造成防脫齒的齒尖位置金屬疲勞而失效，進而使 得防滑脫的作用降低，甚至完全失去作用。
[0009] 同時，現有的密封圈上的橡膠圈32的球頭通常制成單峰曲面，參見圖2、4和5。當 存在水壓或氣壓時，球頭38受到擠壓而發生變形。圖6中的表示當受到如箭頭所示方向的 壓力時，球頭38發生形變后的形狀。其中虛線位置是未受到壓力時，橡膠圈未發生形變的 形狀。可以看出，在這種情況下，橡膠圈32的形變主要是向圖6的左側，即管道20的管口 方向發生變形。
【發明內容】
[0010] 本發明的目的是提供一種新的防滑脫密封圈，用于球墨鑄鐵管T型接口管道。
[0011] 按照本發明，一種防脫密封圈，包括橡膠圈和至少一個嵌入在該橡膠圈內的防脫 塊，所述防脫塊的一面露出所述橡膠圈，其中所述防脫塊露出該橡膠圈的一面設有防脫齒， 所述防脫齒的方向為與管道插口的安裝方向一致，其中，該防脫塊上設有4個防脫齒。
[0012] 所述的防脫塊上距離所述橡膠圈底部端面最遠的齒的齒尖與所述底部端面的內 側邊緣的連線與所述底部端面的夾角為67°。其中，各個所述防脫齒的齒尖形成的弧線半 徑為15mm。
[0013] 所述防脫齒的第一齒的齒尖距離所述連線的垂直距離是-0.8mm，所述第二齒的 齒尖距離所述連線的垂直距離是+〇. 3mm，所述第三齒的齒尖距離所述連線的垂直距離是 +0· 6mm〇
[0014] 所述第一齒的齒根與所述底部端面的夾角為20°，所述第二齒與所述第一齒的齒 根夾角為60°，所述第三齒與所述第二齒的齒根夾角為80°，所述第四齒與所述第三齒的 齒根夾角為80°。
[0015] 所述第一齒的齒尖與所述第二齒的齒尖在所述連線方向上的距離是3mm，所述第 二齒的齒尖與所述第三齒的齒尖在所述連線方向上的距離是3. 5mm，所述第四齒的齒尖與 所述第四齒的齒尖在所述連線上的距離是3. 5_。
[0016] 進一步，該橡膠圈的球頭部分設有凹槽。
[0017] 按照本發明的另一方面，一種防脫密封圈，包括橡膠圈和至少一個嵌入在該橡膠 圈內的防脫塊，其中所述防脫塊露出該橡膠圈的一面設有防脫齒，所述防脫齒的方向為與 管道插口的安裝方向一致，該防脫塊上設有5-8個防脫齒。
[0018] 所述的防脫齒構造為在允許最大偏轉角范圍內至少保持4個防脫齒與所述管道 表面接觸。
[0019] 該橡膠圈的球頭部分設有凹槽。
[0020] 按照本發明另一方面，一種球墨鑄鐵管道組件，包括兩個相鄰并連接的管道，其特 征在于，在所述兩個管道的接口處設有如上所述的防脫密封圈。
[0021] 按照本發明又一方面，一種用于球墨鑄鐵管的防脫密封圈的防脫塊，所述防脫塊 露出該橡膠圈的一面設有防脫齒，所述防脫齒的方向為與管道插口的安裝方向一致，該防 脫塊露出所述防脫密封圈的部分設有4個防脫齒。
[0022] 其中，所述防脫塊上距離所述橡膠圈底部端面最遠的齒的的齒尖與所述底部端面 的內側邊緣的連線與所述底部端面的夾角構造為在允許最大偏轉角范圍內至少保持3個 防脫齒與所述管道表面接觸為67°。
[0023] 其中，各個所述防脫齒的齒尖形成的弧線半徑為15mm。
[0024] 所述防脫齒的第一齒的齒尖距離所述連線的垂直距離是-0.8mm，所述第二齒的 齒尖距離所述連線的垂直距離是+〇. 3mm，所述第三齒的齒尖距離所述連線的垂直距離是 +0· 6mm〇
[0025] 所述第一齒的齒根與所述底部端面的夾角為20°，所述第二齒與所述第一齒的齒 根夾角為60°，所述第三齒與所述第二齒的齒根夾角為80°，所述第四齒與所述第三齒的 齒根夾角為80°。
[0026] 所述第一齒的齒尖與所述第二齒的齒尖在所述連線方向上的距離是3_，所述第 二齒的齒尖與所述第三齒的齒尖在所述連線方向上的距離是3. 5mm，所述第四齒的齒尖與 所述第四齒的齒尖在所述連線上的距離是3. 5_。
[0027] 進一步，該橡膠圈的球頭部分設有凹槽。
[0028] 本發明的技術效果在于：
[0029] 1)設置4-8個防脫齒能隨相鄰管道之間的插口偏轉角度的變化仍保持防滑脫能 力，有效解決了管子接頭處因受水沖擊力作用或地殼變動引起的容易滑脫的問題，特別適 用于管線拐彎、爬坡或其他需要管線軸向受力的工作地點；
[0030] 2)同時，由于具有更多的防脫齒，降低了每個防脫齒上的應力集中，進而提高防脫 塊的使用壽命；
[0031] 3)由于作用的防脫齒數量相對較多，所以在同樣的壓力下，齒的嵌入深度較小，所 以可以適合于壁厚較薄的C級管道；
[0032] 4)由于球頭部位的凹槽設計，能夠張開，使膠圈于管子之間的貼合更緊密，密封性 更好。
【附圖說明】
[0033] 圖1是現有的密封圈安裝在球墨鑄鐵管上的剖視示意圖。
[0034] 圖2是圖1的局部剖視示意圖。
[0035] 圖3示出安裝有現有的密封圈的球墨鑄鐵管的偏轉狀態。
[0036] 圖4是圖3的A部放大示意圖。
[0037] 圖5是圖3的B部放大示意圖。
[0038] 圖6是現有的密封圈在使用中受到壓力時橡膠圈變形的示意圖。
[0039] 圖7是按照本發明一實施例的密封圈的剖視示意圖。
[0040] 圖8是圖7的密封圈安裝在球墨鑄鐵管上的示意圖。
[0041] 圖9示出了安裝有按照本發明一實施例的密封圈的球墨鑄鐵管處于偏轉狀態。
[0042] 圖10是圖9的C部放大示意圖。
[0043] 圖11是圖9的D部放大示意圖。
[0044] 圖12是按照本發明一實施例的密封圈在受到壓力時橡膠圈變形的示意圖。
[0045] 圖13示出圖7所示的實施例上的角度β，以及L1, L2和L3。
[0046] 圖14示出圖7所示的實施例中，各個齒的齒尖形成的弧線。
[0047] 圖15示出圖7所示的實施例中，各個相鄰齒的齒根夾角。
[0048] 圖16示出圖7所示的實施例中，各齒與連線L的垂直距離。
【具體實施方式】
[0049] 下面結合附圖具體描述本發明。
[0050] 圖7示出按照本發明的密封圈100的剖面圖，其中示出了嵌入在其中的防脫塊120 的剖面。按照本發明，在橡膠圈110中嵌入至少一個防脫塊120。優選地，在橡膠圈110中 沿周向均勻嵌入多個防脫塊120。防脫塊120在露出該橡膠圈110的表面設有4個防脫齒 122。其中，這些防脫齒122構造為具有方向性，并且其方向是沿管道10和20插口的安裝 方向，即沿管道安裝方向順向。
[0051] 橡膠圈110具有底部端面116和球頭112。橡膠圈110的球頭