《防脫哈夫節》是安徽同發設備股份有限公司於2019年7月25日申請的專利，該專利申請號：2019106774634，專利公布號：CN110285277A，專利公布日：2019年9月27日，發明人是：焦祥靜。
《防脫哈夫節》提供了一種防脫哈夫節，包括兩個哈夫節半體圍合構成哈夫式管節，哈夫節半體的管長方向的側邊及管端部位的周向布置的直凹槽、弧形凹槽用於嵌置密封件半體，所述的周向布置的弧形凹槽的外側和/或內側的弧形內壁範圍內間隔布置楔形齒。使用時，將密封件嵌置於哈夫節半體的管長方向的側邊及管端部位的周向布置的直凹槽、弧形凹槽處，兩個半體連同密封圈圍合在待修復管上，螺母、螺栓連線實現密封圈的變形量為可靠密封態，同時楔形齒楔入待修復管道的外管壁適當深度，確保了哈夫節與待修復管體的可靠連線，兩者間的相對運動尤其是管長方向的分離式位移被消除，密封件約束在待修復管道的固定位置處並保持密封配合狀態。
2021年8月16日，《防脫哈夫節》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《防脫哈夫節》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：防脫哈夫節
- 公布號：CN110285277A
- 公布日：2019年9月27日
- 申請號：2019106774634
- 申請日：2019年7月25日
- 申請人：安徽同發設備股份有限公司
- 地址：安徽省安慶市宜秀區開發區站前南路7-1-11
- 發明人：焦祥靜
- Int.Cl.：16L21/06(2006.01)I
- 專利代理機構：合肥誠興智慧財產權代理有限公司
- 代理人：湯茂盛
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
城鎮給排水系統中的管道使用過程中由於各種原因會出現破損泄露現象，因此需要及時修復。作為常見的修復器件的哈夫式快速接頭亦簡稱為哈夫節由兩個半管狀的鑄件半體、兩個橡膠件和螺栓構成，如圖1、2所示，搶修時採用兩個半管狀的哈夫節半體1，將管道破損處包容在哈夫節的管腔里，利用螺栓（圖中未示出）收緊哈夫節半體上的半園接合面致使橡膠密封件2封住破損部位。這種方法由於搶修用人少、安裝時間短、速度快、簡單易用，尤其是無需大範圍開挖土方並更換管件而被廣泛使用。
聚乙烯PE管由於其自身獨特的優點被廣泛套用於建築給水，建築排水，埋地排水管，建築採暖、輸氣管，電工與電訊保護套管、工業用管、農業用管等。PE管之類的塑膠管多採用焊接方式彼此連線，焊縫結合處不可避免存在焊接缺陷，在施工現場由於缺乏檢測手段或檢測困難無法及時檢測，還有就是埋置於地下的管件由於地下地質環境的變化或施工開挖都可能也可能導致塑膠管的破壞或原有缺陷的集中暴露。採用2019年7月以前技術中的哈夫節實施修復時，由於塑膠管管壁的光滑特性，加之塑膠管的支撐、約束環境的變化以及管體承受壓力，管體3與哈夫節上的密封件2之間存在管長方向彼此位移的情況，加之哈夫節與待修復管體之間包覆段長度有限，兩者相對分離式位移的情況時有發生，待兩者完全分離則導致修復失敗。就是說2019年7月以前的技術中的哈夫節可以滿足短時間或表面上看上去實現了修復，卻無法保證可靠的使用壽命。
發明內容
專利目的
《防脫哈夫節》的目的是提供一種防脫哈夫節，確保哈夫節與待修管體連線的可靠性以避免兩者發生管長方向的位移而脫離。
技術方案
附圖說明
圖1是2019年7月以前的技術結構示意圖；
圖2是圖1中的K-K剖視圖；
圖3、4是《防脫哈夫節》的哈夫節、哈夫節單元的立體示意圖；
圖5、6、8分別是發明的哈夫節半體的立體結構示意圖；
圖7是《防脫哈夫節》的正視圖；
圖9、10分別是圖7、8的局部放大圖；
圖11是《防脫哈夫節》的結構示意圖，
圖12是圖11中的K-K剖視圖。
技術領域
《防脫哈夫節》涉及管道用的哈夫式快速接頭，尤其是塑膠管道的哈夫式快速接。
權利要求
1.《防脫哈夫節》包括兩個哈夫節半體（10）圍合構成哈夫式管節，哈夫節半體（10）的管長方向的側邊及管端部位的周向布置的直凹槽、弧形凹槽（11、12）用於嵌置密封件半體，其特徵在於：所述的周向布置的弧形凹槽（12）的外側和/或內側的弧形內壁範圍內間隔布置楔形齒（13）。
2.根據權利要求1所述的防脫哈夫節，其特徵在於：所述的楔形齒（13）齒頂線與管芯方向成交叉布置或整體呈垂直交叉式布置，楔形齒（13）在弧形內壁範圍內均勻布置。
3.根據權利要求1所述的防脫哈夫節，其特徵在於：楔形齒（13）的齒頂所在圓的半徑大於密封件的密封齒齒頂自然態下的半徑，密封件的密封態時楔形齒（13）嵌入塑膠管外壁內0.5～5毫米。
4.根據權利要求1或2或3所述的防脫哈夫節，其特徵在於：所述的楔形齒（13）的齒頂為尖刃頂。
5.根據權利要求1或2或3所述的防脫哈夫節，其特徵在於：所述的楔形齒（13）位於管長方向側的斜面夾角為30±10°且該兩斜面與垂直於管長方向的截面對稱布置。
6.根據權利要求1或2或3所述的防脫哈夫節，其特徵在於：楔形齒（13）位於軸向的兩相對齒底邊間距小於周向的兩相對齒底邊間距。
7.根據權利要求1或2或3所述的防脫哈夫節，其特徵在於：所述的楔形齒（13）整體呈正四稜錐狀且齒頂長度小於位於管長方向的兩相對齒底邊的周向長度。
8.根據權利要求1或2或3所述的防脫哈夫節，其特徵在於：位於弧形區域中部的楔形齒（13）延伸方向指向管芯方向，旁側的楔形齒（13）的延伸方向位於該楔形齒（13A）至管芯方向和平行於管芯方向的所圍夾區域內。
9.根據權利要求8所述的防脫哈夫節，其特徵在於：所有楔形齒（13）的齒頂位於同一圓周面。
10.根據權利要求1或2或3所述的防脫哈夫節，其特徵在於：管長方向相鄰的楔形齒 （13）在周向方向上錯位布置。
11.根據權利要求1所述的防脫哈夫節，其特徵在於：位於弧形凹槽（12）中部對應位置處的楔形齒（13）齒頂線與管芯方向成交叉布置或整體呈垂直交叉式布置且在垂直於管芯的截面上的投影為整體呈等腰梯形，位於弧形凹槽（12）兩端對應位置處的楔形齒（13）在垂直於管芯的截面上的投影為整體呈三角形且靠近中部一側的邊長較長，位於弧形凹槽（12）的中部和兩端之間的楔形齒（13）在垂直於管芯的截面上的投影整體呈不等腰梯形且靠近中部一側的腰長較長，位於弧形凹槽（12）兩端對應位置處的楔形齒（13）周向的兩相對齒底邊間距大、位於弧形凹槽（12）中部對應位置處的楔形齒（13）周向的兩相對齒底邊間距小、位於弧形凹槽（12）中部和兩端之間對應位置處的楔形齒（13）周向的兩相對齒底邊間距居中。
實施方式
《一種防脫哈夫節》包括兩個哈夫節半體10圍合構成哈夫式管節，哈夫節半體10的管長方向的側邊及管端部位的周向布置的直凹槽、弧形凹槽11、12用於嵌置密封件半體，上述內容參見現有技術即可，《防脫哈夫節》的要點在於所述的周向布置的弧形凹槽12的外側和/或內側的弧形內壁範圍內間隔布置楔形齒13。結合圖3、4，具體使用時，先按圖4所示將密封件3嵌置於哈夫節半體10的直凹槽、弧形凹槽11、12處，再將兩個半體圍合成圖3所示的管狀，然後螺母螺栓連線，由於密封件3的結構與本申請人的在先專利中有詳細的記載。截至2019年7月，已有技術中的密封圈3與外管壁相對粗糙的鍍鋅管等管件配合基本可以滿足封堵修復要求，而對於PE管類的塑膠管則出現了嚴重問題，因為PE管類的塑膠管的外壁光滑，密封件3與其間的摩擦力係數小，所以兩者滑動位移現象實屬必然。
《防脫哈夫節》就是在不至於影響密封件正常變形的情況下，通過楔形齒13設定並讓其楔入待修復管體A、B的外管壁上，切入深度適當既要保證待修復管體A、B免受楔形齒13楔入時管體仍保持完好，同時楔入後提供的抵擋能力足以承擔可能導致管體與密封件相對位於的外力合力。所述的楔形齒13齒頂線與管芯方向成交叉布置或整體呈垂直交叉式布置，楔形齒13在弧形內壁範圍內均勻布置。理論上講，楔形齒13可以有多種形狀的選擇，考慮到主要消除的是軸向方向的位移，所以楔形齒13齒頂線與管芯方向成交叉布置即可，當然整體呈垂直交叉式布置更優，因為採用方案可以保證管壁上被刻壓區域最小當然也就是對管體造成的損傷最小。楔形齒13的齒頂所在圓的半徑大於密封件的密封齒齒頂自然態下的半徑，密封件的密封態時楔形齒13楔入塑膠管外壁內0.5～5毫米。
以上方案就是在保證密封件具有為實現可靠密封所具備變形條件，在此基礎上，具體楔入深度為多少與管件材料和規格、管內壓力、埋置鋪設或凌空架設等外界約束條件有關，表1給出的實驗結果。所述的楔形齒13的齒頂為尖刃頂，即楔形齒13在過管芯的截面上的形狀為山尖狀，具體來講所述的楔形齒13位於管長方向側的斜面131的夾角為30±10°且該兩斜面131與垂直於管長方向的截面對稱布置。楔形齒13選擇上述範圍斜面夾角既保證楔形齒13能夠楔入管體，又不至於過分鋒利的楔入可能導致對管體的切割傷害。更為具體的方案是楔形齒13位於管長向的兩相對齒底邊132間距小於周向的兩相對齒底邊133的間距。所述的楔形齒13整體呈正四稜錐狀且齒頂134的長度小於位於管長方向的兩相對齒底邊132的周向長度。
上述方案考慮的問題是管徑由外向內時周長逐漸變小，所以壁厚內部與楔形齒13的齒頂接觸位置處受到變形損傷要小於外管壁上的損傷範圍，即管體上的刻痕類似於口大、底小的凹部。位於弧形區域中部的楔形齒13延伸方向指向管芯方向，旁側的楔形齒13的延伸方向位於該楔形齒13A至管芯方向和平行於管芯方向的所圍夾區域內。由於哈夫節半體10、20相互圍合時半體是沿兩個半體的結合面方向位移的，所以期初開始圍合與合圍到位過程中每個楔形齒13到管壁的距離均是不同的，即楔形齒13中位於弧形段中部的楔形齒13a距離管壁最遠，弧形段兩端的楔形齒13c最近，楔形齒13a、13c之間的楔形齒13b居中，上述方案設定的楔形齒13可以保證管壁受到最小的刻損區域，又能提供所有楔形齒13楔入管壁內的區域在垂直軸向的截面上的投影面積儘可能的相同，所以在周向方向均勻設定阻擋軸向位移的限位部。為了保證楔形齒13楔入時對管壁造成的損傷儘量均勻，所有楔形齒13的齒頂位於同一圓周面，這樣也就保證楔形齒13楔入管壁的深度基本一致。管長方向相鄰的楔形齒13在周向方向上錯位布置，該特徵也是為了分散並儘可能的均勻管壁各處的受力，這樣就避免了局部區域集中受力，也就是說管壁與哈夫節構成的約束區域位於環形帶狀區域。
由於《防脫哈夫節》使用時是將兩個哈夫節半體實施圍契約束在待修復管體上的，且圍合時兩個半體是向半體的結合面方向移動的，所以，為了保證各楔形齒13作用在圓周向均能各司其職，弧形凹槽12周向各部位對應位置處的楔形齒13形狀有以下優選設計，如圖8、9所示，即位於弧形凹槽12中部對應位置處的楔形齒13齒頂線與管芯方向整體呈垂直交叉式布置且在垂直於管芯的截面上的投影為整體呈等腰梯形，此處忽略上下底的弧度，位於弧形凹槽12兩端對應位置處的楔形齒13在垂直於管芯的截面上的投影整體呈三角形且靠近中部一側的邊長較長，位於弧形凹槽12的中部和兩端之間對應位置處的楔形齒13在垂直於管芯的截面上的投影整體呈不等腰梯形且靠近中部一側的腰長較長，位於弧形凹槽12兩端對應位置處的楔形齒13周向的兩相對齒底邊間距大、位於弧形凹槽12中部對應位置處的楔形齒13周向的兩相對齒底邊間距小、位於弧形凹槽12中部和兩端之間對應位置處的楔形齒13周向的兩相對齒底邊間距居中。由圖7、8、9、10可見，對應於弧形凹槽12中部對應位置處的楔形齒13為等腰梯形，在圖9、10給出結構放大圖中可清楚的看出端部位置處的楔形齒13的齒頂134長度幾乎縮減為點，端部的楔形齒13在垂直於管芯的截面上的投影為整體為三角形且靠近中部一側的邊長較長。結合附圖，楔形齒13所占據周向弧長自中部向兩端逐漸增加，這也是為了配合哈夫節半體的裝配方式而設定的。
表1：對照實驗
榮譽表彰
2021年8月16日，《防脫哈夫節》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
