专利名称：管网现场不定长安装施工方法以及其管组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及管网安装施工方法以及适合管网安装的管组件。
背景技术：
迄今为止，管网安装连接中，管螺纹连接依然是最简单、最方便的连接方式。目前约50%以上采用这种连接方式，其他方式如焊接、法兰、承插、卡箍等运用在管螺纹连接方式不能胜任的场合。管网连接安装施工方法可分为定长安装施工法和不定长安装施工法。 定长安装施工法是指管网中各个管路长度确定，安装施工者只需根据图纸所标定的管件规格尺寸，将预先加工好的管材与其标准化的附件(如螺纹短接、管箍、三通、弯头等等)现场连接即可；如机器设备标准气液压管路(网)等。当预先加工的管件长度与实际长度有超过允许的误差时，即变成了后面所述的不定长安装施工。不定长安装施工，即指施工现场实际长度尺寸与设计图纸有差异，或没有图纸，安装施工人员根据现场实际测量长度情况，改变长度和(或)临时加工长度的安装施工法。这种施工法全世界100%均采用现场切断所需长度管材，再现场套丝或车削加工管材的两端使其成为二端有管外螺纹的所需长度的管件，结合其标准化的附件连接而成；或通过2个以上的连接副将预先加工好的定长管件组成所需长度的管件，再结合其标准化的附件连接而成管路(网)。目前解决不定长安装施工的方法其缺点在于1.现场必须生产管外螺纹，生产工艺必然落后于工厂专业标准化生产，管外螺纹质量难以控制，产品难以追索，生产产品与安装使用产品混淆；2.因现场加工时产生的短料、废料，而使管材浪费一般在5% -20% ；3.安装施工非标准化，效率低，劳动强度大，管网一次试压成功率小于100% ；4.通过多个连接副连接而成的现场所需长度的管件集，不仅长度尺寸计算复杂， 而且根本无法实现管路长度单位衔接；同时管件数量增多，成本高，又容易产生漏点，存在安全隐患，根本无法推广。通过上面描述不难发现摒弃现场生产各种管外螺纹，实现管网现场安装施工标准化的关键是将现场不确定的长度变成可现场搭配标准化长度而组成的确定长，以最少的连接副(一个连接副)来实现在一定长度范围内的任意长度单位的不定长安装施工所需的管路，并考虑最合理的工厂专业化生产和安装工人操作简便。
发明内容
本发明的总的构思是摒弃现场切料与生产各种管外螺纹，实现管网现场安装施工标准化，将现场不确定的长度变成可现场搭配标准化长度而组成的确定长，以最少的连接副(一个连接副)来实现现场不定长安装施工所需的管路，并考虑最合理的工厂专业标准化生产和现场安装工人操作容易性。本发明一方面的目的在于提供一种管网现场将不定长管路安装变为可控长度精度的定长管路安装施工方法。
本发明另一发明的目的在于提供一种适合于管网现场不定长安装施工的工厂专业化生产的标准化管组件。为实现所述目的的适合于管网现场不定长安装施工的管组件，其特点是，包括单位公差管件列；单位公差管件列包括N个单位公差管件，N为自然数，该N个单位公差管件中，第η个单位公差管件的长度为知，1彡η彡N，η为自然数到％以d为等差依次增加； B1等于或大于2倍的管外螺纹标准的有效螺纹长度，aN ^ 2ard, d为单位长度公差。所述的适合于管网现场不定长安装施工的管组件，其进一步的特点是，还包括设定公差耦合列和设定公差管件列，设定公差耦合列包括K个设定公差耦合件，K为自然数， 该K个设定公差耦合件中，第k个设定公差耦合件的有效连接长度为(ik，1 < k < K，k为自然数，G1到&以D为等差依次增加^为零值，D为(aN-ai) +d ；设定公差管件列包括M个设定公差管件，M为自然数，该M个设定公差管件中，第m个设定公差管件的长度为Am，l<m<M， m为自然数，A1到Am以D的K倍次增加(Am可以除外)小于或等于2aN+GK+d-ai, Am为整根管材的标准长度，各管件均为双头管外螺纹管件，设定公差耦合件为与所述管件匹配的双头内螺纹管件。所述的适合于管网现场不定长安装施工的管组件，其进一步的特点是，该单位公差管件列和该设定公差管件列中的管件之间通过或不通过设定公差耦合列中耦合件的连接而构成多个管路，该多个管路的长度范围在两倍于管外螺纹标准有效螺纹长度到整根管材的标准长度、设定公差耦合列中末项长度、单位公差管件列末项长度之和之间，并且该多个管路的长度是等差为d的数列。所述的适合于管网现场不定长安装施工的管组件，其进一步的特点是，组合后的管件总长为an+Gk+an+x或an+Gk+Am，最长为2AM+GK，0彡χ彡N，χ为整数；其中= (K-I) D，其K值可改变设定公差管件列中管件的数量。为实现所述目的的管网现场不定长安装施工方法，其特征在于，把双头管外螺纹长度管件分成二大标准列类，即单位公差管件列和设定公差管件列，把设定公差双头内螺纹管箍单独立成设定公差耦合列；其中，单位公差管件列包括N个单位公差管件，N为自然数，该N个单位公差管件中，第η个单位公差管件的长度为 ，1 < η < N，η为自然数，ai到％ 以d为等差依次增加；ai等于或大于2倍的管外螺纹标准的有效螺纹长度，％ ^ ^i1-Cbd为单位长度公差；设定公差耦合列包括K个设定公差耦合件，K为自然数，该K个设定公差耦合件中，第k个设定公差耦合件的有效连接长度为(\，1 < k < K，k为自然数，G1到&以D为等差依次增加^为零值，K值优先考虑，从而决定设定公差管件列的长短，D为(aN_ai)+d ； 设定公差管件列包括M个设定公差管件，M为自然数，该M个设定公差管件中，第m个设定公差管件的长度为Am，1彡m彡M，m为自然数，A1到Am以D的K倍次增加(Am可以除外)； A1小于或等于2 + +} ，Am为整根管材的标准长度；各管件均为双头管外螺纹管件，耦合件为与之匹配的双头内螺纹管件；单位长度公差管件列的末项的长度％决定设定公差耦合列的公差D，并且组合后的管件总长为an+Gk+an+x或an+Gk+Am，最长为2AM+GK，0彡χ彡N，χ为整数；其中= (K-l)D，其K值可改变设定公差管件列中管件的数量。为实现所述目的的管网现场不定长安装施工方法，其特征在于，可以把各种长度管材分成二大标准管件列类，即单位公差管件列和设定公差管件列，把设定有效连接长度的耦合件单独立成设定公差耦合列；其中，单位公差管件列包括N个单位公差管件，N为自然数，该N个单位公差管件中，第η个单位公差管件的长度为a ，1 < η < N，η为自然数，B1到％以d为等差依次增加叫等于或大于2倍的连接结构标准的有效连接长度，％彡2ard, d为单位长度公差；设定公差耦合列包括K个设定公差耦合件，K为自然数，该K个设定公差耦合件中，第k个设定公差耦合件的有效连接长度为(ik，1彡k彡K，k为自然数，G1到& 以D为等差依次增加^为零值，K值会决定设定公差管件列的长短，D为(aN_ai)+d。设定公差管件列包括M个设定公差管件，M为自然数，该M个设定公差管件中，第m个设定公差管件的长度为Am，1彡m彡M，m为自然数，A1到Am以D的K倍次增加(Am可以除外)^小于或等于2iiN+GK+d-ai，Am为整根管材标准长度；单位长度公差管件列的末项的长度％决定设定公差耦合列的公差D，并且组合后的管件总长为\+61;+%+!￡或％+61^ 1，最长为2Am+Gk， 0 ^ χ ^ N, χ为整数；其中(iK = (K-I) D，其K值可改变设定公差管件列中管件的数量。本发明的有益效果是单位公差管件列、设定公差管件列中的管件可单独用于不定长施工，以及这些管件通过设定公差耦合件的耦合后用于不定长施工，这些管件或管件之间通过或不通过设定公差耦合件的组合完全可以满足管网在一定长度范围内的任意长度单位的不定长安装的问题。由于工厂专业化生产管内外螺纹标准长度管件，管路(网)安装施工可实现标准化， 极大地提高了安装施工质量与效率，减少了安装施工现场加工管材的废料浪费现象，使安装施工管理更加科学合理化；同时可建立管件长度标准，推动管材生产行业长度全球标准化，节省大量的管材原料资源。
图1是根据本发明用DN1W4分)镀锌焊管安装连接家庭燃气表及燃气热水器不定长管路的安装原理示意图。图2到图7显示了适合于图1所示的实施例的管件的匹配与组合方式。图8到图11显示了根据本发明的管件和管组件的四种组合方式。图12是设定公差耦合件的示意图。
具体实施例方式后面所述“标准”是指中国国家标准或者国际标准或者企业标准或者为满足特定需求的特定规定。单位公差管件列首项符合各种标准管螺纹连接的有效螺纹长度，并且设定设定公差管件列的末项符合相关标准的管材长度。把双头管外螺纹长度管件分成二大标准列类单位公差管件列和设定公差管件列，把双头内螺纹管箍单独立成设定公差耦合列，其中1.单位公差管件列-按连接所需长度精度设置的、具有长度单位等差或其整数倍的(1、从％到％的管件列定义为单位公差管件列，其精度单位可以是公制单位毫米、厘米、 米；或英制单位英制的1/10时、时、尺、码，an = ^+(n-Dd，其中，an为第η个单位公差管件的长度，N为η的最大数，η为自然数，1，2，3…；长度单位公差d是一个或者多个精度单位；2.单位公差管件列中的首项％应等于或大于2倍的各种标准管螺纹的有效螺纹长度；
3.单位公差管件列中的末项％必须大于或等于hfd，并考虑设定公差耦合列和设定公差管件列的管件数量而定；4.设定公差耦合列-具有等差D = (Bn-B1) +d的、从G1到&的耦合列定义为设定公差耦合列，= (K-I) D，其中，(ik为第k个设定公差耦合件的有效长度，K为k的最大数， k为自然数，1，2，3…；首项&为0;5.设定公差耦合列的末项(^值应优先考虑，K数值可改变设定公差管件列中管件的数量；6.设定公差管件列-具有等差KD的、从A1到Am的管件列定义为设定公差管件列， Affl = ^+(m-DKD, Am除外，其中，Affl为第m个设定公差管件的长度，M为m的最大数，m为自然数，1，2，3…；7.设定公差管件列中的首项A1的值应小于或等于2aN+GK+d-ai，A1值的选取应以生产与使用简单方便原则，拟以大整数并容易计算为好；8.设定公差长度管件列的末项Am为标准管材长度，一般为6米或其它特定管材长度，因而末项Am与Ash之间可能不为KD的等差关系；9.组合后的管件总长为an+Gk+Am或an+Gk+an+x，最长为2AM+GK，，0彡χ彡N;x为整数。在实际应用时，B1, %、d与K的取值应考虑各种管网情况(如管材材料与生产工艺、管径、连接方式、螺距、长度允许误差、工厂生产便利性、生产工艺的限制、使用单位管件管理与安装施工计算方便等因素)，在符合本发明所揭示的计算原则情况下，来决定％、％、 d与K之间的最佳匹配值。现以DN15管为例结合后面的表一至表五来说明单位公差管件列、设定公差耦合列和设定公差管件列组合表(N-K-KD)的建立方法。其它管径的单位公差管件列、设定公差耦合列和设定公差管件列组合表的建立方法完全相同。— .单位公差管件列的首项长度 的确定B1必须大于或等于2倍的各种标准管螺纹的有效螺纹长度；对于55度封密管螺纹而言，查国家标准GB/T7306. 2-2000表1螺纹的基本尺寸及其公差中第15、16、17项外螺纹的有效螺纹长度得知，其基准距离分别为基本13. 2mm，最大 15mm，最小11. 4mm。为了保证螺纹连接强度与密封完全有效性，取规定的最大有效螺纹长度 15mm，得出·15 管的 Ei1 为 15mmX2 = 30mm。对于55度非封密管螺纹而言，参照上述55度封密管螺纹的方法。对于60度封密管螺纹而言，查GB/T12716-2002表2圆锥管螺纹的基本尺寸中第9 项L2基准距离为8. 128mm和第11项L3装配余量为5. 443mm。参考美国国家标准A733-03 《焊接及无缝碳素钢和奥化体不锈钢管接头标准规范》表2中管接头的长度和标准管尺寸 1/2(DN15)管短接(CLOSE)长度为观.575mm(l_l/8)。为了方便与统一起见，也取30mm为单位公差管件列首项％。这样对于DN15管，基于前述各种标准取30毫米为单位公差管件列首项值。二 .单位公差管件列的公差d的确定为了说明实施例，现取d为1毫米(如表一至表三)，此时管网安装长度理论误差为0毫米；但根据我国家庭燃气安装实际情况，d可取5毫米(如表四所示)，此时管网安装长度理论误差在2毫米；三.单位公差管件列的末项长度％的确定aN必须大于或等于加厂山d = 1毫米，此时％最小值为59毫米(如表一与表二所示)；考虑到尽量减少设定公差耦合列和设定公差管件列的管件数量，以及DN15镀锌焊管管材、燃气安装长度精度要求，工厂专业标准化生产与安装施工管理、工人计算便利性等因素，％取79毫米(如表三所示)；若d取5毫米，aN可取75毫米时(如表四所示)；四.设定公差耦合列确定为了说明本实施例，同时考虑DN15燃气镀锌焊管管件的工厂专业标准化生产与安装施工管理、工人计算便利性等因素，当设定公差耦合列的公差D = 30毫米，K取1时，G1 =0毫米(如表一所示)，K取2时，( = 30毫米(如表二所示)；当其公差D = 50毫米， K取1时，G1 = 0毫米(如表三所示)；K取10时，G10 = 450毫米(如表四所示)；其K值会决定设定公差管件列的长短，应根据管材生产工艺、管径、管网安装实际情况与习惯等因素而定。五.设定公差管件列的建立由于A1为2^+(^+(1-3^故A1为89毫米(如表一所示)、A!为119毫米(如表二所示)、~为1 毫米(如表三所示)，表四中A1为的理论计算值为575毫米，考虑计算方便， A1取500毫米，设定Am为目前通用管材长度6米(6米的设定公差管件必须出现，其与前一个管件可能不为等差KD关系)。从下列四个表中可以看出，在满足本发明所揭示的计算原则情况下1. B1值的选取应以生产与使用方便简单为原则，如取30毫米(如表一至表四)；2. d值的选取可改变单位公差管件列表中的管件数量(如表四所示)；3. %值的选取确定了单位公差管件列表中的管件数量，同时决定公差耦合列中公差D的值(如表一和表二与表三和表四的区别)；4. D值的决定应同时以生产与使用方便简单为原则，并考虑设定公差管件列的公差，如30毫米(如表一和表二所示)，50毫米(如表三和表四所示)等；5.设定公差耦合列中K数值可改变设定公差管件列中的管件数量(如表一和表三与表二和表四的区别)；K数值的选取应根据不同管材材料、管材生产工艺、管径和管网安装施工情况与习惯，以及工厂专业标准化生产合理性而定；6. A1值的选取应以生产与使用方便简单原则，考虑大整数为好，但A1必须小于或等于2￡iN+GK+d-ai，如500毫米(如表四所示)，100毫米(如表五所示)等。表五是依所述的计算原则并考虑实际安装便利等情况后改进所得的表格。表一 DN15 (30-1-30)管接头标准长度表(毫米)当 =30毫米，d = 1毫米，％取59毫米，D即为30毫米，(ik中K取1时，(ik = 0 -,A1即为89毫米，单位公差管件列表的数量为30个，设定公差耦合列表的数量为1个，而设定公差管件列表的数量为199个，共计230种，如下表所示；
权利要求
1.一种适合于管网现场不定长安装施工的管组件，其特征在于，包括单位公差管件列， 该单位公差管件列包括N个单位公差管件，N为自然数，该N个单位公差管件中，第η个单位公差管件的长度为知，1彡η彡N，η为自然数，ai到％以d为等差依次增加叫等于或大于2倍的管外螺纹标准的有效螺纹长度，aN ^ 2ard, d为单位长度公差。
2.如权利要求1所述的适合于管网现场不定长安装施工的管组件，其特征在于，还包括设定公差耦合列和设定公差管件列，设定公差耦合列包括K个设定公差耦合件，K为自然数，该K个设定公差耦合件中，第k个设定公差耦合件的有效连接长度为(\，1 < k < K， k为自然数，G1到Gk以D为等差依次增加A为零值，D为(Bn-B1)+d ；设定公差管件列包括 M个设定公差管件，M为自然数，该M个设定公差管件中，第m个设定公差管件的长度为Am， 1彡m彡M，m为自然数，A1到Am以D的K倍次增加(Am可以除外)^小于或等于2iiN+GK+d-ai， Am为整根管材的标准长度，各管件均为双头管外螺纹管件，设定公差耦合件为与所述管件匹配的双头内螺纹管件。
3.如权利要求2所述的适合于管网现场不定长安装施工的管组件，其特征在于，该单位公差管件列和该设定公差管件列中的管件之间通过或不通过设定公差耦合列中耦合件的连接而构成多个管路，该多个管路的长度范围在两倍于管外螺纹标准有效螺纹长度到整根管材的标准长度、设定公差耦合列中末项长度、单位公差管件列末项长度之和之间，并且该多个管路的长度是等差为d的数列。
4.如权利要求3所述的适合于管网现场不定长安装施工的管组件，其特征在于，组合后的管件总长为an+Gk+an+x或an+Gk+Am，最长为2AM+GK，Ο^χ^Ν,χ为整数；其中& = (K-I) D，其K值可改变设定公差管件列中管件的数量。
5.一种管网现场不定长安装施工方法，其特征在于，把双头管外螺纹长度管件分成二大标准列类，即单位公差管件列和设定公差管件列，把双头内螺纹管箍单独立成设定公差耦合列；其中，单位公差管件列包括N个单位公差管件，N为自然数，该N个单位公差管件中，第η个单位公差管件的长度为知，1 < η < N，η为自然数，B1到％以d为等差依次增加叫等于或大于2倍的管外螺纹标准的有效螺纹长度，aN ^ 2ard, d为单位长度公差；设定公差耦合列包括K个设定公差耦合件，K为自然数，该K个设定公差耦合件中，第k个设定公差耦合件的有效连接长度为(\，1 < k < K，k为自然数，G1到&以D为等差依次增加； G1为零值，K值优先考虑，从而决定设定公差管件列的长短，D为(aN-ai)+d;设定公差管件列包括M个设定公差管件，M为自然数，该M个设定公差管件中，第m个设定公差管件的长度为Am，1彡m彡M，m为自然数，A1到Am以D的K倍次增加(Am可以除外)^小于或等于 2aN+GK+d-ai，Am为整根管材的标准长度；各管件均为双头管外螺纹管件，耦合件为与之匹配的双头内螺纹管件；单位公差管件列的末项的长度％决定设定公差耦合列的公差D，并且组合后的管件总长为an+Gk+an+x或an+Gk+Am，最长为2AM+GK，0 ^ χ ^ N, χ为整数；其中(iK = (K-I) D，其K值可改变设定公差管件列中管件的数量。
6.一种管网现场不定长安装施工方法，其特征在于，可以把各种长度管材分成二大标准管件列类，即单位公差管件列和设定公差管件列，把设定有效连接长度的耦合件单独立成设定公差耦合列；其中，单位公差管件列包括N个单位公差管件，N为自然数，该N个单位公差管件中，第η个单位公差管件的长度为知，1彡η彡N，η为自然数，B1到％以d为等差依次增加叫等于或大于2倍的连接结构标准的有效连接长度，aN ^ 2ard, d为单位长度公差；设定公差耦合列包括K个设定公差耦合件，K为自然数，该K个设定公差耦合件中，第k个设定公差耦合件的有效连接长度为(ik，1 < k < K，k为自然数，G1到&以D为等差依次增加；G1为零值，K值会决定设定公差管件列的长短，D为(aN_ai)+d。设定公差管件列包括M个设定公差管件，M为自然数，该M个设定公差管件中，第m个设定公差管件的长度为Am，1彡m彡M，m为自然数，A1到Am以D的K倍次增加(Am可以除外)^小于或等于 2aN+GK+d-ai，Am为整根管材标准长度；单位公差管件列的末项的长度％决定设定公差耦合列的公差D，并且组合后的管件总长为an+Gk+an+x或an+Gk+Am，最长为2AM+GK，0彡χ彡N，χ为整数；其中= (K-l)D，其K值可改变设定公差管件列中管件的数量。
全文摘要
管网现场不定长安装施工方法以及其管组件，其中，单位公差管件列包括N个单位公差管件，第n个单位公差管件的长度为an，1≤n≤N，n为自然数，a1到aN以d为等差依次增加；a1等于或大于2倍的管外螺纹标准的有效螺纹长度，aN≥2a1-d，d为单位长度公差；设定公差耦合列包括K个设定公差耦合件，第k个设定公差耦合件的有效连接长度为Gk，1≤k≤K，k为自然数，G1到GK以D为等差依次增加；G1为零值，D为(aN-a1)+d；设定公差管件列包括M个设定公差管件，第m个设定公差管件的长度为Am，1≤m≤M，m为自然数，A1到AM以D的K倍次增加(AM可以除外)；A1小于或等于2aN+GK+d-a1，AM为整根管材的标准长度。
文档编号F16L21/00GK102374337SQ20101025759
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者周俊 申请人:周俊