一种用于提高耐压混凝土壳体密封的结构设计方法

技术领域

本发明涉及混凝土壳体技术领域，尤其涉及一种用于提高耐压混凝土壳体密封的结构设计方法。

背景技术

混凝土空心壳体结构，一般为圆柱、球等各种形状，主要应用于水下工程，具有诸如支撑、填充等多种建筑功能，混凝土空心壳体需要具有耐压抗渗防海水腐蚀的能力，其中以圆筒部位与两头半球部位组成的混凝土壳体使用最为广泛。

在混凝土空心壳体的生产中，需要对其各项参数进行完善；其中，圆筒部位与两头半球部位之间的密封防渗性能非常重要，现有技术中，一般在圆筒部位与两头半球部位的连接处设置台阶，通过台阶进行卡合，在台阶卡合的接触面涂覆密封胶，密封胶的涂覆量遵循行业标准，这种密封结构完全依靠密封胶的粘接性能，缺乏有效的机械式密封效果，长时间受压容易出现渗漏的情况，且粘接的时候，受到挤压的作用，部分密封胶会被挤压而出，造成浪费，也影响密封的效果，因此，本发明提出一种用于提高耐压混凝土壳体密封的结构设计方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于提高耐压混凝土壳体密封的结构设计方法，该用于提高耐压混凝土壳体密封的结构设计方法通过外部成型圈插入容胶槽，内部拼接圈插入U型密封圈进行双重机械式密封，内侧填充密封胶进行固定，密封防渗效果更强。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种用于提高耐压混凝土壳体密封的结构设计方法，包括以下步骤：

S1：将目标混凝土壳体分为圆筒部分和半球头部分，测量圆筒部分和半球头部分的尺寸；

S2：将尺寸输入至计算机，构建圆筒部分和半球头部分的实体模型；

S3：在半球头部分和圆筒部分的连接处涂覆符合该壳体尺寸的既定标准的密封胶，记录涂覆胶的质量，将半球头部分和圆筒部分合并，测量溢出至外界的密封胶质量；

S4：在圆筒部分的密封连接处成型出拼接圈，在半球头部分的内侧开槽，并在槽中通过密封胶固定与拼接圈适配的U型密封圈；

S5：通过溢出密封胶的质量换算出体积，在拼接圈外侧位置处的圆筒部分内部开出与溢出胶体积相同的容胶槽，并从圆筒部分内侧打孔连通容胶槽；

S6：在半球头部分的密封连接处成型出成型圈，并在成型圈和U型密封圈之间的空间涂覆既定标准质量的密封胶；

S7：将U型密封圈套到拼接圈上，挤压圆筒部分和半球头部分，使得成型圈插入容胶槽，密封胶被成型圈阻挡进入容胶槽，并通过打孔至U型密封圈；

S8：选择不同尺寸的壳体，重复S2-S3，在实体模型中比对尺寸和溢出密封胶质量的关联性，获得需要开设的容胶槽体积与壳体尺寸的关联性。

进一步改进在于：所述S1中，包括以下步骤：

S11：将目标混凝土壳体分为圆筒部分和半球头部分，半球头部分保留一段圆筒边；

S12：测量圆筒部分和半球头部分的内径、外径和壁厚；

S13：将圆筒部分和半球头部分的数据进行分别记录。

进一步改进在于：所述S2中，包括以下步骤：

S21：将圆筒部分和半球头部分的尺寸输入计算机，通过点线面矢量化拉伸构建实体模型；

S22：对实体模型进行编号，内置数据收纳表格和统计图表格，收纳并制图用于记录壳体的尺寸数据以及后续溢出密封胶质量的数据。

进一步改进在于：所述S3中，均匀涂覆密封胶的标准为：确保密封胶完全覆盖半球头部分和圆筒部分的连接处，且S3中，在将半球头部分和圆筒部分合并后，利用刮板刮下溢出至壳体外的密封胶，测量该部分密封胶的质量。

进一步改进在于：所述S4中，在圆筒部分的密封连接处切去部分边缘，并将切除面磨平，从而成型出拼接圈；

且S4中，在半球头的内侧开槽，槽的长度适配U型密封圈外端的长度，使得U型密封圈嵌入槽内，U型密封圈的内端延伸出槽，并在U型密封圈的内端内侧设置与打孔相适配的胶凸。

进一步改进在于：所述S5中，通过以下公式将溢出密封胶的质量换算出体积：

溢出密封胶的体积＝溢出密封胶的质量/溢出密封胶的密度；

且S5中，在圆筒部分内部开出与溢出胶体积相同的容胶槽时，利用内螺齿刀具，开出导槽，用于对密封胶进行导向。

进一步改进在于：所述S6中，成型圈采用和半球头部分相同的材质，并通过钢筋浇筑与半球头部分固定，在成型圈的外侧包覆有胶皮，同步在成型圈外侧和半球头部分之间设置胶圈。

进一步改进在于：所述S7中，在U型密封圈套到拼接圈上的过程中，U型密封圈的内端逐步覆盖住打孔，在成型圈插入容胶槽的过程中，成型圈和拼接圈之间的空间被挤压，使得密封胶通过导槽的导向进入容胶槽，粘接住容胶槽和成型圈，密封胶被挤压从打孔至U型密封圈，粘接住U型密封圈内端和圆筒内侧。

进一步改进在于：所述S8中，在实体模型中比对尺寸和溢出密封胶质量的关联性，其中，以每个尺寸壳体需要的既定密封胶标准质量作为基准，进行数据采集，该基准通过行业标准施工数据网站进行获取。

进一步改进在于：所述S8中，获得需要开设的容胶槽体积与壳体尺寸的关联性，以此作为数据绑定，根据壳体尺寸标注编号，在后续加工改造时，通过编号获取改造数据。

本发明的有益效果为：

1、本发明在圆筒部分的密封连接处成型出拼接圈，在半球头部分的内侧开槽容纳U型密封圈，在圆筒部分内部开出容胶槽，并打孔连通圆筒部分内侧，同时半球头部分的密封连接处成型出成型圈，安装的时候，在成型圈和U型密封圈之间的空间涂覆密封胶，将U型密封圈套到拼接圈上，挤压圆筒部分和半球头部分，使得成型圈插入容胶槽，密封胶被成型圈挤压进入容胶槽，并通过打孔至U型密封圈进行粘接，该结构改进通过外部成型圈插入容胶槽，内部拼接圈插入U型密封圈进行双重机械式密封，内侧填充密封胶进行固定，密封防渗效果更强。

2、本发明在改造前，将现有的半球头部分和圆筒部分的连接处涂覆密封胶，合并后测量溢出至外界的密封胶质量，根据此质量在圆筒部分内部开出与溢出胶体积相同的容胶槽，用于容纳利用这部分胶体，便于提高密封胶的利用率，避免浪费。

3、本发明选择不同尺寸的壳体，在实体模型中比对尺寸和溢出密封胶质量的关联性，获得需要开设的容胶槽体积与壳体尺寸的关联性，为后续加工改造提供数据支撑。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的结构设计示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例一

根据图1、2所示，本实施例提出了一种用于提高耐压混凝土壳体密封的结构设计方法，包括以下步骤：

S1：将目标混凝土壳体分为圆筒部分和半球头部分，测量圆筒部分和半球头部分的尺寸；

S2：将尺寸输入至计算机，构建圆筒部分和半球头部分的实体模型；

S3：在半球头部分和圆筒部分的连接处涂覆符合该壳体尺寸的既定标准的密封胶，记录涂覆胶的质量，将半球头部分和圆筒部分合并，测量溢出至外界的密封胶质量；

S4：在圆筒部分的密封连接处成型出拼接圈，在半球头部分的内侧开槽，并在槽中通过密封胶固定与拼接圈适配的U型密封圈；

S5：通过溢出密封胶的质量换算出体积，在拼接圈外侧位置处的圆筒部分内部开出与溢出胶体积相同的容胶槽，并从圆筒部分内侧打孔连通容胶槽；

S6：在半球头部分的密封连接处成型出成型圈，并在成型圈和U型密封圈之间的空间涂覆既定标准质量的密封胶；

S7：将U型密封圈套到拼接圈上，挤压圆筒部分和半球头部分，使得成型圈插入容胶槽，密封胶被成型圈阻挡进入容胶槽，并通过打孔至U型密封圈；

S8：选择不同尺寸的壳体，重复S2-S3，在实体模型中比对尺寸和溢出密封胶质量的关联性，获得需要开设的容胶槽体积与壳体尺寸的关联性。

本发明在圆筒部分的密封连接处成型出拼接圈，在半球头部分的内侧开槽容纳U型密封圈，在圆筒部分内部开出容胶槽，并打孔连通圆筒部分内侧，同时半球头部分的密封连接处成型出成型圈，安装的时候，在成型圈和U型密封圈之间的空间涂覆密封胶，将U型密封圈套到拼接圈上，挤压圆筒部分和半球头部分，使得成型圈插入容胶槽，密封胶被成型圈挤压进入容胶槽，并通过打孔至U型密封圈进行粘接，该结构改进通过外部成型圈插入容胶槽，内部拼接圈插入U型密封圈进行双重机械式密封，内侧填充密封胶进行固定，密封防渗效果更强。

实施例二

根据图1、2所示，本实施例提出了一种用于提高耐压混凝土壳体密封的结构设计方法，包括以下步骤：

将目标混凝土壳体分为圆筒部分和半球头部分，测量圆筒部分和半球头部分的尺寸；具体包括以下步骤：

将目标混凝土壳体分为圆筒部分和半球头部分，半球头部分保留一段圆筒边；

测量圆筒部分和半球头部分的内径、外径和壁厚；

将圆筒部分和半球头部分的数据进行分别记录。

将尺寸输入至计算机，构建圆筒部分和半球头部分的实体模型；具体包括以下步骤：

将圆筒部分和半球头部分的尺寸输入计算机，通过点线面矢量化拉伸构建实体模型；

对实体模型进行编号，内置数据收纳表格和统计图表格，收纳并制图用于记录壳体的尺寸数据以及后续溢出密封胶质量的数据。便于后续选择不同尺寸的壳体，在实体模型中比对尺寸和溢出密封胶质量的关联性，获得需要开设的容胶槽体积与壳体尺寸的关联性，为后续加工改造提供数据支撑。

在半球头部分和圆筒部分的连接处涂覆符合该壳体尺寸的既定标准的密封胶，均匀涂覆密封胶的标准为：确保密封胶完全覆盖半球头部分和圆筒部分的连接处，记录涂覆胶的质量，将半球头部分和圆筒部分合并，然后，利用刮板刮下溢出至壳体外的密封胶，测量该部分密封胶的质量。该部分密封胶即为浪费的密封胶，在密封结构改造时，考虑对这部分密封胶的最大化利用。

在圆筒部分的密封连接处成型出拼接圈，具体为：在圆筒部分的密封连接处切去部分边缘，并将切除面磨平，从而成型出拼接圈，在半球头部分的内侧开槽，并在槽中通过密封胶固定与拼接圈适配的U型密封圈；槽的长度适配U型密封圈外端的长度，使得U型密封圈嵌入槽内，U型密封圈的内端延伸出槽，并在U型密封圈的内端内侧设置与打孔相适配的胶凸。

通过以下公式将溢出密封胶的质量换算出体积：

溢出密封胶的体积＝溢出密封胶的质量/溢出密封胶的密度。

在拼接圈外侧位置处的圆筒部分内部开出与溢出胶体积相同的容胶槽，利用内螺齿刀具，开出导槽，用于对密封胶进行导向，并从圆筒部分内侧打孔连通容胶槽。根据此质量在圆筒部分内部开出与溢出胶体积相同的容胶槽，用于容纳利用这部分胶体，便于提高密封胶的利用率，避免浪费。

在半球头部分的密封连接处成型出成型圈，并在成型圈和U型密封圈之间的空间涂覆既定标准质量的密封胶；成型圈采用和半球头部分相同的材质，并通过钢筋浇筑与半球头部分固定，在成型圈的外侧包覆有胶皮，同步在成型圈外侧和半球头部分之间设置胶圈。通过胶皮提高连接的密封性，通过胶圈密封圆筒部分和半球头部分之间的最外侧缝隙，提高密封的完善性。

将U型密封圈套到拼接圈上，挤压圆筒部分和半球头部分，使得成型圈插入容胶槽，密封胶被成型圈阻挡进入容胶槽，并通过打孔至U型密封圈；在U型密封圈套到拼接圈上的过程中，U型密封圈的内端逐步覆盖住打孔，在成型圈插入容胶槽的过程中，成型圈和拼接圈之间的空间被挤压，使得密封胶通过导槽的导向进入容胶槽，粘接住容胶槽和成型圈，密封胶被挤压从打孔至U型密封圈，粘接住U型密封圈内端和圆筒内侧。安装的时候，挤压圆筒部分和半球头部分，使得成型圈插入容胶槽，密封胶被成型圈挤压进入容胶槽，并通过打孔至U型密封圈进行粘接，该结构改进通过外部成型圈插入容胶槽，内部拼接圈插入U型密封圈进行双重机械式密封，内侧填充密封胶进行固定，密封防渗效果更强。

选择不同尺寸的壳体，重复数据收集流程，在实体模型中比对尺寸和溢出密封胶质量的关联性，以每个尺寸壳体需要的既定密封胶标准质量作为基准，进行数据采集，该基准通过行业标准施工数据网站进行获取，最终计算获得需要开设的容胶槽体积与壳体尺寸的关联性数据，以此作为数据绑定，根据壳体尺寸标注编号，在后续加工改造时，通过编号获取改造数据。选择不同尺寸的壳体，在实体模型中比对尺寸和溢出密封胶质量的关联性，获得需要开设的容胶槽体积与壳体尺寸的关联性，为后续加工改造提供数据支撑。

验证例：

采用本发明的密封结构定型的耐压混凝土壳体，防渗漏效果强且稳定，组装过程中没有密封胶浪费。

本发明在圆筒部分的密封连接处成型出拼接圈，在半球头部分的内侧开槽容纳U型密封圈，在圆筒部分内部开出容胶槽，并打孔连通圆筒部分内侧，同时半球头部分的密封连接处成型出成型圈，安装的时候，在成型圈和U型密封圈之间的空间涂覆密封胶，将U型密封圈套到拼接圈上，挤压圆筒部分和半球头部分，使得成型圈插入容胶槽，密封胶被成型圈挤压进入容胶槽，并通过打孔至U型密封圈进行粘接，该结构改进通过外部成型圈插入容胶槽，内部拼接圈插入U型密封圈进行双重机械式密封，内侧填充密封胶进行固定，密封防渗效果更强。且本发明在改造前，将现有的半球头部分和圆筒部分的连接处涂覆密封胶，合并后测量溢出至外界的密封胶质量，根据此质量在圆筒部分内部开出与溢出胶体积相同的容胶槽，用于容纳利用这部分胶体，便于提高密封胶的利用率，避免浪费。同时，本发明选择不同尺寸的壳体，在实体模型中比对尺寸和溢出密封胶质量的关联性，获得需要开设的容胶槽体积与壳体尺寸的关联性，为后续加工改造提供数据支撑。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。