專利名稱：：大彎曲半徑彎管管件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：大彎曲半徑彎管管件
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一組在建筑電氣配管、建筑綜合布線或裝修工程中應(yīng)用的，使線纜管路暢通的彎管管件。特別地，所述彎管管件是用于使線纜管路在一個(gè)建筑體平面內(nèi)或兩個(gè)表面互相不平行的、相連在一起的建筑體之間順暢變向的彎管管件。術(shù)語線纜(Cablesand"res):指電線電纜、光纜、控制電纜、信號(hào)電纜和各種通信電纜，包括但不限于同軸電纜、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線、音視頻信號(hào)線、電話線，以及施工、檢測(cè)時(shí)使用的牽引纜繩和穿線器。管路(Conduit):由若干條直管、彎管和必要的管接頭連接成一體的完整的管道通路。一條管路有兩個(gè)端口，或稱出入口。一條直管或彎管本身就可以成為一條最簡(jiǎn)單的管路。平面彎管(Flatbend):絕對(duì)意義的平面彎管是只在一個(gè)平面內(nèi)彎曲的彎管。也就是說，管子的中軸線在一個(gè)平面內(nèi)。由于單純一條直管無法確定唯一的一個(gè)平面，所以單純一條直管不屬于本實(shí)用新型所提及的平面彎管?？紤]到實(shí)際情況，本實(shí)用新型所述及的平面彎管包括了那些一部分中軸線少量偏離所述平面的情形，只要這些偏離確保在彎管內(nèi)仍然可以找到一條虛擬管路，該虛擬管路屬于絕對(duì)意義的平面彎管。虛擬管路的定義在后面有詳細(xì)解釋o垂直平面彎管(Verticalflatbend):特指所在平面與兩個(gè)建筑體的表面都垂直的平面彎管。彎管的彎曲半徑(Bendingradius):即彎管中軸線的彎曲半徑。在彎管各管段的彎曲半徑不一致的情況下，彎管的彎曲半徑就是指其中的最小彎曲半徑。垂直偏轉(zhuǎn)限制距離(Verticalvariationlimits):由于建筑體的厚度限制、建筑結(jié)構(gòu)和施工工藝等的要求，使得管路在建筑體內(nèi)或建筑體表面的敷設(shè)，在垂直于建筑體表面的方向的偏轉(zhuǎn)距離，或稱迂回距離，受到某種程度的限制，其最大值就是垂直偏轉(zhuǎn)限制距離。對(duì)于現(xiàn)有民用建筑來說，墻體內(nèi)的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離一般為2-8cm左右，而樓板內(nèi)的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離通常只有l(wèi)-3cm。在裝修階段敷設(shè)的管路的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離要明顯更小。限制線(Limit):建筑體對(duì)管子在垂直于建筑體表面的方向的偏轉(zhuǎn)距離的限制構(gòu)成了內(nèi)外兩個(gè)限制面，兩個(gè)成夾角相連的建筑體的限制面從與兩個(gè)建筑體表面都垂直的剖面看是一內(nèi)一外兩個(gè)L形的折線，內(nèi)側(cè)的兩個(gè)限制面的交線稱為限制線。對(duì)于埋在建筑墻體和地板內(nèi)的管路，在容許管子貼近建筑體表面的情況下，這個(gè)限制線就是通常所說的墻角線。垂直平面彎管的最大彎曲半徑(Maximalbendingradiusofverticalflatbend):垂直平面彎管的最大彎曲半徑就是在充分利用了垂直偏轉(zhuǎn)限制距離的情形下所能實(shí)現(xiàn)的最大的彎曲半徑。立體彎管(Three-dimensionalbend):簡(jiǎn)單的定義，就是不存在這樣一個(gè)平面，彎管的中軸線的各個(gè)部分都在這個(gè)平面內(nèi)。在后文中會(huì)對(duì)立體彎管的特征做進(jìn)一步的說明。偽立體彎管(Pseudo-three-dimensionalbend):由兩個(gè)所在平面不平行的平面彎管連接形成的立體彎管，這個(gè)立體彎管的中軸線在與兩個(gè)平面都垂直的平面上的投影是由兩條直線段相連形成的折線。奇點(diǎn)(Odd-spot):線纜管路在彎曲時(shí)的彎曲半徑對(duì)管路通暢存在影響。在實(shí)際工程應(yīng)用中，期望的彎管彎曲半徑一般在管徑的六倍至十倍左右。本實(shí)用新型所提供的彎管方法所實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是管徑的十倍以上。但是，對(duì)于一條使用效果已經(jīng)達(dá)到管徑六倍以上彎曲半徑的彎管，實(shí)際的彎管管路中難免會(huì)存在一些局部彎曲半徑很小，甚至彎曲半徑為零的地方，我們把這些局部彎曲半徑小于管徑，甚至彎曲半徑為零的地方稱為奇點(diǎn)。虛擬管路(Virtualconduit):由于實(shí)際的管路中難免會(huì)存在一些奇點(diǎn)，而某些情況下這些奇點(diǎn)對(duì)線綴的通過實(shí)際上影響很小。在評(píng)價(jià)衡量彎管的通暢性的時(shí)候，以彎管的絕對(duì)彎曲半徑作為指標(biāo)就會(huì)產(chǎn)生很大偏差，為得到接近真實(shí)的評(píng)價(jià)，有必要忽略那些影響不大的奇點(diǎn)。為了方便衡量實(shí)體管路的實(shí)際彎曲程度，在實(shí)體管路內(nèi)部虛擬出的一條管壁厚度為零的管路，稱為虛擬管路，其管徑小于等于實(shí)體管路的內(nèi)徑。最優(yōu)虛擬管路(Optimumvirtualconduit):在給定的實(shí)體管路內(nèi)部，在給定某個(gè)可行的虛擬管路管徑情況下，存在一條或任意條虛擬管路，其中擁有最大彎曲半徑的虛擬管路稱為最優(yōu)虛擬管路。所謂可行的虛擬管路管徑是指管徑大小的選擇應(yīng)使得能在實(shí)體管路內(nèi)部至少找到一條虛擬管路。相反的情形是，當(dāng)虛擬管路管徑選擇過大時(shí)，有可能無法找到這樣一條虛擬管路。等效彎曲半徑(Equivalentbendingradius):最優(yōu)虛擬管路的彎曲半徑。在使用等效彎曲半徑概念的時(shí)候，通常會(huì)根據(jù)應(yīng)用的需要對(duì)虛擬管路的管徑最小值有個(gè)限定。虛實(shí)比(Virtual-realdiameterrate):最優(yōu)虛擬管路的管徑與實(shí)體管路內(nèi)徑的比值。其數(shù)值最大為l,最小為0。在大多數(shù)工程場(chǎng)合，虛實(shí)比以界于l/2至2/3為宜，也就是最優(yōu)虛擬管路的管徑以限定在實(shí)體管路內(nèi)徑的1/2至2/3之間為宜。為簡(jiǎn)化技術(shù)方案的介紹，在本文中除特別說明的情況，最優(yōu)虛擬管路的虛實(shí)比一律默認(rèn)為1/2。等效平滑連接(Equivalentsmooth-connecting):是指該連接使得被連接的兩個(gè)管段作為一個(gè)整體管路的等效彎曲半徑等于這兩個(gè)管段的等效彎曲半徑中較小者。累積轉(zhuǎn)彎角度(Accumulativebendingangle):對(duì)于一個(gè)連續(xù)彎，其累積轉(zhuǎn)彎角度就是沿轉(zhuǎn)彎路徑上各個(gè)彎的轉(zhuǎn)彎角度的累加。對(duì)于只有一個(gè)彎的簡(jiǎn)單情形，累積轉(zhuǎn)彎角度就是那個(gè)彎的轉(zhuǎn)彎角度。平面彎管的延長(zhǎng)弧(Extendedarc):引入延長(zhǎng)弧的概念是為了清晰地說明偽立體彎管的旋轉(zhuǎn)。對(duì)于轉(zhuǎn)彎角度小于90。的平面彎管，自其一端在同一平面內(nèi)延伸出一段圓弧線，稱為延長(zhǎng)弧。該圓弧線與平面彎管的最優(yōu)虛擬管路的中軸線的一端相切連接，平面彎管與該圓弧線在切線的同一側(cè)，圓弧線延伸的長(zhǎng)度剛好使得平面彎管與該圓弧線作為整體的轉(zhuǎn)彎角度為90°，并且該圓弧線的彎曲半徑等于平面彎管的等效彎曲半徑。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)代建筑中各種線纜的使用越來越多，在建筑的使用期內(nèi)，線纜的變更和添加需求經(jīng)常發(fā)生。這些日益增長(zhǎng)的需求，對(duì)線纜管路的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量，尤其是管路的通暢性和多次重復(fù)利用性提出了更高的要求與期望。而隨著新型建筑材料和建筑技術(shù)的釆用，建筑體，特別是建筑內(nèi)墻的厚度在明顯減小，建筑體內(nèi)可供管路敷設(shè)的空間越來越受到更多的限制，這些都對(duì)管路的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。影響管路暢通的因素很多。本實(shí)用新型重點(diǎn)解決如下難題。管路在兩個(gè)建筑體之間變向時(shí)，在偏轉(zhuǎn)距離受限的情況下如何實(shí)現(xiàn)不小于IO倍管徑彎曲半徑的轉(zhuǎn)彎；如何減少整個(gè)管路的累積轉(zhuǎn)彎角度，盡可能減少不必要的迂回。關(guān)于彎曲半徑問題，目前在建筑電氣配管和綜合布線的中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，暗配管的最小彎曲半徑要求不小于配管管徑的6倍，最好在10倍以上。從配線施工的角度看，彎曲半徑越大，穿過電氣配管中的線纜越容易敷設(shè)和更換，線纜在敷設(shè)時(shí)受到的損傷也更小。但是，在實(shí)踐中，特別是在裝修工程中，墻體和樓板對(duì)管子的敷設(shè)空間有諸多限制。當(dāng)管子在樓板和墻體之間轉(zhuǎn)向，或兩個(gè)墻體之間轉(zhuǎn)向時(shí)，由于管子在與建筑體表面垂直的方向的偏轉(zhuǎn)受到建筑體厚度、建筑結(jié)構(gòu)和施工工藝要求的限制，按傳統(tǒng)的垂直平面彎管方法，實(shí)現(xiàn)10倍以上管徑的彎曲半徑是很困難的，在許多施工條件下，甚至是不可能的。圖1顯示的是以垂直平面彎管方法，管路在兩個(gè)表面相互垂直的建筑體之間變向的情形。a和b分別是管子在與兩個(gè)建筑體表面垂直的方向所容許的最大偏轉(zhuǎn)限制距離，即垂直偏轉(zhuǎn)限制距離，ni和n2是內(nèi)側(cè)的兩個(gè)限制面，它們的交線就是前面術(shù)語中介紹的限制線。在這個(gè)沿管子中軸線的剖面圖里限制線c顯示為一個(gè)點(diǎn)，兩個(gè)外側(cè)的限制面的交線h顯示為另一個(gè)點(diǎn)，D是管徑，r是中間變量。那么，這個(gè)垂直平面彎管的最大彎曲半徑Rmax由下列方程組確定Rmax=r+D/2;r2=(r—a)2+0—b"其中r》a，r》b圖2顯示的是兩個(gè)建筑體表面之間成某種角度相連的更普遍的情形。D是管子的管徑，a和b分別是垂直偏轉(zhuǎn)限制距離，4)是兩個(gè)建筑體表面之間的夾角，<1>1、》2和r是中間變量。該垂直平面彎管的最大彎曲半徑Rmax由下列方程組確定Rmax=r+D/24>=4>1+小2:sin小l=(r-a)/rssin4>2=(r-b)/r其中r》a,r》b，4>1《90°，4>2《90°,sin為正弦函數(shù)當(dāng)4>=90°時(shí)，上述方程組就簡(jiǎn)化為前一組方程組。對(duì)于常見的4>=90°的情形，我們針對(duì)實(shí)際工程中使用的管徑D，來看一下為了得到10倍管徑的彎曲半徑，所霈要的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離a和b的值。表中計(jì)算值精確到0.1厘米，所有單位都為厘米(cm)。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從表中的數(shù)據(jù)可以清楚地知道對(duì)于實(shí)際的建筑或裝修施工，為實(shí)現(xiàn)10倍管徑的彎曲半徑，通常霈要有10厘米以上的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離。這種要求是難以滿足的。也就是說，按照傳統(tǒng)的垂直平面彎管方法，要實(shí)現(xiàn)10倍管徑以上彎曲半徑的彎管，是非常不現(xiàn)實(shí)的。對(duì)于需要采用更大管徑或霈要更大彎曲半徑的應(yīng)用，困難更大。另一個(gè)需要重視的問題是，要實(shí)現(xiàn)同樣大的彎曲半徑，仍然存在很多不同的路徑方案，他們對(duì)線纜的阻力，也就是對(duì)線纜順暢通過的影響是有差別的。對(duì)于彎曲半徑?jīng)]有顯著差別的各個(gè)彎管，還有什么因素在影響線纜管路的通暢性呢？實(shí)用新型內(nèi)審本實(shí)用新型所提供的方法及管件既可以解決由于建筑體厚度、建筑結(jié)構(gòu)和施工工藝要求的限制難以實(shí)現(xiàn)10倍管徑以上大彎曲半徑轉(zhuǎn)彎的問題，又可以盡可能地節(jié)省路徑，減少不必要的迂回所產(chǎn)生的阻力。這些措施作為整體保證了管路的暢通無阻。同時(shí)，為方便大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，還對(duì)管件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。首先要對(duì)虛擬管路等相關(guān)概念進(jìn)一步說明。在各種建筑電氣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)線纜彎管的彎曲半徑最小值都有一定的要求。對(duì)于理想的圓弧形或接近圑弧形的平滑的彎管，彎曲半徑的概念能夠準(zhǔn)確地反映其實(shí)際的彎曲效果，但是，工程中實(shí)際的管路存在各種客觀狀況，如管子接口的細(xì)小錯(cuò)位對(duì)接、管子的變形，以及管段間的非平滑連接，典型的非平滑連接是被連接的兩個(gè)管段在連接點(diǎn)處是某種角度的折線。這些客觀存在使得管路中難免會(huì)存在一些奇點(diǎn)。奇點(diǎn)處的彎曲半徑非常顯著地小于其他管段的彎曲半徑，某些情況下甚至為零。圖3就是存在奇點(diǎn)的管路示意圖。其中奇點(diǎn)Sl兩側(cè)的直線管段以?shī)A角01連接，奇點(diǎn)Sl處的彎曲半徑為零；奇點(diǎn)S2處與直線管段相切連接的是一小段彎曲半徑非常小的弧形管段，奇點(diǎn)S2處的彎曲半徑小于管徑。奇點(diǎn)的存在使得原來的彎管彎曲半徑的數(shù)值不再能準(zhǔn)確反映線纜彎管的真實(shí)彎曲效果。實(shí)際上，某些奇點(diǎn)的存在對(duì)線纜管路通暢性的影響是很小的，而另一些奇點(diǎn)的存在對(duì)線纜管路通暢性的彩響是卻是致命的。我們?cè)诠こ讨薪?jīng)常見到的直角彎就是一種嚴(yán)重影響線纜管路通暢程度的奇點(diǎn)。圖3顯示的彎管中雖然存在奇點(diǎn)S1和奇點(diǎn)S2，但是ei的角度很小，奇點(diǎn)S2處彎曲半徑非常小的弧形管段的長(zhǎng)度也很小，這兩個(gè)奇點(diǎn)對(duì)線纜管路通暢性的影響是很微小的。虛擬管路概念的引入，就是為了更準(zhǔn)確地衡量實(shí)際彎管的彎曲效果。圖4是沿管子軸線的剖面圖。在存在奇點(diǎn)的彎管中引入一條虛擬管路L，其管徑Dv小于彎管的內(nèi)徑。虛擬管路L上不再有奇點(diǎn)存在，各管段的彎曲半徑分別是R1、R2、R3和R4。在圖5中，我們?cè)诖嬖谄纥c(diǎn)S3的彎管中引入一條虛擬管路L后，奇點(diǎn)仍然存在，只是原來彎曲半徑為零的奇點(diǎn)S3換成了彎曲半徑不為零的奇點(diǎn)S4。在過濾掉那些對(duì)線纜管路通暢性影響很小的奇點(diǎn)后的虛擬管路能夠準(zhǔn)確地反映實(shí)際彎管管路的彎曲效果嗎？實(shí)際上，同一條彎管管路內(nèi)可以存在任意條虛擬管路，他們有不同的路徑，因而也有不同的彎曲半徑。所以我們有必要從中找到一條彎曲半徑最大的虛擬管路來代表實(shí)際管路的彎曲效果，這就是最優(yōu)虛擬管路。虛擬管路概念的引入，就像一個(gè)篩子，它把那些對(duì)線纜管路通暢性的影響很小的奇點(diǎn)過濾掉了，而保留了那些對(duì)線纜管路通暢性的影響比較大的奇點(diǎn)。虛擬管路的管徑的選擇，或者說虛實(shí)比的選擇，可以看作是這個(gè)篩子的篩孔的大小。在各種奇點(diǎn)都存在情況下，虛實(shí)比越大，被篩掉的奇點(diǎn)越少。反之，則越多。有了最優(yōu)虛擬管路，我們就可以用最優(yōu)虛擬管路的彎曲半徑，即等效彎曲半徑，來定量地評(píng)價(jià)實(shí)際彎管管銘的彎曲效果。另外需要對(duì)兩個(gè)管段之間的平滑連接做進(jìn)一步的定義。線纜管路的各個(gè)管段之間的所謂平滑連接是個(gè)模糊的說法。理想的連接方式是相切連接。但是在實(shí)踐中，要求絕對(duì)的相切連接是不太現(xiàn)實(shí)的。容許管段之間的連接存在奇點(diǎn)是更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)際的做法，只要這個(gè)奇點(diǎn)對(duì)線纜管路通暢性的影響可以在某種程度上忽略不計(jì)。更精確的含義就是，該奇點(diǎn)的存在不會(huì)使被連接的兩個(gè)管段作為一個(gè)整體管路的等效彎曲半徑小于這兩個(gè)管段的各自等效彎曲半徑中較小者。更進(jìn)一步，基于本實(shí)用新型的目的，這里所說的管段都是等效彎曲半徑不小于管徑10倍的彎管或者是直管。我們對(duì)平滑連接的要求是被連接的兩個(gè)管段作為一個(gè)整體管路的等效彎曲半徑仍然不小于管徑10倍。也就是說，這個(gè)連接不管是相切連接還是存在奇點(diǎn)的連接，他們的效果是近似一致的。這就是等效平滑連接的概念。它的引入方便了技術(shù)方案的清晰表達(dá)。一、立體彎管圖6是立體彎管的立體示意圖。圖7是立體彎管的三視圖。立體彎管包含了三個(gè)部分，平面彎管管段1和平面彎管管段3之間夾著立體彎管管段2，其中立體彎管管段2是必須的，它們之間是等效平滑連接。圖中Rx、Ry和Rz分別是管段2在三個(gè)投影面上的投影的等效彎曲半徑。為便于表達(dá)彎管的結(jié)構(gòu)，圖7的視角選擇是以兩個(gè)相互垂直的建筑體表面作為正視圖和附視圖的投影面，而側(cè)視圖都是彎管在與兩個(gè)建筑體表面相垂直的的平面上的投影。在圖7中的僩視圖里，管段2的投影的等效彎曲半徑Rz滿足下面的關(guān)系0<RZ《RmaX，其中，Rmax是根據(jù)垂直偏轉(zhuǎn)限制距離a和b所計(jì)算出的垂直平面彎管的最大彎曲半徑。假定我們所需要實(shí)現(xiàn)的立體彎管的等效彎曲半徑的目標(biāo)值是R,并且R〉Rmax，而圖7中的管段1和管段2都是平面彎管，它們的等效彎曲半徑也是R。由于RzX)，要使管段5的等效彎曲半徑不小于R，Rx和Ry可以小于R。進(jìn)一步的對(duì)比霈要將立體彎管展平。前面介紹的偽立體彎管是由兩個(gè)平面彎管組成的，它的展平是很容易的。但是這里介紹的立體彎管的展平需要引入曲面的概念。這里所說的曲面是由立體彎管的中軸線沿著與兩個(gè)建筑體表面的交線相平行的方向擴(kuò)展形成的。圖8是立體彎管所在曲面的示意圖。為便于理解，在曲面上加了一些與兩個(gè)建筑體表面的交線相平行的參考線，它們分別與立體彎管的中軸線相交。中軸線上任何一點(diǎn)的切線都不與兩個(gè)建筑體表面的交線相平行，這是所期望的立體彎管的另一個(gè)特征。把曲面展平以后，立體彎管就變成了圖9的平面圖。R是彎曲半徑。圖10和圖11是活動(dòng)連接的立體彎管的三視圖和活動(dòng)狀態(tài)圖。相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，確實(shí)存在無數(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)同樣彎曲半徑轉(zhuǎn)彎的立體彎管，它們的累積轉(zhuǎn)彎角度各不相同，在充分利用了建筑體的迂回空間時(shí)，管路的順暢程度要更高。因此，立體彎管在使用效果上是一種能夠?qū)崿F(xiàn)大彎曲半徑轉(zhuǎn)彎的優(yōu)秀方案。但是，除了我們已經(jīng)掌握的一些特征外，從上面的描述中，我們無法清晰地表述我們所期望得到的更小累積轉(zhuǎn)彎角度的立體彎管的具體結(jié)構(gòu)，尤其是在加工和生產(chǎn)時(shí)如何準(zhǔn)確度量和控制這種形狀復(fù)雜的彎管的彎曲半徑和彎曲方向。很明顯，這種結(jié)構(gòu)不清晰的，存在太多變數(shù)的立體彎管是難以工業(yè)化批量生產(chǎn)的。從工業(yè)應(yīng)用的角度來看，為了充分利用建筑體所提供的偏轉(zhuǎn)空間，而針對(duì)不同的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離去專門加工出特定的、理想的立體彎管是不現(xiàn)實(shí)的。我們需要一種新的方案，既具有接近于理想立體彎管的使用效果，又擁有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以便于大量生產(chǎn)加工。二、偽立體穹管及旋轉(zhuǎn)變形所謂偽立體彎管，就是由兩個(gè)所在平面不平行的平面彎管等效平滑連接形成的立體彎管，這個(gè)立體彎管的中軸線在與兩個(gè)平面都垂直的平面上的投影是由兩條直線段以某種夾角相連的折線。圖12就是一種偽立體彎管的立體示意圖。在圖12中，平面彎管4和平面彎管5的等效彎曲半徑都不小于管徑的10倍，它們?cè)?點(diǎn)等效平滑連接。兩個(gè)平面彎管之間的連接可以是固定連接，也可以是適應(yīng)范圍更寬的活動(dòng)連接。圖13是兩個(gè)平面彎管畫定連接的、所在平面相互垂直的偽立體彎管的三視圖。R是彎曲半徑，D是管徑，Wl和W2分別是兩個(gè)平面彎管的轉(zhuǎn)彎角度。在其中的側(cè)視圖中，兩個(gè)平面彎管的中軸線是相互垂直的。圖14是兩個(gè)平面彎管活動(dòng)連接的偽立體彎管的三視圖。R是彎曲半徑，D是管徑?；顒?dòng)連接使得這個(gè)偽立體彎管能適應(yīng)建筑體表面之間的各種夾角情形。圖15顯示的是活動(dòng)連接的偽立體彎管在不同角度的狀態(tài)。當(dāng)上述角度調(diào)整到180°時(shí)，活動(dòng)連接的偽立體彎管就變成了一個(gè)S型的平面彎管。圖16顯示的是以直通活動(dòng)連接的偽立體彎管在展平以后的情形。R是彎曲半徑。偽立體彎管的等效彎曲半徑只取決于形成這個(gè)偽立體彎管的兩個(gè)平面彎管的等效彎曲半徑，與建筑體的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離沒有關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)管徑10倍以上的等效彎曲半徑的立體轉(zhuǎn)彎，需要兩個(gè)平面彎管的等效彎曲半徑都達(dá)到管徑的io倍以上。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的偽立體彎管比較容易加工和生產(chǎn)，在應(yīng)用時(shí)使兩個(gè)平面彎管與兩個(gè)建筑體的表面分別平行就可以輕松實(shí)現(xiàn)10倍以上彎曲半徑的變向轉(zhuǎn)彎。但是這種方案在實(shí)際效果上也存在一些明顯弱點(diǎn)。首先，它沒有利用建筑體所容許的偏轉(zhuǎn)空間，也就是建筑體的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離。所希望達(dá)到的等效彎曲半徑的指標(biāo)都依靠在與建筑體表面平行的平面內(nèi)的迂回轉(zhuǎn)彎實(shí)現(xiàn)。相對(duì)于后面將要介紹的方案，它在節(jié)省路徑方面效果要差。通過調(diào)整偽立體彎管的兩個(gè)平面彎管與各自所在建筑體表面的夾角，使得偽立體彎管能充分利用建筑體的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離，可以達(dá)到接近理想的立體彎管的使用效果之目的。下面通過幾個(gè)圉來解釋。圖17是典型的各部分的彎曲半徑都為R的偽立體彎管展平后的示意圖，它由兩個(gè)轉(zhuǎn)彎角度為90°的平面彎管組成。為簡(jiǎn)化描述，其中偽立體彎管用粗實(shí)線表示，直線f是兩個(gè)平面的交線，射線m和射線n在兩個(gè)平面內(nèi)分別與交線f垂直、且與兩個(gè)平面圓弧管段所屬的圓相切，偽立體彎管的兩個(gè)平面是互相垂直的。在下面所介紹的偽立體彎管的旋轉(zhuǎn)就是分別以射線m和射線n為轉(zhuǎn)軸實(shí)施的。在以其中一條為轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)過程中，另一條射線會(huì)在所屬的平面內(nèi)平移，并保持與交線f始終垂直。為清楚地顯示出旋轉(zhuǎn)前后的對(duì)應(yīng)關(guān)系，偽立體彎管的兩個(gè)平面彎管的連接點(diǎn)0和兩個(gè)端點(diǎn)(P和Q)都用醒目的圓點(diǎn)表示，兩個(gè)平面彎管所屬的圓用虛線表示。偽立體彎管的旋轉(zhuǎn)分兩步完成以射線ffl為轉(zhuǎn)軸，沿射線n的方向旋轉(zhuǎn)；以射線n為轉(zhuǎn)軸，沿射線m的方向旋轉(zhuǎn)。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)沒有次序之分。圖18顯示的是更普遍的一種情形，圖中只顯示了偽立體彎管的其中一段平面彎管0P，OP并不是圓弧形，其等效彎曲半徑為R,但是OP上沒有一個(gè)點(diǎn)的切線與交線f垂直。為了完成旋轉(zhuǎn)，增加了一段彎曲半徑為R的圓弧PPe，Pe點(diǎn)的切線與交線f垂直，這樣就有了一條通過Pe點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸m,這段圓弧PPe就是前面術(shù)語中所定義的延長(zhǎng)弧。圖19是圖17的偽立體彎管旋轉(zhuǎn)后的正視圖和俯視圖。為對(duì)比方便，將兩個(gè)視圖中的交線f重合了。"面和con分別是以射線m和射線n為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角。直線c與交線f平行，且與旋轉(zhuǎn)前兩個(gè)平面的距離分別是a和b，這兩個(gè)距離也就是建筑體所容許的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離。從圖中可以看到，旋轉(zhuǎn)后，兩個(gè)平面彎管所屬的虛線表示的圓在正視圖和俯視圖中變成了橢圓。管段OP在正視圖中是橢圓弧的一部分，在俯視圖中是一個(gè)直線線段。管段OQ在俯視圖中是橢圓弧的一部分，在正視圖中是一個(gè)直線線段。圖20是偽立體彎管旋轉(zhuǎn)后的左視圖。圖19中的交線f和直線c在本圖中變成了兩個(gè)點(diǎn)，管段0P和管段0Q在左視圖中是仍然分別是兩個(gè)橢圓弧的一部分，它們?cè)?點(diǎn)相切連接。在圖19和圖20中霈要注意的是，旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)平面的交線為g,而偽立體彎管旋轉(zhuǎn)前與射線m和射線n的交點(diǎn)P和Q在旋轉(zhuǎn)后分別變成了交點(diǎn)Pm和Qn，偽立體彎管旋轉(zhuǎn)后在Pm和Qn點(diǎn)的切線方向就是偽立體彎管旋轉(zhuǎn)前在P和Q點(diǎn)的切線方向，也就是說旋轉(zhuǎn)后的偽立體彎管中只霈要其中的一部分，即從點(diǎn)Pm到點(diǎn)Qn的部分，又稱之為有效部分，就可以完成旋轉(zhuǎn)前的偽立體彎管同樣的轉(zhuǎn)彎目的。因此在后面的圖21和圖22中，多余的管段PPm和QQn分別改用粗虛線表示。圖21是旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)平面彎管OP和OQ在各自平面的俯視圖。把這兩個(gè)視圑拼接在一起，使它們交線g重合，端點(diǎn)0重合，就得到了圖22。圖22實(shí)際上就是偽立體彎管旋轉(zhuǎn)后沿新的交線g展平后的平面視圖。需要注意的是，在圖22中有兩條交線f，它們分別反映的是實(shí)際的交線f在不同的平面的視圖位置，與射線m垂直相交的交線f在管段0P所在的平面內(nèi)，而與射線n垂直相交的交線f在管段OQ所在的平面內(nèi)。在圖21和圖22中，Vm和Vii分別是偽立體彎管旋轉(zhuǎn)后的平面彎管管段OPm和OQn的轉(zhuǎn)彎角度，那么偽立體彎管旋轉(zhuǎn)后的有效部分的累積轉(zhuǎn)彎角度U^Vm+Vn。其他標(biāo)記的含義與圖19相同。結(jié)合圖19，得到圖23中的立體幾何圖形，其中f和g分別是圖19中的交線f和g，m和n分別是圖19中的射線m和n,"m和con分別是圖19中的旋轉(zhuǎn)角度"m和"n，Wm和vn分別是圖22中的轉(zhuǎn)彎角度vm和vn。經(jīng)過簡(jiǎn)單運(yùn)算，我們得到如下方程組ctgUfn=tgwmcoscon;ctgVm=tgcon*coswm其中，0《o)ii<90°，0《<on<90°,0<Vm《90°,0<Vn《90°，cos為余弦函數(shù)，tg為正切函數(shù)ctg為余切函數(shù)?？匆幌绿乩?，當(dāng)conF0時(shí)，也就是以射線m為轉(zhuǎn)軸沒有旋轉(zhuǎn)的情形，這時(shí)Vn=90°;Vm=90。-con那么，v=180°-ton,也就是說con越大，uf越小。通過進(jìn)一步分析得到，增大"m和"n的值，就可以減小累積轉(zhuǎn)彎角度V。要計(jì)算"m和wn的最大值，必須做一些合理的限定0《a<R,0《b<R，(R-a)2+(R-b)2〉R2，0《"m<90°，0《con<90°當(dāng)com為0時(shí)，wn的最大值滿足下面的方程-(R-a/sincon)2+(R-b)2=R2同樣當(dāng)wn為O時(shí)，wm的最大值滿足下面的方程-(R-b/sincaai)2+(R-a)2=R2分析一下特例偽立體彎管的旋轉(zhuǎn)使得偽立體彎管的中點(diǎn)O，即兩個(gè)平面彎管相交的點(diǎn)，剛好落在圖19和圉20中的限制線c上。也就是說，旋轉(zhuǎn)后的0點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)前的偽立體彎管的兩個(gè)平面的距離剛好分別是相應(yīng)的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離a和b。圖24顯示的是管段OQn的示意圖，其中R是彎曲半徑，0點(diǎn)距離旋轉(zhuǎn)前的偽立體彎管的兩個(gè)平面的距離剛好分別是相應(yīng)的垂直偏轉(zhuǎn)限制距離a和b,f是圖18中的交線f，n是圖19中的射線n，con是圖19中的旋轉(zhuǎn)角度"n，Wn是圖22中的轉(zhuǎn)彎角度Vn。經(jīng)過計(jì)算，得到關(guān)系式(R-R'cosVn)sin"n類似地，有(R-R*cos￥m)sincom=b。再結(jié)合從圖23得到的兩個(gè)方程，最終得到轉(zhuǎn)彎角度vm和vn滿足下列方程組(R-R*cosVn)sincon=a-(R-RcosW鵬)sincom=b;ctgWn=tgcomcoscon;ctgWm=tgwncostom其中，0《cob<90。，0《con<90°，0<vm《90。，0<Vn《90°，sin為正弦函數(shù)，cos為余弦函數(shù)，tg為正切函數(shù)，ctg為余切函數(shù)。在上述特例中，可以通過R，a，b的值計(jì)算出彎管的累積轉(zhuǎn)彎角度。再來分析一下圖20中的曲線的彎曲半徑，由于曲線OP和OQ分別是兩個(gè)橢圓的一部分圓弧，它們相切連接的點(diǎn)O就是整個(gè)曲線PQ中彎曲半徑最小的地方。用曲線PQ中彎曲半徑最小的點(diǎn)0去適應(yīng)偽立體彎管在建筑體垂直偏轉(zhuǎn)限制距離a和b范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)彎中最困難的地方，就是旋轉(zhuǎn)偽立體彎管方案的特征。這個(gè)最困難的地方就是圖19和圖20中的限制線c。附圉說明本實(shí)用新型默認(rèn)所有管子的截面都為圓形。下面是各附圖的簡(jiǎn)要介紹。圖1和圖2是垂直平面彎管方法示意圖，其剖面是沿管子的軸線的。圖3是管路中存在奇點(diǎn)情況的示意圖。圖4是虛擬管路的剖視圖，其剖面是沿管子的軸線的。圖5是實(shí)體管路和虛擬管路都存在奇點(diǎn)的示意圖。圖6和圖7分別是立體彎管的立體圖和三視圖。圖8是立體彎管所在曲面的示意圖。圖9是立體彎管所在曲面展平后示意圖。圖10和圖11是活動(dòng)連接的立體彎管的三視圖和活動(dòng)狀態(tài)圖。圖12是立體彎管的立體示意圖。圖13至圖15分別是固定連接和活動(dòng)連接的偽立體彎管的三視圖和活動(dòng)狀態(tài)圖。圖16是以直通連接的偽立體彎管在展平后的平面視圖。圖17和圖18是展平后的偽立體彎管和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸關(guān)系示意圖。圖19和20是旋轉(zhuǎn)后的偽立體彎管的正視圖、俯視圖和側(cè)視圖。圖21是旋轉(zhuǎn)后的偽立體彎管的兩個(gè)平面彎管在各自平面上的平面視圖。圖22是偽立體彎管沿旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)平面的交線展平后的平面視圖。圖23是用于計(jì)算轉(zhuǎn)彎角度和旋轉(zhuǎn)角度之間關(guān)系的立體模型示意圖。圖24是用于計(jì)算偽立體彎管的中點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)到限制線時(shí)的轉(zhuǎn)彎角度的立體模型示意圖。圖25和圖26是30。至45°平面彎管管件的軸向剖面圖。圖27是接頭管件的基礎(chǔ)組件圖。圖28和圖29是四種接頭的軸向剖面圖。圖30是彎管管件使用方法示意圖。實(shí)施方式本實(shí)用新型的實(shí)施方式。1、利用模具批量生產(chǎn)不同規(guī)格型號(hào)的不小于10倍管徑的大彎曲半徑偽立體彎管、平面彎管和管接頭管件，在應(yīng)用時(shí)通過偽立體彎管、平面彎管和直管等管件的組合來達(dá)到所需要的變向轉(zhuǎn)彎；2、利用彎管設(shè)備，如彎管彈簧，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要把可彎曲的線管，如PVC管、金屬管，加工成所需要彎曲半徑和轉(zhuǎn)彎角度的立體彎管或偽立體彎管。批量生產(chǎn)不同規(guī)格型號(hào)的偽立體彎管和平面彎管管件，可以顯著提高工程施工的效率，避免現(xiàn)場(chǎng)加工彎管所產(chǎn)生的各種隱患，特別是彎管彎曲半徑不達(dá)標(biāo)的問題得到了有效控制。下面介紹幾種適合模具化生產(chǎn)的管件。管件一30°至45°和75°至90°平面彎管按照管徑、彎曲半徑的不同有多種規(guī)格。其中管徑的規(guī)格宜采用現(xiàn)行國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，彎曲半徑的規(guī)格建議采用10倍、15倍和20倍管徑三個(gè)檔次。圖25和圖26是30°至45°平面彎管軸向剖視圖。平面彎管6的轉(zhuǎn)彎角度V的取值為30°至45°之間，包括30°和45°，比如可以選擇30。、35°、40°、和45°四種。為減少穿線器或線纜在接頭處的阻塞，該平面彎管兩端端口的內(nèi)側(cè)為圓弧型端口或斜口。作為示例，圖中的平面彎管6的一端61為斜口，另一端62為圓弧型端口。為易于彎管在連接點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)變向，可以在平面彎管的一端或兩端各延伸出一小段直管。75°至90°平面彎管與30。至45°平面彎管的結(jié)構(gòu)相同，只是轉(zhuǎn)彎角度不同。管件二偽立體彎管偽立體彎管是由兩個(gè)上面管件一中描述的平面彎管等效平滑連接組成的。根據(jù)應(yīng)用需要可以有多種組合方式，如兩個(gè)40°的平面彎管、一個(gè)45°平面彎管和一個(gè)90°平面彎管、兩個(gè)85°的平面彎管等。其兩個(gè)平面之間可以互相垂直，也可以成某種需要的夾角。管徑和彎曲半徑也有多種規(guī)格，如管件一所述。兩個(gè)平面彎管之間的連接可以是固定連接，如圖13，也可以是活動(dòng)連接，如圖14至圖16。管件三管接頭圖28和圖29是與彎管配套使用的幾種管接頭。它們配合同樣管徑和彎曲半徑規(guī)格的管件之間的緊密連接。圖27是管接頭的兩個(gè)基本組成部分直接頭組件10和彎接頭組件20，圖28和圖29中的管接頭都是由這兩種組件構(gòu)成的。其中直接頭組件10和彎接頭組件20的內(nèi)徑為D，彎接頭組件20的彎曲半徑為R,兩種組件的A-A面視圖和B-B面視圖是圓環(huán)形，而彎接頭組件20的內(nèi)彎一側(cè)有一條凸棱25，如C-C剖視面，用以方便安裝時(shí)快速識(shí)別彎曲的方向。兩種組件在構(gòu)成管接頭時(shí)都是B-B面貼合在一起，構(gòu)成一個(gè)固定整體。需要注意的區(qū)別是，在提到彎曲半徑和管徑的關(guān)系時(shí)，對(duì)于管接頭，管徑指的是內(nèi)徑。圖28的左邊顯示的是兩個(gè)在同一平面但方向相反的彎接頭組件20構(gòu)成的反向彎接頭。圖28的右邊是兩個(gè)彎接頭組件20所在平面相垂直的立體變向彎接頭的正視圖和俯視圖。當(dāng)兩個(gè)平面不垂直相交時(shí)構(gòu)成的就是更復(fù)雜的立體變向彎接頭。圖29的左邊顯示是兩個(gè)在同一平面方向相同的彎接頭組件20構(gòu)成的同向彎接頭。圖29的右邊顯示是直接頭組件10和彎接頭組件20構(gòu)成的直彎接頭。為預(yù)防穿線耱在接頭處的阻塞，接頭中間的環(huán)形分隔部分做了圓滑處理。立體彎管或偽立體彎管在敷設(shè)施工時(shí)，通過合適的旋轉(zhuǎn)可以獲得相對(duì)更小的累積轉(zhuǎn)彎角度。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的立體彎管，只能通過現(xiàn)場(chǎng)嘗試來獲得較小的累積轉(zhuǎn)彎角度。對(duì)于本實(shí)用新型所介紹的偽立體彎管，則有簡(jiǎn)單有效的旋轉(zhuǎn)方法使偽立體彎管的中點(diǎn)，也就是兩個(gè)平面彎管的連接點(diǎn)，盡量地靠近兩個(gè)建筑體的限制線。管路敷設(shè)路徑的優(yōu)化霈要考慮的因素非常多，除了本實(shí)用新型所關(guān)注的彎曲半徑和累積轉(zhuǎn)彎角度外，還包括建筑結(jié)構(gòu)、其他管路以及所穿線纜種類和數(shù)量的影響。要得到理想的路徑，必須綜合考慮各種因素。本實(shí)用新型所提供的方法是在彎曲半徑和累積轉(zhuǎn)彎角度兩個(gè)因素共同考慮時(shí)所采用的方法，即在保證彎管的最小等效彎曲半徑滿足要求的前提下，優(yōu)先選擇累積轉(zhuǎn)彎角度較小的路徑；在累積轉(zhuǎn)彎角度不變的情況下，優(yōu)先選擇彎曲半徑較大的路徑。圖30顯示的是位于墻上的管子30到位于地面上的管子31、32和33之間的三種路徑設(shè)計(jì)示意圖。其中兩個(gè)45°平面彎管9和10互相垂直，構(gòu)成了一個(gè)偽立體彎管。這個(gè)偽立體彎管的旋轉(zhuǎn)沒有在圖中表示。為了避開混凝土柱子34，偽立體彎管到管子31的路徑選擇了另一個(gè)45°平面彎管來連接。從管子30到管子31的累積轉(zhuǎn)彎角度是135°。對(duì)于兩個(gè)建筑體中的一個(gè)是圓柱體的特殊情形，只要這個(gè)圓柱體的彎曲半徑不小于所需要的彎管的彎曲半徑，就可以把圓柱體的柱面展平來看待，應(yīng)用前述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)大彎曲半徑的變向轉(zhuǎn)彎。權(quán)利要求1.一組大彎曲半徑彎管管件，包括立體彎管、偽立體彎管、圓弧形平面彎管和對(duì)應(yīng)的管接頭，其特征是所述立體彎管的等效彎曲半徑不小于管徑的6倍，所述偽立體彎管是由等效彎曲半徑不小于管徑6倍的平面彎管等效平滑連接組成的，所述圓弧形平面彎管和對(duì)應(yīng)的管接頭的彎曲半徑不小于管徑6倍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎管管件，其特征是所述偽立體彎管是由兩個(gè)彎曲半徑不小于管徑6倍的圓弧形平面彎管等效平滑連接組成的，該連接可以是固定連接，也可以是活動(dòng)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的彎管管件，其特征是所述立體彎管、偽立體彎管或圓弧形平面彎管的一端或兩端延伸有一小段同樣管徑的直管。4.根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的彎管管件，其特征是所述偽立體彎管的兩個(gè)平面彎管和圓弧形平面彎管的轉(zhuǎn)彎角度為30°至45°或75°至90°之間的某個(gè)角度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎管管件，其特征是所述管接頭分別由直接頭組件(10)和彎接頭組件(20)或者兩個(gè)彎接頭組件(20)組成，兩個(gè)彎接頭組件(20)之間的不同方向關(guān)系構(gòu)成了反向彎接頭、立體變向彎接頭、垂直型立體變向彎接頭和同向彎接頭。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的彎管管件，其特征是所述管接頭內(nèi)腔中部的環(huán)形分隔部分的表面為圓弧狀。7.根據(jù)權(quán)利要求l、2、3、5或6之一所述的彎管管件，其特征是所述偽立體彎管是由等效彎曲半徑不小于管徑IO倍的平面彎管等效平滑連接組成的，所述圓弧形平面彎管和對(duì)應(yīng)的管接頭的彎曲半徑不小于管徑10倍。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的彎管管件，其特征是所述偽立體彎管和平面彎管的等效彎曲半徑是指虛實(shí)比為1/2時(shí)的最優(yōu)虛擬管路的彎曲半徑。9.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的彎管管件，其特征是所述立體彎管、偽立體彎管和圓弧形平面彎管的兩端端口內(nèi)側(cè)為斜口(61)或圓弧型端口(62)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎管管件，其特征是所述立體彎管的最優(yōu)虛擬管路的中軸線上任何一點(diǎn)的切線都不與兩個(gè)建筑體的限制線相平行。專利摘要一組在建筑電氣配管、建筑綜合布線或裝修工程中應(yīng)用的，在空間受限的情況下，使管子以很大的彎曲半徑變向的彎管管件。特別地，所述的管件是用于使線纜管路在一個(gè)建筑體平面內(nèi)或兩個(gè)表面互相不平行的、相連在一起的建筑體之間順暢變向的管件。該管件組包括立體彎管、偽立體彎管、圓弧形平面彎管和對(duì)應(yīng)的管接頭，其特征是所述立體彎管的等效彎曲半徑不小于管徑的6倍，所述偽立體彎管是由等效彎曲半徑不小于管徑6倍的平面彎管等效平滑連接組成的，所述圓弧形平面彎管和對(duì)應(yīng)的管接頭的彎曲半徑不小于管徑6倍。本實(shí)用新型所提供的彎管管件及其組合既可以解決由于樓板和墻體的厚度限制無法實(shí)現(xiàn)大彎曲半徑彎管的問題，又可以充分利用建筑體所容許的空間范圍，盡可能地節(jié)省路徑，以減少不必要的迂回。標(biāo)準(zhǔn)化管件的生產(chǎn)和應(yīng)用還可以有效提高布管工程的效率和質(zhì)量。文檔編號(hào)H02G3/04GK201122816SQ20072014692公開日2008年9月24日申請(qǐng)日期2007年4月9日優(yōu)先權(quán)日2006年4月11日發(fā)明者軍許申請(qǐng)人:軍許