CN101576188A - 一种结构简单的卡爪式管道联接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种结构简单的卡爪式管道联接器。包括焊接在待联接管道端部的法兰体，在法兰体上固定连接器端盖，连接器端盖上固连密封套，法兰体外有均布一周的卡爪，卡爪与密封套之间设置卡爪驱动环，待联接管道上固定有圆板，圆板上连接卡爪连接装置外套筒，驱动液压缸安装在圆板上，驱动液压缸的缸杆与环板相连，卡爪驱动环伤的凸起环卡在环板上的环形槽内。本发明用于解决深水海底管道快速自动联接。本发明一是解决了卡爪定位准确的问题，降低了原有卡爪运动中的冲击；二是大大简化了卡爪连接器的机构，实现了产品化、系列化的可能；三是无需外界持续提供卡爪连接时的抓紧力，通过驱动环与卡爪结合面之间的自锁实现了可靠抓合。

Description

一种结构简单的卡爪式管道联接器

(一)技术领域

本发明涉及的是一种辅助操纵的海底管道联接器。

(二)背景技术

卡爪式管道联接器通常用于提供管道或其它管式件之间的远程联接。

在国外专利中可以看到，此类卡爪方式的管道连接器。例如美国专利4153278中驱动卡爪的动力由液压缸提供，活塞杆带动驱动环上下运动，从而使卡爪转动，实现开合，闭合。卡爪的设计有两种形式。一种型式是卡爪内侧上部和下部与相配合管道端法兰间为球面配合方式，另一种型式是卡爪内侧上部为锥孔，与配合管道端法兰锥面配合，下部为球面相配合。此两种方式在实现转动联接时均存在冲击、不灵活问题，而且管道联接体与海底管道之间为双锥面密封，采用弹簧固定，定位不准确，水域更深可以改进密封结构。

美国专利4730853在上述专利基础上增加了指示标，可以指示联接的开合状态；管道对准靠管道接触锥面引导；卡爪的形状有所改变。

较之4730853，美国专利4708376中，在联接器底部增加了密封板，防止杂物进入联接器；卡爪的形状有所改变，对管道外径不同时局部结构又有所变化，但卡爪与管件抓合处均为圆柱面配合，存在应力集中。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种定位准确，结构简单，使用方便的一种结构简单的卡爪式管道联接器。

本发明的目的是这样实现的：

包括焊接在待联接管道端部的法兰体，在法兰体上固定连接器端盖，连接器端盖上固连密封套，法兰体外有均布一周的卡爪，卡爪与密封套之间设置卡爪驱动环，待联接管道上固定有圆板，圆板上连接卡爪连接装置外套筒，驱动液压缸安装在圆板上，驱动液压缸的缸杆与环板相连，卡爪驱动环伤的凸起环卡在环板上的环形槽内。

本发明还可以包括这样一些结构特征：

1、在外套筒底部焊接有一锥形喇叭状引导套筒。

2、法兰体上周向均布开有数个圆柱孔，卡爪上带有圆柱形转轴，圆柱形转轴卡在圆柱孔内。

3、卡爪驱动环的锁紧锥孔与卡爪背部锥面的半锥顶角小于5.5°。

4、圆板上设置有吊环。

5、所述的驱动液压缸安装在圆板上是液压缸通过液压缸耳环连接在圆板上。

本发明是一种改进的具有简单结构的卡爪式管道联接器的结构，用于解决深水海底管道快速自动联接。本发明一是解决了卡爪定位准确的问题，降低了原有卡爪运动中的冲击；二是大大简化了卡爪连接器的机构，实现了产品化、系列化的可能；三是无需外界持续提供卡爪连接时的抓紧力，通过驱动环与卡爪结合面之间的自锁实现了可靠抓合。

本发明所述的联接器，上部与待联接管道螺栓联接，下部与海底管道通过卡爪联接。包括数个卡爪，卡爪一端具有独特的轴结构，另一端带有与海底管道端法兰锥面相配合的锥孔。卡爪的轴布置在管道联接体中的相应的数个圆柱孔中，驱动环环绕安装在卡爪背部，另与液压缸相连，同时对卡爪起支撑定位作用。驱动环沿轴向方向直线前进，推动卡爪尾部绕卡爪轴的轴线转动，使卡爪张开和抓合，完成管道的联接，同时实现载荷的传递。

本发明独特的卡爪结构，解决了原有卡爪定位不准确、转动不灵活的问题，使卡爪结构更为简单、灵巧。

驱动环由独立的液压缸驱动，易于拆卸和更换。管道法兰连接时通过管道外焊接的引导套筒完成引导对准，方便于深水无人环境的快速对准。

(四)附图说明

附图是本发明的结构示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合附图，附图为管道端面相同时联接器打开后的联接剖视图，主要包括：待联接管道1、法兰体2、均布一周的卡爪3、连接器端盖4、卡爪驱动环5、密封套6、O型密封圈7、连接螺栓8、液压缸与驱动环连接的环板9、驱动液压缸活塞杆10、卡爪连接装置外套筒11、驱动液压缸缸体12、液压缸耳环13、固定于管道上的圆板14、吊装用吊环15。

法兰体2通过焊接连接在连接管道上，连接器端盖4经连接螺栓8联接到法兰上，用于卡爪连接头的密封和卡爪初始连接时的定位。卡爪驱动环5通过密封套6和卡爪3的约束定位安装，待联接管道和法兰2之间采用金属八角垫或金属椭圆垫进行密封。

在外套筒11的底部焊接一锥形喇叭状引导套筒，喇叭口开口向下。到固定于管道上的圆板14上，引导联接器与海底原有管道对准。引导圆套筒11直接焊接到圆板上，完成联接器与海底原有管道对准之后的接合。

法兰体2上周向均布开有数个圆柱孔7，容纳卡爪3的圆柱形转轴。

驱动环5包围在卡爪3背部，靠与卡爪3背部的弧面紧密结合固定，同时对卡爪3起支撑作用。O形圈起密封作用。

卡爪3是一端具有独特的轴结构卡爪轴，另一端有锥弧面与海底原有管道法兰锥面相配合。当双作用活塞杆10伸出时，驱动环5相对管道1向下垂直运动，推动卡爪3背部绕卡爪轴的轴线向内转动，最终驱动环5的驱动环锁紧锥面与卡爪背部锥面配合，使卡爪前端的锥弧面与海底管道法兰的锥面配合，从而完成管道之间的联接，同时实现载荷的传递。驱动环5的锁紧锥孔与卡爪背部锥面的半锥顶角小于5.5°，使配合面具有自锁功能；当活塞杆10缩回时，驱动环5相对管道1向上运动，驱动环5上的驱动环张开锥孔推动卡爪尾部锥面绕卡爪轴的轴线向外转动，使卡爪3处于张开状态。

Claims (6)

1、一种结构简单的卡爪式管道联接器，其特征是：包括焊接在待联接管道端部的法兰体，在法兰体上固定连接器端盖，连接器端盖上固连密封套，法兰体外有均布一周的卡爪，卡爪与密封套之间设置卡爪驱动环，待联接管道上固定有圆板，圆板上连接卡爪连接装置外套筒，驱动液压缸安装在圆板上，驱动液压缸的缸杆与环板相连，卡爪驱动环伤的凸起环卡在环板上的环形槽内。

2、根据权利要求1所述的一种结构简单的卡爪式管道联接器，其特征是：在外套筒底部焊接有一锥形喇叭状引导套筒。

3、根据权利要求2所述的一种结构简单的卡爪式管道联接器，其特征是：法兰体上周向均布开有数个圆柱孔，卡爪上带有圆柱形转轴，圆柱形转轴卡在圆柱孔内。

4、根据权利要求3所述的一种结构简单的卡爪式管道联接器，其特征是：卡爪驱动环的锁紧锥孔与卡爪背部锥面的半锥顶角小于5.5°。

5、根据权利要求4所述的一种结构简单的卡爪式管道联接器，其特征是：圆板上设置有吊坏。

6、根据权利要求5所述的一种结构简单的卡爪式管道联接器，其特征是：所述的驱动液压缸安装在圆板上是液压缸通过液压缸耳环连接在圆板上。

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