CN103075592B - 机械自适应管道连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种机械自适应管道连接器，由两个挤压环、第一基本体、第二基本体、法兰环、金属密封圈、螺母、弹簧垫圈、螺栓组成。当管道分别放入第一、二基本体内，紧固螺母与螺栓，法兰环与第二基本体在轴向力的作用下紧紧压在第一基本体上，实现可靠的密封。本发明具有结构简单，连接可靠，操作方便，适用于有±10°轴线夹角内的管道的连接的特点。

Description

机械自适应管道连接器

技术领域

本涉及的是一种管道连接装置，具体地说是一种机械自适应管道连接装置。

背景技术

目前管道的连接方法主要有：焊接、螺栓法兰连接、卡箍连接等，这三种方法的连接过程繁琐、结构复杂、费用高，在紧急情况下不能实现快速的连接，失效的可能性高，阻碍了管道高效可靠的连接。

国内对管道连接器的研究还处于起步阶段，还没有用来连接轴线有一定夹角管道的高效可靠的连接器，而国外在管道的快速连接有比较成熟的技术与产品，以美国Oceaneering公司的智能法兰连接器为代表，广泛应用到管道的连接上，具有很高的市场占有率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，连接可靠，操作方便，适用于有±10°轴线夹角内的管道连接的机械自适应管道连接器。

本发明的目的是这样实现的：

包括两个挤压环、第一基本体、第二基本体、法兰环；

两个挤压环的结构相同，外表面为圆柱面，内表面由套环、止推面、间隔分布的内锥面与内柱面连接组成；

第一基本体主要由连接段、过渡段和密封段连接组成，连接段的外表面呈球面、内表面为圆柱面，过渡段的内外表面均为圆柱面，密封段的内表面由管道止推面和圆柱面组成，在密封段内表面的圆柱面上设置有向内凸的密封环，密封段的外表面由承载环和圆柱面组成，在密封段外表面的圆柱面上设置有向外凸的球形突起；

第二基本体也由连接段、过渡段和密封段连接组成，且第二基本体的过渡段和密封段的结构与第一基本体的过渡段和密封段的结构相同，第二基本体的连接段的外表面呈圆柱面、内表面为内球面；

法兰环的内表面由内球面与内锥面连接组成，外表面为圆柱面；

法兰环和第二基本体的连接段上开有螺栓孔，二者之间通过螺栓连接。

本发明还可以包括：

1、密封段内表面的圆柱面的末段为螺纹段。

2、第二基本体的连接段的内球面上开有密封槽。

3、在密封段外表面的圆柱面上设置的向外凸的球形突起与圆柱面之间通过过度圆弧连接。

本发明提供了一种结构简单、连接可靠的机械自适应管道连接器，该连接器适用于有±10°轴线夹角内的管道的连接，对于外径小于8英寸的管道能实现快速连接。在连接器安装时，首先将中间的12个螺母4和12个螺母8加载到预定载荷，以确定基本体3与基本体9的相对角度，实现中间部位的可靠密封，然后在外部加载机具的轴向载荷作用下，外挤压环2沿接头轴线向中部运动，迫使连接器基本体上的球形突起11、12产生径向收缩，密封环16、17径向收缩，紧紧咬合住管道1表面，同时连接器基本体3外端的螺纹段10被压进管道1表面，完成对管道1的连接，以同样的方法连接连接器的另外一端。本发明具有结构简单，连接可靠，操作方便，适用于有±10°轴线夹角内的管道的连接的特点。

附图说明

图1是机械自适应管道连接器结构图；

图2是机械自适应管道连接器未安装之前局部结构图；

图3是机械自适应管道连接器安装之后局部结构图；

图4是机械自适应管道连接器挤压环结构图；

图5是机械自适应管道连接器法兰环结构图；

图6是机械自适应管道连接器金属密封圈结构图；

图7是机械自适应管道连接器第一基本体结构图；

图8是机械自适应管道连接器第二基本体结构图。

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：

结合图1，机械自适应管道连接器由挤压环2、基本体3、基本体9、法兰环5、金属密封圈6、螺母4、弹簧垫圈7、螺栓8组成。

结合图4，挤压环2由套环19、止推面41，连接机具定位圆柱面27，内锥面22、24、26，内柱面21、23、25组成，安装前套环19套在承载环15上，内柱面21、23、25的内径小于螺纹端10以及球形突起11、12的外径。

结合图7，基本体3主要由密封环16、17，球形突起11、12，螺纹段10，过渡段13、20、14、18、过度圆弧33、34，管道止推面36，球面35，螺纹段10上沿周向均匀分布的8个小槽32组成，螺纹段10通过过渡段13与球形突起11相连，球形突起11、12通过过渡段14，球形突起12与承载环15通过过渡段14连接，承载环15与球面35通过过渡段18连接，球形突起11与过渡段13、20通过过度圆弧33连接，球形突起12与过渡段20、14通过过度圆弧34连接。

结合图8，基本体9主要由密封环16、17，球形突起11、12，螺纹段10，过渡段13、20、14、18、过度圆弧33、34，管道止推面36，法兰端38，周向均布的12个螺栓孔37，内球面39，密封槽40，螺纹段10上沿周向均匀分布的8个小槽32组成，螺纹段10通过过渡段13与球形突起11相连，球形突起11、12通过过渡段14，球形突起12与承载环15通过过渡段14连接，承载环15与法兰端38通过过渡段18连接，球形突起11与过渡段13、20通过过度圆弧33连接，球形突起12与过渡段20、14通过过度圆弧34连接，连接时首先连接紧固12个螺栓8，固定中间法兰环5与基本体9。

结合图5，法兰环5主要由螺栓孔28，内锥面29，内球面30组成，内锥面29增加管道轴线夹角范围。金属密封圈6主要由内球面31组成，连接前金属密封圈6放入密封槽40，内球面31与球面35接触。

结合图6、金属密封圈6主要由内球面31组成，连接前金属密封圈6放入密封槽40，内球面31与球面35接触。

两个挤压环2为轴对称结构，且对称布置于基本体3、9的外端，接头基本体3、9为轴对称结构，法兰环5为轴对称结构，套在基本体3上，金属密封圈6卡在基本体9的密封槽40内。

螺纹段10上沿周向均匀分布的8个小槽32组成，螺纹段10通过过渡段13与球形突起11相连，球形突起11、12通过过渡段14，球形突起12与承载环15通过过渡段14连接，承载环15与球面35通过过渡段18连接，球形突起11与过渡段13、20通过过度圆弧33连接，球形突起12与过渡段20、14通过过度圆弧34连接。

法兰环5的内锥面29增加管道轴线夹角范围，连接前将法兰环5的内球面30与球面35接触。

结合图1、3，安装时，首先将中间的12个螺母4和12个螺母8加载到预定载荷，以确定基本体3与基本体9的相对角度，实现中间部位的可靠密封，然后在外部加载机具的轴向载荷作用下，外挤压环2沿接头轴线向中部运动，由于内柱面21、23、25内径小于球形突起11、12与螺纹段10的外径，迫使连接器基本体上的球形突起11、12产生径向收缩，密封环16、17径向收缩，紧紧咬合住管道1表面，实现可靠的密封，同时连接器基本体3外端的螺纹段10被压进管道1表面，抵抗各种外力，防止管道1被拉出，完成对管道1的连接。第二次以同样的方法连接连接器的另外一端。

安装过程如下：

(1)在管道表面标记需要***连接器内部深度；

(2)将待连接管道1一端***连接器基本体3内部，直到标记深度；

(3)将待连接管道1一端***连接器基本体9内部，直到标记深度；

(4)用工具将中间12个螺母4和12个螺母8加载到预定载荷；

(5)外部加载机具轴向加载基本体3外部的挤压环2，使挤压环2向接头中部运动，达到预定位置；

(6)同样由外部加载机具轴向加载基本体9外部的挤压环2，将其推向接头中部至预定位置，完成管道1连接，撤走加载机具。

Claims (1)

1.一种机械自适应管道连接器，包括两个挤压环、第一基本体、第二基本体、法兰环，其特征是：

两个挤压环的结构相同，外表面为圆柱面，内表面由套环、止推面、间隔分布的内锥面与内柱面连接组成；

第一基本体主要由连接段、过渡段和密封段连接组成，连接段的外表面呈球面、内表面为圆柱面，过渡段的内外表面均为圆柱面，密封段的内表面由管道止推面和圆柱面组成，在密封段内表面的圆柱面上设置有向内凸的密封环，密封段的外表面由承载环和圆柱面组成，在密封段外表面的圆柱面上设置有向外凸的球形突起；

第二基本体也由连接段、过渡段和密封段连接组成，且第二基本体的过渡段和密封段的结构与第一基本体的过渡段和密封段的结构相同，第二基本体的连接段的外表面呈圆柱面、内表面为内球面，第二基本体的连接段的内球面上开有密封槽，连接前金属密封圈放入该密封槽，金属密封圈主要由内球面组成，金属密封圈内球面与第一基本体连接段的外表面的球面接触；

法兰环的内表面由内球面与内锥面连接组成，内锥面增加管道轴线夹角范围，连接前将法兰环的内球面与第一基本体连接段的外表面的球面接触，外表面为圆柱面；

法兰环和第二基本体的连接段上开有螺栓孔，二者之间通过螺栓连接；

密封段内表面的圆柱面的末段为螺纹段；在密封段外表面的圆柱面上设置的向外凸的球形突起与圆柱面之间通过过度圆弧连接；

安装过程要求第一步必须连接法兰环(5)与基本体(9)，实现连接段的可靠密封，然后依次连接第一基本体的密封段与第二基本体的密封段。