CN105443898A - 一种防冲击变形协调管道接头装置 - Google Patents
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Abstract
一种防冲击变形协调管道接头装置,该接头装置由管径不同的三部分构成。其中,中间部分为一大管径管道,构成本装置的管道接头套管I;两端部分为小管径管道,构成本装置的管道接头套管II和管道接头套管III。管道接头套管I为一管径大于服役管道管径的金属管,其两端管壁各设有两排紧固螺孔断面,每个断面均匀设有四个紧固螺孔,通过此紧固螺孔用紧固螺丝固定橡胶圈密封挡块和防冲限位挡块;橡胶圈密封挡块和防冲限位挡块共同构成放置密封橡胶圈的卡槽。本装置具有一定的轴向和弯曲调节能力,可以实现大变形反应下管道的自我调节,提高了管道的安全运营能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种防冲击变形协调管道接头装置,尤其涉及提高管道防灾减灾能力的管道接头装置。
背景技术
管道作为水、电、热、气、油的重要渠道之一,在生命线***中起着非常重要的作用。按照所处的环境,管道可分为城市管网和长输埋地管道。这些作为生命线的管道的特点有:分布范围广、运输距离长、穿越地质环境复杂。管道穿越地质条件复杂地段,如断层、滑坡、沉陷、可液化土层区等不良地质环境时,降雨、地震、地下空间施工等外界激励作用将引起周边环境的剧烈响应,极有可能引起管道的大变形甚至破坏,威胁到管道的正常运行。从已有的管道破坏案例看,管道的破坏多发生于管道的接头部位,因此,采用必要的措施减弱接头所受的冲击力,提高管道接头的变形协调能力显得尤为必要。
发明内容
本发明的目的在于设计一种防冲击变形调节管道接头装置,减少管道接头内部冲击力,提高管道的防灾减灾能力。
本发明设计的一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:该接头装置由管径不同的三部分构成。其中,中间部分为一大管径管道,构成本装置的管道接头套管I(1);两端部分为小管径管道,构成本装置的管道接头套管II(2)和管道接头套管III(10)。
管道接头套管I(1)为一管径大于服役管道管径的金属管,其两端管壁各设有两排紧固螺孔断面,每个断面均匀设有四个紧固螺孔,通过此紧固螺孔用紧固螺丝固定橡胶圈密封挡块(3)和防冲限位挡块(5);橡胶圈密封挡块(3)和防冲限位挡块(5)共同构成放置密封橡胶圈(4)的卡槽(7)。
管道接头套管II(2)为一等截面管道,其管径与服役管道一致,在其位于管道接头套管I(1)内的端部设有一限位挡块(6),限位挡块(6)由焊于管道接头套管II(2)上的金属环构成。
管道接头套管III(10)的管径与管道接头套管II(2)一致,在其位于管道接头套管I(1)内的端部附近设有一固定挡块(9),固定挡块(9)由焊于管道接头套管III(10)上的金属环构成。
管道接头套管II(2)穿过橡胶圈密封挡块(3)、密封橡胶圈(4)、防冲限位挡块(5),利用限位挡块(6)、弹簧(8)与管道接头套管I(1)相连,并能够沿管道接头套管I(1)进行轴向滑动和转动;密封橡胶圈(4)放置于卡槽(7)中,起到限制管内流体溢出的作用;卡槽(7)由橡胶圈密封挡块(3)和防冲限位挡块(5)共同组成。
管道接头套管III(10)穿过橡胶圈密封挡块(3)、密封橡胶圈(4)、防冲限位挡块(5)与管道接头套管I(1)固定连接。
橡胶圈密封挡块(3)为一外表面刻有一道环向凹槽的金属管段,其外径与管道接头套管I(1)的最大内径一致,其内径略大于管道接头套管II(2)的外径。
防冲限位挡块(5)为一金属管段,其外表面刻有一道环向凹槽,其外径与管道接头套管I(1)的最大内径一致。
橡胶圈密封挡块(3)和防冲限位挡块(5)之间留有空隙,位于管道接头套管I(1)左端空隙即为放置密封橡胶圈(4)的卡槽(7);位于管道接头套管I(1)右端空隙用以放置密封橡胶圈(4)和固定管道接头套管III(10)上的固定挡块(9)。
橡胶圈密封挡块(3)与防冲限位挡块(5)的壁厚之间存在如下关系:t1-t2≥(L2+h2+h3)×d/h1;其中,t1和t2分别为防冲限位挡块(5)和橡胶圈密封挡块(3)的壁厚;h1和h2分别为防冲限位挡块(5)和橡胶圈密封挡块(3)的长度;h3为拉伸最大预留长度;L2为卡槽(7)的宽度;d为管道接头套管I(1)内壁与限位挡块(6)之间的间隙。
本发明装置在外力作用下能够产生拉伸变形、压缩变形和弯曲变形,并能延缓冲击速度。
本发明装置的拉压变形δ由弹簧(8)的长度及性能决定,-0.5L1<拉压变形δ<0.5L1+h3。
本发明的弯曲变形由管道接头套管II(2)绕防冲限位挡块(5)在管道接头套管I(1)内倾斜产生,d/(L1+h1+h3)≤tan(倾斜角度φ)≤d/(h1+h3)。
本发明装置通过法兰或承插或螺纹等方式与常规普通管道连接。
为保证内压和冲击作用下本发明装置的安全,本发明装置中管道接头套管I(1)的材料采用高强抗拉抗压材料。
由于采用本发明的技术方案,本发明具备以下功能:装置本身具有一定的轴向和弯曲调节能力,可以实现大变形反应下管道的自我调节,提高了管道的安全运营能力。
附图说明
图1为本发明所提供实施例的示意图一。
图2为本发明所提供实施例的压缩变形图。
图3为本发明所提供实施例的拉伸变形图。
图4为本发明所提供实施例的弯曲变形图一。
图5为本发明所提供实施例的弯曲变形图二。
图6为本发明所提供实施例的卡槽(7)组成图。
图7为本发明所提供实施例的橡胶圈密封挡块(3)。
图8为本发明所提供实施例的防冲限位挡块(5)。
图9为本发明所提供实施例的管道接头套管I(1)。
图10为本发明所提供实施例的紧固螺丝(11)。
图11为本发明所提供实施例的管道接头套管II(2)。
图12为本发明所提供实施例的管道接头套管III(10)。
图中:1、管道接头套管I,2、管道接头套管II,3、橡胶圈密封挡块,4、密封橡胶圈,5、防冲限位挡块,6、限位挡块,7、卡槽,8、弹簧,9、固定挡块,10、管道接头套管III,11、紧固螺丝。
具体实施方式
下面结合附图详述本发明:防冲击耗能减震的变形调节管道接头装置由管道接头套管I(1)、管道接头套管II(2)、管道接头套管III(10)、橡胶圈密封挡块(3)、密封橡胶圈(4)、防冲限位挡块(5)和弹簧(8)组成。参见附图1、附图2、附图3、附图4和附图5。
管道接头套管II(2)为一带有限位挡块(6)的直通金属管。
管道接头套管III(10)为一带固定挡块(9)的直通金属管。
橡胶圈密封挡块(3)、防冲限位挡块(5)通过紧固螺丝(11)管道接头套管I(1)固定连接。
密封橡胶圈(4)位于橡胶圈密封挡块(3)和防冲限位挡块(5)之间,其作用是防止管道内的流体溢出。
本发明装置活动端组装时,首先将带有限位挡块(6)的管道接头套管II(2)穿过防冲限位挡块(5);第二,将管道接头套管II(2)放置于管道接头套管I(1)内,将防冲限位挡块(5)通过紧固螺丝(11)固定于管道接头套管I(1)内;第三,将制作好的密封橡胶圈(4)套于管道接头套管II(2)上,并推入管道接头套管I(1)中;最后,将橡胶圈密封挡块(3)通过紧固螺丝(11)安装固定于管道接头套管I(1)中。
本发明装置固定端组装时,首先将防冲限位挡块(5)通过紧固螺丝(11)固定于管道接头套管I(1)内;第二,将制作好的密封橡胶圈(4)套于管道接头套管III(10)上与固定挡块(9)紧贴;第三,将带有固定挡块(9)和密封橡胶圈(4)的管道接头套管III(10)放置于管道接头套管I(1)内,并穿过防冲限位挡块(5);最后,将橡胶圈密封挡块(3)通过紧固螺丝(11)安装固定于管道接头套管I(1)中。
由于本发明装置可以实现管道在拉压和弯曲方向的自动调节,在实际安装中调节限位挡块(6)的处于管道接头套管I(1)的中部h3+0.5L1处,故实际应用中其拉伸调节长度可达0.5L1;压缩调节长度可达0.5L1。
本发明可以实现较大变形情况下管道在拉压和弯曲方向的自我调节,进而提高管道的防灾减灾能力。
本发明装置可用于地下敷设管道和地面敷设管道。
Claims (10)
1.一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:该接头装置由管径不同的三部分构成;其中,中间部分为一大管径管道,构成本装置的管道接头套管I(1);两端部分为小管径管道,构成本装置的管道接头套管II(2)和管道接头套管III(10);
管道接头套管I(1)为一管径大于服役管道管径的金属管,其两端管壁各设有两排紧固螺孔断面,每个断面均匀设有四个紧固螺孔,通过此紧固螺孔用紧固螺丝固定橡胶圈密封挡块(3)和防冲限位挡块(5);橡胶圈密封挡块(3)和防冲限位挡块(5)共同构成放置密封橡胶圈(4)的卡槽(7);
管道接头套管II(2)为一等截面管道,其管径与服役管道一致,在其位于管道接头套管I(1)内的端部设有一限位挡块(6),限位挡块(6)由焊于管道接头套管II(2)上的金属环构成;
管道接头套管III(10)的管径与管道接头套管II(2)一致,在其位于管道接头套管I(1)内的端部附近设有一固定挡块(9),固定挡块(9)由焊于管道接头套管III(10)上的金属环构成;
管道接头套管II(2)穿过橡胶圈密封挡块(3)、密封橡胶圈(4)、防冲限位挡块(5),利用限位挡块(6)、弹簧(8)与管道接头套管I(1)相连,并能够沿管道接头套管I(1)进行轴向滑动和转动;密封橡胶圈(4)放置于卡槽(7)中,起到限制管内流体溢出的作用;卡槽(7)由橡胶圈密封挡块(3)和防冲限位挡块(5)共同组成。
2.根据权利要求1所述的一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:管道接头套管III(10)穿过橡胶圈密封挡块(3)、密封橡胶圈(4)、防冲限位挡块(5)与管道接头套管I(1)固定连接;
橡胶圈密封挡块(3)为一外表面刻有一道环向凹槽的金属管段,其外径与管道接头套管I(1)的最大内径一致,其内径略大于管道接头套管II(2)的外径。
3.根据权利要求1所述的一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:防冲限位挡块(5)为一金属管段,其外表面刻有一道环向凹槽,其外径与管道接头套管I(1)的最大内径一致。
4.根据权利要求1所述的一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:橡胶圈密封挡块(3)和防冲限位挡块(5)之间留有空隙,位于管道接头套管I(1)左端空隙即为放置密封橡胶圈(4)的卡槽(7);位于管道接头套管I(1)右端空隙用以放置密封橡胶圈(4)和固定管道接头套管III(10)上的固定挡块(9)。
5.根据权利要求1所述的一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:橡胶圈密封挡块(3)与防冲限位挡块(5)的壁厚之间存在如下关系:t1-t2≥(L2+h2+h3)×d/h1;其中,t1和t2分别为防冲限位挡块(5)和橡胶圈密封挡块(3)的壁厚;h1和h2分别为防冲限位挡块(5)和橡胶圈密封挡块(3)的长度;h3为拉伸最大预留长度;L2为卡槽(7)的宽度;d为管道接头套管I(1)内壁与限位挡块(6)之间的间隙;
本装置的拉压变形δ由弹簧(8)的长度及性能决定,-0.5L1<拉压变形δ<0.5L1+h3。
6.根据权利要求1所述的一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:本装置的弯曲变形由管道接头套管II(2)绕防冲限位挡块(5)在管道接头套管I(1)内倾斜产生,
7.根据权利要求1所述的一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:本装置通过法兰或承插或螺纹方式与常规普通管道连接;
本装置中管道接头套管I(1)的材料采用高强抗拉抗压材料。
8.根据权利要求1所述的一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:管道接头套管II(2)为一带有限位挡块(6)的直通金属管;
管道接头套管III(10)为一带固定挡块(9)的直通金属管;
橡胶圈密封挡块(3)、防冲限位挡块(5)通过紧固螺丝(11)管道接头套管I(1)固定连接;
密封橡胶圈(4)位于橡胶圈密封挡块(3)和防冲限位挡块(5)之间,其作用是防止管道内的流体溢出。
9.根据权利要求1所述的一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:本装置活动端组装时,首先将带有限位挡块(6)的管道接头套管II(2)穿过防冲限位挡块(5);第二,将管道接头套管II(2)放置于管道接头套管I(1)内,将防冲限位挡块(5)通过紧固螺丝(11)固定于管道接头套管I(1)内;第三,将制作好的密封橡胶圈(4)套于管道接头套管II(2)上,并推入管道接头套管I(1)中;最后,将橡胶圈密封挡块(3)通过紧固螺丝(11)安装固定于管道接头套管I(1)中。
10.根据权利要求1所述的一种防冲击变形协调管道接头装置,其特征在于:首先将防冲限位挡块(5)通过紧固螺丝(11)固定于管道接头套管I(1)内;第二,将制作好的密封橡胶圈(4)套于管道接头套管III(10)上与固定挡块(9)紧贴;第三,将带有固定挡块(9)和密封橡胶圈(4)的管道接头套管III(10)放置于管道接头套管I(1)内,并穿过防冲限位挡块(5);最后,将橡胶圈密封挡块(3)通过紧固螺丝(11)安装固定于管道接头套管I(1)中;
本装置能够实现管道在拉压和弯曲方向的自动调节,在实际安装中调节限位挡块(6)的处于管道接头套管I(1)的中部h3+0.5L1处,故实际应用中其拉伸调节长度可达0.5L1;压缩调节长度可达0.5L1。
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