CN2384087Y - 一种用于金属管道的伸缩节 - Google Patents

Abstract

一种用于金属管道的伸缩节。有短管1、短管2和套管3,两短管内端间有伸缩间隙4;套管3的一端与短管1内端为密封式连接,另一端的内壁面与短管2内端外壁面接合而为自由端;在邻接短管1的伸缩间隙处设压环8,压环外壁面上设凹腔9,凹腔内设定位环10和可密封定位环10外端面及套管3内壁面的密封环11;压环8为至少由两块组成的分体式结构,并与套管3内壁面连接;所设的波纹管段12两端分别与短管2的内端和定位环10的内端连接。

Description

一种用于金属管道的伸缩节

本实用新型属于一种在铺设金属管道时用于连接金属管段的具有伸缩能力的接头装置，适用于输送压力介质的金属管道，如用于水电站引水管道的钢管管段之间以及引水管道与水轮机蜗壳进水端之间的连接等。

由于金属输送管道受被输送介质物理性质和自然环境温度变化的影响，而会产生热胀冷缩，为防止由此产生的温度应力对输送管道造成破坏，因此，金属管段之间需使用具有伸缩能力的伸缩节连接。

图1示出了目前常用的一种伸缩节，该伸缩节包括短管1、短管2和套管3。所述两短管相对的内端之间有伸缩间隙4，套管3的一端与短管1的内端部通过密封圈5密封，为可拆卸式的密封连接，套管3的另一端部的内壁面与短管2内端部的外壁面接合而为自由端。当管道因热胀冷缩产生轴向伸缩时，通过两短管所产生的轴向相对滑动而消除管道的温度应力，防止管道遭受破坏。在套管3的内壁面与短管2外壁面的接合面上设密封环6，并由压环7定位，以满足密封。虽然这种伸缩节结构简单，但由于较大管径或大管径的短管在制造、运输及安装过程中受外力等因素的影响易产生径向变形，因此，密封环6很难满足密封要求而产生泄漏，特别是在输送压力较高的介质时泄漏严重。

本实用新型的目的是提供一种***漏的金属管道伸缩节。而且当其套管和其中的一个短管等构件从安装的管道中移出时，而适用于与管道中设有的阀门类等装置连接。

本实用新型技术方案的第一个方面，参见图2，所提供的用于金属管道的伸缩节包括短管1、短管2和套管3，两短管相对的内端之间有伸缩间隙4，套管3的一端与短管1的内端部为可拆卸式密封连接，套管3的另一端部内壁面与短管2内端部外壁面接合而为自由端，以满足两短管产生轴向相对滑动。在相邻短管1内端的伸缩间隙4的部位设置压环8，压环8内端的外壁上设置了一环形凹腔9，该凹腔内设置与该环形凹腔腔壁具有相应接合面的定位环10，在环形凹腔9外端设置可同时密封定位环10外端面和套管3内壁面的密封环11。压环8与套管3内壁面为可拆卸式连接，并对定位环10和密封环11压紧并限位，压环8为沿圆周方向至少由二块组成的分体式结构，压环8并可朝内拆卸。在伸缩间隙4内设置波纹管段12，该波纹管段的两端分别与短管2的内端和定位环10的内端密封地连接。

由于设在伸缩间隙内的波纹管段具有在外力作用下而沿轴向伸缩的能力，且两端分别与短管2内端和定位环10内端密封地连接，密封环11而处静态可靠地密封定位环外端面和套管内壁面，使伸缩间隙4得以可靠地密封而***漏。因此，本实用新型的伸缩节既可满足金属管道热胀冷缩时产生的轴向伸缩，有效消除管道的温度应力，又可有效地避免泄漏，防止因管道泄漏而可能引起的安全事故。

在本实用新型技术方案第一个方面的基础上，参见图3，在所述短管2的外端设置连接法兰13，用于与管道中的阀门类等装置进行可拆卸式连接，

由于在短管2外端设置了连接法兰，可实现与管道中阀门类等装置进行可拆卸式连接，同时，压环8被制成分体式结构而可朝管内拆卸。通过拆除套管3与短管1的连接和拆除短管2与阀门类等装置的连接，并在朝管内拆卸分体式结构的压环8后右移套管3，而获得轴向的吊装空间，以将套管3和短管2及波纹管段12和定位环10等构件整体吊出或移出，从而方便于管道中阀门类等装置的检修。

图1为现有技术伸缩节结构的剖视图；

图2为本实用新型第一个实施例的伸缩节结构剖视图；

图3为第二个实施例的伸缩节结构剖视图，且下半部分省略，并选定为摘要附图；

图4为在第一个实施例基础上设置波芯体21的伸缩节结构剖视图，且下半部分省略；

图5为在第二个实施例基础上增加波芯体21的伸缩节结构剖视图，且下半部分省略；

图6为图4、图5中所示伸缩节的波芯体21的一种结构局部放大剖视图；

图7为图4、图5中所示伸缩节的波芯体21的另一种结构局部放大剖视图；

图8为图2所示伸缩节的变型结构剖视图，且下半部分省略。

下面参照附图详细地描述本实用新型的实施例。

如图2所示，第一个实施例的伸缩节包括为圆管形的短管1、短管2和套管3，两短管相对的内端之间有伸缩间隙4，套管3的左端与短管1的内端通过法兰用螺栓14连接，并通过密封圈5静态密封，密封圈5宜采用软性的橡胶类材质。套管3的右端部内壁面与短管2的内端部外壁面接合而为自由端，且接合面有间隙15，套管3的右端设定位套16，在定位套16与套管3的接合处设密圈17，而且该密封圈的内圈表面与短管2的外壁面接触，起防护作用，定位套16内孔面与短管2外壁面之间有间隙18，定位套16与套管3右端用螺钉连接，并压紧密封圈17。在相邻短管1的伸缩间隙4的部位，即伸缩间隙左端内设置压环8，该压环为沿圆周方向至少由两块组成的分体式结构，并满足分块式朝内拆卸，压环8为两个半圆形体组成，当为三块弧形体组成时，宜为沿圆周等分，压环8的内端外壁上设置环形凹腔9，该凹腔内设置与凹腔腔壁具有相应接合面的定位环10，环形凹腔外端(图示左端)内设置用于同时密封定位环10外端面和套管3内壁面的密封环11，该密封环宜采用软性的橡胶类材质，压环8与套管3内壁用螺钉连接，并对定位环10和密封环11进行压紧并限位，使密封环11处静态的可靠密封。本例中，环形凹腔9与定位环10的接合面上有一个互锁面19，以阻止定位环10向伸缩间隙产生位移，而被可靠地限位。伸缩间隙4内设置波纹管段12，该波纹管段的两端分别与短管2内端和定位环10内端密封地连接，比如焊接。采用波纹管段可靠地密封伸缩间隙，而波纹管段所具有的伸缩性能又能满足金属管道热胀冷缩时所产生的轴向伸缩。而且采用所述压环8与定位环10相配合的结构，具有伸缩节在制造和安装工艺上的优点。图2所示伸缩节，两短管外端预制焊接坡口20，用于与金属管段进行焊接式连接。

图3示出的第二个实施例的伸缩节，是在第一个实施例结构的基础上进行的，即在短管2的外端设置连接法兰13，用于与阀类等装置进行螺栓连接。其他同实施例1。本例伸缩节适用于与管道中的阀类等装置连接。如用于高水头电站和抽水蓄能电站水轮机蜗壳进水端与引水管道出水端的球阀或蝴蝶阀的连接。拆除套管3与短管1的连接和拆除短管2与阀门的连接，并由入孔门进入管道朝内拆卸分体式压环8，然后右移套管3而获得轴向吊装空间，将套管3、短管2及波纹管段、定位环10等构件整体吊出，则便于对阀门的检修。检修后重新吊装有关构件即可。

图4所示为在第一个实施例基础上增设波芯体21的伸缩节，图5所示为在第二个实施例基础上增加波芯体21的伸缩节。由图4、图5所示的伸缩节，在波纹管段12的内向波的凹腔内设置波芯体21，在内向波的凹腔腔面与波芯体表面之间有一个间隙22，见图6、图7，该间隙用于波纹管段在伸缩时变形的需要，该间隙的大小可根据相应内向波所分担的相应伸缩量来确定，但应使得在受到径向压力时的该内向波在弹性变形范围内即被波芯体支承，波芯体21的外圈面接触或趋向于接触套管3的内壁面，波纹管段12的外向波波顶接触或趋向于接触套管3的内壁面。设置所述的波芯体，在波纹管段因受到径向压力而在产生的弹性变形范围内时，其内向波即被波芯体刚性支撑，而成为亚刚体构件，可有效防止波纹管段在承受较高或高的径向压力时失稳，提高运行可靠性，而且可适当减小波纹管段的壁厚，而带来制造工艺上和减少内部应力影响的优点。

图6、图7所示为所述波芯体21的两种实施结构。图6中，波芯体21由刚性体23和分别设在刚性体两个侧面上的弹性件24构成，当弹性件24被压缩后，波芯体的刚性体23即对该波纹节起刚性支撑作用。图7中，波芯体21由刚性体25和敷设在刚性体表面上的软层体26构成。波芯体21的结构不排除其他变型结构。波芯体宜分段制作，沿圆周设置在内向波的凹腔内。

图8所示为图2所示伸缩节的一种变型结构。变型部分的内容是，在短管2内端部的内壁上设置环形凹腔27，该凹腔内设右压环28，右压环28内端外壁上设环形槽29，环形槽29内设置与环形槽槽面具有相应接合面的定位环30，环形槽29的外端设密封环31，该密封环可同时密封定位环30的外端面和环形凹腔27的腔底面，右压环28与环形凹腔27的腔底壁为可拆卸式连接，并对定位环30和密封环31压紧并限位，右压环28为三块组成。图8中左部的压环8同样由三块弧形体组成。所述波纹管段12的该端(右端)则与定位环30的内端密封式连接，如焊接。右压环28上的环形槽29的槽面与定位环30的接合面上有一个互锁面32，对定位环30进行有效限位，而阻止其被拉向伸缩间隙4。其他同实施例1。所述变型内容实际上是将短管2的内端部制成由几个构件组成的分体式结构，这样，可带来制造和安装工艺上的优点。所述变型内容同样适用于图3、图4和图5所示的伸缩节。

本实用新型伸缩节的波纹管段12至少具有一个波纹节，图8所示的波纹管段为三个波纹节，图2、图3、图4和图5所示的波纹管段为五个波纹节。波纹节的截面形状可为半圆形，或波顶为圆弧形，或为褶皱形等。本申请文件所述波纹管段12的波纹节的截面形状则为两点间不是直线的任何形状。

Claims (8)

1、一种用于金属管道的伸缩节，包括短管(1)、短管(2)和套管(3)，所述两短管的相对内端之间有伸缩间隙(4)，所述套管的一端与短管(1)的内端部为可拆卸式密封连接，套管另一端部的内壁面与短管(2)的内端部外壁面接合而为自由端，其特征是：

1)在相邻短管(1)内端的伸缩间隙(4)的部位设有压环(8)，该压环内端的外壁上设有一环形凹腔(9)，环形凹腔(9)内设有与该凹腔腔壁具有相应接合面的定位环(10)，环形凹腔(9)外端设有可同时密封定位环(10)外端面和套管(3)内壁面的密封环(11)，压环(8)与套管(3)内壁面连接，并对定位环(10)和密封环(11)压紧并限位，压环(8)为沿圆周方向至少由两块组成的分体式结构，并可朝内拆卸，

2)在所述的伸缩间隙(4)内设有波纹管段(12)，该波纹管段的两端分别与短管(2)的内端和定位环(10)的内端密封式连接。

2、按照权利要求1所述的一种用于金属管道的伸缩节，其特征是所述短管(2)的外端设有连接法兰(13)。

3、按照权利要求1所述的一种用于金属管道的伸缩节，其特征是在波纹管段(12)的内向波凹腔内设有波芯体(21)，在所述凹腔的腔面与波芯体(21)的表面之间有一个使相应内向波只在弹性变形范围内产生变形的间隙(22)，所述波纹管段(12)的外向波波顶接触或趋向于接触套管(3)的内壁面，所述波芯体(21)的外圈面接触或趋向于接触套管(3)的内壁面。

4、按照权利要求2所述的一种用于金属管道的伸缩节，其特征是在波纹管段(12)的内向波凹腔内设有波芯体(21)，在所述凹腔的腔面与波芯体(21)的表面之间有一个使相应内向波只在弹性变形范围内产生变形的间隙(22)，所述波纹管段(12)的外向波波顶接触或趋向于接触套管(3)的内壁面，所述波芯体(21)的外圈面接触或趋向于接触套管(3)的内壁面。

5、按照权利要求3或4所述的一种用于金属管道的伸缩节，其特征是所述的波芯体(21)由刚性体(23)和分别设在刚性体两个侧面上的弹性件(24)构成。

6、按照权利要求3或4所述的一种用于金属管道的伸缩节，其特征是所述的波芯体(21)由刚性体(25)和敷设在刚性体表面上的软层体(26)构成。

7、按照权利要求1、或2、或3、或4所述的一种用于金属管道的伸缩节，其特征是短管(2)内端部的内壁上设有环形凹腔(27)，该环形凹腔内设有右压环(28)，右压环(28)内端外壁上设环形槽(29)，环形槽(29)内设有与该环形槽槽面具有相应接合面的定位环(30)，环形槽(29)的外端设有可同时密封定位环(30)外端面和环形凹腔(27)腔底面的密封环(31)，右压环(28)与环形凹腔(27)的腔底壁为可拆卸式连接，并对定位环(30)和密封环(31)压紧并限位，右压环(28)为沿圆周方向至少由两块组成的分体式结构，并可朝内拆卸，所述波纹管段(12)的右端则与定位环(30)内端密封式连接。

8、按照权利要求1、或2、或3、或4所述的一种用于金属管道的伸缩节，其特征是波纹管段(12)至少有一个波纹节。

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