CN100334381C - 用于连接管线的装置 - Google Patents

Abstract

用于若干管线对准连接的装置，包括一个插入部分和一个接收部分，上述插入部分具有至少一个带锥形端的导销，而上述接收部分具有至少一个相应成形的接收槽，因此各安装在它的管线末端上的插入部分和接收部分可以对准接合在一起，以便将各管线的末端连接。装置其特点在于，它还包括：至少一个螺栓，所述螺栓平行于至少一个导销和接收槽的纵轴安装，上述螺栓具有用于升降螺栓、控制螺栓张紧和长期稳定锁紧的部件；和任选地一种用于快速松脱的部件；及密封件，所述密封件为一种单层、双层或多层阻挡层形式，用于密封在插入部分和接收部分上相对的密封端面上，上述密封件如此安放，以便当连接时密封件包围管线的末端。

Description

用于连接管线的装置

技术领域

本发明涉及用于连接管线的装置，更具体地说，本发明涉及用于对准和连接管线的装置，上述管线的末端在连接之前可以是相互活动，并因此不对准。装置可以用于重复管线的连接/分开。

背景技术

用于连接和分开管线的装置有利的是安放在若干管线中，所述管线用于将流体从例如一个生产平台或一个储存地方转移到一个输送容器中。由于安全的原因，例如当容器的变动太大或者旋转太大，在健康、环境和价值方面有危险时，或者由于在一管线中具有一连接/分开管接头的功能优点，这可能是理想的。

用于连接管线的装置有利的是，即使在各管线末端之间有比较大的运动，所述运动以旋转、径向的角运动的形式，也具有连接和分开的功能。在某些情况下，如果用于连接管线的装置可以迅速分开，则对于安全来说具有很大意义。如果连接和分开可以遥控而不需要人工操作，则它也能是有利的。

有许多种用于连接管线的装置。然而，缺点是连接到先有技术管线上变动的程度。这些缺点中的某些例子如下：

·常常是用预拉伸或张紧力矩对连接的管线没有足够的控制。

·在许多情况下，上述张紧力矩由于磨损和撕裂或其它断裂机构随时间改变，同时可能造成漏泄和危及人、环境和价值。

·在许多情况下，用于预拉伸螺栓的工具不是永久地包括在连接装置中，这意味着连接操作部分整个必须用手工操作。这样影响用于连接和分开的时间。

·对许多装置来说，没有快速拆开的可能性，上述快速拆开在某些连接中是一种绝对要求，尤其是由于安全的原因。

·某些管接头只有一个阻挡层用于管线中压力和外部环境之间的密封。

·对于在密封中具有两个阻挡层的连接装置，通常只能对连接部分整个进行压力试验，亦即，它不能安全地检测二个阻挡层中哪一个不透气。

·某些连接装置对相对运动很灵敏，上述相对运动很灵敏可以在管线的末端之间被接收，这有助于狭窄的范围，上述狭窄范围可以在管接头在一起之前接收。

需要有一种用于连接管线的装置，所述装置具有对上述问题改良的性能。

发明内容

通过本发明，满足了上述要求，即提供了一种用于对准管线连接的装置，所述管线包括一个插入部分和一个接收部分，上述插入部分具有至少一个带锥形端的导销，而上述接收部分具有至少一个相应成形的接收槽，因此各安装在它的管线末端上的插入部分和接收部分可以在对准情况下接合在一起，以便使管线的末端连接，装置特点在于它还包括：

至少一个螺栓，所述螺栓平行于至少一对导销和接收槽的纵向轴线设置，上述螺栓设置用于控制张紧和长期稳定锁紧的部件，并且如果希望的话，设置一种用于快速松脱的部件，及

若干密封件，所述密封件为单层、双层或多层阻挡层的形式，用于密封插入部分和接收部分上相对的密封端面，上述密封件如此安排，以便当连接在一起时密封件包围管线的各端部。

因此在各管线末端连接在一起的情况下，也意味着管线末端的延伸部分变成连接，上述管线末端具有用于通过装置输送流体的开口。通过术语“密封包围管线的末端”也意味着密封包围用于通过装置输送流体的开口。装置的接收部分和插入部分优选的是安装成它们管线末端中每个末端上的延伸部分，然而，在法兰的情况下，装置也可以如此成形，以使各末端固定在装置内部。

按照本发明所述的装置最优选的是包括两对导销和接收槽，同时是在每对导销和接收槽的中心轴线中有一个螺栓。上述实施例对大多数管道尺寸是优选的。

按照本发明所述的装置，尤其是用于大管道尺寸，优选的是包括4对或更多对的导销和接收槽，同时在每对导销和接收槽的中心轴线中有一个螺栓。在用若干对导销和接收槽，优选的是每对用一个螺栓的情况下，增加管道尺寸使它更有利。

按照本发明所述的装置对于小管道来说，优选的是包括一对导销和接收槽，同时在管线与一对导销和接收槽之间有一个螺栓或卡口插孔。

用于控制张紧螺栓和升降螺栓的部件优选的是液压式，同时每个螺栓用一个部件。

装置优选的是包括一种用于绕一个管线轴线粗略转动插入部分或者接收部分的部件，以便导销和接收槽可以基本上相对于旋转对准。

装置还有利地包括一种用于压力试验密封件的部件，所述部件对各密封件之间的每个室为一种螺纹接头或槽的形式，然而，对一个阻挡层来说，上述部件密封到最里面密封和管线之间，上述管线连接到液压设备上。

接收部分优选的是从中心轴线和径向上向外，包括：用于输送流体的开口；一个绕开口对称成形的插孔；若干适合于插入部分的导销、若干导向边缘和裙边，当接合接收部分和插入部分时，插孔、导向边缘和接收槽有助于对准作用。因此，插入部分和接收部分作为待接合的侧边成形为锥形导销，上述锥形导销的导向边缘和插孔装配到相应成形的槽中，以便当各部分接合在一起时对准程度增加。

附图说明

图1示出按照本发明所述的装置在连接到一起之前的剖视图。

图1a为图1中的A-A视图。

图2示出已连接在一起的装置。

图3示出向下钉入下面法兰下方适当位置的螺栓。

图3a为图3中的A-A视图。

图4示出转动到可锁紧位置的液压式预拉伸的螺栓。

图4a为图4中的A-A视图。

图5示出机械式固定的预拉伸。

图6示出经过起动的快速松脱装置。

图7示出一种可供选择的快速松脱器。

图8示出按照本发明所述的装置用于连接下面和上面部分的另一个实施例。

具体实施方式

对于按照本发明所述的装置，优选的是使用若干液压预拉伸螺栓，接着通过例如锁紧螺母机械锁紧。能够使用一种很大的收缩力，所述很大收缩力使它能用于大的垫圈直径和标准法兰盘联轴节，此外，在垫圈系统中使用若干密封阻挡层，例如2个阻挡层或更多。

在按照本发明所述的装置中，用于预拉伸螺栓或由螺栓制成的工具永久固定，每个螺栓用一个工具，所述工具能完全远程操纵具有良好控制所形成力矩的连接器。优选的是，还包括了一种液压式可起动的快速松脱装置，因此可以满足有时对最大允许拆开时间的很严格的要求。

用于连接按照本发明所述管线的装置可以接受两个管线末端和装置的两个主要部分之间比较大的相对运动，上述运动以旋转运动与径向和角运动两种形式。这是通过用有利的几何构造得到，上述几何构造有助于使对准作用相对于旋转与径向和角位移二者变得重要。因此，当在连接过程中连接器的两个重要部分相互接近时，所述两个主要部分和管线末端将随着两个主要部分连接在一起而变得对准，因而在连接在一起之前各管线末端之间的最大允许失配比较大。上述对准是在按照本发明所述装置的任何部分没有机械式过载的情况下进行的，它是通过装置的形状和装置的尺寸的结合而得到的。

安装在它们管线末端中的每一端上的装置的插入部分和接收部分，必须在与装置连接在一起之前利用其它设备进行合理的接合。

现在参见图1，图1示出按照本发明所述的一种装置，所述装置具有两个导销2和两个接收槽7。装置包括两个主要部分，亦即一个接收部分9和一个插入部分10。在接收部分9中，有若干用于螺栓3的孔，上述螺栓3已安装到一个预拉伸工具4、5中，所述预拉伸工具用于位于插入部分10中的螺栓。各螺栓可以通过一个螺栓升降器上下移动，上述螺栓升降器是工具4、5中的一部分，所述工具4、5用于装配螺栓，并通过一个转动电机进行转动，上述电机使螺栓升降器、螺栓和一任选的快速松脱器12转动。在这个位置中，各螺栓3安排在一个结合到导销中的径向导向件6中。螺栓可以具有螺纹，或者更简单地，具有卡口管座或钩(如从另一些图中显然看出的)。相应地，在下面主要部分即接收部分9中，各孔或是安排具有螺纹，或是具有适用的槽。

在接收部分中的一个导向边缘8具有一种锯齿状外形，所述锯齿状外形具有2个或多个齿。相应地，在装置的上面部分上，在导销2上，安装一个方向导向件，所述方向导向件可以是一种径向安装的销或锯齿，上述销或锯齿与安装在装置接收部分中的导向边缘8相对应。导向边缘8二者之一可以是如一种完整的三角形(如剖视图A-A所示)形状用于流体管接头，上述流体管接头具有整个被动控制两个主要部分的相对旋转方向或者具有切去的齿，此处使用一个电机用于起始旋转，在此之后导向边缘依次接收用于旋转的细微调节。旋转装置的目的是保证装置上面部分中的螺栓，如插入部分中所示，将基本上与装置下面部分，亦即接收部分中的孔对准。在流体连接中心的周围，有一个锥形插孔1，所述锥形插孔1可以具有一个上面和下面的导向边缘，所述上面和下面导向边缘用于相对于导向件6的径向控制。上面和下面导向边缘将一起使径向导向件6相对于插孔1对准。上述插孔对应于一个特殊成形的插孔或法兰。相应的对准作用可以通过一个上面法兰与一个外部裙边之间的轴向接触、只与插孔1上的一个径向导向边缘结合而得到。

预拉伸工具4、5的下面部分安装在插入部分中一个上面法兰上。当螺栓进入适当位置时，这个工具包括一个用于预拉伸或装配螺栓的液压部分。另外，还包括一个锁紧螺母或一个锁紧装置，以便在不松开预拉伸情况下拆开或解除液压装置。这些工具从预拉伸各法兰时已知，并可以买到。

在螺栓预拉伸工具4、5上面部分的顶部处，示出一种快速松脱器12，上述快速松脱器12可以在需要时快速拆开的系统中使用。按照另一些图，这是利用在螺栓延伸部分中心中的一个汽缸液压起动。快速松脱瞬时使螺母松脱初始的拉伸，并松脱与装置下面主要部分的接合。因此，螺栓悬挂或紧固在快速松脱器中。

当装置的各主要部分已完全接合在一起时，垫圈11提供插入部分的上面法兰与接收部分中插孔1之间的密封。垫圈11可以安排在径向和轴向两个方向上。

在图2中，示出了按照本发明所述的装置已接合在一起。

在图3中，示出螺栓已钉入接收部分9下面法兰下方的适当位置中，和在下面法兰下方的剖视图中示出螺栓处于未锁紧的位置。

在图4中，各螺栓已转动到锁紧位置，并在螺栓预拉伸工具下面部分4上的活塞顶着插入部分10的上面法兰的情况下液压式预拉伸。

在图5中，示出预拉伸是通过一个锁紧螺母机械式固定，同时液压松脱。

在图6中，示出一种起动式快速松脱器12，而在图7中示出一种可供选择的快速松脱器12。

在图8中，示出按照本发明所述的装置具有可供选择的控制装置；所述控制装置用于连接两个主要部分，并因而连接管线的各末端。所示的实施例在插孔1上具有两个径向控制槽，上述两个径向控制槽提供径向对准和轴向对准。

Claims (9)

1.用于管线对准连接的装置，包括一个插入部分(10)和一个接收部分(9)，上述插入部分(10)具有至少一个带锥形端的导销(2)，而上述接收部分(9)具有至少一个相应成形的接收槽(7)，各安装在它的管线末端上的插入部分和接收部分可以对准接合在一起，将管线的各末端连接，其特征在于，装置还包括：

至少一个螺栓(3)，所述螺栓(3)平行于至少一对导销和接收槽的纵轴安装，上述螺栓装备有用于控制张紧和长期稳定锁紧的部件(4，5)，和任选地一种用于快速松脱的部件(12)，及

密封件(11)，所述密封件(11)为一种单层或多层阻挡层形式，用于密封插入部分和接收部分上相对的密封端面，上述插入部分和接收部分如此安装，以便当连接时密封件包围管线的末端。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：装置包括两对导销(2)和接收槽(7)，同时在每对导销(2)和接收槽(7)中都具有一个螺栓(3)。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：装置包括4对导销(2)和接收槽(7)，同时在每对导销(2)和接收槽(7)中都具有一个螺栓(3)。

4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：装置包括一对导销(2)和接收槽(7)，同时在管线与一对导销(2)和接收槽(7)之间具有一个螺栓(3)或卡口插孔。

5.按照上述权利要求中之一所述的装置，其特征在于：用于控制各螺栓张紧的部件(4，5)是液压式的，同时每个螺栓用一个部件。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于：用于控制各螺栓张紧的部件(4，5)也可以用于各螺栓的升和降。

7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：它包括一个用于绕插入部分或接收部分的一个管线轴线粗略转动的部件。

8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置包括一个用于密封压力试验的部件，所述用于密封压力试验的部件为螺纹接头和槽的形式，用于与密封之间的每个室流体连通，然而，对一个阻挡层密封来说，上述部件密封到最里面的密封件和管线之间，所述管线连接到液压设备上。

9.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：从中心轴线径向向外的接收部分包括：用于输送流体的开口；一个插孔，所述插孔绕上述开口对称成形；若干接收槽，所述若干接收槽适用于插入部分的导销、若干导向边缘以及外部裙边，当接收部分和插入部分接合时，所述插孔、若干接收槽和导向边缘有助于对准效果。

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