CN100414162C - 承插密封的玻璃钢管道连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种承插密封的玻璃钢管道连接方法，是通过承插方式、胶环密封、法兰盘锁紧来实现密封连接的。上述连接结构包括承接口、插接头、承压密封环、滑动密封环、密封台、连接螺栓、承接口法兰盘分为：丝扣式法兰盘、扣箍式法兰盘、连体式法兰盘三种构造方式、插接头法兰盘分为：丝扣式法兰盘、扣箍式法兰盘、连体式法兰盘三种构造形式及紧箍螺栓。先将滑动密封环套装到插接头前端的滑动密封环槽中，相继将承压密封环套装到插接头的密封台处，再将插接头插入到承接口的空腔内，用连接螺栓将承接口法兰盘与插接头法兰盘锁紧，即实现连接。本发明与现有的玻璃钢管的各种连接方法相比较，最大的优点是安装质量好，无泄漏。施工安装方便快捷，不需要任何施工设备，节省人工费，提高工效缩短工期，降低工程造价，减少管道维护费与管理费，可实现管道长期安全运行。

Description

承插密封的玻璃钢管道连接方法

技术领域

本发明涉及一种管道工程，特别是涉及承插密封的玻璃钢管道连接方法。

背景技术

玻璃钢管道已问世50多年，由于其树脂材料的化学稳定性而被广泛应用，尤其在具有严重酸、碱、盐、强腐蚀性的化工管道、油气管道、油田领域的管道工程中得到越来越多的广泛应用，其中美国在各油田中已应用100多万公里的玻璃钢管道，且每年以5％～10％的速度在不断递增，日本的大、中口径的供水管道中25％以上都应用玻璃钢管道，中东地区的各种输水、排污、海水淡化及有腐蚀性的工业管道几乎全部采用玻璃钢管道。中国在各大油田也开始大量应用玻璃钢管道来取代金属管道，截止2003年底全国各油田已应用4000多公里，仅大庆油田已应用800多公里并且在今后每年都在成倍增长玻璃钢管的应用量。因为玻璃钢管道的耐腐蚀特点超越了各种金属管道，它不仅对管道内介质有良好的耐腐蚀性，而且对有强腐蚀性土壤或高腐蚀性的外部环境都有良好的耐抗性。由于其导热系数仅是钢的1％，因此具有良好保温性；由于其内壁光滑，管内介质流体阻力小，不结垢，不结蜡，易清洗等著多优点，而倍加石油化工及油田、海洋等管道工程大量选用。

但玻璃钢管道的连接问题却一直是个令人头痛的事，始终没有一种能实现百分之百无泄漏的可靠连接方法。目前普遍应用的玻璃管道连接方法分两种，一种是直径小于DN200的小口径玻璃钢管，大都采用螺纹丝扣连接方法，螺纹丝扣连接要求螺纹既要起到承担管道轴向的巨大拉力，又要承担高压下的连接密封，经多年工程实践证明，这种螺纹连接在承担轴向拉力方面已经没有问题了，但在密封上显然有些不足，原因是螺纹连接要能实现密封，必须其相互啮合的公母螺纹的加工配合精度要高，尤其对高压管道要求的更高，而玻璃钢这种材质的本身是由玻璃丝纤维与环氧树脂组合的，当在玻璃钢管端头外表面进行磨削加工螺纹时，要切断很多层径向缠绕的玻璃纤维，这就使每个螺纹齿牙的表面材质不能达到统一的均匀密实度，所以在高压力下出现渗漏也就不奇怪了。另一种是现场缠绕玻璃丝布加抹树脂的现场接合法，此法有的是预先制作了短管套筒套接在两根相对接的管子端头，先在管子端头外表抹上树脂胶，再把套接的交接处用树脂加玻璃丝布缠绕封口。有的是在两根对接管的接缝处用玻璃丝布加树脂胶缠抹封口连接，这种现场缠抹结合法施工十分麻烦，尤其在北方寒冷的冬季几乎无法施工，而且施工质量不理想，连接的泄漏率比较高。因此虽然玻璃钢管与金属管相比较，在化工与油气管道中占有很大优势，但由于玻璃钢管的连接问题一直没能得到很好的解决，也影响了玻璃钢管更广泛的推广应用。

为了解决上述玻璃钢管的无泄漏连接问题，国内外专家与相关的厂商无不费尽心思谋求解决办法，但长久以来未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有一种适当的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

鉴于上述现有玻璃钢管连接所存在的问题，本发明人在总结多年从事管道专业工作的实践经验基础上，经长期反复创新研究，反复的设计与试制样品并对样品反复做各种性能试验与工程模拟试验，终于在多种设计方案中选择了承插式胶环密封、法兰锁紧的比较理想的玻璃钢管连接方法，并针对玻璃钢管制作工艺的特点，设计了三种法兰盘的加工方式，可以使玻璃钢管生产厂家根据自己产品加工工艺的特点来选择适合于自己的法兰盘结构。

承插式胶环密封法兰锁紧的玻璃钢管连接方法(以下简称为“承插密封的玻璃钢管连接方法”)适应于各种管径、各种介质、各种工作压力、各种温度及各种工作环境的玻璃钢管连接，做过上千次性能试验，无论其水密性与气密性或抗拉力试验均都能达到设计指标，质量可靠，无一泄漏。施工安装十分方便、快捷，安装时不需要任何机械设备，节省劳动力，无论多么恶劣的安装环境，都不影响管道安装工程的正常进行，是目前世界上最理想的玻璃钢管道的安装技术方法之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种承插密封的玻璃钢管道连接方法，使管道在施工安装中简单快捷，质量可靠，管道在工作运行中处在各种强腐蚀的恶劣环境中仍能保证长期无泄漏稳定连接，减少管道维修与管理费用。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术措施来实现的。

依据本发明提出的一种承插密封的玻璃钢管道连接方法，是通过承插方式、胶环密封、法兰盘锁紧来实现密封连接的。上述连接结构包括承接口、插接头、承压密封环、滑动密封环、密封台、连接螺栓、承接口法兰盘、插接头法兰盘及紧箍螺栓。先将滑动密封环套装到插接头前端的滑动密封环槽中，相继将承压密封环套装到插接头的密封台处，再将插接头插入到承接口的空腔内，用连接螺栓将承接口法兰盘与插接头法兰盘锁紧，即实现连接。

本发明的目的及解决其主要技术问题还可以采用以下技术措施进一步实现。

前述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其中所述的管子承接口是空腔的玻璃钢管的一端，其内口径微大于所要连接的管子外径，承接口的端部设有密封止口，承接口的端部外侧设有承接口法兰盘，承接口是与玻璃钢管整体一次制作出来的，其材料与管子是同样的玻璃钢制成。

前述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其中所述的插接头是空腔的玻璃钢管的另一端，在插接头前端外侧设有滑动密封环槽和凸起的密封台，在密封台后边设有插接头法兰盘，插接头是与玻璃钢管整体一次制作出来的，其材料与管子是同样的玻璃钢制成。

前述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其中所述的承压密封环是圆形环，断面是圆形或椭圆形，承压密封环的材料是根据管内流动介质的腐蚀性、压力、温度及管道外部工作环境条件的变化而选择不同性能的合成橡胶制成。

前述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其中所述的滑动密封环是圆形环，断面是圆形，滑动密封环的材料是根据管内流动介质的腐蚀性、压力、温度的变化而选择不同性能的合成橡胶制成。

前述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其中所述的密封台是设在插接口的外侧凸出的一个台阶，凸出的高度是根据承压密封环的直径大小和管道内工作压力的大小而确定，密封台的外径与承接口的密封止口的内径是小公差承插配合关系。密封台是与管子整体一次性制作出来的，其材料与管子同是一种玻璃钢制成。

前述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其中所述的连接螺栓的直径与螺距及数量是根据管道的工作压力计算选用的，连接螺栓的材料是根据管道外部工作环境的腐蚀性及管道的抗拉强度的不同而选择不同的金属材料制成。

前述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其中所述的承接口法兰盘与插接头法兰盘，分为三种结构方式：一种是丝扣式法兰盘，其内侧设有丝扣，承接口与插接头上也设有相同的丝扣式与其相连接；一种是扣箍式法兰盘，是由两片或多片半圆式扣箍法兰片用紧箍螺栓箍抱在承接口与插接头上；一种是连体式法兰盘，法兰盘与承接口和插接头是与管子一体加工出来的，承接口这边的法兰盘上设有多个连接丝孔，插接头这边的法兰盘上相对应的设有多个螺栓孔。上述三种法兰盘外边所设的连接螺栓孔的直径与数量是根据管道的拉力计算确定。各种法兰盘的材料是根据管道外部工作环境腐蚀性来选用玻璃钢或金属材料制成。

前述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其中所述的承插方式、胶环密封、法兰锁紧的结构方法也可以应用到钢管、铸铁管、水泥管、塑料管的管道连接上，还可以将这种结构方法用来制作直通、弯头、三通、四通及不同直径规格管道相互连接的变径的管道连接件上。

本发明与现有的玻璃钢管的各种连接方法相比较，最大的优点是安装质量好，无泄漏。施工安装方便快捷，不需要任何施工设备，节省人工费，提高工效缩短工期，降低工程造价，减少管道维护费与管理费，可实现管道长期安全运行。

综上所述，本发明的玻璃钢管道的连接方法，具有上述诸多的优点和实用价值，并在同类产品中从未见有类似的结构设计公开发表或使用，且具有不论在结构与功能上皆有很大的改进，在技术上很大的进步，具有好用和实用的效果，而确实具有增进的功效，诚为一新颖、进步、实用的新发明。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容给予实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本发明的具体实施方式由以下实施例及附图详细给出。

附图说明

图1是本发明承插密封的玻璃钢管道连接方法中一种丝扣式兰盘连接方式的结构示意图。

图2是本发明承插密封的玻璃钢管道连接方法中一种扣箍式法兰盘连接方式的结构示意图。

图3是本发明承插密封的玻璃钢管道连接方法中一种连体式法兰盘连接方法的结构示意图。

1------承接口             2------插接头

3------承压密封环         4------滑动密封环

5------密封台             6------连接螺栓

7-1----承接口丝扣式法兰盘 7-2----承接口扣箍式法兰盘

7-3----承接口连体式法兰盘 8-1----插接头丝扣式法兰盘

8-2----插接头扣箍式法兰盘 8-3----插接头连体式法兰盘

9------紧箍螺栓           1.1----密封止口

2.1----滑动密封环槽

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的玻璃钢管道的连接方法的具体实施方式、结构、特征、及其功效、详细说明如后。

请参照图1、图2、图3所示，本发明承插密封的玻璃钢管道连接方法，是通过承插方式，胶环密封，法兰锁紧的连接结构来实现密封连接的，其主要包括管子的承接口1、插接头2、承压密封环3、滑动密封环4、密封台5、连接螺栓6、承接口法兰盘7(分为丝扣式法兰盘7-1、扣箍式法兰盘7-2、连体式法兰盘7-3三种)、插接头法兰盘8(分为丝扣式法兰盘8-1、扣箍式法兰盘8-2、连体式法兰盘8-3三种)及紧箍螺栓9。玻璃钢管在出厂时要将丝扣式法兰盘7-1(8-1)及法兰式法兰盘7-2(8-2)牢固安装在承接口1与插接头2的固定位置上，现场施工时将承压密封环3套装到插接头2的密封台5的位置上，再将滑动密封环4套装到插接头2的滑动密封环槽2.1中，将插接头2插入到承接口1的空腔中，用连接螺栓6将承接口法兰盘7与插接头法兰盘8紧固的锁紧，即可实现密封连接。

上述的管子承接口1是玻璃钢管的一端，其接口内径微大于要与其连接的插接头2的外径，承接口1端部内侧设有密封止口1.1与插接头2的密封台5之间是公差配合的，管道工作压力越大，其相互间的公差配合数值越小。承接口1的端部外侧当采用丝扣式法兰盘7-1时。其上应加工相应的连接丝扣(见图1)；当采用扣箍式法兰盘7-2时，其上则是个凸出的档台(见图2)；当采用连体式法兰盘7-3时(见图3)，则在制作玻璃钢管子时要预埋上螺纹模具预留上法兰连接螺栓6的丝孔。承接口1是与玻璃钢管整体一次性制作的，其材料与管子同是一种玻璃钢。

上述的管子插接头2是玻璃钢管的另一端，前端外侧设有矩形的滑动密封环槽2.1，后边设有凸出的密封台5与插接头法兰盘8，当采用丝扣式法兰盘8-1时，插接头2的相应位置上加工有丝扣用来安装丝扣式法兰盘8-1(见图1)，当采用扣箍式法兰盘8-2时，要设有凸出的定位档台(见图2)，当采用连体式法兰盘8-3时(见图3)，则在制作玻璃钢管子时要预埋上模具预留法兰螺栓孔，插接头2是与玻璃钢管整体一次性制作的，其材料与管子同是一种玻璃钢。

上述的承压密封环3是本连接结构中主力密封环，对内封住介质外流，对外封住外界物质浸入，承压密封环3是圆形环，其断面为圆形或椭圆形，承压密封环3的直径大小与材质都是根据管道介质的腐蚀性强弱、工作压力、工作温度及管道外部工作环境条件情况的不同而确定，是用不同性能的合成橡胶制成。

上述的滑动密封环4是本连接结构中的第一道密封防线。滑动密封环4是圆形环，其断面为圆形，滑动密封环4的直径大小与材质都是根据管道介质的腐蚀性强弱、工作压力、工作温度不同而不同，是用不同性能的合成橡胶制成。

上述的密封台5是在插接头上凸出的一个台阶，主要是起到挤压承压密封环3的作用以实现密封，密封台5的外径与承接口1中的密封止口1.1内径之间是公差配合承插关系，密封台5凸出的尺寸大小是根据承压密封环3的直径确定的。密封台5是与玻璃钢管整体一次性制作的，其材料与管子同是一种玻璃钢制成。

上述的连接螺栓6是起紧固承接口法兰盘7与插接头法兰盘8作用的，其直径、螺距、材质是根据管道的工作压力、管道的外部工作环境的腐蚀强度、温度等综合条件选用不同的金属材料制成。

上述的承接口法兰盘7与插接头法兰盘8，分为三种方式：一种是丝扣式法兰盘7-1(8-1)(见图1)，中间设有连接丝扣用来与承接口1和插接头2相连接。一种是扣箍式法兰盘7-2(8-2)(见图2)，是由2片或多片圆弧形扣箍法兰片通过紧箍螺栓9将其组合连接起来并紧紧的箍抱在承接口1与插接头2的固定位置上。一种是连体式法兰盘7-3(8-3)(见图3)，这种法兰盘是与管子整体一次性制作的，承接口法兰盘7-3上预留有法兰连接螺栓6的丝孔，插接头法兰盘8-3上预留有穿装法兰连接螺栓6的螺栓孔。上述三种法兰盘的结构尺寸、厚度、螺栓孔的直径与数量、材质等都是根据管道的直径、工作压力、管道外部工作环境的腐蚀强度及温度等诸多条件选用玻璃钢或金属材料制成。

依据本发明的承插密封的玻璃钢管连接方法，其结构方法可以在除玻璃钢管以外其它各种材质管道上应用，也可以应用制作管道的各种连接件：直通、弯头、三通、四通及各种变径管道连接件。

上述如此结构构成的本发明承插密封的玻璃钢管道连接方法，对现今同行业的技术人员来说均具有许多可取之处，而确实具有技术进步性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述提示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1. 一种承插密封的玻璃钢管道连接方法，其特征是通过承插方式、胶环密封、法兰盘锁紧来实现密封连接的，其中包括承接口(1)、插接头(2)、承压密封环(3)、滑动密封环(4)、密封台(5)、连接螺栓(6)、承接口法兰盘(7)、承插接头法兰盘(8)及紧箍螺栓(9)，先将滑动密封环(4)套装到插接头(2)前端的滑动密封环槽(2.1)中，相继将承压密封环(3)套装到插接头(2)的密封台(5)处，再将插接头(2)插入到承接口(1)的空腔内，用连接螺栓(6)将承接口法兰盘(7)与插接头法兰盘(8)锁紧，即实现连接。

2. 根据权利要求1所述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其特征在于其中所述的管子承接口(1)是空腔的玻璃钢管的一端，其内口径微大于所要连接的管子外径，承接口(1)的端部设有密封止口(1.1)，承接口的端部外侧设有承接口法兰盘(7)，承接口(1)是与玻璃钢管整体一次制作出来的，其材料与管子是同样的玻璃钢制成。

3. 根据权利要求1所述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其特征在于其中所述的插接头(2)是空腔的玻璃钢管的另一端，在插接头(2)前端外侧设有滑动密封环槽(2.1)和凸起的密封台(5)，在密封台(5)后边设有插接头法兰盘(8)，插接头(2)是与玻璃钢管整体一次制作出来的，其材料与管子是同样的玻璃钢制成。

4. 根据权利要求1所述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其特征在于其中所述的承压密封环(3)是圆形环，断面是圆形或椭圆形，承压密封环(3)的材料是根据管内流动介质的腐蚀性、压力、温度及管道外部工作环境条件的变化而选择不同性能的合成橡胶制成。

5. 根据权利要求1所述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其特征在于其中所述的滑动密封环(4)是圆形环，断面是圆形，滑动密封环(4)的材料是根据管内流动介质的腐蚀性、压力、温度的变化而选择不同性能的合成橡胶制成。

6. 根据权利要求1所述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其特征在于其中所述的密封台(5)是设在插接口(2)的外侧凸出的一个台阶，凸出的高度是根据承压密封环(3)的直径大小和管道内工作压力的大小而确定，密封台(5)的外径与承接口(1)的密封止口(1.1)的内径是小公差承插配合关系，密封台(5)是与管子整体一次性制作出来的，其材料与管子同是一种玻璃钢制成。

7. 根据权利要求1所述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其特征在于其中所述的连接螺栓(6)的直径与螺距及数量是根据管道的工作压力计算选用的，连接螺栓(6)的材料是根据管道外部工作环境的腐蚀性及管道的抗拉强度的不同而选择不同的金属材料制成。

8. 根据权利要求1所述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其特征在于其中所述的承接口法兰盘(7)与插接头法兰盘(8)，分为三种结构方式：一种是丝扣式法兰盘(7-1)(8-1)，其内侧设有丝扣，承接口(1)与插接头(2)上也设有相同的丝扣与其相连接；一种是扣箍式法兰盘(7-2)(8-2)，是由2-8片半圆式扣箍法兰片用紧箍螺栓(9)箍抱在承接口(1)与插接头(2)上；一种是连体式法兰盘(7-3)(8-3)，法兰盘与承接口(1)和插接头(2)是与管子一体加工出来的，承接口(1)这边的法兰盘(7-3)上设有多个连接丝孔，插接头(2)这边的法兰盘(8-3)上也相对应的设有多个螺栓孔，上述三种法兰盘外边所设的连接螺栓孔的直径与数量是根据管道的拉力计算确定，各种法兰盘的材料是根据管道外部工作环境腐蚀性来选用玻璃钢或金属材料制成。

9. 根据权利要求1所述的承插密封的玻璃钢管道连接方法，其特征在于其中所述的承插方式、胶环密封、法兰锁紧的结构方法也可以应用到钢管、铸铁管、水泥管、塑料管的管道连接上，还可以将这种结构方法用来制作直通、弯头、三通、四通及不同直径规格管道相互连接的变径管道连接件上。

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