CN101749505A - 自补偿直接式快接管道 - Google Patents

Abstract

自补偿直接式快接管道，由左头1、管道2、右头3、橡胶密封圈4构成，用于管道对口快接。解决了现有管接技术成本高，实用性差的缺陷。其特征是左头1插入右头3的内腔里螺旋扣合，将橡胶密封圈4压缩，密封于其中。该自补偿直接式快接管道管件阀门耐高中低压，不扳丝扣、不焊接、勿法兰式、不开沟槽式、勿电热熔焊式、不外加补偿器，尤其在恶劣环境条件下，如高山峻岭、沙漠、江河湖海水下、狭窄空间、风雨高温严寒气候、易燃易爆场所均可方便管道直接对口快接、提供自补偿可锁紧、刚柔合一全方位安全密封、省工省时、低成本高效益、节能环保的优越功效。本发明提供一种输送流体用自补偿直接式快接管道。

Description

自补偿直接式快接管道

技术领域

本发明涉及一种输送流体用自补偿直接式快接管道，属于管道工程领域。

背景技术

世界各国在管道工程建设中用于输送高压，中压，低压流体的各种大管径管道主要有直缝焊接钢管、不锈钢管、热扎、冷拔无逢钢管、螺旋缝埋弧焊焊接钢管、铸铁管、铸钢管、钢塑复合管、硬塑管、高压玻璃钢管及弯头、异径、四通、三通、变角管件，用于管道控制流体输送流量用管道阀门主要有闸阀、止回阀、球阀、蝶阀、安全阀、截止阀、过滤器等，为防止钢管热胀冷缩变形需外加管道补偿器，主要有管道波纹器、伸缩节等。

在管道管网工程中需管口对接连接，当今国内外管道对接管接技术主要有：

1.管口外壁扳丝扣螺接式：需用丝扣钳在管口加工螺纹丝扣。

2.焊接法：在大口径钢管管口首先需用管道坡口机开出V形坡口→管道对口电焊机焊接→探伤检测机检查焊缝质量→因焊接高温破坏了管口内外的防腐层需作二次再防腐作业。

3.法兰盘式：在钢管管口先将钢法兰盘电焊焊接在管口上→探伤检测机检查焊缝质量→因焊接高温破坏了管口内外的防腐层需作二次再防腐作业→法兰盘之间加装石棉密封垫片→用高强螺栓螺母紧固法兰盘。管道工程中的管道阀门，补偿器均为焊接式或法兰盘式管道接口连接技术。

4.沟槽式：在钢管管口外壁上用滚压开沟槽机开出环形沟槽→安装密封圈→安装沟槽式卡箍→用高强螺栓螺母紧固。

5.电热熔焊式：当今世界在给水，燃气PE硬塑管以其质轻，耐腐，长寿命普遍使用，其管接技术采用电热熔焊机装在对接PE硬塑管管口管道上→通电加热使至管口塑料处在熔化状态→操作焊机让两个管道对口紧压过程中熔接牢固。

由上可知，这些管道管接技术存在着使用机械设备多，很费工费时，成本高，工人劳动强度大，不节能，易污染环境，维修难等缺陷，尤其是在恶劣环境条件下，如高山峻岭、沙漠、江河湖海水下，狭窄空间，易燃易爆场所，高热严寒冰冻气候等，传统的管道对口连接技术更是艰难。尤其是当今世界能源危机，各国企业公司在争取海洋石油天然气能源上，无风都三尺浪，管道工程条件恶劣，在半潜式水下铺管船上管道对口焊接很困难，为了确保焊接质量，提高单位时间的作业效率，国内外厂商投巨资研制开发出了新一代机器人、机械手内外自动焊机，使管接技术上了一个新台阶，但是仍然没有脱离焊接法技术存在的缺陷。为此，人们不断地探索创新。

现今国内外在大口径管道管接技术上最新技术如王甲南高级工程师的发明专利“自补偿紧固式大口径快接头，专利申请号2008100688853”，相比原始传统的管接技术有其突出的优点，但是在管道对口连接技术上先将橡胶密封圈套在对口管道上——用左右套扣合将橡胶密封圈压缩密封于其上——安装能锁紧管道的带齿卡爪——把推板置于卡爪端面——用高强度螺栓、防转螺母紧固，有五道工序的不足之处。

据查，当今国内外管道生产技术日新月异，特别在用于石油天然气管道工程上的高强合金钢管的X80级---X100级钢材已在中国主要钢厂开发成功，赶超世界水平，管道的防腐技术、密封材料也很先进，特别是中国航空航天事业已赶超世界发达国家技术水平，成功研制开发出了高强度太空橡胶密封材料，使管道的使用寿命达50年以上。

据查，国内外有管道管件，阀门生产企业3500多家，采用现代化、机械化高新技术生产。试问，为了克服上述管道管接技术的不足之处，我们能否充分发挥国内外企业先进的现代化、机械化高新生产技术，直接在工厂生产出一种流体输送用的耐高压、中压、低压大口径管道、管件、阀门为直接对口连接的直接式快接管道？

发明内容

本发明的目的是充分发挥国内外管道、管件、阀门生产企业现代化、机械化高新生产技术，在工厂直接生产出一种流体输送用自补偿直接式快接管道、管件、阀门创新产品，其在管道工程管接技术上不扳丝扣螺接、不电焊焊接、勿法兰式、不开沟槽式、勿电热熔焊式(PE管)，不外加补偿器，尤其在恶劣的工程环境条件下，如高山峻岭、沙漠、江河湖海水下、狭窄空间、风雨高温严寒气候、易燃易爆场所均可方便管道直接对口快接、提供自补偿可锁紧、刚柔合一全方位安全密封、省工省时、低成本高效益、节约能源、资源、保护环境的优越功效。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明自补偿直接式快接管道，由左头1、管道2、右头3，橡胶密封圈4构成。其特征在于，橡胶密封圈4上设有带开口腔的环形凸台5、6分别置于右头3内设有的环形凹槽9、8内，并与右头3内腔里的管口端面相接，左头1的外缘设有均布的带螺旋锥度的凸块7，当与右头3内设有均布的带螺旋锥度的凹槽勾头10相接，并顺时针螺旋扣合至右头3内凹槽里设有的限位块11过程中，左头1自动沿管道轴向向里推进，并挤压右头3内的橡胶密封圈4，有如象高压锅盖内凹槽勾头扣合高压锅体口外缘均布的凸台挤压高压锅盖内带开口腔的高压橡胶密封圈结构作用一样，达到自补偿直接式快接安全密封的功效。

图8是本发明结构原理的第二种自补偿直接式快接管道整体结构及直接对接装配关系结构。

图13是本发明结构原理的第三种自补偿直接式快接管道整体结构及直接对接装配关系结构。

图22是本发明结构原理的第四种自补偿直接式快接管道整体结构及与自补偿紧固式大口径快接头直接对接装配关系结构和本发明结构原理的自补偿直接式快接管道堵头整体结构。

图27是本发明结构原理第三种的另一种自补偿直接式快接管道整体结构及直接对接装配关系结构。

图28是本发明结构原理的自补偿直接式快接管道与自补偿直接式快接管道阀门的整体结构及直接对接装配关系结构。

图29、30、31、32、33是本发明结构原理的自补偿直接式快接管道管件90度弯头、异经管、四通、三通、变角的自补偿直接式快接管道管件整体结构。

本发明相比现有技术所具有的优点如下：

1、直接对口快接：本自补偿直接式快接管道、管件、阀门在管道工程施工中直接对口连接，不需要扳丝口螺接、不用电焊焊接、勿法兰式、不开沟槽式、不电热熔焊式(PE硬塑管)、不外加补偿器，因而安装速度要快十五倍以上，尤其在恶劣的环境条件下，方便快接，可大幅度缩短管道安装工期。

2、密封可靠：采用的带开口腔的环形凸台的橡胶密封圈，其一，环形凸台方便固定在自补偿直接式快接管道管头内腔凹槽里，可防止因管道搬运或安装过程中震动脱落；其二，管端连接处的间隙及其中心开口腔可自补偿防止钢管的热胀冷缩作用；其三，其中心开口腔有如象高压锅上的带开口腔橡胶密封圈结构作用一样，在流体压力作用下能自补偿张开压紧橡胶与管口壁的接触面，达到密封，且管内压力越大，密封效果越佳，从而起到第一层自补偿的柔性安全密封作用。

管道上采用的左头1的外缘设有均布的带螺旋锥度的凸块与右头3内设有均布的带螺旋锥度的凹槽勾头顺时针螺旋至右头3内设有的限位块扣合啮合过程中，能起到越咬合、左头1就越挤压右头3内的橡胶密封圈，达到密封，根据作用与反作用原理，管内的压力越大，右头3内的凹槽勾头与左头1的外缘凸块就勾得越紧，有如象高压锅盖内的凹槽勾头与高压锅体口上的凸台啮合扣紧作用一样，将两管道咬合连接紧固，从而起到抗震抗拔的第二层刚性安全密封作用。

3、简易：自补偿直接式快接管道在管道工程装卸时只需使用可调式管钳，在大口径重力管道上再用管道工程用吊装机，普通工人即可操作，管道对口直接快接，操作方便，可降低工人劳动强度50％以上。

4、经济：

(1)本发明自补偿直接式快接管道结构简单，有利于国内外管道、管件、阀门生产企业充分发挥现有现代化机械化高新生产技术，直接在工厂以标准化、系列化、批量规模化、低成本高效益生产推广使用，实用性很强。

(2)本发明自补偿直接式快接管道工程安装配管系统比传统的扳丝扣螺接法、焊接法、法兰式、沟槽式、电热熔接式、外加补偿器管接工程技术节省造价昂贵的坡口机、机器人自动焊机、探伤机、滚压开沟槽机、电热熔焊机等机械设备，不需作二次再防腐作业，可节约30％以上的工程费用。

5、增效：自补偿直接式快接管道高新发明专利技术因大幅度缩短工程工期，不仅可为管道工程企业以低成本高效益施工，且因管道工程提前完工交付用户使用投产，为用户创效增效作出贡献。

6、节能环保，社会效益显著。

(1)自补偿直接式快接管道的配管系统和安装无焊接，可节约电能50％以上。

(2)管端连接处的间隙及橡胶密封圈，可阻断管道内流体产生的噪声并防止振动传递。管接不需明火作业，无焊渣污染，不破坏管内外的防腐层，有利于为工地防火安全和保护环境作出贡献。

7、不受安装场地限制，装卸方便快捷。

自补偿直接式快接管道工程技术，尤其在恶劣的环境条件下，如高山峻岭、沙漠、江河湖海水下、狭窄空间、炎热严寒冰冻气候、易燃易爆场所均可方便管道直接对口连接快接，便于管路的封堵，改造和延伸工作。

附图的图面说明如下：

图1是本发明的整体结构及装配关系主视加局部剖视示意图。

图2、3分别是橡胶密封圈4的整体结构剖视和主视示意图。

图4、5分别是左头1的整体结构加局部剖视图和主视示意图。

图6、7分别是右头3的整体结构加局部剖视图和主视示意图。

图8是本发明结构原理的第二种自补偿直接式快接管道整体结构及装配关系加局部剖视示意图。

图9、10分别是本发明结构原理的第二种自补偿直接式快接管道左头1的整体结构加局部剖视和主视示意图。

图11、12分别是本发明结构原理的第二种自补偿直接式快接管道右头3的整体结构剖视和主视示意图。

图13是本发明结构原理的第三种自补偿直接式快接管道整体结构及装配关系加局部剖视示意图。

图14、15分别是本发明结构原理的第三种自补偿直接式快接管道橡胶密封圈12的整体结构剖视图和主视示意图。

图16、17分别是本发明结构原理的第三种自补偿直接式快接管道左头1的整体结构加局部剖视图和主视示意图。

图18是本发明结构原理的第三种自补偿直接式快接管道左头1的A向视图。

图19、20分别是本发明结构原理的第三种自补偿直接式快接管道右头3的整体结构剖视图和主视示意图。

图21是发明结构原理的第三种自补偿直接式快接管道右头3的B向视图。

图22是本发明结构原理的第四种自补偿直接式快接管道整体结构及与自补偿紧固式大口径快接头16直接对接装配关系加局部剖视图和自补偿直接式快接管道堵头整体结构装配关系加局部剖视示意图。

图23、24分别是本发明结构原理的第四种自补偿直接式快接管道封堵橡胶密封圈14的整体结构剖视图和主视示意图。

图25、26分别是本发明结构原理的第四种自补偿直接式快接管道右堵帽15的整体结构视图和主视示意图。

图27是本发明结构原理第三种的另一种自补偿直接式快接管道整体结构及装配关系剖视示意图。

图28是本发明结构原理的自补偿直接式快接管道阀门18的整体结构及装配关系加局部剖视示意图。

图29、30、31、32、33分别是本发明结构原理的自补偿直接式快接管道管件90度弯头19、异经20、四通21、三通22、变角23的整体结构加局部剖视示意图。

具体实施方式

本发明下面结合附图及其实施例作进一步的详述：

图1示出了本发明自补偿直接式快接管道的总体结构及装配结构。其特征在于，橡胶密封圈4上设有带开口腔的环形凸台5、6分别置于右头3内设有的环形凹槽9、8内，并与右头3内腔里的管口端面相接，左头1的外缘设有均布的带螺旋锥度的凸块7，当与右头3内设有均布的带螺旋锥度的凹槽勾头10相接，并顺时针螺旋扣合至右头3内凹槽里设有的限位块11过程中，左头1自动沿管道轴向向里推进，并挤压右头3内的橡胶密封圈4，有如象高压锅盖内凹槽勾头扣合高压锅锅体口外缘均布的凸台并挤压高压橡胶密封圈的结构作用一样，达到自补偿直接式快接安全密封的功效

图2、3示出了本发明中橡胶密封圈4的结构。橡胶密封圈4上设有的带开口腔的环形凸台5、6的作用，一是安装定位紧固，防止橡胶密封圈因管道搬运及装卸过程中的震动脱落，二是可阻断管道内的流体噪声并防止震动传递，三是自补偿防止钢管的热胀冷缩作用，四是密封。(见图1)橡胶密封圈4被扣合的左右头1、3压缩，密封于其中，其中心开口腔在内的流体压力作用下能自补偿压紧橡胶与管口壁的接触面，达到密封，且管道内的压力越大，密封效果越佳，从而起到第一层自补偿的柔性安全密封作用，有如象高压锅盖口内的带开口腔耐高压的橡胶密封圈的结构作用一样。

图4、5、6、7分别示出了本发明中左右头1、3的结构。右头3内腔里设有环形凹槽8、9，其作用是安装定位并紧固橡胶密封圈4防止管道震动脱落。左头1的外缘设有均布的带螺旋锥度的凸块7和右头3内设有均布的带螺旋锥度的凹槽勾头10及凹槽内的限位快11，其作用，(见图1)本发明自补偿直接式快接管道在管接技术中，左头1直接插入右头3内腔里，当左头1的外缘设有均布的带螺旋锥度的凸块7与右头3内设有均布的带螺旋锥度的凹槽勾头10相接，并顺时针扣合螺旋至右头3内凹槽里设有的限位块11过程中，左头1自动沿管道轴向向里推进，并挤压右头3内的橡胶密封圈4，达到密封，且管内的压力越大，根据作用与反作用原理，右头3内的凹槽勾头10与左头1外缘上的凸块7就勾得越紧，有如象高压锅盖内凹槽勾头与锅体口上凸台啮合扣紧作用一样，将两管道咬合连接紧固，从而起到抗震抗拔的第二层刚性安全密封作用。

图8示出了本发明结构原理的第二种自补偿直接式快接管道及装配关系总体结构。其优点耐中高压，制造成本相对本发明第一种耐高压的自补偿直接式快接管道要低，实用性强。

图9、10、11、12分别示出了本发明结构原理的第二种自补偿直接式快接管道左右头1、3的结构。其优点耐中高压，造制成本相对本发明的第一种左右头1、3要低，实用性很强。

图13示出了本发明结构原理的第三种自补偿直接式快接管道及装配关系总体结构。其优点耐低压，制造成本相对本发明第二种自补偿直接式快接管道要低，实用性很强。

图14、15分别示出了本发明的第三种自补偿直接式快接管道的橡胶密封圈12的结构。其特征为直角环形，制造成本相对本发明第一种橡胶密封圈4要低，耐低压，实用性强。(见图13)橡胶密封圈12的直角一头置于左头1上设有的环形凹槽13内，另一角贴于左头上管口外壁上，当左头1插入右头3内腔里螺旋扣合时，橡胶密封圈12被压缩密封于其中。

图16、17、19、20分别示出了本发明的第三种自补偿直接式快接管道的左右头1、3的结构。其间，左头1上设有环形凹槽13，其作用是安装定位并紧固

橡胶密封圈12防止管道震动脱落。其优点耐低压，制造成本相对本发明第二种左右头1、3要低，实用性很强。

图18示出了本发明的第三种左头1图17上的A向视图，在A向视图上示出了该左头1上设有均布的带螺旋锥度的凸块7。

图21示出了在本发明的第三种右头3图19上的B向视图、在B向视图上示出了该右头3内设有均布的带螺旋锥度的凹槽勾头10和限位块11。

图22示出了本发明结构原理的第四种自补偿直接式快接管道及与自补偿紧固式大口径快接头16直接对接装配结构和自补偿直接式快接管道堵头的总体结构。其特征，本第四种自补偿直接式快接管道分别是左头1、管道2和管道2、右头3、封堵橡胶密封圈14构成。其直管2的管接技术，(见图22)采用了王甲南高级工程师的发明专利“自补偿紧固式大口径快接头16，专利申请号2008100688853”，仍然可以达到自补偿，刚柔合一全方位安全密封，低成本高效益、节能环保的功效，实用性很强。其优点，一是制造成本相对本发明的第三种自补偿直接式快接管道要低，二是方便适应管道工程施工中复杂环境条件下管接的需要，三是方便在管道工程中的封堵、抢修、改造和延伸工程。

图23、24、25、26分别示出了本发明的自补偿直接式快接管道堵头中封堵橡胶密封圈14和右堵帽15的结构。封堵橡胶密封圈14上设有带开口腔的环形凸台5、6，右堵帽15的外缘设有均布的带螺旋锥度的凸块7，(见图22)封堵橡胶密封圈14置于固定在右头3内腔管口上，并被螺旋扣合的右堵帽15与右头3压缩、密封于其中，达到自补偿，刚柔合一全方位安全封堵的密封功效。

图27示出了本发明结构原理第三种的另一自补偿直接式快接管道及装配关系总体结构。其间，将橡胶密封圈12改制成另一种槽形橡胶密封圈17，其优点相对比橡胶密封圈12的密封性能更安全可靠。

图28示出了本发明结构原理的自补偿直接式快接管道与自补偿直接式快接管道阀门18及装配关系总体结构，其优点，克服了国内外焊接式或法兰式阀门在管道工程技术上存在的缺陷，达到方便直接快接安全密封，低成本高效益，节能环保的有益功效。本发明自补偿直接式快接管道阀门18主要有闸阀、止回阀、球阀、蝶阀、安全阀、截止阀、过滤器等。

图29、30、31、32、33分别示出了本发明结构原理的自补偿直接式快接管道管件的结构。其主要有90度弯头19、异径20、四通21、三通22、变角23。其优点是，在管道工程系统中，自补偿直接式快接管道管件都能达到方便直接快接、安全密封、低成本高效益、节能环保的有益功效。

本发明提供一种输送流体用自补偿直接式快接管道。

Claims (6)

1.一种自补偿直接式快接管道，由左头(1)、管道(2)、右头(3)、橡胶密封圈(4)构成，其特征在于，橡胶密封圈(4)上设有带开口腔的环形凸台(5、6)分别置于右头(3)内设有的环形凹槽(9、8)内，并与右头(3)内腔里的管口端面相接，左头(1)的外缘设有均布的带螺旋锥度的凸块(7)，当与右头(3)内设有均布的带螺旋锥度的凹槽勾头(10)相接，并顺时针螺旋扣合至右头(3)内凹槽里设有的限位块(11)过程中，左头(1)沿管道轴向向里推进，并挤压右头(3)内的橡胶密封圈(4)，有如象高压锅盖内凹槽勾头扣合高压锅体口外缘均布的凸台挤压高压锅盖内带开口腔的高压橡胶密封圈结构作用一样，达到自补偿直接式快接安全密封的功效。

2.根据权利要求1中所述的自补偿直接式快接管道，其特征在于，橡胶密封圈(4)上设有带开口腔的环形凸台(5、6)，分别置于右头(3)内设有的环形凹槽(9、8)内。

3.根据权利要求1所述的自补偿直接式快接管道，其特征在于，在左头(1)的外缘设有均布的带螺旋锥度的凸块(7)，右头(3)内设有均布的带螺旋锥度的凹槽勾头(10)和右头(3)内凹槽里设有的限位块(11)。

4.根据权利要求1所述的自补偿直接式快接管道，其特征在于，其构造包括第二种自补偿直接式快接管道，第三种自补偿直接式快接管道和第三种的另一种自补偿直接式快接管道，第四种自补偿直接式快接管道和自补偿直接式快接管道堵头，自补偿直接式快接管道阀门(18)、主要有闸阀、止回阀、球阀、蝶阀、安全阀、截止阀、过滤器等，自补偿直接式快接管道管件90度弯头(19)、异径(20)、四通(21)、三通(22)、变角(23)。

5.根据权利要求4所述的自补偿直接式快接管道，其特征在于，所述的第三种自补偿直接式快接管道和第三种的另一种自补偿直接式快接管道，其间，为直角环形的橡胶密封圈(12)和另一种为糟形橡胶密封圈(17)，其橡胶密封圈的一角置于左头(1)上设有的环形凹糟(13)内。

6.根据权利要求4所述的自补偿直接式快接管道，其特征在于，所述的第四种自补偿直接式快接管道和自补偿直接式快接管道堵头，其间，第四种自补偿直接式快接管道分别是左头(1)、管道(2)和管道(2)、右头(3)、封堵橡胶密封圈(14)构成；自补偿直接式快接管道堵头为封堵橡胶密封圈(14)与右堵帽(15)构成。

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