CN101813223A - 绝缘接头 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种绝缘接头，包括左、右法兰及钩形外套，两法兰的接合面上设有环形的密封沟槽，沟槽内设有分段式绝缘垫片和O形及U字形密封圈，其中该密封沟槽逆向绝缘接头顶端分别形成相互独立的锥面U字形密封沟槽及水滴形袋状密封沟槽，水滴形袋状密封沟槽朝向绝缘接头顶端深度渐缩，一套装有O形密封圈的绝缘垫片III嵌接于水滴形袋状密封沟槽内，并贯通伸入锥面U字形密封沟槽，且U字形密封沟槽顶端密封插设有绝缘垫片II。该绝缘接头应用于油、气、水等埋地长输管线中，其密封沟槽的双重自密封结构，即结合O形密封圈、U字形密封圈和绝缘垫片，能有效抵御管线在遭受弯曲等意外情况下的应力破坏，从而提高长输管线的使用寿命及稳定性。

Description

绝缘接头

技术领域

本发明涉及一种埋地式长输管道，特别涉及一种具有优越密封性能、应力免疫及高压自放电特性的绝缘接头。

背景技术

随着城市现代化建设的发展需求，城市地下管道迅速增多。由于这些埋地长输管线(油、气、水等)长期受到外部土壤和内部介质的强烈腐蚀而经常发生腐蚀泄漏事故，尤其是土壤中的咱散电流对管道造成的电化学腐蚀，大大缩短了管道的使用寿命，严重影响了管道的安全运行工作。为了有效避免钢质管道发生事故，延长其使用寿命，除在管道上做防护层保护外，还采取了基于电化学远离的阴极保护措施，这一点，已被各国法律明确规定。

“没有绝缘就没有阴极保护”。因此，采用绝缘接头把外加电流(通过牺牲阳极或外加电源)限定在被保护管道上，是实现有效阴极保护的技术保证。

数百上千公里的长途管线，在加工、运输、安装和使用过程中难免在结构材料中产生一些应力。应力的存在可使结构材料产生变形，进而可能造成破坏。对于管线和绝缘接头同样应高度重视应力-应变的问题。绝缘接头是管道中的连接件，对它的安全要求很高，即使管道在产生严重弯曲变形时也不能使绝缘接头变形破坏，这就要求绝缘接头始终保持其密封性。

对于直接埋地的钢制长输管线，由于外层包覆了防腐绝缘层，易在管道上产生静电积累(如闪电雷击，地电场中的杂散电流等)。当静电电压达到一定负荷时，将会使绝缘接头的绝缘破坏，这是绝对不允许的。因此，要求绝缘接头设计结构中应防止其中的绝缘材料免受破坏，以保证绝缘接头的绝缘性能。一般是在绝缘接头两侧引出电缆到地面，安装地面火花塞，以防绝缘接头被击穿。由此就规定了管理人员定期检测绝缘接头和地面火花塞的绝缘性，经常性更换火花塞。无论从绝缘接头的绝缘可靠性和阴极保护有效性考虑，还是从增加日常管理项目和日常检测的频繁劳动考虑，显然不是一种科学的最佳方案。

传统的密封系统由密封材料和密封圈组成。根据系统压力和介质情况选用合适的密封材料和密封圈。但是密封性的安全可靠，持久有效以及承受各种环境变化和应力-应变能力，仍须从密封结构设计安装方面予以保证。

传统绝缘接头的密封结构的典型示例，即圆形的密封圈位于矩形密封槽中。在一般的正常运行情况下可满足使用要求。但当遇到地层应力，管道自身的工作应力和结构应力变化，甚至地震等意外情况时，管道将产生严重的弯曲变形，由此造成密封裂开，高压气体进入密封槽，迫使密封圈变形而倾向密封槽内侧，从而导致密封性破坏和泄露。

对于一些重要的长输高压管线，绝缘接头设计者和制造厂商应当高度重视这种可能由应力-应变引起密封破坏的潜在可能性。有的厂商认识到这个问题的严重性，也担忧这种密封失效的严重后果。他们采取的改进措施是，平行地再增加一组密封圈，这是一种不正确的改进措施。当管道遭受弯曲应力时，在密封部位的这种密封圈同样将全部失效。由此这种结构形式同样可能产生密封泄漏的隐患，有的还甚至加上第三组或第四组密封圈。但该些做法未从科学原理上解决问题，同样不可能提高其安全性。对绝缘接头的研究任重而道远。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种绝缘接头，改善埋地长输管线尤其是接头部位应对地质应力影响的稳定密封、绝缘性能，同时消除静电积累造成绝缘损坏的隐患。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

绝缘接头，包括左、右法兰及钩形外套，所述钩形外套的钩部与左法兰外表面之间设有兼具防水性的绝缘填料及绝缘垫片I，所述钩形外套远离钩部的另一端与右法兰间也密封填设有绝缘填料，所述左、右法兰的接合面上设有合并后为环形的密封沟槽，密封沟槽内设有分段式绝缘垫片和O形密封圈、U字形密封圈，其特征在于：所述密封沟槽逆向绝缘接头顶端分别形成相互独立的锥面U字形密封沟槽及水滴形袋状密封沟槽，所述水滴形袋状密封沟槽朝向绝缘接头顶端深度渐缩，一套装有O形密封圈的绝缘垫片III嵌接于水滴形袋状密封沟槽内，并贯通伸入锥面U字形密封沟槽，且锥面U字形密封沟槽顶端密封插设有绝缘垫片II。

进一步地，前述的绝缘接头，其中该绝缘接头在钩形外套、左法兰、绝缘垫片I、II之间形成有一个空腔，且朝向空腔内设有放电火花间隙结构。该放电火花间隙结构为自左法兰或钩形外套上延伸所设的钢质放电尖端，呈环形分布于空腔内。

进一步地，前述的绝缘接头，其中该钩形外套与左、右法兰的绝缘填料填设处也设有内径朝向绝缘接头外侧渐缩的水滴形袋状沟槽。

本发明绝缘接头的应用实施，其突出效果为：

该绝缘接头应用于油、气、水等埋地长输管线中，其密封沟槽的双重自密封结构，即锥面U字形密封沟槽及水滴形袋状密封沟槽结合O形密封圈、U字形密封圈和绝缘垫片，能有效抵御管线在遭受弯曲等意外情况下的应力破坏，从而提高长输管线的使用寿命及稳定性；同时，该绝缘接头空腔内放电火花间隙结构的设计，也使得积累的静电得以安全释放，保护了绝缘接头的绝缘性能免受破坏。

附图说明

图1是本发明绝缘接头的整体结构剖面示意图；

图2是图1中密封结构的放大示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

如图1和图2所示，本发明提供的一种绝缘接头，其结构及组装方式从图上体现：该绝缘接头包括左法兰1、右法兰2及钩形外套3，其中：

该钩形外套3的钩部31与左法兰1外表面之间设有兼具防水性的绝缘填料4及绝缘垫片I 51，且该钩形外套远离钩部31的另一端32与右法兰2间也密封填设有绝缘填料4；

该左法兰1、右法兰2的接合面上设有合并后为环形的密封沟槽，密封沟槽内设有分段式绝缘垫片及O形密封圈、U字形密封圈，其中密封沟槽逆向绝缘接头顶端分别形成相互独立的锥面U字形密封沟槽61及水滴形袋状密封沟槽62，该水滴形袋状密封沟槽62朝向绝缘接头顶端呈深度渐缩，一套装有O形密封圈7的绝缘垫片III 53嵌接于水滴形袋状密封沟槽62内，并贯通伸入锥面U字形密封沟槽61，且该锥面U字形密封沟槽61顶端密封插设有套装U字形密封圈的绝缘垫片II 52。

应用上述绝缘接头结构形式的管线，在遭受到强大弯曲应力而破坏密封面时，管内输送的高压气体进入密封面。它将顶推O形密封圈7向上，由于渐缩的水滴形袋状密封沟槽62结构设计，会紧紧地把O形密封圈7压在上密封面处。管内气体压力越高，压迫越紧，密封越好。极限情况下一旦锥形密封结构失效的话，锥面U字形密封沟槽能有效缓冲来自于U形槽底部中央的应力，起到很好的辅助作用。显然，这是一种特殊的安全自密封结构，尤其是在遭受弯曲应力等意外情况时更显其优越性。长输高压管线或管线的关键部位应该必须配备使用这种密封结构的绝缘接头。

另一方面，该绝缘接头在钩形外套3、左法兰1、绝缘垫片I 51及绝缘垫片II 52之间形成有一个空腔8，且朝向空腔8内设有放电火花间隙结构。其可以自左法兰1或钩形外套3上延伸所设的钢质放电尖端9，呈环形分布于空腔8内。当积累的或瞬间外来的(闪电)静电电压达到一定电压值时，此钢质放电尖端9处就自动在空腔8内放电，而后绝缘接头未遭丝毫破坏，绝缘性完好如初。

除上述实施结构外，包括钩形外套3与左、右法兰的绝缘填料4填设处也可以设置为内径朝向绝缘接头外侧渐缩的锥形沟槽。

Claims (4)

1.绝缘接头，包括左、右法兰及钩形外套，所述钩形外套的钩部与左法兰外表面之间设有兼具防水性的绝缘填料及绝缘垫片I，所述钩形外套远离钩部的另一端与右法兰间也密封填设有绝缘填料，所述左、右法兰的接合面上设有合并后为环形的密封沟槽，密封沟槽内设有分段式绝缘垫片和O形密封圈、U字形密封圈，其特征在于：所述密封沟槽逆向绝缘接头顶端分别形成相互独立的锥面U字形密封沟槽及水滴形袋状密封沟槽，所述水滴形袋状密封沟槽朝向绝缘接头顶端深度渐缩，一套装有O形密封圈的绝缘垫片III嵌接于水滴形袋状密封沟槽内，并贯通伸入锥面U字形密封沟槽，且锥面U字形密封沟槽顶端密封插设有绝缘垫片II。

2.根据权利要求1所述的绝缘接头，其特征在于：所述绝缘接头在钩形外套、左法兰、绝缘垫片I、II之间形成有一个空腔，且朝向空腔内设有放电火花间隙结构。

3.根据权利要求2所述的绝缘接头，其特征在于：所述放电火花间隙结构为自左法兰或钩形外套上延伸所设的钢质放电尖端，呈环形分布于空腔内。

4.根据权利要求1所述的绝缘接头，其特征在于：所述钩形外套与左、右法兰的绝缘填料填设处也设有内径朝向绝缘接头外侧渐缩的水滴形袋状沟槽。

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