CN102374353A - 管道带压开孔用管卡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道带压开孔用管卡，该管卡包括上管卡和下管卡，上、下管卡之间通过连接件对置扣装固定在待开孔管道上，上管卡的里侧带有空腔，空腔侧壁上设置有开口，开口的外侧端设置有供外部钻孔机构气密安装固定的连接结构，开口里侧端设置有密封面，空腔中还设置有与密封面相配的封板，该封板安装在空腔侧壁上设置的转轴上，通过转动转轴带动封板在空腔内移动，实现对开口的关闭和打开。本发明通过在管卡上增加开口关闭装置后，使得整个开孔装置更加紧凑，增加了钻孔机构的稳定性，减小了开孔操作所需的空间，也降低了开孔装置的成本。

Description

管道带压开孔用管卡

  

技术领域

本发明涉及一种在管道带压开孔时所用的管卡。 

背景技术

   专利号为ZL01217617.6的中国实用新型记载了一种管道带压电动开孔机，该开孔机主要包括管卡、闸阀和钻孔机构；其中，管卡固定在待开孔的管道上，其上设置有一开口，开孔时管卡作为钻孔机构的安装基座，钻孔机构的钻具穿过管卡上的开口对管道进行开孔，开好孔后管卡上的开口则转换成为管道的一个接口。由于管卡自身没有开口关闭装置，故需要在开口处安装闸阀，再将钻孔机构气密安装固定在闸阀上。而随着闸阀的设置，不仅需要加大钻孔机构的行程，影响其稳定性，而且增加了开孔成本，也增加了所需的操作空间。 

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种结构简单、性能可靠、成本低、自身带有开口关闭装置的管道带压开孔用管卡。 

为实现上述目的，本发明管道带压开孔用管卡包括上管卡和下管卡，上、下管卡之间通过连接件对置扣装固定在待开孔管道上，扣装在管道上的上管卡的里侧带有空腔，该空腔四周的上管卡侧壁与管道外表面之间通过密封件气密相接，空腔部位远离管道表面一侧的侧壁上设置有开口，开口的外侧端设置有供外部钻孔机构气密安装固定的连接结构，开口里侧端的空腔侧壁上则设置有环绕开口的密封面，空腔中还设置有与开口里侧端的环形密封面相配的封板，该封板安装在空腔侧壁上设置的转轴上，通过转动转轴带动封板在空腔内移动，实现对开口的关闭和打开，并且在打开开口后让出供钻孔机构的钻具经过的通道。 

进一步，所述开口沿所述待开孔管道的径向延伸，并且所述空腔侧壁的外表面还延伸有与开口同心的管段，该管段的端部设置所述连接结构。 

进一步，所述空腔侧壁上所述开口所在部位的部分内表面为平面，该平面中环绕开口里侧端的部分构成所述密封面；所述封板上带有与密封面相配合的平面，所述转轴的轴线垂直所述平面设置，转轴带动封板沿所述平面移动，实现对开口的关闭和打开。 

进一步，所述开口延伸方向与所述平面相垂直。 

进一步，所述封板由基座和与所述密封面相匹配的密封盘构成，密封盘安装在基座上，基座偏心安装在所述转轴上，随着转轴转动，基座带动密封盘绕转轴轴线摆动，实现对所述开口的关闭和打开。 

进一步，所述密封盘通过弹性支撑装置及导向装置浮动支撑在所述基座上，以保持与所述开口的里侧端密封面的良好接合，所述导向装置由密封盘上设置的导向轴或杆和基座上设置的导向孔构成。 

进一步，所述弹性支承装置由弹簧或弹性橡胶件构成。 

进一步，所述导向轴与所述密封盘同心设置，该导向轴包括位于密封盘一侧的大径段和位于自由端一侧的小径段，所述基座上的导向孔为通孔，该通孔包括分别与导向轴上的大、小径段相配的大、小径孔段；所述弹性支撑装置由弹簧构成，该弹簧套装在导向轴的小径段上，并位于导向孔的大径孔段中，其上端顶靠在导向轴大径段的端面上，其下端顶靠在导向孔小径孔段的端面上；导向轴的大、小径段与导向孔的大、小径孔段之间均设置有密封圈，并由此将所述弹簧封闭在一密闭空间中。 

进一步，所述导向轴为套筒状，并与所述密封盘同心设置；所述弹性支撑装置由弹簧机构构成，该弹簧机构包括底部封闭的弹簧套和套内设置的弹簧，弹簧套为杆状，其下部可移动插装在所述基座上设置的安装孔中，并通过其套身上设置的径向环形凸缘支撑在基座上，其上部可移动插装在密封盘上的导向轴的里孔中，同时，导向轴里孔孔壁与弹簧套外表面之间还设置有密封圈，该密封圈安装在导向轴或弹簧套上设置的安装槽中；所述弹簧的下端支撑在弹簧套的底壁上，上端顶靠在密封盘上，并对密封盘施加有使其相对基座浮动的顶推力。 

进一步，所述导向轴与所述密封盘同心设置；所述弹性支撑装置由环绕密封盘中心设置的多个弹簧机构构成，所述弹簧机构包括底部封闭的弹簧套、弹簧和顶推杆，弹簧套固定所述基座上，弹簧和顶推杆依次设置在弹簧套中，弹簧下端支撑在弹簧套底壁上，顶推杆下端支撑在弹簧上端，顶推杆上端顶靠在密封盘上，顶推杆外表面与弹簧套里孔相配合，顶推杆在弹簧套的导向下，由弹簧驱动上下移动，并由此使密封盘相对基座浮动。 

进一步，所述密封盘上与所述密封面相配合的一侧表面设置有密封材料层。 

进一步，所述转轴插装在所述空腔侧壁上设置的支撑套中，该支撑套气密螺接固定在侧壁上设置的螺孔中，支撑套的外侧端还设置有套母，通过该套母将环形密封件压固在转轴与支撑套之间；所述空腔中还设置转轴支承座，该支承座与空腔侧壁相固定或一体制成，转轴位于空腔内一端插装并支撑在其支承座上，所述基座安装在转轴位于支承座与空腔侧壁之间的部分上，并与转轴周向固定；转轴上还设置有与所述支撑套位于空腔中一端相配合的轴肩或卡台，并通过该轴肩或卡台被限定在空腔中。 

进一步，所述空腔侧壁上还设置有用于将钻孔时产生的钻屑排除的排屑孔，该排屑孔有螺塞密封。 

进一步，所述管段上的所述连接结构为法兰盘。 

本发明通过在管卡上增加开口关闭装置后，在管道上开孔时，钻孔机构直接安装固定在管卡上，而无需再安装闸阀，因而使得整个开孔装置的结构更加紧凑，大大增加了钻孔机构的稳定性，减小了开孔操作所需的空间，也降低了开孔装置的成本。本发明中，通过将密封盘浮动设置，保证了对开口关闭的可靠性，而将顶推弹簧设置一密闭空间中，则可避免外部流体腐蚀弹簧，提高其使用寿命和工作可靠性。 

  

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图； 

图2为图1中A-A剖视图

图3为图1中B-B剖视图；

图4为图1中序号1所示上管卡结构示意图；

图5为本发明实施例2结构示意图；

图6为本发明实施例3结构示意图；

图7为本发明实施例4结构示意图。

  

具体实施方式

    下面结合附图对本发明做详细说明。 

实施例1

如图1、至图4所示，本发明管道带压开孔用管卡包括上管卡1、下管卡2、转轴3、支撑套4、环形密封件5、套母6、封板7、平键8、排屑孔螺塞10、管卡密封圈9。

上管卡1上设有支撑套安装孔101、凸台102上轴安装孔103、排屑孔106、连接结构107、开口108、开口密封面109；支撑套安装孔101内螺纹与支撑套一端外螺纹相配，排屑孔106与螺塞10外螺纹固定，连接结构107与钻孔机构（图中未示出）连接；在支撑套4与其安装孔101装配端相对的另一端，其内孔上设有与环形密封件5相配的锥形结构，外圆上设有与套母6相配的外螺纹；转轴3为阶梯轴，一端设有与外部旋转工具卡接的卡口，另一端从端部向里侧依次设与上管卡凸台102上轴安装孔103、封板7上轴安装孔、支撑套4内孔配合的外圆，另在与封板7上轴安装孔配合的外圆上开有键槽，设有平键8。 

装配时，首先，将封板7上轴安装孔对准上管卡1上支撑套安装孔101，将转轴3上设有阶梯圆的一端装上平键8，插入支撑套安装孔101，穿过封板7上轴安装孔再插入上管卡1上凸台102上轴安装孔103内，凸台102上轴安装孔103对转轴3进行轴向限定；同时转轴3通过平键8与封板7周向固定。支撑套4一端外螺纹加密封材料套入转轴3后拧入支撑套安装孔101内与上管卡1 外壳密封并固定，支撑套4内孔锥形段内和外圆上先后装入环形密封件5、拧上套母6，在套母6的挤压下，环形密封件5上的内、外表面分别与转轴3外圆和支撑套4上锥形段气密连接。 

接着，上管卡1密封圈安装槽104上安装管卡密封圈9，再与下管卡2卡装在需开孔的管道1上，由螺栓11将上、下管卡与管道固定；在上管卡1上排屑孔106拧入螺塞10，这样在上管卡1与管道之间形成一个封闭的空间。 

最后，在上管卡1开口连接结构107上接装钻孔机构，钻孔机构的钻具进入开口108内，转动转轴3，转轴3带动封板7摆动，封板7从开口密封面109上移开，让出供钻孔机械的钻具经过的通道，此时钻具可对管道进行开孔。当开孔结束后，钻具退回开口108内，反向转动转轴3，封板7随之摆动至开口109位置将开口封闭，钻孔机构可卸下。 

连接结构107可以是法兰，也可以是其他型式能够与钻孔机构连接的连接结构。 

  

实施例2

如图5所示，此例为本发明的另一种实施方式。

在该实施方式中，封板由基座12和密封盘11构成，密封盘11背对开口的端面上设有带有大、小径段的台阶轴，轴端的外圆小于轴根的外圆，两外圆上均设有密封圈安装槽，槽中安装密封圈13、14。基座12上面对开口108的支撑台中心位置上设有用于配装密封盘11上的台阶轴的台阶孔，基座12台阶孔的大、小径孔段与密封盘11台阶轴的大、小径段之间分别由密封圈13、14密封。台阶轴的小径段上套装有弹簧15，该弹簧15上端顶靠在台阶轴大径段的端面上，下端顶靠在台阶孔小径孔段的端面上。由于弹簧15对密封盘11的顶推作用使密封盘11浮动于开口108与基座12之间，因而对开口密封面109有良好的密封效果。通过设置两个密封圈13、14，将弹簧15封闭在一密闭空间中，防止外部流体进入弹簧15所在空间而腐蚀弹簧15。基座12偏心安装在转轴3上，通过平键8与转轴3周向固定，随着转轴3转动，基座12带动密封盘11绕转轴轴线摆动，实现对开口108的关闭和打开。 

  

实施例3

如图6所示，此例为密封盘11与基座12之间设置弹簧机构的一种实施方式。

基座12面对上管卡1上开口108的支撑台中心位置上设有弹簧套16的插装孔；密封盘11背对开口108的端面上同心设置导向轴，导向轴为套筒状，开有不通透的里孔，在里孔的内壁上从端部向里侧依次设有密封圈安装槽、挡圈安装槽。弹簧机构包括弹簧套18、弹簧15，弹簧套18为杆状，其下部可移动插装在基座12支撑台上设置的安装孔中，并通过其套身上设置的径向环形凸缘支撑在基座12安装孔上，其上部可移动插装在密封盘11上的导向轴的里孔中。 

装配时，首先，弹簧套18内孔装入弹簧15后将孔口的一端插装在密封盘11上的导向轴的里孔中，在导向轴里孔的挡圈安装槽、密封圈安装槽上分别安装挡圈16、密封圈17，对弹簧套18进行轴向限位和密封（注：对弹簧套轴向限位只是装配需要，没有其他作用）。最后，将安装在密封盘上的弹簧套18插装在基座12插装孔中，弹簧套18上径向环形凸缘支撑在基座12上。由于弹簧套18在挡圈16的限位下与密封盘11之间还有一定量的弹性行程，因而在上述行程内，基座12通过弹簧套18使密封盘11对开口密封面109施加顶推力，提高接合效果。 

实施例4

如图7所示，此例为密封盘11与基座12之间设置弹性支撑装置的另一种实施方式。

基座12面对上管卡1上开口108的支撑台中心位置上设有插装孔，以插装孔为中心，周向均布多个弹簧机构19安装孔，弹簧机构19包括底部封闭的弹簧套、弹簧和顶推杆，弹簧套轴向限定在基座12安装孔上，弹簧和顶推杆依次设置在弹簧套中，弹簧套孔口端设置挡圈和密封圈对顶推杆进行限位和密封（注：对顶推杆轴向限位只装配需要，没有其他作用）。密封盘11背对开口108的端面上同心设置导向轴，该导向轴插入基座12支撑台上插装孔与基座12轴向定位，密封盘11盘面在弹簧机构19推动下与开口密封面109充分接触。 

  

上述实施例只是用于说明本发明，本领域技术人员所作出的符合本发明思想的各种具体实施方式都应在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种管道带压开孔用管卡，包括上管卡和下管卡，上、下管卡之间通过连接件对置扣装固定在待开孔管道上，其特征在于，所述扣装在管道上的上管卡的里侧带有空腔，该空腔四周的上管卡侧壁与管道外表面之间通过密封件气密相接，空腔部位远离管道表面一侧的侧壁上设置有开口，开口的外侧端设置有供外部钻孔机构气密安装固定的连接结构，开口里侧端的空腔侧壁上则设置有环绕开口的密封面，空腔中还设置有与开口里侧端的环形密封面相配的封板，该封板安装在空腔侧壁上设置的转轴上，通过转动转轴带动封板在空腔内移动，实现对开口的关闭和打开，并且在打开开口后让出供钻孔机构的钻具经过的通道。

2.如权利要求1所述的管卡，其特征在于，所述开口沿所述待开孔管道的径向延伸，并且所述空腔侧壁的外表面还延伸有与开口同心的管段，该管段的端部设置所述连接结构。

3.如权利要求2所述的管卡，其特征在于，所述空腔侧壁上所述开口所在部位的部分内表面为平面，该平面中环绕开口里侧端的部分构成所述密封面；所述封板上带有与密封面相配合的平面，所述转轴的轴线垂直所述平面设置，转轴带动封板沿所述平面移动，实现对开口的关闭和打开。

4.如权利要求3所述的管卡，其特征在于，所述开口延伸方向与所述平面相垂直。

5.如权利要求4所述的管卡，其特征在于，所述封板由基座和与所述密封面相匹配的密封盘构成，密封盘安装在基座上，基座偏心安装在所述转轴上，随着转轴转动，基座带动密封盘绕转轴轴线摆动，实现对所述开口的关闭和打开。

6.如权利要求5所述的管卡，其特征在于，所述密封盘通过弹性支撑装置及导向装置浮动支撑在所述基座上，以保持与所述开口的里侧端密封面的良好接合，所述导向装置由密封盘上设置的导向轴或杆和基座上设置的导向孔构成。

7.如权利要求6所述的管卡，其特征在于，所述弹性支承装置由弹簧或弹性橡胶件构成。

8.如权利要求6所述的管卡，其特征在于，所述导向轴与所述密封盘同心设置，该导向轴包括位于密封盘一侧的大径段和位于自由端一侧的小径段，所述基座上的导向孔为通孔，该通孔包括分别与导向轴上的大、小径段相配的大、小径孔段；所述弹性支撑装置由弹簧构成，该弹簧套装在导向轴的小径段上，并位于导向孔的大径孔段中，其上端顶靠在导向轴大径段的端面上，其下端顶靠在导向孔小径孔段的端面上；导向轴的大、小径段与导向孔的大、小径孔段之间均设置有密封圈，并由此将所述弹簧封闭在一密闭空间中。

9.如权利要求6所述的管卡，其特征在于，所述导向轴为套筒状，并与所述密封盘同心设置；所述弹性支撑装置由弹簧机构构成，该弹簧机构包括底部封闭的弹簧套和套内设置的弹簧，弹簧套为杆状，其下部可移动插装在所述基座上设置的安装孔中，并通过其套身上设置的径向环形凸缘支撑在基座上，其上部可移动插装在密封盘上的导向轴的里孔中，同时，导向轴里孔孔壁与弹簧套外表面之间还设置有密封圈，该密封圈安装在导向轴或弹簧套上设置的安装槽中；所述弹簧的下端支撑在弹簧套的底壁上，上端顶靠在密封盘上，并对密封盘施加有使其相对基座浮动的顶推力。

10.如权利要求6所述的管卡，其特征在于，所述导向轴与所述密封盘同心设置；所述弹性支撑装置由环绕密封盘中心设置的多个弹簧机构构成，所述弹簧机构包括底部封闭的弹簧套、弹簧和顶推杆，弹簧套固定所述基座上，弹簧和顶推杆依次设置在弹簧套中，弹簧下端支撑在弹簧套底壁上，顶推杆下端支撑在弹簧上端，顶推杆上端顶靠在密封盘上，顶推杆外表面与弹簧套里孔相配合，顶推杆在弹簧套的导向下，由弹簧驱动上下移动，并由此使密封盘相对基座浮动。

11.如权利要求6—10任一所述的管卡，其特征在于，所述密封盘上与所述密封面相配合的一侧表面设置有密封材料层。

12.如权利要求6所述的管卡，其特征在于，所述转轴插装在所述空腔侧壁上设置的支撑套中，该支撑套气密螺接固定在侧壁上设置的螺孔中，支撑套的外侧端还设置有套母，通过该套母将环形密封件压固在转轴与支撑套之间；所述空腔中还设置转轴支承座，该支承座与空腔侧壁相固定或一体制成，转轴位于空腔内一端插装并支撑在其支承座上，所述基座安装在转轴位于支承座与空腔侧壁之间的部分上，并与转轴周向固定；转轴上还设置有与所述支撑套位于空腔中一端相配合的轴肩或卡台，并通过该轴肩或卡台被限定在空腔中。

13.如权利要求1所述的管卡，其特征在于，所述空腔侧壁上还设置有用于将钻孔时产生的钻屑排除的排屑孔，该排屑孔有螺塞密封。

14.如权利要求2所述的管卡，其特征在于，所述管段上的所述连接结构为法兰盘。

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