CN102705203A

CN102705203A - 一种可游动的柔性管接头

Info

Publication number: CN102705203A
Application number: CN2012102133066A
Authority: CN
Inventors: 任廷荣; 韩志玉; 任伟
Original assignee: SUZHOU OUKANGTAI COMPRESSOR TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SUZHOU OUKANGTAI COMPRESSOR TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明公开了一种可游动的柔性管接头，包括套在管件一端上的活法兰、弹簧圈、垫片和O型圈，一置于压缩机机头连接孔内的波纹弹簧，管件的一端置于压缩机机头连接孔内，将波纹弹簧夹持，并由活法兰和弹簧圈限制管件沿轴向移动而不脱离。本发明的柔性管接头简化了管接头结构，易安装；可吸收管道振动，补偿因管道尺寸公差、热胀冷缩所需的间隙，使得零部件的公差尺寸可以适当放宽，易于制造：降低了故障率、安全可靠。柔性管接头中采用的零件为标准件或可用普通车床加工的零件，对加工精度要求不高，成本低，密封效果及吸收累积公差、热膨胀及振动的效果明显高于传统的固定法兰等连接方式。

Description

一种可游动的柔性管接头

技术领域

本发明涉及一种用于连接压缩机附属管道、冷却器、缓冲罐等设备的柔性连接装置，具体涉及一种柔性管接头。

背景技术

每个机器零件的加工尺寸都有一个允许的上下偏差范围，即公差。一般来说，较大的公差，会影响零件的精度、整机的安装以及机器的性能。而较小的公差，会使得制造成本较为昂贵。所以每个零件的每个尺寸的公差都需优化考虑。压缩机是由许多个零件组装而成的，当多个零件组装在一起时，每个零件的公差会积累起来。实际中，经常是每一个零件或装配尺寸不同，但都在允许的公差范围，而公差累积的结果则可能在组装时造成额外的机械应力。

另一方面，热膨胀系数是材料的长度或体积对温度变化的响应。大多数材料都是倾向于随温度升高而膨胀。此外，不同材料随温度升高而膨胀的速度也不同。热膨胀是在压缩机设计中的一个必须考虑的因素。空气或气体在被压缩后温度急剧升高而使压缩机机体发热，压缩机中本身也会有不同的材料，如铸铁和铝组成，材料的热膨胀系数不同，导致的热变形也不同。由于热膨胀的结果，在运行过程中，零件或装配尺寸会发生变化。这也会导致受力的部件产生极高的热应力。

此外，在往复式空气压缩机中，曲柄连杆活塞机构会有未平衡的力和力矩；飞轮也不可能做到理想平衡。这些不平衡的往复或旋转力或力矩将会引起振动。随着时间的推移，振动会导致机器故障。

在现有的活塞式压缩机带压管道的连接方法中，通常使用硬式的管接头来实现压缩气体管道、冷却器、缓冲罐等设备与压缩机机体以及其他外围相关设备的连接。一种方法是采用固定法兰连接方式的管接头，见图1，使用固定法兰11加密封垫片12,把气体连接管道14连接在压缩机机头13上。这种方法对整个机器各零件的累积公差有一定的、但很有限的补偿作用。而对压缩机运行时的热膨胀则根本无法补偿，对压缩机运行时的振动也无任何吸收作用。

这种法兰垫片组合，对公差的容忍度很小，对热膨胀和振动几乎不能起到任何吸收或减缓作用，相反在法兰和连接管道过定位的情况下，零部件会承受额外的机械应力，密封垫也往往可能不会被压紧而起到密封作用，造成压缩机运行时连接失败和泄漏。当压缩机泄漏发生时，会造成高昂的运行费用或返工维修费用。

另一种常见的方法是采用卡箍加密封套的管接头连接方式，如图2，用两个半卡箍21，把连接在两个管件的橡胶密封套22用螺栓紧固在一起。这种方法对整个机器各零件的累积公差有较好的补偿作用，对压缩机运行时的热膨胀也有一定的补偿作用，对压缩机运行时的振动有一定的吸收作用。但是结构复杂，安装较难，成本高，而且橡胶密封套22的耐热和老化问题成为该种连接方式的致命弱点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有压缩机管道连接的问题，克服现有的管接头成本高，安装困难，对零部件精度要求高，不能吸收热膨胀及振动等不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种可游动的柔性管接头，其特征是，包括

依次套在管件一端上的活法兰、弹簧圈、垫片和O型圈，

一置于压缩机机头连接孔内的波纹弹簧，

所述管件的一端置于所述压缩机机头连接孔内，将所述波纹弹簧夹持，并由固定于所述压缩机机头上的所述活法兰和弹簧圈限制所述管件沿轴向可以移动而不脱离；

所述活法兰与管件之间可沿轴向在一定的设计范围内相对游动而不脱离。

所述管件的外壁上设置有周向的槽，所述弹簧圈一部分卡入所述槽内，外露的另一部分和活法兰一起可限制所述管件使管件可沿轴向可以在一定的设计范围内相对游动而不脱离。

所述弹簧圈由所述活法兰包围在活法兰与所述管件形成的空间中。

所述活法兰通过连接件固定于所述压缩机机头上。

所述活法兰与所述压缩机机头连接孔端部夹持所述垫片，并通过连接件使所述活法兰固定于所述压缩机机头上。

所述压缩机机头连接孔端部设置有倒角，并与所述垫片、管件外壁形成一可容纳所述O型圈的三角空间，

所述垫片为刚性垫片。

所述连接件为螺栓。

所述活法兰为腰形、三角形或圆形法兰。

本发明所达到的有益效果：

本发明的柔性管接头简化了管接头结构，容易安装；可吸收管道振动，可补偿因管道尺寸公差、热胀冷缩所需的间隙，使得相关零部件的公差尺寸可以适当放宽，易于制造：降低了故障率、安全可靠。本发明的柔性管接头中采用的零件，都为标准件或可用普通车床加工的零件，对加工精度要求不高，成本低，密封效果及吸收累积公差、热膨胀及振动的效果明显高于传统的固定法兰等连接方式，特别适用于角度式活塞压缩机级间冷却器或缓冲罐等的连接。

附图说明

图1是现有技术中固定法兰连接方式示意图；

图2是现有技术中卡箍加密封套连接方式示意图；

图3是本发明的部件展开图；

图4是本发明的剖面图；

图中，1. 管件（连接管道），2.压缩机机头，21.连接孔口倒角，3. 弹簧圈，4. 活法兰，5. 连接螺栓，6. 波纹弹簧，7. O型圈，8. 垫片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图3和图4所示，本发明的可游动的柔性管接头包括依次套在管件1一端上的活法兰4、弹簧圈3、刚性垫片8、O型圈7和一置于压缩机机头2连接孔内的波纹弹簧6，活法兰4通过螺栓5固定于压缩机机头2上，并由管件1与压缩机机头2将波纹弹簧6夹持。

管件1与压缩机机头2连接的一端的外壁上设置有周向的半圆形槽，弹簧圈3可卡入管件1的半圆形槽内，外露于管壁的一部分可限制管件1一端不脱离活法兰4，使活法兰4与管件1之间可沿轴向相对游动而不脱离，并且弹簧圈3由活法兰4包围在活法兰4与管件1形成的空间中。压缩机机头2与管件1连接的一端连接孔口设置有倒角21形成的三角空间。

活法兰4通过螺栓5固定于压缩机机头2上时，同时将刚性垫片8夹持压紧在压缩机机头2上，并且由刚性垫片8将O形圈7挤压在压缩机机头2连接孔口倒角21形成的三角空间内，实现管件1的径向圆周密封，本发明的柔性管接头结构简单，安装特别容易。

由O形圈7在径向圆周密封管件1，克服了传统的法兰连接方式中，垫片平面密封因接触面大或因连接管件过定位而易造成的密封失效。

活法兰4与管件1之间可沿轴向相对游动一定的范围，但管件1上所卡的弹簧圈3受活法兰4限制阻挡，活法兰4与管件1之间不会脱离。因活法兰4固定于压缩机机头2上，因此，压缩机机头2与管件1之间可沿轴向相对游动一定的范围。这样可以很好的克服因累积公差而造成的零部件安装难度，对部分相关零部件的公差可适当放宽而降低制造成本。另外，可以很好的吸收热膨胀以及振动，降低故障率。

波纹弹簧6放入压缩机机头2连接孔内，非常容易地解决了管件1在不承受压力时可能出现的松动问题。

采用刚性垫片8将O形圈7压紧在压缩机机头2连接孔口倒角21及管件1之间的三角形内，实现连接管的径向圆周密封。

采用的弹簧圈3和活法兰4及螺栓5来连接管件1在压缩机机头上，使管件1能沿轴向游动一定的范围，但管件1上所卡的弹簧圈3受活法兰4限制，因此管件1不会自由脱离。当管件1内承受压力，管件1在气体压力的作用下，向外游动到止点时，腰形法兰4和弹簧圈3会将管件1卡住；当零部件有热膨胀或有累积公差时，管件1可自由地在轴向游动来找到合适的位置，吸收热膨胀和公差。此外，因管件1不完全是固定链接，压缩机体的振动不会传到管件1及下游。

采用放置在压缩机机头2连接孔口内的波形弹簧6，目的是非常容易地解决了管件1在不承受压力时可能出现的松动问题。

柔性管接头安装的步骤：首先将活法兰4套在管件1上；接着将弹簧圈3卡入管件1的半圆形槽内；然后将刚性垫片8和O型圈套7套在管件1上；再将波形弹簧6放入压缩机机头2连接孔口内；最后用螺栓5将活法兰4固定在压缩机机头2上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种可游动的柔性管接头，其特征是，包括

依次套在管件一端上的活法兰、弹簧圈、垫片和O型圈，

一置于压缩机机头连接孔内的波纹弹簧，

所述管件的一端置于所述压缩机机头连接孔内，将所述波纹弹簧夹持，并由固定于所述压缩机机头上的所述活法兰和弹簧圈限制所述管件沿轴向移动而不脱离。

2.根据权利要求1所述的可游动的柔性管接头，其特征是，所述管件的外壁上设置有周向的槽，所述弹簧圈一部分卡入所述槽内，外露的另一部分和活法兰一起可限制所述管件使管件可沿轴向相对游动而不脱离；

3.根据权利要求1所述的可游动的柔性管接头，其特征是，所述活法兰通过连接件固定于所述压缩机机头上。

4.根据权利要求1所述的可游动的柔性管接头，其特征是，所述活法兰与所述压缩机机头连接孔端部夹持所述垫片，并通过连接件使所述活法兰固定于所述压缩机机头上。

5.根据权利要求4所述的可游动的柔性管接头，其特征是，所述压缩机机头连接孔端部设置有倒角，并与所述垫片、管件外壁形成一可容纳所述O型圈的三角空间。

6.根据权利要求1所述的可游动的柔性管接头，其特征是，所述垫片为刚性垫片。

7.根据权利要求3或4所述的可游动的柔性管接头，其特征是，所述连接件为螺栓。

8.根据权利要求3所述的可游动的柔性管接头，其特征是，所述活法兰为腰形、三角形或圆形法兰。