CN102918313B - 用于与管道封闭系统使用的法兰式接头 - Google Patents

Abstract

一种用于与封套内的金属管道使用的接头，该接头包括：转接件，该转接件具有管状构件，该管状构件限定用于流体流动的具有纵向轴线的纵向通道；用于容纳管道的本体，该本体与转接件相对地定位并与纵向轴线对齐；定位在转接件与本体之间的密封构件；定位在密封构件外部的保持件，该保持件容纳转接件且容纳本体；位于转接件附近的第一法兰和位于本体附近的第二法兰；以及紧固件，其用于将第一法兰和第二法兰拉向彼此。

Description

用于与管道封闭系统使用的法兰式接头

技术领域

本发明主要涉及一种管路系统，更具体地，涉及一种用于与管道封闭系统使用的接头。

背景技术

目前，柔性管路，如波纹状不锈钢管道，用于许多需要初级及次级封闭的应用。各种管道工程以及地方和联邦机械法规和规范要求柔性管路的特定类型的安装受到次级封闭系统保护。现有技术中，管道封闭系统用于容纳流体(若管道中为流体)。在美国专利7,004,510中公开了一种现有的管道封闭系统，该专利的全部内容通过引用并入本文。在美国专利申请12/207,626中公开了一种用于与管道封闭系统使用的螺纹接头，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。

发明内容

本发明的实施方式包括用于与封套内的金属管道使用的接头，该接头包括：转接件，该转接件具有管状构件，该管状构件限定用于流体流动的具有纵向轴线的纵向通道；用于容纳管道的本体，该本体与转接件相对地定位并与纵向轴线对齐；定位在转接件与本体之间的密封构件；定位在密封构件外部的保持件，该保持件容纳转接件并且容纳本体；位于转接件附近的第一法兰及位于本体附近的第二法兰；以及紧固件，其用于将第一法兰和第二法兰拉向彼此。

附图说明

图1是用于在附接于管道的管道封闭系统中使用的示例性法兰式接头的截面图。

图2是图1的转接件的截面图。

图3是图1的本体的截面图。

图4是图1的套圈的放大的截面图。

图5是在替代的实施方式中的接头的截面图。

图6是图5的一部分的放大的截面图。

具体实施方式

图1为连接于管道封闭系统的示例性法兰式接头的截面图。该接头包括转接件100及本体200。转接件100包括允许流体(气体、液体等)流动的纵向贯穿通道106。如在美国专利5,799,989、6,079,749及6,428,052中所述，转接件100与密封构件300相互作用，以压缩位于转接件100与密封构件300之间的波纹状管道，从而形成流体密封。密封构件300可由开口环形垫圈、夹头或其它构件形成。保持件400用来在使用期间将密封构件300保持在位以及将本体引导至适当的位置。套圈500与波纹状管道700的封套702接合，以将该封套702机械地固定于本体200。如在下面进一步详述，套圈500也对本体200产生流体密封。

图2为图1的转接件100的截面图。转接件100包括管状构件102，管状构件102限定沿纵向轴线104的贯穿通道106。肩部108延伸离开管状构件102，且大致垂直于纵向轴线104。当如本文所述地组装接头时，法兰600接触肩部108。引导面110从肩部108逐渐变细，且具有相对于接头的纵向轴线104的倾斜角。在示例性实施方式中，引导面110的角度匹配于保持件400上的入口面402的角度。转接件100包括O型圈沟槽112，O型圈沟槽112用于容纳对保持件400的内部密封的O型圈。转接件100包括转接件密封表面114，转接件密封表面114接触暴露的波纹状管道700且压缩位于转接件密封表面114与密封构件300上的密封面302之间的金属管道700。在示例性实施方式中，转接件密封表面114的角度匹配于密封构件300上的密封面的角度。

图3为图1的本体200的截面图。本体200包括在靠近转接件100的第一本体端部处形成于本体的外表面上的O型圈沟槽204。可以在O型圈沟槽204中定位O型圈，以提供本体200与保持件400之间增强的密封。本体200还包括在具有流体的情况下提供流体排放的特征。本体200包括延伸穿过本体200的外壁的排放口206。排放口206提供从管道700泄漏的流体的出口(图1)。为了监测泄漏的流体，可将传感器(未图示)布置成与排放口206流体连通。

套圈500定位在本体200的后端上且接合管道700的封套702(图1)。套圈500容纳在本体200的后部上的截头圆锥形环形凹部208中，管道700从所述后部进入接头中。凹部208具有相对于接头的纵向轴线104成角度“a”的凹部面。在示例性实施方式中，角度“a”等于30度。

图4为图1的套圈500的放大的截面图。套圈500具有双锥形面502，双锥形面502具有第一段504与第二段506。第一段504具有陡的角度(例如45度)以限定锐利的边缘510。当如在此处更详细描述地组装接头时，迫使该边缘510进入管道封套702中。第二段506具有较浅的角度“b”(例如20度)。通过使角度“b”小于(凹部208上的)角度“a”，迫使套圈500的边缘510朝向本体的中心线进入封套702中。边缘510接合封套702且提供本体200与封套702之间的机械连接。这提供了与封套702的流体密封的机械附接，以控制软管组件在压力下的轴向伸展。另外，将套圈500压缩到截头圆锥形环形凹部208中还提供了流体密封的金属与金属密封。封套702可以类似于在序列号为12/207,626的美国专利申请中所述。

在将接头组装至管道700时，管道700穿过法兰650、套圈500以及本体200被送入。管道700的远端将封套702移除以暴露出波纹状管道700的至少一个波谷。波纹状管道700的外表面具有波状的峰和谷。一个或多个密封构件300布置在纹状管道700的暴露的谷中。将管道700穿过本体200往回拉直到密封构件300接触肩部220。

保持件400在密封构件300上滑动。将转接件100插入保持件400中，由与入口面402共同作用的引导面110引导。法兰600绕管状构件102定位。紧固件(例如螺栓)800穿过法兰600中的开口602且接合法兰650中的螺纹652。在示例性实施方式中，使用4个螺栓。

当拧紧螺栓800时，转接件密封表面114接触暴露的波纹状管道700，且压缩位于转接件密封表面114与密封构件300上的密封面302之间的金属管道700。在将法兰600与法兰650拉向彼此时，转接件密封表面114与密封面302之间的金属管道700的压缩将金属管道700折叠，以形成转接件密封表面114与密封面302之间的两层金属。这限定了转接件100与管道700之间的金属与金属密封。

此外，当拧紧螺栓800时，迫使套圈500进入本体200的截头圆锥形环形凹部208中。因为凹部208的角度“a”大于锥形面502的第二段506的角度“b”，所以迫使套圈500进入封套702中。套圈500的边缘510接合封套702，以提供可靠的、不透流体的机械连接。将套圈500压缩到凹部208中形成了套圈500与本体200之间的不透流体的密封。

图5为一个替代的实施方式中的接头900的截面图。接头900的许多元件类似于接头100的那些元件，且具有相同的附图标记。接头900的不同之处在于转接件密封表面902与转接件密封表面114不同。图6为示出转接件密封表面902的放大图。转接件密封表面902具有与密封面302相同的相对于纵向轴线104的角度。

如在图6中所示，转接件密封表面包括使转接件密封表面902的表面面积小于密封面302的表面面积的切割部904。切割部904包括大致平行纵向轴线104的第一壁906。第二壁908大致垂直于纵向轴线104。在使用时，将螺栓800拧紧，迫使转接件100进入本体200中。这压缩了位于转接件密封表面902与密封面302之间的金属管道700，如在图6中所示。当金属管道的峰被压缩时，密封面902与第一壁906之间的边缘对管道700施加力，从而在管道700中形成环形卷曲部710。此卷曲部用作线性密封且适应管道700中由于焊缝、机械公差等造成的瑕疵。

该管道封闭系统可用于多种应用，包括直接地下埋设、地面上室外用途、安全用高压室内用途、以及其它用于石化管线的次级封闭和感测系统。

虽然已图示并描述了优选实施方式，但在不偏离本发明的精神及范围的情况下，可进行各种修改及替换。因而应理解的是，本发明是以例示而非限制的方式来描述的。

Claims (11)

1.一种用于与封套内的金属管道使用的接头，所述接头包括：

转接件，所述转接件具有管状构件，所述管状构件限定用于流体流动的具有纵向轴线的纵向通道，所述转接件包括引导面，所述引导面具有相对于所述纵向轴线的倾斜角度；

用于容纳所述管道的本体，所述本体与所述转接件相对地定位并与所述纵向轴线对齐；

定位在所述转接件与所述本体之间的密封构件；

定位在所述密封构件外部的保持件，所述保持件容纳所述转接件且容纳所述本体，所述保持件包括入口面，所述入口面具有相对于所述纵向轴线的倾斜角度，所述引导面的倾斜角度匹配于所述保持件的入口面的倾斜角度，用于引导所述转接件插入所述保持件中；

位于所述转接件附近的第一法兰和位于所述本体附近的第二法兰；以及

紧固件，所述紧固件用于将所述第一法兰和所述第二法兰拉向彼此，

其特征在于，

所述转接件包括转接件密封表面，所述密封构件包括密封面；并且

所述转接件密封表面具有相对于所述纵向轴线的倾斜角，并且所述密封构件的密封面具有相对于所述纵向轴线的相同的倾斜角，所述转接件密封表面和所述密封构件的密封面共同作用，以压缩位于所述转接件密封表面与所述密封构件的密封面之间的管道，以将所述管道折叠，形成所述转接件密封表面与所述密封构件的密封面之间的两层金属，从而限定所述转接件与所述管道之间的金属与金属密封。

2.如权利要求1所述的接头，其中：

所述转接件包括从所述管状构件延伸的肩部，所述第一法兰接合所述肩部。

3.如权利要求1所述的接头，其中：

所述转接件包括形成在所述转接件的外表面上的O型圈沟槽，所述O型圈沟槽用于容纳对所述保持件密封的O型圈。

4.如权利要求1所述的接头，其中：

所述转接件密封表面包括切割部，所述切割部具有在边缘处连接所述转接件密封表面的第一壁，所述边缘用于压褶所述管道。

5.如权利要求1所述的接头，其中：

所述本体包括形成在所述本体的外表面上的O型圈沟槽，所述O型圈沟槽用于容纳对所述保持件密封的O型圈。

6.如权利要求1所述的接头，还包括穿过所述本体的外壁形成的排放口。

7.如权利要求1所述的接头，还包括位于第二本体端的套圈，所述套圈用于接合所述管道的所述封套，以将所述接头机械地连接于所述封套，所述套圈提供所述套圈与所述封套之间的不透流体的密封以及所述套圈与所述本体之间的不透流体的密封。

8.如权利要求7所述的接头，其中：

所述本体包括位于第二本体端的远端部分上的截头圆锥形环形凹部，所述套圈定位在所述截头圆锥形凹部中。

9.如权利要求8所述的接头，其中：

所述截头圆锥形环形凹部具有凹部面，所述凹部面具有相对于纵向轴线的第一角度；

所述套圈具有锥形面，所述锥形面的一部分具有相对于纵向轴线的第二角度，所述第二角度小于所述第一角度。

10.如权利要求1所述的接头，其中：

所述金属管道为波纹状不锈钢管道。

11.一种联接于封套内的金属管道的接头，所述接头包括：

转接件，所述转接件具有管状构件，所述管状构件限定用于流体流动的具有纵向轴线的纵向通道；

用于容纳所述管道的本体，所述本体与所述转接件相对地定位并与所述纵向轴线对齐，穿过所述本体的外壁形成有排放口；

定位在所述转接件与所述本体之间的密封构件；

定位在所述密封构件外部的保持件，所述保持件容纳所述转接件且容纳所述本体；

位于所述转接件附近的第一法兰和位于所述本体附近的第二法兰；

位于第二本体端的套圈，所述套圈用于接合所述管道的所述封套，以将所述接头机械地连接于所述封套，所述套圈提供所述套圈与所述本体之间的不透流体的密封；以及

紧固件，所述紧固件用于将所述第一法兰和所述第二法兰拉向彼此；

其中，所述转接件包括从所述管状构件延伸的肩部，所述第一法兰接合所述肩部；

其中，所述转接件包括引导面，所述引导面具有相对于所述纵向轴线的倾斜角度，所述保持件包括入口面，所述入口面具有相对于所述纵向轴线的倾斜角度，所述引导面的倾斜角度匹配于所述保持件的入口面的倾斜角度，用于引导所述转接件插入所述保持件中；

其中，所述转接件包括形成在所述转接件的外表面上的O型圈沟槽，所述O型圈沟槽用于容纳对所述保持件密封的O型圈；

其中，所述转接件包括转接件密封表面，所述密封构件包括密封面，所述转接件密封表面具有相对于所述纵向轴线的倾斜角，并且所述密封构件的密封面具有相对于所述纵向轴线的相同的倾斜角，所述转接件密封表面和所述密封构件的密封面共同作用，以压缩位于所述转接件密封表面与所述密封构件的密封面之间的管道，以将所述管道折叠，形成所述转接件密封表面与所述密封构件的密封面之间的两层金属，从而限定所述转接件与所述管道之间的金属与金属密封；

其中，所述本体包括形成在所述本体的外表面上的O型圈沟槽，所述O型圈沟槽用于容纳对所述保持件密封的O型圈；

其中，所述本体包括位于第二本体端的远端部分的截头圆锥形环形凹部，所述套圈定位在所述截头圆锥形环形凹部中，所述截头圆锥形环形凹部具有凹部面，所述凹部面具有相对于纵向轴线的第一角度，所述套圈具有锥形面，所述锥形面的一部分具有相对于纵向轴线的第二角度，所述第二角度小于所述第一角度。