CN105065820A - 一种消除管道接口三向振动的连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种消除管道接口三向振动的连接装置，主要包括管道A、管道B、密封套筒、三向消振器、密封圈和连接管。其特点是三向消振器补偿错位位移。本发明通过回油孔快速排出密封圈处的多余流体及保证密封圈受力均衡；通过三向消振器实现轴向、径向消振和消除轴向、径向位移，保证管接口密封，隔断振动传递，保护被连接管；通过通气孔消除径向缓冲块和轴向缓冲块的运动阻力；通过挡块限定轴向缓冲块和径向缓冲块的行程并防止其完全进入或移出三向消振器外壳。

Description

一种消除管道接口三向振动的连接装置

技术领域

本发明涉及一种消除管道接口三向振动的连接装置，尤其涉及一种通过回油孔快速排出密封圈处的多余流体及保证密封圈受力均衡；通过三向消振器实现轴向、径向消振和消除轴向、径向位移，保证管接口密封，隔断振动传递，保护被连接管；通过通气孔消除径向缓冲块和轴向缓冲块的运动阻力；通过挡块限定轴向缓冲块和径向缓冲块的行程并防止其完全进入或移出三向消振器外壳，属于管道连接装置的技术研发领域。

背景技术

流体运输管道在工作时易受到振动载荷的作用，振动载荷使管道发生位移变动，以致使两连接管道在接口处易发生相对位移，引起连接错位，这不仅会损坏连接处的管段，而且会引起接口处密封失效，从而造成流体泄漏，甚至引起重大安全事故。上述问题的主要原因是目前的管道连接技术采用刚性连接，刚性连接易使振动载荷在管道接口间传递，并引起接口处两管道的位移错位。

因此，针对现有管道因刚性连接所引起的振动载荷易传递、接口位移错位等问题，应从管道连接方式及结构上进行综合考虑，设计出能消振的一种管道接口连接装置。

发明内容

本发明针对现有管道因刚性连接所引起的振动载荷易传递、接口位移错位等问题，提供了一种可有效解决上述问题的一种消除管道接口三向振动的连接装置。

本发明的一种消除管道接口三向振动的连接装置采用以下技术方案：

一种消除管道接口三向振动的连接装置，主要包括管道A、管道B、密封套筒、三向消振器、密封圈和连接管，密封套筒安装在管道A和管道B上，三向消振器安装在密封套筒上，三向消振器的一端与连接管连接，另一端与密封圈连接；所述管道A和管道B的接口凸起端口处开有回油孔，回油孔为4个且周向均布，管道A和管道B靠近接口的管段开有长凹槽，长凹槽用于安装密封套筒；所述密封套筒为长套筒结构，并采用粘弹性高阻尼橡胶材料制成；所述密封圈为中部凸起的结构，其凸起部分抵在回油孔上；所述连接管的两端设有内螺纹，用于同径向缓冲块的外螺纹连接；所述三向消振器由三向消振器外壳、支撑板、固定块、轴向弹簧、轴向缓冲块、径向弹簧和径向缓冲块组成，支撑板固定在密封套筒上，固定块固定在支撑板上，固定块的轴向处通过轴向弹簧安装有轴向缓冲块，固定块的径向处通过径向弹簧安装有径向缓冲块，轴向弹簧和径向弹簧在安装时留有预压缩量，预压缩的轴向弹簧将轴向缓冲块紧压在密封圈上，径向缓冲板上开有通气孔，径向缓冲板的外端面上设有外螺纹，径向缓冲板通过预压缩的径向弹簧和螺纹与连接管连接，轴向缓冲块和径向缓冲块的两端设有挡块。

所述三向消振器中的轴向缓冲块和径向缓冲块分别为4个且周向均布；三向消振器内的轴向弹簧和径向弹簧型号根据具体工况来选择；工况复杂时，需在三向消振器内的同时安装弹簧和阻尼器。

本发明在管道A和管道B的接口凸起端口处开有回油孔，通过这种设计可实现以下功能：一是方便密封圈处的流体快速排出，即当管道A或管道B发生轴向移动时，管道内的部分流体可能会进入到密封圈和管道接口凸起间区域，如没有回油孔，这部分流体在轴向缓冲块作用下，只能由管道接口凸起上端流出，但这在管内高压流体的作用下极难排出，而当增加回油孔时，可将这部分流体在轴向弹簧和轴向缓冲块的作用下推动密封圈使其方便排出；二是使密封圈受力均衡，即通过回油孔可使高压流体作用在密封圈下端，从而使密封圈上、下端受力均衡，防止密封圈因单向受力引起局部弯曲而造成密封失效、流体泄漏。

本发明在三向消振器内安装有轴向弹簧和轴向缓冲块，通过这种设计实现轴向消振、消除轴向位移，即当管道A发生轴向振动时，管道A在轴向发生位移摆动，这时预压缩的轴向弹簧将通过轴向缓冲块使密封圈紧紧压在管道A接口凸起处，从而保持此处的密封。具体为当管道A远离密封圈时，预压缩的轴向弹簧在其弹力的作用下将伸长，带动轴向缓冲块向管道A运动方向移动，并压迫密封圈促使其保持与管道A接口凸起处密封接触；而当管道A向密封圈位置方向运动时，预压缩的轴向弹簧将再次受到压缩，但在弹力的作用下，密封圈和管道A接口凸起处仍保持密封接触。综上所述，无论管道A发生何种类型的轴向运动，其运动所产生的动能都可通过轴向弹簧和轴向缓冲块来消除，隔断其向连接管和管道B传递，即既保证了接口处的密封，又保护了连接管和管道B不受轴向振动的影响。

本发明在三向消振器内安装有径向弹簧和径向缓冲块，通过这种设计实现径向消振、消除径向位移，径向弹簧和径向缓冲块的工作原理同轴向弹簧和轴向缓冲块相同，即当管道A发生径向振动位移时，预压缩的径向弹簧将带动径向缓冲块实现连接管与管道A间的位移差补偿。如当管道A向下运动时，管道A与上端处的连接管的距离将增大，此时上端预压缩的径向弹簧将伸长，通过上端的径向缓冲块的向上运动来补偿其距离差；而管道A与下端处的连接管的距离将减小，此时下端预压缩的径向弹簧将再次压缩，通过下端的径向缓冲块向下运动来补偿其距离差。即无论管道A发生何种类型的径向运动，其所产生的动能同样可通过径向弹簧和径向缓冲块来消除，并隔断其向连接管和管道B传递，即既保证了接口处的密封，又保护了连接管和管道B不受径向振动的影响。

本发明在径向缓冲块上开有通气孔，通过这种设计实现三向消振器内气体的流通，消除径向缓冲块和轴向缓冲块的运动阻力，即当径向缓冲块和轴向缓冲块向内运动时，消除三向消振器内的气体因受压缩作用而阻止其运动；以及当径向缓冲块和轴向缓冲块向外运动时，消除三向消振器内气体因产生局部背压而对其产生吸力并阻碍其运动。

本发明在轴向缓冲块和径向缓冲块的两端设有挡块，通过这种设计实现限定轴向缓冲块和径向缓冲块的行程，防止轴向缓冲块和径向缓冲块分别在轴向弹簧和径向弹簧的作用下完全进入或移出三向消振器外壳，保证三向消振器正常工作。

本发明的有益效果是：通过管道接口处的回油孔快速排出密封圈处的多余流体及保证密封圈受力均衡；通过三向消振器实现轴向、径向消振和消除轴向、径向位移，保证管接口密封，隔断振动传递，保护被连接管；通过径向缓冲块上的通气孔消除径向缓冲块和轴向缓冲块的运动阻力；通过轴向缓冲块和径向缓冲块两端的挡块，限定其行程并防止其完全进入或移出三向消振器外壳。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明三向消振器的局部结构放大示意图。

图3是本发明三向消振器的布置示意图。

其中：1、管道A，2、密封套筒，3、三向消振器，4、连接管，5、密封圈，6、管道B，7、回油孔，8、水平缓冲块，9、水平弹簧，10、支撑板，11、固定块，12、三向消振器外壳，13、竖直弹簧，14、挡块，15、通气孔，16、竖直缓冲块。

具体实施方式

实施例：

如图1、图2所示，本发明的一种消除管道接口三向振动的连接装置，主要包括管道A1、管道B6、密封套筒2、三向消振器3、密封圈5和连接管4，密封套筒2安装在管道A1和管道B6上，三向消振器3安装在密封套筒2上，三向消振器3的一端与连接管4连接，另一端与密封圈5连接；管道A1和管道B6的接口凸起端口处开有回油孔7，回油孔7为4个且周向均布，管道A1和管道B6靠近接口的管段开有长凹槽，长凹槽用于安装密封套筒2；密封套筒2为长套筒结构，并采用粘弹性高阻尼橡胶材料制成；密封圈5为中部凸起的结构，其凸起部分抵在回油孔7上；连接管4的两端设有内螺纹，用于同径向缓冲块16的外螺纹连接。

在管道A1和管道B6的接口凸起端口处开有回油孔7，在工作时，这种设计可实现以下功能：一是方便密封圈5处的流体快速排出，即当管道A1或管道B6发生轴向移动时，管道内的部分流体可能会进入到密封圈5和管道接口凸起间区域，如没有回油孔7，这部分流体在轴向缓冲块8作用下，只能由管道接口凸起上端流出，但这在管内高压流体的作用下极难排出，而当增加回油孔7时，可将这部分流体在轴向弹簧9和轴向缓冲块8的作用下推动密封圈5使其方便排出；二是使密封圈5受力均衡，即通过回油孔7可使高压流体作用在密封圈5下端，从而使密封圈5上、下端受力均衡，防止密封圈5因单向受力引起局部弯曲而造成密封失效、流体泄漏。

如图2、图3所示，本发明的三向消振器3由三向消振器外壳12、支撑板10、固定块11、轴向弹簧9、轴向缓冲块8、径向弹簧13和径向缓冲块16组成，支撑板10固定在密封套筒2上，固定块11固定在支撑板10上，固定块11的轴向处通过轴向弹簧9安装有轴向缓冲块8，固定块11的径向处通过径向弹簧13安装有径向缓冲块16，轴向弹簧9和径向弹簧13在安装时留有预压缩量，预压缩的轴向弹簧9将轴向缓冲块8紧压在密封圈5上，径向缓冲板16的外端面上设有外螺纹，径向缓冲板16通过预压缩的径向弹簧13和螺纹与连接管4连接，三向消振器3中的轴向缓冲块8和径向缓冲块16分别为4个且周向均布。

在三向消振器3内安装有轴向弹簧9和轴向缓冲块8，在工作时，这种设计实现轴向消振、消除轴向位移，即当管道A1发生轴向振动时，管道A1在轴向发生位移摆动，这时预压缩的轴向弹簧9将通过轴向缓冲块8使密封圈5紧紧压在管道A1接口凸起处，从而保持此处的密封。具体为当管道A1远离密封圈5时，预压缩的轴向弹簧9在其弹力的作用下将伸长，带动轴向缓冲块8向管道A1运动方向移动，并压迫密封圈5促使其保持与管道A1接口凸起处密封接触；而当管道A1向密封圈5位置方向运动时，预压缩的轴向弹簧9将再次受到压缩，但在弹力的作用下，密封圈5和管道A1接口凸起处仍保持密封接触。综上所述，无论管道A1发生何种类型的轴向运动，其运动所产生的动能都可通过轴向弹簧9和轴向缓冲块8来消除，隔断其向连接管4和管道B6传递，即既保证了接口处的密封，又保护了连接管4和管道B6不受轴向振动的影响。

在三向消振器3内安装有径向弹簧13和径向缓冲块16，在工作时，这种设计实现径向消振、消除径向位移，径向弹簧13和径向缓冲块16的工作原理同轴向弹簧9和轴向缓冲块8相同，即当管道A1发生径向振动位移时，预压缩的径向弹簧13将带动径向缓冲块16实现连接管4与管道A1间的位移差补偿。如当管道A1向下运动时，管道A1与上端处的连接管4的距离将增大，此时上端预压缩的径向弹簧13将伸长，通过上端的径向缓冲块16的向上运动来补偿其距离差；而管道A1与下端处的连接管4的距离将减小，此时下端预压缩的径向弹簧13将再次压缩，通过下端的径向缓冲块16向下运动来补偿其距离差。即无论管道A1发生何种类型的径向运动，其所产生的动能同样可通过径向弹簧13和径向缓冲块16来消除，并隔断其向连接管4和管道B6传递，即既保证了接口处的密封，又保护了连接管4和管道B6不受径向振动的影响。

在径向缓冲块上16开有通气孔15，工作时，这种设计实现三向消振器3内气体的流通，消除径向缓冲块16和轴向缓冲块8的运动阻力，即当径向缓冲块16和轴向缓冲块8向内运动时，消除三向消振器3内的气体因受压缩作用而阻止其运动；以及当径向缓冲块16和轴向缓冲块8向外运动时，消除三向消振器3内气体因产生局部背压而对其产生吸力并阻碍其运动。

在轴向缓冲块8和径向缓冲块16的两端设有挡块14，工作时，这种设计实现限定轴向缓冲块8和径向缓冲块16的行程，防止轴向缓冲块8和径向缓冲块16分别在轴向弹簧9和径向弹簧13的作用下完全进入或移出三向消振器外壳12，保证三向消振器3正常工作。

Claims (2)

1.一种消除管道接口三向振动的连接装置，主要包括管道A、管道B、密封套筒、三向消振器、密封圈和连接管，密封套筒安装在管道A和管道B上，三向消振器安装在密封套筒上，三向消振器的一端与连接管连接，另一端与密封圈连接，其特征在于：所述管道A和管道B的接口凸起端口处开有回油孔，回油孔为4个且周向均布，管道A和管道B靠近接口的管段开有长凹槽，长凹槽用于安装密封套筒；所述密封套筒为长套筒结构，并采用粘弹性高阻尼橡胶材料制成；所述密封圈为中部凸起的结构，其凸起部分抵在回油孔上；所述连接管的两端设有内螺纹，用于同径向缓冲块的外螺纹连接；所述三向消振器由三向消振器外壳、支撑板、固定块、轴向弹簧、轴向缓冲块、径向弹簧和径向缓冲块组成，支撑板固定在密封套筒上，固定块固定在支撑板上，固定块的轴向处通过轴向弹簧安装有轴向缓冲块，固定块的径向处通过径向弹簧安装有径向缓冲块，轴向弹簧和径向弹簧在安装时留有预压缩量，预压缩的轴向弹簧将轴向缓冲块紧压在密封圈上，径向缓冲板上开有通气孔，径向缓冲板的外端面上设有外螺纹，径向缓冲板通过预压缩的径向弹簧和螺纹与连接管连接，轴向缓冲块和径向缓冲块的两端设有挡块。

2.如权利要求1所述的一种消除管道接口三向振动的连接装置，其特征在于：所述三向消振器中的轴向缓冲块和径向缓冲块分别为4个且周向均布；三向消振器内的轴向弹簧和径向弹簧型号根据具体工况来选择；工况复杂时，需在三向消振器内的同时安装弹簧和阻尼器。