CN106996491A - 一种机械自紧式流体物料输送管道连接装置 - Google Patents

一种机械自紧式流体物料输送管道连接装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及管道连接技术领域，特别指一种机械自紧式流体物料输送管道连接装置，包括第一套节、第二套节和密封圈，以及用于连接所述第一套节和第二套节的卡套，所述卡套通过连接件连接紧固，所述密封圈包括基本圈，以及环绕在所述基本圈的外圈表面且沿所述基本圈的径向设置的径向圈，所述径向圈上设有定位件；二个套节相互连接的一端的内表面处设有环形的凹槽，同时它们的端面上设有定位孔，所述基本圈位于二个套节的凹槽内，所述径向圈位于二个套节的端面之间，并且所述定位件位于所述定位孔内。本发明具有自紧效果，可以达到增强密封性能，降低螺栓预紧力，延长连接装置使用寿命的优点。

Description

一种机械自紧式流体物料输送管道连接装置
技术领域
本发明涉及管道连接技术领域，特别指一种机械自紧式流体物料输送管道连接装置。
背景技术
管道是工业生产必不可少的基础设施，而管道的连接部位对于流体物料输送的安全性具有重要作用。法兰就是机械、石油、化工、水利、电力等部门管道系统连接装置中应用最为广泛的一种管道连接件，它通常和垫片、螺栓连接共同组成一个密封系统。传统法兰密封靠螺纹连接拉紧，法兰本身会承受较大的弯矩，带压运行时管道中介质的内压将使密封线沿轴线松弛，从而降低法兰和垫片的密封性能。安装法兰，为保证其密封性能，将加大安装时螺栓的预紧力。在管道内压力增大，法兰将承受更大的弯矩，强韧性降低，导致法兰尺寸加大，特别是在高温高压等特殊流体的输送管道中，管道连接装置对于流体物料的安全输送显得尤为重要。因此，通过创新改进管道连接装置的结构，对提高高温高压等特殊流体输送管道连接装置的可靠性和使用寿命具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提出一种机械自紧式流体物料输送管道连接装置，具有自紧效果，可以达到增强密封性能，降低螺栓预紧力，延长连接装置使用寿命的优点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种机械自紧式流体物料输送管道连接装置,包括第一套节和第二套节，位于第一套节和第二套节之间的密封圈，所述第一套节和第二套节的外部设有用于连接所述第一套节和第二套节的卡套，所述卡套通过连接件连接紧固，其特征在于，所述密封圈包括基本圈，以及环绕在所述基本圈的外圈表面且沿所述基本圈的径向设置的径向圈，所述径向圈上设有定位件；所述第一套节和第二套节相互连接的一端的内表面处设有环形的凹槽，所述第一套节和第二套节相互连接的一端的端面上设有定位孔，所述基本圈位于第一套节和第二套节的凹槽内，所述径向圈位于所述第一套节和第二套节相互连接的一端的端面之间，并且所述定位件位于所述定位孔内。
根据以上方案，所述凹槽的内表面为斜面，所述基本圈的外圈表面为斜面，以使所述基本圈的外圈表面与所述环槽的内表面紧密接触。
根据以上方案，所述定位件包括位于所述径向圈的两个相对侧面的凸缘，所述凸缘分别卡入所述第一套节和第二套节端面上的定位孔内。
根据以上方案，所述凸缘沿所述径向圈的周向环绕一周设置，所述定位孔沿所述第一套节和第二套节的周向环绕一周设置。
根据以上方案，所述凸缘的截面形状为梯形，所述定位孔的截面形状为梯形。
根据以上方案，所述凸缘的径向尺寸小于所述定位孔的径向尺寸。
根据以上方案，所述密封圈由金属材料制作而成。
根据以上方案，所述卡套的内表面设有卡孔，所述第一套节和第二套节的连接端均设有法兰，所述卡孔套设在所述第一套节和第二套节的法兰上。
本发明通过将密封圈设计成轴向的基本圈和法向的径向圈相组合的结构，使密封圈具有截面为T形的形式，安装到二个套节之间后，基本圈可以镶嵌到二个套节之间的凹槽内，使基本圈将二个套节之间的连接间隙封闭起来，同时径向圈位于二个套节的连接端面之间，径向圈采用定位件与二个套节上的定位孔配合定位。通过该结构连接管道后，管道内液体的压力压向基本圈，使基本圈向凹槽中内陷，这样基本圈与二个套节之间连接更紧密，达到自紧效果，提升二个套节之间的密封性能；此外，径向圈被二个套节夹持在中间，可以进一步地提升二个套节之间的连接密封性，而且通过定位件与定位孔的配合，使密封圈始终保持初始安装的配合位置，避免密封圈变形发生位置偏移而影响密封性。本发明特别设计的密封连接结构，具有密封性强，操作方便，不易损坏，使用寿命长的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的部分结构剖示图。
图中：1、第一套节；2、第二套节；3、密封圈；4、卡套；5、连接件；6、基本圈；7、径向圈；8、定位件；9、凹槽；10、定位孔；11、卡孔；12、法兰。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1和图2所示，本发明所述的一种机械自紧式流体物料输送管道连接装置，包括第一套节1和第二套节2，位于第一套节1和第二套节2之间的密封圈3，所述第一套节1和第二套节2的外部设有用于连接所述第一套节1和第二套节2的卡套4，所述卡套4通过连接件5连接紧固，所述密封圈3包括基本圈6，以及环绕在所述基本圈6的外圈表面且沿所述基本圈6的径向设置的径向圈7，所述径向圈7上设有定位件8；所述第一套节1和第二套节2相互连接的一端的内表面处设有环形的凹槽9，所述第一套节1和第二套节2相互连接的一端的端面上设有定位孔10，所述基本圈6位于第一套节1和第二套节2的凹槽9内，所述径向圈7位于所述第一套节1和第二套节2相互连接的一端的端面之间，并且所述定位件8位于所述定位孔10内。本发明通过将密封圈3设计成轴向的基本圈6和法向的径向圈7相组合的结构，使密封圈3具有截面为T形的形式，安装到二个套节之间后，基本圈6可以镶嵌到二个套节之间的凹槽9内，使基本圈6将二个套节之间的连接间隙封闭起来，同时径向圈7位于二个套节的连接端面之间，径向圈7采用定位件8与二个套节上的定位孔10配合定位。通过该结构连接管道后，管道内液体的压力压向基本圈6，使基本圈6向凹槽9中内陷，这样基本圈6与二个套节之间连接更紧密，达到自紧效果，提升二个套节之间的密封性能；此外，径向圈7被二个套节夹持在中间，可以进一步地提升二个套节之间的连接密封性，而且通过定位件8与定位孔10的配合，使密封圈3始终保持初始安装的配合位置，避免密封圈3变形发生位置偏移而影响密封性。本发明特别设计的密封连接结构，具有密封性强，操作方便，不易损坏，使用寿命长的优点。
如图2所示，所述凹槽9的内表面为斜面，所述基本圈6的外圈表面为斜面，以使所述基本圈6的外圈表面与所述环槽的内表面紧密接触，在内部流体的压力下，基本圈6上的斜面与凹槽9上的斜面配合，使基本圈6向凹槽9内部陷入，使二者更紧密地接触。
如图2所示，所述定位件8包括位于所述径向圈7的两个相对侧面的凸缘，所述凸缘分别卡入所述第一套节1和第二套节2端面上的定位孔10内。所述凸缘沿所述径向圈7的周向环绕一周设置，所述定位孔10沿所述第一套节1和第二套节2的周向环绕一周设置。所述凸缘的截面形状为梯形，所述定位孔10的截面形状为梯形。所述凸缘的径向尺寸小于所述定位孔10的径向尺寸。以上优选的设计，进一步地使得定位件8与定位孔10的配合，使径向圈7不会被挤压偏移，具有双重密封和定位作用。同时，还可以限制基本圈6上的斜面变形，避免由于螺栓预紧力管道流体压力过大导致套节和密封圈3的过度接触膨胀，密封圈3肩部的斜面不易发生塑性变形，提高密封圈3的可靠性，增加连接装置的安装拆卸的使用次数。
优选地，所述密封圈3由金属材料制作而成。
如图1所示，此外，所述卡套4的内表面设有卡孔11，所述第一套节1和第二套节2的连接端均设有法兰12，所述卡孔11套设在所述第一套节1和第二套节2的法兰12上。使得二个套节的连接操作变得更加方便，并且定位简单，同时在施加连接卡套4的螺栓的预紧力时，第一套节1与第二套节2之间的径向圈7可以承受一部分预紧力，减小基本圈6的斜面的变形，提高密封圈3的可靠性并延长连接装置的使用寿命。
在进行管道连接时，首先将第一套节1和第二套节2分别连接上管道，然后将第一套节1和第二套节2对拼，同时将密封圈3放置到第一套节1和第二套节2之间，使基本圈6位于第一套节1和第二套节2之间的凹槽9内，而径向圈7位于第一套节1和第二套节2的连接端面之间，同时定位件8卡入到定位孔10内。当上述步骤完成时，第一套节1和第二套节2对拼完成，二者的连接端面紧密相连，此时将卡套4套到第一套节1和第二套节2上，使卡套4上的卡孔11同时夹持在第一套节1和第二套节2的法兰12上，在卡套4上穿上连接件5，比如螺栓，然后将螺栓和螺母紧固起来，即完成管道的连接过程。在安装时，需要在密封圈3和套节二者相接触的表面均涂抹耐磨涂料，比如二硫化钼(MoS2)，以增强二者接触表面上的耐磨程度。比如某型号产品为例，设计温度为260度，液体压力为21MPa，密封圈3和卡套4则可以选用42CrMo材料制作，包括螺栓螺母的连接件5可以选用45钢制作。在管道连接完成后，便可以使用输送流体物料，内部流体挤压基本圈6的内表面，使基本圈6与二个套节上的凹槽9接触得更紧密，形成自紧密封，卡套4限制了二个套节的移动，保证了自紧密封的可靠性，大大提升了连接装置的密封性能。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.一种机械自紧式流体物料输送管道的连接装置，包括第一套节和第二套节，位于第一套节和第二套节之间的密封圈，所述第一套节和第二套节的外部设有用于连接所述第一套节和第二套节的卡套，所述卡套通过连接件连接紧固，其特征在于，所述密封圈包括基本圈，以及环绕在所述基本圈的外圈表面且沿所述基本圈的径向设置的径向圈，所述径向圈上设有定位件；所述第一套节和第二套节相互连接的一端的内表面处设有环形的凹槽，所述第一套节和第二套节相互连接的一端的端面上设有定位孔，所述基本圈位于第一套节和第二套节的凹槽内，所述径向圈位于所述第一套节和第二套节相互连接的一端的端面之间，并且所述定位件位于所述定位孔内。
2.根据权利要求1所述的机械自紧式流体物料输送管道连接装置，其特征在于，所述凹槽的内表面为斜面，所述基本圈的外圈表面为斜面，以使所述基本圈的外圈表面与所述环槽的内表面紧密接触。
3.根据权利要求1所述的机械自紧式流体物料输送管道连接装置，其特征在于，所述定位件包括位于所述径向圈的两个相对侧面的凸缘，所述凸缘分别卡入所述第一套节和第二套节端面上的定位孔内。
4.根据权利要求3所述的机械自紧式流体物料输送管道连接装置，其特征在于，所述凸缘沿所述径向圈的周向环绕一周设置，所述定位孔沿所述第一套节和第二套节的周向环绕一周设置。
5.根据权利要求4所述的机械自紧式流体物料输送管道连接装置，其特征在于，所述凸缘的截面形状为梯形，所述定位孔的截面形状为梯形。
6.根据权利要求5所述的机械自紧式流体物料输送管道连接装置，其特征在于，所述凸缘的径向尺寸小于所述定位孔的径向尺寸。
7.根据权利要求1～6任一项所述的机械自紧式流体物料输送管道连接装置，其特征在于，所述密封圈由金属材料制作而成。
8.根据权利要求7所述的机械自紧式流体物料输送管道连接装置，其特征在于，所述卡套的内表面设有卡孔，所述第一套节和第二套节的连接端均设有法兰，所述卡孔套设在所述第一套节和第二套节的法兰上。
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