CN107893888A - 一种快速接头 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及管道连接技术领域，尤其涉及一种快速接头。所述快速接头用于连接两根管道，包括固定丝母套和两个密封锁紧装置；固定丝母套两端内部分别套设有一根管道，固定丝母套和每根所述管道通过一个密封锁紧装置连接；密封锁紧装置包括丝母锥套、第一固定密封圈、第二固定密封圈和防腐密封套；丝母锥套内部套设有一根管道，丝母锥套与固定丝母套的外壁螺纹连接，丝母锥套与管道之间设有空隙，空隙内依次设有第一固定密封圈、第二固定密封圈和防腐密封套，防腐密封套位于固定丝母套内部。本申请提供的快速接头，拆装方便，便于维修，不会破坏无缝钢管内壁的防腐层，可大幅提升管道的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及管道连接技术领域，尤其涉及一种快速接头。
背景技术
野外油气输送管道具有输送距离长、工作压力高、输送量大、常年连续运行等特点，一般采用内壁有防腐层的无缝钢管。而无缝钢管的长度一般为4至12米，长距离的输送就要求将多个管道连接在一起。结合野外油气输送管道的一系列特点，加之管道连接多是在野外作业施工，这对连接管道的方法及所用装置的要求都比较高。
对于野外油气输送管道的连接，传统方式是采用焊接工艺，就是将无缝钢管端部加工坡口，用手工或自动焊对钢管做环状焊接。但因为油气输送管道一般是内防腐的无缝钢管，焊接时温度很高，在焊接处，防腐层会被严重破坏，管道在长期使用过程中，会遭到腐蚀，降低管道的使用寿命，严重时甚至发生泄漏，并且难以维修，需要耗费大量人力物力。还有一种是法兰式连接，就是将两根管道先各自固定在一个法兰盘上，两个法兰盘之间加上法兰垫，然后通过螺栓将两根管道紧固在一起。
法兰式连接的缺点是在管道做防腐前要对管口加工螺纹，野外油气输送管道较长，加工困难，成本太大。因此，在野外油气输送工程中，连接管道时使用的装置，如何能够不破坏无缝钢管内壁的防腐层，并且拆装方便，便于维修，经济实用，是现有技术中需要解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种快速接头，以解决野外油气输送管道连接时，内防腐无缝钢管无法用焊接连接，用法兰连接加工困难、成本大的问题。
一种快速接头，用于连接两根管道，包括固定丝母套和两个密封锁紧装置；所述固定丝母套两端的内壁为锥面，且分别套设有一根所述管道，所述固定丝母套和每根所述管道通过一个所述密封锁紧装置连接；
所述密封锁紧装置包括丝母锥套、第一固定密封圈、第二固定密封圈和防腐密封套；所述丝母锥套包括固定端和连接端，所述固定端的内壁为锥面；所述第一固定密封圈和第二固定密封圈的外壁均为锥面，内壁均设有螺纹；
所述丝母锥套内部套设有一根所述管道，所述丝母锥套连接端的内壁与所述固定丝母套的外壁螺纹连接，所述丝母锥套与所述管道之间设有空隙，所述空隙内依次设有所述第一固定密封圈、第二固定密封圈和防腐密封套，所述防腐密封套位于所述固定丝母套内部。
可选的，还包括定位螺旋卡圈，所述定位螺旋卡圈位于所述第一固定密封圈和所述第二固定密封圈之间。
可选的，所述丝母锥套固定端的内壁和所述第一固定密封圈的外壁具有相同的锥度，其中，所述第一固定密封圈外壁的母线和所述管道轴线的夹角为2°～3°。
可选的，所述固定丝母套两端的内壁和所述第二固定密封圈的外壁具有相同的锥度，其中，所述第二固定密封圈外壁的母线和所述管道轴线的夹角为-1°～-2°。
可选的，所述固定丝母套内壁中间部位设有直径小于所述管道直径的台阶孔。
可选的，所述第一固定密封圈和所述第二固定密封圈内壁的螺纹为锯齿形螺纹。
可选的，所述防腐密封套为聚四氟乙烯密封套，外壁为锥面。
本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：
本申请提供的一种快速接头，在连接内壁有防腐层的无缝钢管时，不用焊接，不会破坏管道的防腐层，也不用在管道表面加工螺纹，不会增大加工难度和作业人员的工作量。而是通过固定丝母套和密封锁紧装置将两根管道连接在一起，密封锁紧装置包括防腐密封套和外壁有锥度、内壁有螺纹的固定密封圈，可将快速接头和管道紧密的连接在一起，同时增强快速接头的密封性。这种连接装置，拆装方便、密封效果好，可大大降低作业人员的劳动强度，有效延长管道的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种快速接头的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种快速接头局部的受力示意图。
图3为本申请实施例提供的固定丝母套的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的防腐密封套的结构示意图。
附图标记说明：1、固定丝母套；2、丝母锥套；3、第一固定密封圈；4、第二固定密封圈；5、防腐密封套；6、定位螺旋卡圈。
具体实施方式
请参考附图1，该图示出了本实施例提供的一种快速接头的结构。
本实施例提供的一种快速接头，用于连接两根管道，包括固定丝母套1和两个密封锁紧装置；所述固定丝母套1两端的内部分别套设有一根所述管道，所述固定丝母套1和每根所述管道通过一个所述密封锁紧装置连接。
所述密封锁紧装置包括丝母锥套2、第一固定密封圈3、第二固定密封圈4和防腐密封套5。
所述丝母锥套2内部套设有一根所述管道，所述丝母锥套2包括固定端和连接端，所述丝母锥套2连接端的内壁与所述固定丝母套1的外壁螺纹连接，所述丝母锥套2与所述管道之间设有空隙，所述空隙内依次设有所述第一固定密封圈3、第二固定密封圈4和防腐密封套5，所述防腐密封套5位于所述固定丝母套1内部。
可选的，所述快速接头还包括定位螺旋卡圈6，所述定位螺旋卡圈6位于所述第一固定密封圈3和所述第二固定密封圈4之间。
本实施例中，所述快速接头在与所述管道进行组装连接时，如图1，先将所述丝母锥套2从所述管道管口装入，再将所述第一固定密封圈3、定位螺旋卡圈6、第二固定密封圈4、防腐密封套5依次从管口装入，最后将所述丝母锥套2连接端的内壁与所述固定丝母套1的外壁螺纹连接，完成两根所述管道的连接紧固。其中，所述丝母锥套2和所述管道之间有空隙，所述第一固定密封圈3位于所述丝母锥套2和所述管道之间的空隙中，并且，所述第一固定密封圈3的外壁和内壁分别与所述丝母锥套2的内壁和所述管道的外壁紧密连接；所述第一固定密封圈3、定位螺旋卡圈6、第二固定密封圈4、防腐密封套5之间相互紧靠，并且都和所述管道紧密连接；所述防腐密封套5位于所述固定丝母套1内部，确切的，位于所述固定丝母套1和所述管道的接触面处。这种结构，所述快速接头和所述管道之间形成一个密闭的空间，保证了油气在输送过程中不会发生泄漏。
其中，所述定位螺旋卡圈6的设置，可固定所述第一固定密封圈3的位置，是为了防止在组装过程中，所述第一固定密封圈3和第二固定密封圈4之间的相互作用力会使两者之间发生相对滑动而影响整体结构的稳定性。
所述固定丝母套1两端的内壁为锥面，所述丝母锥套2固定端的内壁为锥面；所述第一固定密封圈3和第二固定密封圈4的外壁均为锥面。
可选的，所述丝母锥套2固定端的内壁和所述第一固定密封圈3的外壁具有相同的锥度，其中，所述第一固定密封圈3外壁的母线和所述管道轴线的夹角为2°～3°。
可选的，所述固定丝母套1两端的内壁和所述第二固定密封圈4的外壁具有相同的锥度，其中，所述第二固定密封圈4外壁的母线和所述管道轴线的夹角为-1°～-2°。
在本实施例中，所述第一固定密封圈3外壁的母线和所述管道轴线的夹角开口向右(以附图1所示方向来看)，我们定义为正度数；相反的，所述第二固定密封圈4外壁的母线和所述管道轴线的夹角开口向左，我们定义为负度数。正负度数只是为了表明，在组装时，所述第一固定密封圈3的大端和所述第二固定密封圈4的大端相互靠近，所述第一固定密封圈3的小端和所述第二固定密封圈4的小端相互远离。
所述丝母锥套2固定端的内壁和所述第一固定密封圈3的外壁均为锥面，且锥度相同。这种结构的设置，在组装时，如图2所示，在所述丝母锥套2和所述第一固定密封圈3的共同作用下，产生一个合力F合，会传递给所述管道一个竖向的分力F1，使得所述丝母锥套2和第一固定密封圈3与所述管道的连接更紧密牢固；同时也会传递给所述第二固定密封圈4和固定丝母套1一个横向的分力F2，这个作用力可使所述第一固定密封圈3和所述第二固定密封圈4之间贴合更紧密，使所述丝母锥套2和所述固定丝母套1之间的螺纹连接更稳固，不易滑脱。
所述固定丝母套1两端的内壁和所述第二固定密封圈4的外壁均为锥面，且锥度相同。这种结构，在两者共同作用下，所传递的分力和上述丝母锥套2及第一固定密封圈3共同作用所传递的力相对应。所不同的是，所述第二固定密封圈4外壁母线与所述管道轴线之间的夹角小于所述第一固定密封圈3外壁母线与所述管道轴线之间的夹角，所以，所述丝母锥套2、所述第一固定密封圈3对所述固定丝母套1、所述第二固定密封圈4的作用力稍大一些，可使整个装置趋向于两根所述管道连接处集中，保证了装置的紧密性。
在所述固定丝母套1和所述丝母锥套2螺纹连接的过程中，所述固定丝母套1的锥面和所述第二固定密封圈4的锥面之间，所述丝母锥套2的锥面和所述第一固定密封圈3之间的锥面之间，也都会产生相互作用力，越压越紧，连接越牢固。
具体的，在本实施例中，所述第一固定密封圈3外壁的母线和所述管道轴线的夹角为2.5°，所述第二固定密封圈4外壁的母线和所述管道轴线的夹角为-1.5°。
另一个实施例中，所述第一固定密封圈3外壁的母线和所述管道轴线的夹角为2.8°，所述第二固定密封圈4外壁的母线和所述管道轴线的夹角为-1.2°。
所述第一固定密封圈3和所述第二固定密封圈4的内壁均设有螺纹。
在所述快速接头组装的过程中，所述第一固定密封圈3和所述第二固定密封圈4均会受力，尤其两者之间的相互作用力，会使所述第一固定密封圈3和所述第二固定密封圈4之间产生相对滑动的趋势。而两者内壁设置螺纹以后，在将所述第一、第二固定密封圈装入所述管道的过程中，必须旋转所述第一、第二固定密封圈，这个过程会在所述管道外壁上形成螺纹，增大了摩擦力，使得所述第一、第二固定密封圈不会产生滑动；将所述固定丝母套1和所述丝母锥套2螺纹连接时，锥面结构会使所述第一、第二固定密封圈进一步贴紧所述管道外壁，螺纹会使所述第一、第二固定密封圈牢固的卡在所述管道外壁；锥面和螺纹结合，不仅使所述快速接头和所述管道的连接更稳固，而且能有效提升快速接头的密封性能。
可选的，所述第一固定密封圈3和所述第二固定密封圈4内壁的螺纹为锯齿形螺纹。
锯齿形螺纹的牙型为不等腰梯形，可减小应力集中，传动效率高，牙根强度高，磨损小，使用寿命长。
可选的，所述固定丝母套1内壁中间部位设有直径小于所述管道直径的台阶孔。
如图3所示，台阶孔可使两根所述管道对称的分布在所述固定丝母套1内部两端，使所述快速接头和所述管道受力均匀，也可固定两根所述管道的位置，防止所述管道在所述固定丝母套1内部移动。
可选的，所述防腐密封套5为聚四氟乙烯密封套，外壁为锥面。
传统的密封套选用橡胶材质，不仅强度、硬度低，防腐能力也很差。本实施例中，防腐密封套5的材质选用聚四氟乙烯，它有一系列优点。
首先，聚四氟乙烯耐高温，它的使用温度可达250℃。输送原油时，往往会升高温度，因为温度较低时，原油的粘度会增大，导致原油在管道内不流动而发生运行事故。选用聚四氟乙烯材料做密封套时，管内的温度传热到管道外壁时，并不影响密封套的密封性能，长期在高温环境下使用也不会降低其密封性；
其次，聚四氟乙烯韧性好、强度高，在长期的使用过程中，聚四氟乙烯材质的密封圈也不易变形，仍然具有良好的收缩性，所以其密封性能优于其他材料；
再次，聚四氟乙烯材料寿命长，在塑料中有最佳的老化寿命，尤其是在野外这种比较艰苦的环境下，其耐气候性会更加突出，不易损坏，使用时间更长；
最后，也是最重要的一点，聚四氟乙烯的耐腐蚀性好，能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。油气输送管道为了安全，一般都埋于地下，而土壤中含有的二氧化碳、硫化物、氧和盐类等物质都会腐蚀管道，管道输送的介质里所含的水、杂质等也不可避免的会腐蚀管道。聚四氟乙烯良好的耐腐蚀性，可以保证在这种复杂环境里依然有良好的密封性，不至于在输送过程中发生泄漏事故。
如图4所示，本实施例中，所述防腐密封套5的外壁为锥面，和所述固定丝母套1的内壁完全贴合。在外部受力的情况下，所述防腐密封套5的外壁会和所述固定丝母套1内壁更紧密的贴合，不会发生翘曲或翻转等情况，密封性能佳。
油气输送管道的特点是管径大、输送距离长、工作压力高、输送量大，并且常年连续运行。本实施例中提供的快速管接头，可根据不同规格型号的无缝钢管，制造与无缝钢管尺寸相对应的管接头，没有限制；在不同的工作环境下，也可以选用不同的材质制作快速接头，无特殊要求，适用范围广。在油气管道需要修理或更换时，只需拆卸快速接头即可，简单方便。本实施例提供的快速接头，各零部件都可单独制造和更替，若快速接头零部件损坏，只替换该部件即可，不用替换整个快速接头，经济节约，可节省大量物力成本。
本申请提供的一种快速接头，在连接内壁有防腐层的无缝钢管时，不用焊接，不会破坏管道的防腐层，也不用在管道表面加工螺纹，不会增大加工难度和作业人员的工作量。而是通过固定丝母套和密封锁紧装置将两根管道连接在一起，密封锁紧装置包括防腐密封套和外壁有锥度、内壁有螺纹的固定密封圈，可将快速接头和管道紧密的连接在一起，同时增强快速接头的密封性。这种连接装置，拆装方便、密封效果好，可大大降低作业人员的劳动强度，有效延长管道的使用寿命。
需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种快速接头，用于连接两根管道，其特征在于，包括固定丝母套(1)和两个密封锁紧装置；所述固定丝母套(1)两端的内壁为锥面，且分别套设有一根所述管道，所述固定丝母套(1)和每根所述管道通过一个所述密封锁紧装置连接；
所述密封锁紧装置包括丝母锥套(2)、第一固定密封圈(3)、第二固定密封圈(4)和防腐密封套(5)；所述丝母锥套(2)包括固定端和连接端，所述固定端的内壁为锥面；所述第一固定密封圈(3)和第二固定密封圈(4)的外壁均为锥面，内壁均设有螺纹；
所述丝母锥套(2)内部套设有一根所述管道，所述丝母锥套(2)连接端的内壁与所述固定丝母套(1)的外壁螺纹连接，所述丝母锥套(2)与所述管道之间设有空隙，所述空隙内依次设有所述第一固定密封圈(3)、第二固定密封圈(4)和防腐密封套(5)，所述防腐密封套(5)位于所述固定丝母套(1)内部。
2.根据权利要求1所述的快速接头，其特征在于，还包括定位螺旋卡圈(6)，所述定位螺旋卡圈(6)位于所述第一固定密封圈(3)和所述第二固定密封圈(4)之间。
3.根据权利要求1所述的快速接头，其特征在于，所述丝母锥套(2)固定端的内壁和所述第一固定密封圈(3)的外壁具有相同的锥度，其中，所述第一固定密封圈(3)外壁的母线和所述管道轴线的夹角为2°～3°。
4.根据权利要求1所述的快速接头，其特征在于，所述固定丝母套(1)两端的内壁和所述第二固定密封圈(4)的外壁具有相同的锥度，其中，所述第二固定密封圈(4)外壁的母线和所述管道轴线的夹角为-1°～-2°。
5.根据权利要求1所述的快速接头，其特征在于，所述固定丝母套(1)内壁中间部位设有直径小于所述管道直径的台阶孔。
6.根据权利要求1所述的快速接头，其特征在于，所述第一固定密封圈(3)和所述第二固定密封圈(4)内壁的螺纹为锯齿形螺纹。
7.根据权利要求1所述的快速接头，其特征在于，所述防腐密封套(5)为聚四氟乙烯密封套，外壁为锥面。
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