CN108150746A - 管道连接器密封环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道连接器密封环，包括辐向延伸的环状的筋部和轴向延伸的环状的唇部，所述筋部两侧均设置有环状的密封槽，两侧的所述密封槽相互连通；沿筋部的周向设置有若干个注胶孔，密封槽与所述注胶孔相通，注胶孔的外端设置有注胶器接口。本发明管道连接器密封环通过设置预留备用密封腔和注胶接口；在密封件发生泄漏后，将密封胶从注胶接口注入，充满所述备用密封腔，实现对管道连接器的二次密封。通过二次密封，避免了个别密封件泄漏造成的系统停车检修，不仅降低了更换系统密封件的成本，而且，节省了额外的系统停车检修产生的高额费用；具有很高的经济效益。

Description

管道连接器密封环

技术领域

本发明涉及压力管道设备领域，具体为一种管道连接器密封环。

背景技术

一个管道系统往往包含数十甚至数百个管道连接器，而任何一个管道连接器密封失效发生泄漏，该管道系统就是带伤工作。若管道中流动的是有毒、有害流体，或者是易燃、易爆流体，任何一个管道连接器密封失效，都会迫使整个管道系统停车检修，否则很容易引发重大事故。

目前管道连接器，如法兰、卡兰等，都采用密封垫或密封环结构。常见的密封垫，如：波齿垫、缠绕垫、石棉垫、橡胶垫等，甚至还有软金属垫，如紫铜垫等 ；常见的密封环，如：凸透镜环、八角环、自紧式密封环等。上述密封结构均是关注如何更好地密封或延长密封件的寿命；但是，再好的密封件也有使用寿命。一旦因一个密封件泄漏导致停车检修，整个系统的压力必须卸掉，因此，整个系统的密封件均会收到不同的损伤，不得不全部换掉，造成巨大的浪费。停车检修不仅延误生产周期，而且造成物流的大量浪费，相关物料的处理也是不小的费用。如何降低个别密封件泄漏对生产系统的影响是本领域技术人员所面临的重大课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构新颖独特，使用方便，并且能够降低个别密封件泄漏对整个系统影响的管道连接器密封环；具体技术方案为：

管道连接器密封环，包括径向延伸的环状的筋部和轴向延伸的环状的唇部，所述筋部设置在所述唇部沿径向的外侧；所述筋部两侧均设置有环状的堵漏胶容置槽，两侧的所述堵漏胶容置槽相互连通；沿筋部的周向设置有若干个注胶孔，堵漏胶容置槽与所述注胶孔相通，注胶孔的外端设置有注胶器接口。

进一步，所述堵漏胶容置槽内设置有阻止堵漏胶向管外或向管内泄漏的密封副环。

进一步，所述筋部包括设置有所述注胶孔的注胶部和设置有所述堵漏胶容置槽的连接部；筋部与所述唇部一体设置或分开设置，套接在一起。

进一步，所述注胶部与所述连接部一体设置或分开设置，套设在一起。

进一步，所述注胶器接口上设置有截止阀。

进一步，所述密封副环设置在所述堵漏胶容置槽沿径向的外侧和内侧；外侧的密封副环沿中心轴方向的外端面为外圆锥面，内侧的密封副环沿中心轴方向的外端面为内圆锥面，所述内圆锥面和所述外圆锥面的底角的角度范围为6°±1°。

进一步，所述密封副环仅设置在所述堵漏胶容置槽沿径向的外侧，密封副环沿中心轴方向的外端面为外圆锥面，所述外圆锥面的底角的角度范围为14°±2°。

进一步，所述密封副环的材料与堵漏胶的材料相同或相近。

进一步，所述密封副环的材料为聚四氟乙烯、橡胶、石墨中的一种。

本发明还公开了一种带有堵漏环自密封法兰，包括套节、卡兰、T型密封环和球型螺母、螺栓组成，其特征在于，还包括一个堵漏环，所述堵漏环为T型环或工字型环，设置在T型密封环的外缘，所述堵漏环的內缘与T型密封环的外缘接触，所述堵漏环的最宽尺寸与T型密封环的最小宽度一致；至少一侧所述套节上设有注胶孔，所述注胶孔的位置与堵漏环和套节之间形成的空腔对应，所述套节外连接有注胶阀，所述注胶阀与注胶孔通过螺纹连接，所述卡兰上对应位置设有注胶缺口，注胶阀设置在注胶缺口内，所述注胶阀上设有调节螺母，所述调节螺母垂直于注胶阀的阀体。

进一步，所述堵漏环上设有若干通孔，一侧所述套节上设有注胶孔。

进一步，两侧所述套节上都设有注胶孔。

进一步，所述注胶孔的内径为1-10mm，注胶孔内螺纹处的内径为4-6mm。

本发明还公开了一种改进的带堵漏功能的自密封法兰，包括套节、卡兰、T型密封环和球型螺母、螺栓组成，其特征在于，所述T型密封环的T型部至少一侧设有沟槽，所述套节上设有注胶孔，所述注胶孔对应设置在沟槽与套节之间的空隙上，对应注胶孔的位置，套节外连接有注胶阀，所述注胶阀与注胶孔通过螺纹连接，所述卡兰上对应位置设有注胶缺口，注胶阀设置在注胶缺口内，所述注胶阀上设有调节螺母，所述调节螺母垂直于注胶阀的阀体。

进一步，所述一侧套节上设有注胶孔，所述T型密封环的T型部一侧设有沟槽，沟槽与注胶孔在同侧。

进一步，所述一侧套节上设有注胶孔，所述T型密封环的T型部两侧设有沟槽，两侧的沟槽通过通孔连通。

进一步，所述两侧套节上均设有注胶孔，所述T型密封环的T型部两侧设有沟槽。

进一步，所述注胶孔的内径为1-10mm，注胶孔内螺纹处的内径为4-6mm。

进一步，在T型密封环上至少设有一个注胶孔，注胶孔与注胶阀连接。

本发明还公开了一种可注胶堵漏的自密封法兰，包括套节、卡兰、T型密封环和球型螺母、螺栓组成，其特征在于，所述套节内侧T型根部对应T型密封环T型区的位置设有倒角，所述倒角对应套节外侧T型根部设有注胶孔，所述注胶孔在套节T型根部由外至内与倒角连通，所述卡兰上对应位置设有注胶缺口，所述注胶孔通过内螺纹连接有注胶阀，注胶阀设置在注胶缺口内，所述注胶阀上设有调节螺母，所述调节螺母垂直于注胶阀。

进一步，所述倒角的高度为1-6mm，宽度为1-4mm。

进一步，所述注胶孔的内径为1-10mm，注胶孔内螺纹处的内径为4-6mm。

本发明管道连接器密封环通过设置预留备用密封腔和注胶接口；在密封件发生泄漏后，将密封胶从注胶接口注入，充满所述备用密封腔，实现对管道连接器的二次密封。通过二次密封，避免了个别密封件泄漏造成的系统停车检修，不仅降低了更换系统密封件的成本，而且，节省了额外的系统停车检修产生的高额费用；具有很高的经济效益。

附图说明

图1为卡兰方式管道连接器结构示意图；

图2为密封环结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为法兰方式管道连接器结构示意图；

图5为加装密封副环的密封环的结构示意图；

图6为单侧密封副环结构示意图；

图7为图6的局部放大图；

图8为图6另一种形式的局部放大图；

图9为仅带有外密封副环的密封环的结构示意图；

图10为外密封副环的结构示意图；

图11为图10的局部放大图；

图12为带有内、外密封副环的密封环的结构示意图；

图13为图12中外密封副环的结构示意图；

图14为图12中内密封副环的结构示意图；

图15为图14的局部放大图；

图16为分体设置的密封垫的结构示意图；

图17为连接部与唇部设置为一体的结构示意图；

图18为连接部与注胶部设置为一体的结构示意图；

图19为连接部与外密封副环设置为一体的结构示意图；

图20为连接部与外密封副环设置为一体的密封垫的结构示意图；

图21为实施例3的法兰结构示意图。

图中：1、唇部； 2、连接部； 3、注胶部； 4、连接孔；5、单侧密封副环；6、单密封外副环；7、管道连接件；7-1、注胶孔；8、卡套；9、螺栓；10、螺母；11、单侧密封外副环；12、单侧密封内副环；13、双侧密封外副环。

具体实施方式

下面利用实施例对本发明进行更全面的说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

实施例1

如图1所示，卡兰方式管道连接器由左右对称的管道连接件7，通过卡套8卡接在一起，旋紧螺栓9或螺母10，使得两个卡套8的距离拉近，两个管道连接件7被卡套8挤压而相互靠近，将安装在管道连接件7之间的管道连接器密封环夹紧；起到密封的作用。管道连接器密封环还可以如图4所示，用于法兰连接方式的管道连接器中。管道连接件7带有法兰盘，通过旋紧螺栓9或螺母10，使得两个管道连接件7的距离拉近，将安装在管道连接件7之间的管道连接器密封环夹紧；起到密封的作用。

如图2所示，管道连接器密封环包括唇部1和筋部两部分结构。筋部为径向延伸的环状；唇部1的内壁形成通道，使介质可以从管道连接器密封环中穿过，并阻止介质流出。筋部提供在沿径向的外侧，唇部1在内侧。唇部1沿轴向外端为圆锥状凸缘，基部的半径大于顶部的半径，与管道连接件7的内锥形面过盈配合；随着管道连接件7所受的挤压力增大，密封性能得到提高。当管道连接器安装完毕后，最大的应力、应变发生在唇部1与管道连接件7内锥形面过盈配合环线处，并且管道内压力越大该过盈配合环线处应力、应变就越大，密封效果就越好。在筋部两侧均设置有环状的堵漏胶容置槽，两侧的堵漏胶容置槽之间设置有连接孔4，相互连通；沿筋部的周向设置有若干个注胶孔，堵漏胶容置槽与注胶孔相通，注胶孔的外端设置有注胶器接口；用于安装注胶阀。

图2中将筋部分为注胶部3和连接部2；如果堵漏胶容置槽的下沿开设在筋部底端的上方，则将堵漏胶容置槽的下沿以下部分的筋部算作唇部1的一部分。设置注胶器接口和注胶孔的部分称为注胶部3；连接部2是指堵漏胶容置槽底部之间的部分。

如图5至图7所示，堵漏胶容置槽为方形槽，可以在堵漏胶容置槽内设置阻止堵漏胶向管外或向管内泄漏的密封副环。两边的堵漏胶容置槽中分别扣装了1只单侧密封副环5。单侧密封副环5截面为“C”形，沿部较薄，底部较厚。注入堵漏胶容置槽的堵漏胶挤压单侧密封副环5，使单侧密封副环5的密封面分别与堵漏胶容置槽的侧部和管道连接件7的端面紧密接触，形成密封，防止堵漏胶沿筋部与管道连接件7的端面的缝隙向外泄漏；或者沿唇部与管道连接件7的密封面的缝隙进入管道内部。

还可以如图8所示，在单侧密封副环5的底部开设若干个通孔。如果在管道连接件7的端面与单侧密封副环5的底部之间有微小异物，就会在管道连接件7的端面与单侧密封副环5的底部之间产生微小的缝隙，导致泄漏。这种情况下，堵漏时堵漏胶可以通过上述通孔进入微小的缝隙，将微小异物粘住，避免微小异物移动破坏单侧密封副环5的密封；同时也在单侧密封副环5的底部形成新的接合面，进行密封。通孔直径小于2mm，通孔彼此之间的距离不大于6倍的小孔直径。

如图9至图11所示，由于唇部1与管道连接件7的密封性能较好，不容易泄漏；也可以仅设置阻止堵漏胶沿筋部与管道连接件7的端面的缝隙向外泄漏的单密封外副环6。注入堵漏胶容置槽的堵漏胶挤压单密封外副环6，使单密封外副环6的密封面分别与堵漏胶容置槽的侧部和管道连接件7的端面紧密接触，形成密封，防止堵漏胶沿筋部与管道连接件7的端面的缝隙向外泄漏。这时，如果在管道连接件7的端面与单密封外副环6的底部之间有微小异物，就会在管道连接件7的端面与单密封外副环6的底部之间产生微小的缝隙，导致泄漏。这种情况下，堵漏时堵漏胶可以通过下沿进入微小的缝隙，将微小异物粘住，避免微小异物移动破坏单密封外副环6的密封；同时也在单密封外副环6的底部形成新的接合面，进行密封。

单密封外副环6的底边与侧边之间的夹角应大于或等于90°，最好设置为96°±1°。单密封外副环6沿中心轴方向的外端面为圆锥面，圆锥面的底角的角度范围为6°±1°。

还可以如图12-15所示，分别设置两个密封副环单侧密封外副环11和单侧密封内副环12；分别对堵漏胶容置槽内沿和外沿与管道连接件7的端面之间的缝隙进行密封。单侧密封外副环11的内径应不小于单侧密封内副环12的外径。单侧密封外副环11和单侧密封内副环12横截面类似“角钢”形状，底边与侧边之间的夹角应大于或等于90°；最好设置为104°±2°。单侧密封外副环11和单侧密封内副环12沿中心轴方向的外端面均为圆锥面，圆锥面的底角的角度范围为14°±2°。

实施例2

实施例1中的注胶部3、连接部2和唇部1是一体设置；如图16所示本实施例中列举了几种注胶部3、连接部2和唇部1分开设置的示例；本领域技术人员还可以进行变化和组合。图16中管道连接器密封环分为唇部1、连接部2和注胶部3三个环，三个环依次套接在一起；连接部2使外圈的注胶部3和内圈的唇部1之间的距离保持固定；连接部2的环的厚度小于唇部1和注胶部3的环的厚度，在连接部2的两侧形成空腔，作为容纳堵漏胶的堵漏胶容置槽。还可以如图17所示，将其中的连接部2与唇部1制成一体。

如图18所示，将连接部2与注胶部3制成一体。还可以如图19、20所示，将连接部2设置为带双侧密封外副环13的形式，或者说将双侧密封外副环13和连接部2设置为一体的。

实施例3

对高压自紧式法兰进行了改进，增加了堵漏环，堵漏环为T型环或工字型环，一侧所述套节上设有注胶孔。使用时，堵漏环与套节之间形成一定的空腔，对应空腔的位置设有注胶孔，当发生泄漏时，直接通过注胶孔对堵漏环与套节之间形成一定的空腔进行注胶处理，形成环形密封胶圈，起到堵漏的作用，实用性强，并且可以及时解决泄漏危机；堵漏环上设有若干通孔，可以由一侧的注胶孔注胶，达到两侧密封的效果。

在堵漏环上至少设有一个注胶孔，注胶孔通过两个卡兰的缝隙与注胶阀连接，或者在卡兰上设有通孔，与注胶孔连通，并与注胶阀连接。所述堵漏环可以为工字型环。所述注胶阀与注胶孔通过螺纹连接，所述卡兰上对应位置设有注胶缺口，注胶阀设置在注胶缺口内，所述注胶阀上设有调节螺母，所述调节螺母垂直于注胶阀的阀体。当出现泄漏情况时，注胶设备由管路与注胶阀连接，并打开调节螺母，由注胶孔向内注胶，直接通过注胶孔对堵漏环与套节之间形成一定的空腔进行注胶处理，形成环形密封胶圈，被注胶剂填充密封，注胶剂在环形空隙内。

或者如图21所示，采用卡兰时，管道连接件7为套节。所述套节内侧T型根部对应T型密封环T型区的位置设有倒角，所述倒角对应套节外侧T型根部设有注胶孔7-1，所述注胶孔在套节T型根部由外至内与倒角连通，所述卡兰上对应位置设有注胶缺口，所述注胶孔通过内螺纹连接有注胶阀，注胶阀设置在注胶缺口内，所述注胶阀上设有调节螺母，所述调节螺母垂直于注胶阀。当出现泄漏情况时，注胶设备由管路与注胶阀连接，并打开调节螺母，由注胶孔向内注胶，倒角与T型密封环之间形成的环形空间，被注胶剂填充密封，注胶剂在环形空间内，不会增加法兰的承压压力。所述倒角的高度为1-6mm，宽度为1-4mm。所述注胶孔的内径为1-10mm，注胶孔内螺纹处的内径为4-6mm。

上述实施例中可以在注胶器接口上设置截止阀；提高堵漏操作的速度。需要停止注胶时，将截止阀关闭，注胶器可以断开，利用截止阀保持堵漏胶的压力。

密封副环的材料最好与堵漏胶材料相同或相近，比如聚四氟乙烯、橡胶、石墨、或者其它用于密封材料。密封环采用金属材料制成。

二次密封功能是这样实现的：当一次密封失效发生泄漏后，被密封介质将通过管道连接件7端面与管道连接器密封环筋部侧面之间间隙逃逸到管道连接器之外。将注胶器与管道连接器密封环上的注胶孔连接，向管道连接器密封环和管道连接件7端面形成密闭环形空腔内注入堵漏胶，注入堵漏胶压力应大于管道内密封介质压力，当堵漏胶容置槽被注满堵漏胶后，关闭注胶器阀门，保持压力，待堵漏胶达到密封效果后，二次密封行为结束，达到二次密封目的。

上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (10)

1.管道连接器密封环，包括径向延伸的环状的筋部和轴向延伸的环状的唇部，所述筋部设置在所述唇部沿径向的外侧；其特征在于，所述筋部两侧均设置有环状的堵漏胶容置槽，两侧的所述堵漏胶容置槽相互连通；沿筋部的周向设置有若干个注胶孔，堵漏胶容置槽与所述注胶孔相通，注胶孔的外端设置有注胶器接口。

2.如权利要求1所述的管道连接器密封环，其特征在于，所述堵漏胶容置槽内设置有阻止堵漏胶向管外或向管内泄漏的密封副环。

3.如权利要求1所述的管道连接器密封环，其特征在于，所述筋部包括设置有所述注胶孔的注胶部和设置有所述堵漏胶容置槽的连接部；筋部与所述唇部一体设置或分开设置，套接在一起。

4.如权利要求3所述的管道连接器密封环，其特征在于，所述注胶部与所述连接部一体设置或分开设置，套设在一起。

5.如权利要求2所述的管道连接器密封环，其特征在于，所述密封副环设置在所述堵漏胶容置槽沿径向的外侧和内侧；外侧的密封副环沿中心轴方向的外端面为外圆锥面，内侧的密封副环沿中心轴方向的外端面为内圆锥面，所述内圆锥面和所述外圆锥面的底角的角度范围为6°±1°。

6.如权利要求2所述的管道连接器密封环，其特征在于，所述密封副环仅设置在所述堵漏胶容置槽沿径向的外侧，密封副环沿中心轴方向的外端面为外圆锥面，所述外圆锥面的底角的角度范围为14°±2°。

7.如权利要求1所述的管道连接器密封环，其特征在于，所述注胶器接口上设置有截止阀。

8.一种带有堵漏环自密封法兰，包括套节、卡兰、T型密封环和球型螺母、螺栓组成，其特征在于，还包括一个堵漏环，所述堵漏环为T型环或工字型环，设置在T型密封环的外缘，所述堵漏环的內缘与T型密封环的外缘接触，所述堵漏环的最宽尺寸与T型密封环的最小宽度一致；至少一侧所述套节上设有注胶孔，所述注胶孔的位置与堵漏环和套节之间形成的空腔对应，所述套节外连接有注胶阀，所述注胶阀与注胶孔通过螺纹连接，所述卡兰上对应位置设有注胶缺口，注胶阀设置在注胶缺口内，所述注胶阀上设有调节螺母，所述调节螺母垂直于注胶阀的阀体。

9.一种改进的带堵漏功能的自密封法兰，包括套节、卡兰、T型密封环和球型螺母、螺栓组成，其特征在于，所述T型密封环的T型部至少一侧设有沟槽，所述套节上设有注胶孔，所述注胶孔对应设置在沟槽与套节之间的空隙上，对应注胶孔的位置，套节外连接有注胶阀，所述注胶阀与注胶孔通过螺纹连接，所述卡兰上对应位置设有注胶缺口，注胶阀设置在注胶缺口内，所述注胶阀上设有调节螺母，所述调节螺母垂直于注胶阀的阀体。

10.一种可注胶堵漏的自密封法兰，包括套节、卡兰、T型密封环和球型螺母、螺栓组成，其特征在于，所述套节内侧T型根部对应T型密封环T型区的位置设有倒角，所述倒角对应套节外侧T型根部设有注胶孔，所述注胶孔在套节T型根部由外至内与倒角连通，所述卡兰上对应位置设有注胶缺口，所述注胶孔通过螺纹连接有注胶阀，注胶阀设置在注胶缺口内，所述注胶阀上设有调节螺母，所述调节螺母垂直于注胶阀。