CN109442124A - 活动弯头活动节高强度承压结构 - Google Patents
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Abstract
一种活动弯头活动节高强度承压结构，它包括第一弯管、第二弯管和密封环，通过第一弯管端头的锥形外壁与第二弯管端头锥形的内壁套接，通过在第一弯管和第二弯管接触的端面之间设置密封环密封，通过在第一弯管和第二弯管锥形的接触面设置球道和密封结构。本发明克服了原活动弯头节承压载荷有限，承压受力不均匀，耐压低，密封不稳定的问题，具有结构简单，增加了结构强度，承载载荷大，提高了耐压性能，密封性能好的特点。
Description
技术领域
本发明属于高压流体管体技术领域，涉及一种活动弯头活动节高强度承压结构。
背景技术
流体管道多用于输送液态物质，例如页岩油开采技术领域中，涉及到将高压液态物质输送到岩体中，将岩体压裂的技术，该种类型的流体管道要求承压强度高，结构稳定性好，能够承载较大的压强，在105~145MPa之间，作为延伸管道连接的活动弯头处于管道的端头，长期处于活动的状态，要求的承压强度更大才能够避免连接点的密封性能，目前市场上使用的活动弯头节承压轻度不超过150MPa，存在的问题是，承载载荷有限，承载受力不均匀，耐压性能降低，在长期高压下密封性能不稳定，存在漏液、脱节的隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种活动弯头活动节高强度承压结构，结构简单，采用第一弯管和第二弯管活动连接，由连接点内的密封环密封，位于第一弯管和第二弯管锥形的接触面之间设置球道和密封结构，增加了结构强度，承载载荷大，提高了耐压性能，密封性能好。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种活动弯头活动节高强度承压结构，它包括第一弯管、第二弯管和密封环；所述的第一弯管和第二弯管活动连接，密封环位于第一弯管和第二弯管之间密封；所述第一弯管和第二弯管的接触面为锥形面，位于锥形面上设置球道，第一弯管和第二弯管绕球道转动。
所述第一弯管为弯折的中空管，管体的端头外壁沿管口呈逐步缩小的锥形状，球道位于外壁的锥形面上，密封环与管口内壁配合。
所述第二弯管为弯折的中空管，管体的端头内壁沿管口呈逐步扩大的锥形状，球道位于内壁的锥形面上，密封环位于管体内。
所述密封环为环形圈，外壁的中间设置凹进环形的卡槽，位于卡槽的两端设置凹进环形的衔接槽，卡槽内设置节点密封圈，衔接槽设置衔接密封圈。
所述球道由两个圆环形槽组成的槽体，槽体内设置钢珠，两个圆环形槽分别位于第一弯管和第二弯管的接触面之间。
所述球道的数量为多个，位于多个球道的两侧设置第一承压密封圈和第二承压密封圈与第一弯管和第二弯管的接触面密封。
所述第二弯管的内壁设置增压密封环，与分布于中间的球道配合，增压密封环为环形结构，设置半圆环形的槽体与钢珠配合。
所述第二弯管的外壁设置限位孔，与限位螺钉配合，限位螺钉与第一弯管的外壁抵触限位。
所述第一弯管的管口端面与第二弯管内壁的端面接触，节点密封圈位于端面接触处，位于节点密封圈两侧的衔接密封圈与第一弯管和第二弯管接触密封。
一种活动弯头活动节高强度承压结构，它包括第一弯管、第二弯管和密封环；第一弯管和第二弯管活动连接，密封环位于第一弯管和第二弯管之间密封；第一弯管和第二弯管的接触面为锥形面，位于锥形面上设置球道，第一弯管和第二弯管绕球道转动。结构简单，通过第一弯管端头的锥形外壁与第二弯管端头锥形的内壁套接，通过在第一弯管和第二弯管接触的端面之间设置密封环密封，通过在第一弯管和第二弯管锥形的接触面设置球道和密封结构，增加了结构强度，承载载荷大，提高了耐压性能，密封性能好。
在优选的方案中，第一弯管为弯折的中空管，管体的端头外壁沿管口呈逐步缩小的锥形状，球道位于外壁的锥形面上，密封环与管口内壁配合。结构简单，使用时，第一弯管的端头深入到第二弯管的管体内，密封环位于连接的端面处密封，球道用于连接第一弯管和第二弯管，使第一弯管和第二弯管相互之间可以转动，在第一弯管的管口受压时，受到第二弯管的腔体内壁反向压力，相互受压的压力面处于对应的倾斜面上，沿管道径向扩散，承压能力更好。
在优选的方案中，第二弯管为弯折的中空管，管体的端头内壁沿管口呈逐步扩大的锥形状，球道位于内壁的锥形面上，密封环位于管体内。结构简单，使用时，第二弯管的端头包覆第一弯管的端头，密封环位于连接的端面处密封，球道用于连接第二弯管和第一弯管，使第二弯管和第一弯管相互之间可以转动，在第二弯管的端头内壁受到第一弯管端头外壁向外扩张的压力时，向第一弯管的外壁给予方向压力，相互的压力作用于锥形的接触面上，沿管道径向扩散，承压能力更好。
在优选的方案中，密封环为环形圈，外壁的中间设置凹进环形的卡槽，位于卡槽的两端设置凹进环形的衔接槽，卡槽内设置节点密封圈，衔接槽设置衔接密封圈。结构简单，使用时，密封环位于管道内，节点密封圈和衔接密封圈与管道内壁接触密封，多个密封点形成的环形密封结构，在第一弯管和第二弯管转动时，不影响密封效果，密封性能好，承压能力强。
在优选的方案中，球道由两个圆环形槽组成的槽体，槽体内设置钢珠，两个圆环形槽分别位于第一弯管和第二弯管的接触面之间。结构简单，使用时，球道用于连接第一弯管和第二弯管，槽体内的钢珠与第一弯管和第二弯管滚动接触，在第一弯管和第二弯管相互转动时，转动灵活。
在优选的方案中，球道的数量为多个，位于多个球道的两侧设置第一承压密封圈和第二承压密封圈与第一弯管和第二弯管的接触面密封。结构简单，使用时，多个球道为连接点连接第一弯管和第二弯管，连接结构稳定可靠，承载强度更高，转动更灵活，多个球道的两侧设置的第一承压密封圈和第二承压密封圈与第一弯管和第二弯管的锥形接触面密封，形成多道密封结构，密封性能更好。
在优选的方案中，第二弯管的内壁设置增压密封环，与分布于中间的球道配合，增压密封环为环形结构，设置半圆环形的槽体与钢珠配合。结构简单，使用时，在第二弯管的内壁设置增压密封环，增压密封环与第二弯管、球道和第一弯管的锥形外壁接触密封，进一步提高了整体的密封性能，在第一弯管和第二弯管受到相互压力时，增压密封环相应压缩，受到的压力作用越大，与增压密封环接触面压实更紧密，密封性能更好，增压密封环位于多个球道中间的任一球道或中间的多个球道，不影响两端的球道与第一弯管和第二弯管的转动配合，中间的多个球道球道与增压密封环配合，进一步提高了密封性能，能够承受较大波动范围的管道压力，承压力更均衡，不易泄露。
在优选的方案中，第二弯管的外壁设置限位孔，与限位螺钉配合，限位螺钉与第一弯管的外壁抵触限位。结构简单，实际安装使用过程中，第一弯管和第二弯管处于活动可以相互转动的状态，不便于安装定位，此时，可通过旋转限位螺钉使其与第一弯管的外壁抵触，避免第一弯管和第二弯管转动，在安装完毕后再次反向旋转限位螺钉接触限位，安装时方便快捷，优选地，在限位孔内设置柱状的密封垫，由限位螺钉驱动其与第一弯管的外壁接触，限位时不易损伤第一弯管的锥形面，密封性能好。
在优选的方案中，第一弯管的管口端面与第二弯管内壁的端面接触，节点密封圈位于端面接触处，位于节点密封圈两侧的衔接密封圈与第一弯管和第二弯管接触密封。结构简单，使用时，密封环的节点密封圈位于第一弯管和第二弯管连接的端面结合处，位于密封环两侧的衔接密封圈分别与第一弯管和第二弯管接触，在较小的接触端面形成多个密封点，进一步提高了整体的密封性能。
一种活动弯头活动节高强度承压结构，它包括第一弯管、第二弯管和密封环，通过第一弯管端头的锥形外壁与第二弯管端头锥形的内壁套接，通过在第一弯管和第二弯管接触的端面之间设置密封环密封，通过在第一弯管和第二弯管锥形的接触面设置球道和密封结构。本发明克服了原活动弯头节承压载荷有限，承压受力不均匀，耐压低，密封不稳定的问题，具有结构简单，增加了结构强度，承载载荷大，提高了耐压性能，密封性能好的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的内部结构示意图。
图3为本发明第一弯管和第二弯管连接的结构示意图。
图4为本发明第一弯管的端头的结构示意图。
图5为本发明第二弯管的端头的结构示意图。
图6为本发明增压密封环的结构示意图。
图中：第一弯管1，第二弯管2，限位孔21，限位螺钉22，密封环3，节点密封圈31，衔接密封圈32，球道4，钢珠41，第一承压密封圈5，第二承压密封圈6，增压密封环7。
具体实施方式
如图1~图6中，一种活动弯头活动节高强度承压结构，它包括第一弯管1、第二弯管2和密封环3；所述的第一弯管1和第二弯管2活动连接，密封环3位于第一弯管1和第二弯管2之间密封；所述第一弯管1和第二弯管2的接触面为锥形面，位于锥形面上设置球道4，第一弯管1和第二弯管2绕球道4转动。结构简单，通过第一弯管1端头的锥形外壁与第二弯管2端头锥形的内壁套接，通过在第一弯管1和第二弯管2接触的端面之间设置密封环3密封，通过在第一弯管1和第二弯管2锥形的接触面设置球道4和密封结构，增加了结构强度，承载载荷大，提高了耐压性能，密封性能好。
优选的方案中，所述第一弯管1为弯折的中空管，管体的端头外壁沿管口呈逐步缩小的锥形状，球道4位于外壁的锥形面上，密封环3与管口内壁配合。结构简单，使用时，第一弯管1的端头深入到第二弯管2的管体内，密封环3位于连接的端面处密封，球道4用于连接第一弯管1和第二弯管2，使第一弯管1和第二弯管2相互之间可以转动，在第一弯管1的管口受压时，受到第二弯管2的腔体内壁反向压力，相互受压的压力面处于对应的倾斜面上，沿管道径向扩散，承压能力更好。
优选的方案中，所述第二弯管2为弯折的中空管，管体的端头内壁沿管口呈逐步扩大的锥形状，球道4位于内壁的锥形面上，密封环3位于管体内。结构简单，使用时，第二弯管2的端头包覆第一弯管1的端头，密封环3位于连接的端面处密封，球道4用于连接第二弯管2和第一弯管1，使第二弯管2和第一弯管1相互之间可以转动，在第二弯管2的端头内壁受到第一弯管1端头外壁向外扩张的压力时，向第一弯管1的外壁给予方向压力，相互的压力作用于锥形的接触面上，沿管道径向扩散，承压能力更好。
优选的方案中，所述密封环3为环形圈，外壁的中间设置凹进环形的卡槽，位于卡槽的两端设置凹进环形的衔接槽，卡槽内设置节点密封圈31，衔接槽设置衔接密封圈32。结构简单，使用时，密封环3位于管道内，节点密封圈31和衔接密封圈32与管道内壁接触密封，多个密封点形成的环形密封结构，在第一弯管1和第二弯管2转动时，不影响密封效果，密封性能好，承压能力强。
优选的方案中，所述球道4由两个圆环形槽组成的槽体，槽体内设置钢珠41，两个圆环形槽分别位于第一弯管1和第二弯管2的接触面之间。结构简单，使用时，球道4用于连接第一弯管1和第二弯管2，槽体内的钢珠41与第一弯管1和第二弯管2滚动接触，在第一弯管1和第二弯管2相互转动时，转动灵活。
优选的方案中，所述球道4的数量为多个，位于多个球道4的两侧设置第一承压密封圈5和第二承压密封圈6与第一弯管1和第二弯管2的接触面密封。结构简单，使用时，多个球道4为连接点连接第一弯管1和第二弯管2，连接结构稳定可靠，承载强度更高，转动更灵活，多个球道4的两侧设置的第一承压密封圈5和第二承压密封圈6与第一弯管1和第二弯管2的锥形接触面密封，形成多道密封结构，密封性能更好。
优选的方案中，所述第二弯管2的内壁设置增压密封环7，与分布于中间的球道4配合，增压密封环7为环形结构，设置半圆环形的槽体与钢珠41配合。结构简单，使用时，在第二弯管2的内壁设置增压密封环7，增压密封环7与第二弯管2、球道4和第一弯管1的锥形外壁接触密封，进一步提高了整体的密封性能，在第一弯管1和第二弯管2受到相互压力时，增压密封环7相应压缩，受到的压力作用越大，与增压密封环7接触面压实更紧密，密封性能更好，增压密封环7位于多个球道4中间的任一球道或中间的多个球道，不影响两端的球道4与第一弯管1和第二弯管2的转动配合，中间的多个球道球道4与增压密封环7配合，进一步提高了密封性能，能够承受较大波动范围的管道压力，承压力更均衡，不易泄露。
优选的方案中，所述第二弯管2的外壁设置限位孔21，与限位螺钉22配合，限位螺钉22与第一弯管1的外壁抵触限位。结构简单，实际安装使用过程中，第一弯管1和第二弯管2处于活动可以相互转动的状态，不便于安装定位，此时，可通过旋转限位螺钉22使其与第一弯管1的外壁抵触，避免第一弯管1和第二弯管2转动，在安装完毕后再次反向旋转限位螺钉22接触限位，安装时方便快捷，优选地，在限位孔21内设置柱状的密封垫，由限位螺钉22驱动其与第一弯管1的外壁接触，限位时不易损伤第一弯管1的锥形面，密封性能好。
优选的方案中，所述第一弯管1的管口端面与第二弯管2内壁的端面接触，节点密封圈31位于端面接触处，位于节点密封圈31两侧的衔接密封圈32与第一弯管1和第二弯管2接触密封。结构简单，使用时，密封环3的节点密封圈31位于第一弯管1和第二弯管2连接的端面结合处，位于密封环3两侧的衔接密封圈32分别与第一弯管1和第二弯管2接触，在较小的接触端面形成多个密封点，进一步提高了整体的密封性能。
如上所述的活动弯头活动节高强度承压结构，安装使用时，第一弯管1端头的锥形外壁与第二弯管2端头锥形的内壁套接，在第一弯管1和第二弯管2接触的端面之间设置密封环3密封，在第一弯管1和第二弯管2锥形的接触面设置球道4和密封结构，增加了结构强度，承载载荷大，提高了耐压性能，密封性能好。
使用时，第一弯管1的端头深入到第二弯管2的管体内，密封环3位于连接的端面处密封，球道4用于连接第一弯管1和第二弯管2，使第一弯管1和第二弯管2相互之间可以转动，在第一弯管1的管口受压时，受到第二弯管2的腔体内壁反向压力，相互受压的压力面处于对应的倾斜面上，沿管道径向扩散，承压能力更好。
使用时，第二弯管2的端头包覆第一弯管1的端头，密封环3位于连接的端面处密封，球道4用于连接第二弯管2和第一弯管1，使第二弯管2和第一弯管1相互之间可以转动，在第二弯管2的端头内壁受到第一弯管1端头外壁向外扩张的压力时，向第一弯管1的外壁给予方向压力，相互的压力作用于锥形的接触面上，沿管道径向扩散，承压能力更好。
使用时，密封环3位于管道内，节点密封圈31和衔接密封圈32与管道内壁接触密封，多个密封点形成的环形密封结构，在第一弯管1和第二弯管2转动时，不影响密封效果，密封性能好，承压能力强。
使用时，球道4用于连接第一弯管1和第二弯管2，槽体内的钢珠41与第一弯管1和第二弯管2滚动接触，在第一弯管1和第二弯管2相互转动时，转动灵活。
使用时，多个球道4为连接点连接第一弯管1和第二弯管2，连接结构稳定可靠，承载强度更高，转动更灵活，多个球道4的两侧设置的第一承压密封圈5和第二承压密封圈6与第一弯管1和第二弯管2的锥形接触面密封，形成多道密封结构，密封性能更好。
使用时，在第二弯管2的内壁设置增压密封环7，增压密封环7与第二弯管2、球道4和第一弯管1的锥形外壁接触密封，进一步提高了整体的密封性能，在第一弯管1和第二弯管2受到相互压力时，增压密封环7相应压缩，受到的压力作用越大，与增压密封环7接触面压实更紧密，密封性能更好，增压密封环7位于多个球道4中间的任一球道或中间的多个球道，不影响两端的球道4与第一弯管1和第二弯管2的转动配合，中间的多个球道球道4与增压密封环7配合，进一步提高了密封性能，能够承受较大波动范围的管道压力，承压力更均衡，不易泄露。
实际安装使用过程中，第一弯管1和第二弯管2处于活动可以相互转动的状态，不便于安装定位，此时，可通过旋转限位螺钉22使其与第一弯管1的外壁抵触，避免第一弯管1和第二弯管2转动，在安装完毕后再次反向旋转限位螺钉22接触限位，安装时方便快捷，优选地，在限位孔21内设置柱状的密封垫，由限位螺钉22驱动其与第一弯管1的外壁接触，限位时不易损伤第一弯管1的锥形面，密封性能好。
使用时，密封环3的节点密封圈31位于第一弯管1和第二弯管2连接的端面结合处，位于密封环3两侧的衔接密封圈32分别与第一弯管1和第二弯管2接触，在较小的接触端面形成多个密封点，进一步提高了整体的密封性能。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种活动弯头活动节高强度承压结构，其特征是：它包括第一弯管（1）、第二弯管（2）和密封环（3）；所述的第一弯管（1）和第二弯管（2）活动连接，密封环（3）位于第一弯管（1）和第二弯管（2）之间密封；所述第一弯管（1）和第二弯管（2）的接触面为锥形面，位于锥形面上设置球道（4），第一弯管（1）和第二弯管（2）绕球道（4）转动。
2.根据权利要求1所述的活动弯头活动节高强度承压结构，其特征是：所述第一弯管（1）为弯折的中空管，管体的端头外壁沿管口呈逐步缩小的锥形状，球道（4）位于外壁的锥形面上，密封环（3）与管口内壁配合。
3.根据权利要求1所述的活动弯头活动节高强度承压结构，其特征是：所述第二弯管（2）为弯折的中空管，管体的端头内壁沿管口呈逐步扩大的锥形状，球道（4）位于内壁的锥形面上，密封环（3）位于管体内。
4.根据权利要求1所述的活动弯头活动节高强度承压结构，其特征是：所述密封环（3）为环形圈，外壁的中间设置凹进环形的卡槽，位于卡槽的两端设置凹进环形的衔接槽，卡槽内设置节点密封圈（31），衔接槽设置衔接密封圈（32）。
5.根据权利要求1所述的活动弯头活动节高强度承压结构，其特征是：所述球道（4）由两个圆环形槽组成的槽体，槽体内设置钢珠（41），两个圆环形槽分别位于第一弯管（1）和第二弯管（2）的接触面之间。
6.根据权利要求1~5任一项所述的活动弯头活动节高强度承压结构，其特征是：所述球道（4）的数量为多个，位于多个球道（4）的两侧设置第一承压密封圈（5）和第二承压密封圈（6）与第一弯管（1）和第二弯管（2）的接触面密封。
7.根据权利要求6所述的活动弯头活动节高强度承压结构，其特征是：所述第二弯管（2）的内壁设置增压密封环（7），与分布于中间的球道（4）配合，增压密封环（7）为环形结构，设置半圆环形的槽体与钢珠（41）配合。
8.根据权利要求6所述的活动弯头活动节高强度承压结构，其特征是：所述第二弯管（2）的外壁设置限位孔（21），与限位螺钉（22）配合，限位螺钉（22）与第一弯管（1）的外壁抵触限位。
9.根据权利要求6所述的活动弯头活动节高强度承压结构，其特征是：所述第一弯管（1）的管口端面与第二弯管（2）内壁的端面接触，节点密封圈（31）位于端面接触处，位于节点密封圈（31）两侧的衔接密封圈（32）与第一弯管（1）和第二弯管（2）接触密封。
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