CN110410598A - 真空管道密封器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空管道密封器，真空管道主要由管筒(2)和支撑立柱(1)组成，管筒(2)底部设置轨道连接板(4)与支撑立柱(1)固定连接，其特征是：相邻管筒(2)之间设置密封环(6)，密封环(6)的外部设置环箍(8)，环箍(8)的内弧面与密封环(6)的外表面吻合，环箍(6)的两端设置连接法兰(16)，法兰(16)由紧固件将环箍(8)锁紧在密封环(6)外部，密封住相邻管筒(2)。本发明的真空管道密封器具有密封严密可靠、安装方便、环境适应性强、便于维护的特点。

Description

真空管道密封器

所属技术领域

本发明涉及真空管道工程建设技术和轨道交通技术领域，具体涉及真空管道超高速轨道建设，尤其是用于压力低于0.5个标准大气压的低压管道或真空管道之间的密封装置。

背景技术

真空管道高速运输技术以其飞机般的速度和显著的节能优越性已经受到各国的普遍关注，也是高速铁路发展的必然趋势。

目前真空管道的建筑材料受目前材料性能和寿命的限制，管道一般选用金属材料或高分子复合材料。密封技术大部分考虑焊接或法兰螺栓连接。整体焊接管道对于以后维修和故障排除都带来阻碍和难度，甚至无法进入管道抢险的问题。而相邻管道之间采用法兰和大量的螺栓连接必将增加成本，安装费时拆卸麻烦，而且外观也不美观。

发明内容

本发明旨在克服上述技术中存在的不足之处，提供一种真空管道密封器，让真空管道的连接迅速而方便，在环境温差变化很大的环境下管道有轴向伸缩的情况下也能保持严实的密封。需要维护或抢险时能快速拆卸管道，在复杂的天气变化时也能适应。

技术方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于真空管道的管道密封器，真空管道主要由管筒2和支撑立柱1组成，其特征是：

相邻管筒2之间设置自自密封环6，自密封环6的形状整体为圆环形，截面为Ω形或U形，即中部为U形，U形开口向两端延伸，末端为凸起10，该截面为沿圆弧形延伸成整体形状为封闭的圆环形，或者由长条形的两端搭接成闭合的圆环形；

自密封环6的外部设置环箍8，环箍8的内弧面压在自密封环6的外表面，环箍8的至少一处设置缺口14，环箍6的缺口14两端设置连接法兰16，连接法兰16由紧固件7将环箍8锁紧在自密封环6外部，密封住相邻管筒2。

所述管筒2两端固定设置管道法兰17，管道法兰17外圆端部附近设置凹槽15或管道法兰17突出管筒2外径固定连接。

所述管筒2的外圆两端面附近设置凹槽，管筒2端部为凸台。

所述环箍8外形为圆环形，截面大体为U形，环箍8的两端设置挡圈12。

所述环箍8的缺口14的形状为锯齿形或阶梯形，包括凹、凸形端面，环箍8的两端插接在一起时形成一个完整的圆环。

所述环箍8内部设置隔离筋13，截面大体为M形或E形或“弓”字形。

所述自密封环6的内部还可以设置增强纤维11，增强纤维11包括化学纤维、棉布或碳纤维。

所述自密封环6的两侧还可以设置密封唇20，在密封唇20的侧面设置压实盘21。

所述自密封环6的两侧表面或密封唇20的外表面还可以设置凸起的环线19。

所述自密封环6的内部或内侧安装骨架18，骨架18内部带有孔洞。

有益效果

本发明的透明真空管道的有益效果是：

1.密封严密可靠。在相邻的管筒2的间距发生改变时，自密封环6的两端仍能密封住管筒2的外表面，自密封环6的U形部分仍然能密封住管筒2的端面，自密封环6和外部的环箍8构成柔性密封的伸缩节。

2.安装方便。该密封器使真空管道的连接迅速而方便，在管道之间放入密封环，套住相邻的管道，再在外面安装环箍，上紧一套紧固件就安装完一对管道。而不必像以往那样要连接管道法兰一周的几十个螺栓。

3.适应性强。在环境温差变化很大的环境，管道有轴向伸缩的情况下也能保持严实的密封，允许管道轴向窜动，适应各种复杂的气候和温差大的环境。

4.便于维护和抢修。在需要维护或抢险时能快速拆卸管道，降低维修费用，争取抢险时间。

5.连接牢固。环箍和管道边缘带有锁止环，扣在一起后连接强度大于几十个连接螺栓的紧固强度。

6.制造成本低。管道端面不需要焊接法兰，只需要机械加工一道环槽即可，工艺简单，生产效率高，也不会产生焊接热变形。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的真空管道密封器与真空管道及支撑立柱的整体结构示意图。

图2是本发明的管筒带凹槽的真空管道密封器的剖面示意图。

图3是图1的真空管道密封器的最佳实施例局部剖面放大图。

图4是U形截面环箍的立体结构示意。

图5是U形截面环箍的开口连接处放大的的立体结构示意图。

图6是U形截面的环箍安装自密封环处于连接密封状态的局部立体结构示意图。

图7是E形截面环箍的立体结构示意。

图8是E形截面环箍的开口连接处放大的的立体结构示意图。

图9是E形截面的环箍处于连接密封状态的立体结构示意图。

图10是管筒带凹槽的真空管道密封器的局部剖面放大图。

图11是管筒带突出法栏的真空管道密封器的局部剖面放大图。

图12是本发明的管筒带法栏和紧固件的真空管道端面密封器的剖面示意图。

图13是自密封环管带增强纤维的真空管道密封器的局部剖面放大图。

图14是自密封环管带密封唇的真空管道密封器的局部剖面放大图。

图中，1-支撑立柱，2-管筒，3-轨道箱梁，4-轨道连接板，5-管道密封器，6-自密封环，7-螺栓，8-环箍，9-螺母，10-密封环两端的凸起，11-增强纤维，12-环箍两端的挡圈，13-环箍中部的隔离筋，14-环箍两端的缺口，15-管筒两端的凹槽，16-连接法兰，17-管道法兰，18-骨架，19-密封环线，20-密封唇

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步详细介绍。

现以无缝真空管道为例说明本发明的技术要点。

如图1和图2所示，真空管道主要由多个管筒2相互串连组成，管筒2可以是整体封闭的圆筒，也可以是多个圆弧组成的圆筒。真空管道通常采用高架结构，底部由支撑立柱1支撑。真空管道底部还可以设置轨道箱梁3，轨道箱梁3为混凝土材料或钢铁材料，外部包裹轨道连接板4，对轨道箱梁3支撑和密封。

最佳实施例

如图1所示，本发明的真空管道相邻两个管筒2之间设置管道密封器5，管道密封器5由自密封环6、环箍8、螺栓7、螺母9和连接法兰16组成。

如图3和图6所示，自密封环6的材料为橡胶材料，其耐候性和耐酸碱性能优异。自密封环6的形状整体为大圆圈，横截面大体为“Ω”或U形，即中部为U形，U形开口向两端延伸，末端为凸起10。前述的截面可以先做成长条带状，然后再由长条形的两端搭接成闭合的圆环形，这样可以采用高效的制造工艺。

在U形端面的表面设置至少一道密封环线19，图示为2道完整的凸起环台线，密封环线19靠在管筒2的端面。密封环线的附近还可以加厚而背部带有圆弧凸起。

管筒2的外端可以挖出凹槽15，管筒2端部则出现一个凸台。

如图4、图5和图6所示，自密封环6的外部设置环箍8，环箍8为金属材料，如不锈钢材料，外形为圆环形，截面大体为U形，两端为凸起的挡圈12。挡圈12之间的凹槽内容纳自密封环6和两端的凸起10，自密封环6的凸台10和环箍8两端的挡圈12都可以卡入凹槽15，环箍8两端的挡圈12能扣住相邻管筒2的外端的凸台，防止相邻管筒2脱离，并允许在一定范围内轴向窜动。

如图5和图6所示，环箍8的至少一处设置缺口14，缺口14的形状为锯齿形或阶梯形。如图5所示，环箍8的一端为凸字形，而另一端为凹字形，可以插接在一起，形成一个完整的圆环，因为有凹凸字形缺口的存在，即使环形直径发生变化仍然会形成连续的圆环，这样在紧固变细的过程中仍然对自密封环6起到加固密封的作用。

环箍8的两端在缺口14附近还设置向外突出的连接法兰16，连接法兰16内设置连接孔，一端的连接法兰16内可以加工出内螺纹，螺栓7穿过连接法兰16的连接孔再由螺母9将环箍8锁紧在自密封环6外部，由螺栓7和螺母9紧固连接。

环箍8内弧面与橡胶自密封环6的外表面基本吻合。

如图3所示，自密封环6的两端套在相邻管筒2的外表面，密封住管筒2的外表面，当管筒2内在抽真空时压力降低，外界气体可以穿过环箍8的缺口14进入到环箍8和自密封环6的U形环槽之间，在气体压力作用下，自密封环6向内凹陷的U形部分的密封环线19压靠在管筒2的端面，环线19的面积小于两端的面积很多，环线19处的与管筒2的端面的接触压力会超出外部大气压的很多倍，密封严实管筒2的端面。这样的结构在相邻的管筒2的间距发生改变时，自密封环6的U形部分密封环线19仍然能密封住管筒2的端面，自密封环6和外部的环箍8构成柔性密封的伸缩节。

如图7、图8和图9所示，环箍8的内部可以设置隔离筋13和挡圈12，截面大体为E形或M形。隔离筋13和挡圈12之间的凹槽内容纳自密封环6和两端的凸起10。其余结构和前述大体相同。

管筒2的外端可以省去凹槽，管筒2端部则不出现凸台。这种结构用在需要松脱的场合。允许在一定范围内轴向窜动。

如图10所示，为减轻重量，环箍8中部向内滚压或挖出凹槽，环箍8的截面变成“弓”字形。当管筒2的壁厚较薄时，可以在端部靠近边缘滚压出凹槽15，在凹槽15外部形成凸台，作用同法兰，可以省去焊接法兰。环箍8的挡圈12进入凹槽15，把自密封环6的两端的凸起10压牢靠在凹槽15内，可以防止管筒2松脱，同时起到压实密封作用。

如图11所示，管筒2的两端可以焊接连接管道法兰17，焊接连接的管道法兰17的外缘高出管筒2的外径，形成凸台，环箍8两端的挡圈12能扣住相邻管筒2的管道法兰17的凸台，防止相邻管筒2脱离。

如图12所示，本发明还公布一种靠端面法兰密封的管道密封器的结构。自密封环6的形状整体为圆环形，截面大体为“U”形，自密封环6的内部或内侧安装骨架18，骨架18为钢铁材料或塑料材料，骨架18内部带有孔洞。骨架18也可以是筛网。管筒2的两端固定连接管道法兰17，管道法兰17的内部设置突台。自密封环6设置在相邻的管筒2之间，自密封环6的表面还带有凸起的环线19，保证自密封环6压紧在管道法兰17保持更严实的密封。当管筒2内气体压力很低时，自密封环6两端的“U”形唇在气压作用下密封住管筒2的管道法兰17侧端面，尤其在密封环线19处受到大气压的压力会集中在很小面积的环线19处，环线19处的与管筒2的端面的接触压力会超出外部大气压的很多倍，会保持非常可靠的气密封。

自密封环6的弯曲部分在受到外不气压的作用力向内拉伸时将受到管道法兰17的的突台支撑，可以拖住自密封环6。在相邻的管筒2间距发生轴向改变时，自密封环6的U形部分仍然能密封住管筒2的管道法兰17的端面，自密封环6和外部的环箍8构成柔性密封的伸缩节。

如图13所示，自密封环6的内部还可以加入增强纤维11，如化学纤维(包括尼龙、涤纶等纤维)、棉布或碳纤维，对密封环起到加强和支撑的作用，足以承受住外界的压力。

如图14所示，本发明还公布一种靠端面法兰密封的管道密封器的结构。管筒2的两端固定连接管道法兰17，焊接在管筒2的两端，增强管筒2两端的强度。法兰17的两端设置凹槽15。

自密封环6的形状整体为圆环形，截面大体为“Ω”形，两端向两侧延伸还设置凸台10。在凸台10和自密封环6的U形部分之间再设置密封唇20自密封环6靠近自密封环6的侧面外部安装压实盘21，压实盘21为钢铁材料。自密封环6和压实盘21设置在相邻的管筒2之间。自密封环6的密封唇20表面还带有凸起的环线19，保证自密封环6压紧在管道法兰17保持更严实的密封。当管筒2内气体压力抽真空变得很低时，自密封环6两端的“U”形唇在气压作用下推动两端的压实盘21，压实盘再将两端的压力集中于很小面积的环线19处，造成环线19处的与管筒2的端面的接触压力会超出外部大气压的很多倍，会非常可靠的密封住管筒2的两端。

根据这个密封原理，前述结构可以组合成适合应用环境的组合结构。

前述的法兰可以与管筒2制成一体结构。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于真空管道的管道密封器，真空管道主要由管筒(2)和支撑立柱(1)组成，其特征是：相邻管筒(2)之间设置自自密封环(6)，自密封环(6)的截面为Ω形或U形，即中部为U形，U形开口向两端延伸，末端为凸起(10)，该截面为沿圆弧形延伸成整体形状为圆环形；

自密封环(6)的外部设置环箍(8)，环箍(8)的内弧面压在自密封环(6)的外表面，环箍(8)的至少一处设置缺口14，环箍(6)的缺口14两端设置连接法兰(16)，连接法兰(16)由紧固件(7)将环箍(8)锁紧在自密封环(6)外部，密封住相邻管筒(2)。

2.根据权利要求1所述的管道密封器，其特征是：所述管筒(2)两端固定设置管道法兰(17)，管道法兰(17)外圆端部附近设置凹槽(15)或管道法兰(17)突出管筒(2)外径固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的管道密封器，其特征是：所述管筒(2)的外圆两端面附近设置凹槽，管筒(2)端部为凸台。

4.根据权利要求1或2或3所述的管道密封器，其特征是：所述环箍(8)外形为圆环形，截面大体为U形，环箍(8)的两端设置挡圈(12)。

5.根据权利要求1或4所述的管道密封器，其特征是：所述环箍(8)的缺口(14)的形状为锯齿形或阶梯形，包括凹、凸形端面，环箍(8)的两端插接在一起时形成一个完整的圆环。

6.根据权利要求1或4所述的管道密封器，其特征是：所述环箍(8)内部设置隔离筋(13)，截面大体为M形或E形或“弓”字形。

7.根据权利要求1或2所述的管道密封器，其特征是：所述自密封环(6)的内部还可以设置增强纤维(11)，增强纤维(11)包括化学纤维、棉布或碳纤维。

8.根据权利要求1或2所述的管道密封器，其特征是：所述自密封环(6)的两侧还可以设置密封唇(20)，在密封唇(20)的侧面设置压实盘(21)。

9.根据权利要求1或2所述的管道密封器，其特征是：所述自密封环(6)的两侧表面或密封唇(20)的外表面还可以设置凸起的环线(19)。

10.根据权利要求1或2所述的管道密封器，其特征是：所述自密封环(6)的内部或内侧安装骨架(18)，骨架(18)内部带有孔洞。