CN110778820A - 一种智能管道结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能管道结构，包括第一管道以及与第一管道连通的第二管道，第二管道的端部设有压环，第一管道与压环内壁滑动配合，第一管道和第二管道之间设有滑动间隙，滑动间隙内设有主密封圈，滑动间隙中靠近第二管道端面一侧设有推杆，推杆朝向第一管道端面一侧设有第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆转动连接，第一连杆的端部设有与推杆连接的作用块，第二连杆端部设有与推杆滑动配合的导向块，连杆机构还包括带动推杆向主密封圈移动的弹性件，第一管道和第二管道之间滑动间隙增大时推杆压紧主密封圈。本发明旨在对密封圈实现良好定位保持效果，使密封圈适应管道间隙变化，同时降低安装难度，便于在施工现场实现快速安装。

Description

一种智能管道结构

技术领域

本发明属于管道安装领域，尤其涉及一种智能管道结构。

背景技术

大口径管道通常埋于地下，相邻的管道之间需要预留一定的活动间隙，同时设置伸缩节结构，以防止因热胀冷缩产生应力，管道之间相互拉扯或挤压，导致管道变形甚至破损发生泄漏。在一些特殊领域如电站等环境下，发电机组通常还会产生振动，如中国专利公开号：CN205370837U，公开了一种新型贯流式水轮机伸缩节结构，振动传递至管道之间伸缩节的密封圈时，这种伸缩节结构的密封圈会随着管道之间间隙变化或者受到振动而脱落，无法保持在设计的密封位置，从而影响到实际的密封效果。为了减小管道间隙变化以及振动对于密封效果影响，中国专利公开号：CN110374781A，公开了一种水轮机伸缩节密封结构，这样的伸缩节中的密封件虽然能够得到定位，但是由于相应的定位结构位于管道内部，并且需要在两侧管道分别安装定位结构，在实际安装时，需要从管道内部安装相关定位结构，还需要保证位置对齐才能使两侧定位结构顺利配合，安装过程耗时耗力，较为不便。

发明内容

为了克服现有技术中伸缩密封结构容易受到外部振动影响的不足，本发明提供了一种智能管道结构，对密封圈实现良好定位保持效果，使密封圈适应管道间隙变化，同时降低安装难度，便于在施工现场实现快速安装。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能管道结构，包括第一管道以及与第一管道连通的第二管道，所述第二管道的端部设有压环，所述第一管道与压环的内壁滑动配合，第一管道和第二管道之间设有滑动间隙，所述滑动间隙内设有主密封圈，所述滑动间隙中靠近第二管道端面的一侧设有推杆，推杆朝向第一管道端面的一侧设有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆转动连接，所述第一连杆的端部设有与推杆连接的作用块，所述第二连杆的端部设有与推杆滑动配合的导向块，所述连杆机构还包括带动推杆向主密封圈移动的弹性件，所述第一管道和第二管道之间滑动间隙增大时所述推杆压紧主密封圈。第一连杆和第二连杆转动连接，当温度变化等原因使第一管道和第二管道之间的滑动间隙增大时，主密封圈有脱离滑动间隙两侧的趋势，此时第一连杆和第二连杆在弹性件作用下，使推杆向主密封圈作用将主密封圈压紧。伸缩密封结构定位在第一管道和第二管道之间的滑动间隙中，无需像现有技术那样通过螺栓等紧固件进行连接，降低了安装难度，提高工作效率。此外，当振动传递至第一管道和第二管道，第一管道和第二管道之间发生轻微的相对移动时，推杆可以将主密封圈定位在滑动间隙中，使主密封圈与第一管道、第二管道保持在紧密贴合状态中，同时连杆机构通过弹性件进行减震，降低振动对于主密封圈密封效果影响。

作为优选，所述第一连杆和第二连杆的转动连接处设有与第一管道端面定位的第一接触块，所述第二管道端面上设有第二接触块，所述弹性件作用于第一接触块和第二接触块。弹性件作用于第一接触块和第二接触块，将第一接触块、第二接触块与对应的第一管道端面、第二管道端面保持在紧密贴合状态，第一接触块、第二接触块的移动和第一管道和第二管道的滑动保持一致，使推杆始终作用于主密封圈，对主密封圈起到定位保持作用。

作为优选，所述推杆包括杆体和套管，所述套管沿杆体轴向滑动配合，所述杆体和套管之间设有锁紧螺丝。通过套管和杆体滑动之后，可调节推杆的整体长度，提高对于管道直径的适应性。

作为优选，所述第二接触块设有定位板，所述定位板设有与推杆滑动方向平行的导向滑槽，所述导向块和作用块与导向滑槽滑动连接。这样，导向块和作用块沿导向槽进行滑动，定位板对导向块和作用块进行导向和限位，使得推杆的滑动方向稳定。

作为优选，所述推杆上设有与滑动间隙连通的压力室，所述压力室内设有弹性膜片，所述弹性膜片上连接有调节杆，所述调节杆与推杆长度方向平行布置，所述调节杆的端部作用于主密封圈。管道内的流体压力进入到压力室中，使弹性膜片变形推动调节杆向主密封圈作用，从中部挤压主密封圈压紧第一管道的端面和第二管道的端面，使主密封圈能适应流体压力的变化。

作为优选，所述推杆靠近主密封圈的一端设有主推块，所述主推块靠近主密封圈的一面设有辅助推块，所述辅助推块与调节杆固定连接。推杆和调节杆通过主推块和辅助推块增加与主密封圈的接触，将主密封圈在滑动间隙中压紧，保证主密封圈定位可靠。

作为优选，所述推杆沿长度方向设有条形滑槽，所述调节杆滑动连接设置于条形滑槽中。这样，调节杆集成在推杆中，使得整体结构紧凑，同时推杆的条形滑槽也对调节杆进行导向，保证滑动位移准确。

作为优选，所述主推块靠近主密封圈的一面设有容纳辅助推块的沉槽，所述沉槽的深度大于等于辅助推块高度。这样，辅助推块的高度和主推块齐平甚至低于主推块，主推块和辅助推块能同时保持与主密封圈接触，保证对于主密封圈的作用力效果。

作为优选，所述压力室包括密闭的上壳体以及与滑动间隙连通的下壳体，所述弹性膜片位于上壳体和下壳体之间，所述调节杆与弹性膜片连接的一端设有限位柱，所述调节杆上移时所述限位柱与上壳体相抵。

本发明的有益效果是：（1）使主密封圈在管道伸缩以及振动过程中始终保持在密封状态，避免主密封圈脱落，保证主密封圈的密封效果可靠稳定；（2）在管道伸缩过程中，对主密封圈进行定位补偿，滑动间隙变大时增大对主密封圈的作用力，滑动间隙变小时减小对主密封圈的作用力，提高主密封圈对于滑动间隙变化的适应性；（3）通过弹性件对管道之间减震，减小振动传递，保证主密封圈的定位可靠。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本发明实施例1的运行状态示意图；

图4是本发明实施例2的结构示意图；

图5是本发明实施例3的结构示意图；

图6是本发明实施例3的运行状态示意图。

图中：第一管道1，第一连接法兰1a，第一接触块2，第二连杆3，压环4，螺栓5，主密封圈6，推杆7，套管7a，杆体7b，锁紧螺丝7c，第二接触块8，定位板8a，导向滑槽8b，第二管道9，第二连接法兰9a，滑动间隙10，第一连杆11，作用块12，弹性件13，导向块14，主推块15，弹性膜片16，压力室17，调节杆18，限位柱18a，辅助推块19。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：

如图1所示的实施例中，一种智能管道结构，包括第一管道1和第二管道9，第一管道1的端面与第二管道9的端面相对，两者位于同一轴线上，第一管道1和第二管道9保持在连通状态。第一管道1的端部设有第一连接法兰1a，第二管道9的端部设有第二连接法兰9a，第二管道9的端部设有压环4，压环4与第二管道9的连接法兰通过螺栓5固定，同时压环4的内壁和第一管道1连接法兰的外缘滑动配合。第一管道1和第二管道9之间设有滑动间隙10，滑动间隙10的开口朝向第一管道1和第二管道9的中心，滑动间隙10内设有主密封圈6，主密封圈6的两侧分别与第一管道1的端面和第二管道9的端面接触，主密封圈6的外缘与压环4的内壁接触。

结合图2所示，滑动间隙10中设有推杆7以及带动推杆7作用于主密封圈6的连杆机构，连杆机构包括第一连杆11和第二连杆3，第一连杆11和第二连杆3位于推杆7一侧，本实施例中，第一连杆11和第二连杆3位于推杆7面向第一管道1端面的一侧，第一连杆11和第二连杆3之间转动连接。推杆7沿第一管道1和第二管道9的径向布置，推杆7的外端朝向主密封圈6，推杆7的内端朝向第一管道1和第二管道9的中心，第一连杆11布置在靠近推杆7的内端，第二连杆3布置在靠近推杆7的外端，第一连杆11的端部设有与推杆7连接的作用块12，第二连杆3的端部设有导向块14，导向块14上设有与推杆7滑动配合的导向槽。推杆7包括杆体7b和套管7a，套管7a沿杆体7b轴向滑动配合，杆体7b和套管7a之间设有锁紧螺丝7c。

第一连杆11和第二连杆3的转动连接处设有与第一管道1端面定位的第一接触块2，第一接触块2和第一连杆11、第二连杆3保持转动连接配合。第二管道9端面上设有第二接触块8，第一管道1的端面和第二管道9的端面设有与第一接触块2、第二接触块8对应的接触块定位槽。连杆机构还包括带动推杆7向主密封圈6移动的弹性件13，本实施例中弹性件13为压簧，压簧的一端作用于第一接触块2，另一端作用于第二接触块8，使得第一接触块2和第二接触块8有相互远离的趋势。同时，压簧的作用力通过第一连杆11传递至作用块12、第二连杆3传递至导向块14，使得作用块12和导向块14均与第二管道9的端面接触，进一步保证推杆7移动过程的稳定性。此时推杆7的位置偏离于滑动间隙10中心而靠近第二管道9一侧，推杆7带动主推块15挤压主密封圈6时，主推块15作用于主密封圈6靠近第一管道1的一侧，因而使主密封圈6向第一管道1的端面压紧，本实施例适用于滑动间隙10变化相对较小的使用场合。

在实际运行过程中，当第一管道1和第二管道9相对滑动靠近时，滑动间隙10变窄，第一接触块2和第二接触块8也相对靠近，压簧被压缩。第一连杆11和第二连杆3相对转动，两者夹角增大。由于推杆7的内端与第一连杆11的作用块12连接，第一连杆11带动推杆7向第一管道1和第二管道9的内部中心移动，推杆7外端的主推块对于主密封圈6的作用力降低，以便于主密封圈6压缩变形适应变窄后的滑动间隙10。当第一管道1和第二管道9相对滑动远离时，如图3所示，滑动间隙10变宽，此时第一接触块2和第二接触块8在压簧作用下相对远离，第一连杆11和第二连杆3的夹角变小。此时推杆7在作用块12作用下向主密封圈6移动，进一步压紧主密封圈6，以使主密封圈6变形适应变宽后的滑动间隙10。值得注意的是，随着滑动间隙10变宽，由于第一连杆11和第二连杆3的放大作用，使得推杆7的移动距离和滑动间隙10宽度之间的比例逐渐变大，进一步提高主密封圈6和第一管道1、第二管道9之间的接触密封效果。

实施例2

实施例2与实施例1的区别之处在于，如图4所示，第二接触块8设有定位板8a，定位板8a设有与推杆7滑动方向平行的导向滑槽8b，导向块14和作用块12与导向滑槽8b滑动连接。第一管道1端面和第二管道9端面分别设有接触块定位槽，第一接触块2定位在第一管道1端面的接触块定位槽，第二接触块8定位在第二管道9端面的接触块定位槽，通过压簧将第一接触块2和第二接触块8与对应的管道端面压紧。本实施例中，导向滑槽8b可以设置为如燕尾槽等结构，使得导向块14和作用块12始终在导向滑槽8b中滑动而不会与导向滑槽8b脱离，保证推杆7移动位置准确。

实施例3

实施例3与实施例1的区别之处在于，如图5所示，推杆7上设有压力室17，压力室17内设有弹性膜片16，压力室17包括密闭的上壳体以及与滑动间隙10连通的下壳体，弹性膜片16位于上壳体和下壳体之间，弹性膜片16将压力室17分为上压力室和下压力室，上压力室采用密封设计，下压力室与滑动间隙10连通，当外界压力进入到压力室17中时，压力使弹性膜片16变形。

弹性膜片16上连接有调节杆18，调节杆18与推杆7长度方向平行布置，调节杆18的端部作用于主密封圈6，调节杆18与弹性膜片16连接的一端设有限位柱18a，调节杆18上移时限位柱18a与上壳体相抵。本实施例中，推杆7沿长度方向设有条形滑槽，调节杆18滑动连接设置于条形滑槽中，同时条形滑槽朝向导向块14的导向槽底部，导向槽底面与条形滑槽将调节杆18进行定位。推杆7靠近主密封圈6的一端设有主推块15，主推块15靠近主密封圈6的一面设有辅助推块19，辅助推块19与调节杆18固定连接。主推块15靠近主密封圈6的一面设有容纳辅助推块19的沉槽，沉槽的深度大于等于辅助推块19高度。

在实际运行过程中，如图6所示，管道内的压力进入到压力室17的下压力室中，推动弹性膜片16变形，弹性膜片16带动调节杆18向主密封圈6作用，从中部挤压主密封圈6，主密封圈6的两侧压紧第一管道1的端面和第二管道9的端面，当压力减小时，弹性膜片16带动调节杆18减小对于主密封圈6的作用力，使主密封圈6能适应流体压力的变化。

Claims (9)

1.一种智能管道结构，其特征是，包括第一管道（1）以及与第一管道（1）连通的第二管道（9），所述第二管道（9）的端部设有压环（4），所述第一管道（1）与压环（4）的内壁滑动配合，第一管道（1）和第二管道（9）之间设有滑动间隙（10），所述滑动间隙（10）内设有主密封圈（6），所述滑动间隙（10）中靠近第二管道（9）端面的一侧设有推杆（7），推杆（7）朝向第一管道（1）端面的一侧设有第一连杆（11）和第二连杆（3），所述第一连杆（11）和第二连杆（3）转动连接，所述第一连杆（11）的端部设有与推杆（7）连接的作用块（12），所述第二连杆（3）的端部设有与推杆（7）滑动配合的导向块（14），所述连杆机构还包括带动推杆（7）向主密封圈（6）移动的弹性件（13），所述第一管道（1）和第二管道（9）之间滑动间隙（10）增大时所述推杆（7）压紧主密封圈（6）。

2.根据权利要求1所述的一种智能管道结构，其特征是，所述第一连杆（11）和第二连杆（3）的转动连接处设有与第一管道（1）端面定位的第一接触块（2），所述第二管道（9）端面上设有第二接触块（8），所述弹性件（13）作用于第一接触块（2）和第二接触块（8）。

3.根据权利要求1所述的一种智能管道结构，其特征是，所述推杆（7）包括杆体（7b）和套管（7a），所述套管（7a）沿杆体（7b）轴向滑动配合，所述杆体（7b）和套管（7a）之间设有锁紧螺丝（7c）。

4.根据权利要求2所述的一种智能管道结构，其特征是，所述第二接触块（8）设有定位板（8a），所述定位板（8a）设有与推杆（7）滑动方向平行的导向滑槽（8b），所述导向块（14）和作用块（12）与导向滑槽（8b）滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能管道结构，其特征是，所述推杆（7）上设有与滑动间隙（10）连通的压力室（17），所述压力室（17）内设有弹性膜片（16），所述弹性膜片（16）上连接有调节杆（18），所述调节杆（18）与推杆（7）长度方向平行布置，所述调节杆（18）的端部作用于主密封圈（6）。

6.根据权利要求5所述的一种智能管道结构，其特征是，所述推杆（7）靠近主密封圈（6）的一端设有主推块（15），所述主推块（15）靠近主密封圈（6）的一面设有辅助推块（19），所述辅助推块（19）与调节杆（18）固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种智能管道结构，其特征是，所述推杆（7）沿长度方向设有条形滑槽，所述调节杆（18）滑动连接设置于条形滑槽中。

8.根据权利要求6所述的一种智能管道结构，其特征是，所述主推块（15）靠近主密封圈（6）的一面设有容纳辅助推块（19）的沉槽，所述沉槽的深度大于等于辅助推块（19）高度。

9.根据权利要求5 所述的一种智能管道结构，其特征是，所述压力室（17）包括密闭的上壳体以及与滑动间隙（10）连通的下壳体，所述弹性膜片（16）位于上壳体和下壳体之间，所述调节杆（18）与弹性膜片（16）连接的一端设有限位柱（18a），所述调节杆（18）上移时所述限位柱（18a）与上壳体相抵。

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