CN110778821B - 一种增强密封效果的管件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强密封效果的管件，包括第一管道以及第二管道，第二管道的端部设有压环，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，滑动间隙内设有主密封圈，滑动间隙的中部设有推杆以及连杆机构，连杆机构包括第一连杆和第二连杆以及第三连杆和第四连杆，第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆依次转动连接，第一连杆和第三连杆转动连接处设有作用块，第二连杆和第四连杆转动连接处设有导向块，连杆机构还包括弹性件，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

一种增强密封效果的管件

技术领域

本发明属于大型管道安装领域，尤其涉及一种增强密封效果的管件。

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圈虽然能够得到定位，但是由于相应的定位结构位于管道内部，并且在两侧管道分别安装定位结构配合才能对密封圈进行定位，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，本发明提供了一种增强密封效果的管件，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：

一种增强密封效果的管件，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，所述滑动间隙的中部设有推杆以及带动推杆作用于主密封圈的连杆机构，所述连杆机构包括位于推杆一侧的第一连杆和第二连杆以及位于推杆另一侧的第三连杆和第四连杆，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆依次转动连接，所述第一连杆和第三连杆的转动连接处设有与推杆连接的作用块，所述第二连杆和第四连杆的转动连接处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连杆机构带动推杆压紧主密封圈。第一连杆和第二连杆在推杆一侧转动连接，第三连杆和第四连杆在推杆另一侧转动连接，当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，此时弹性件推动各个连杆转动，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，所述第三连杆和第四连杆的转动连接处设有与第一管道端面定位的第二接触块，所述弹性件作用于第一接触块和第二接触块。这样，第一接触块和第二接触块之间充分利用四个连杆之间相对转动产生的移动量，第一接触块和第二接触块之间具有较大的相对移动，连杆机构沿管道轴向移动行程更大，可以很好的适应较大滑动间隙的管道密封情况。

作为优选，所述第一管道的端面和第二管道的端面设有与第一接触块、第二接触块对应的接触块定位槽。伸缩密封结构通过第一接触块、第二接触块定位在接触块定位槽中，安装较为方便，接触块定位槽可防止第一接触块、第二接触块沿第一管道的端面和第二管道的端面滑动，保证推杆作用力稳定。

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。

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是本发明的外部结构示意图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明实施例1的结构示意图

图4是本发明实施例1滑动间隙变大时的运行状态示意图；

图5是本发明实施例2的结构示意图；

图6是本发明实施例2滑动间隙变大时的运行状态示意图；

图7是本发明实施例2调节杆的运行状态示意图。

图中：第一管道1，第一连接法兰1a，螺栓2，压环3，第二管道4，第二连接法兰4a，定位环5，主密封圈6，推杆7，主推块7a，连杆机构8，第二连杆8a，第一连杆8b，第三连杆8c，第四连杆8d，滑动间隙9，第一接触块10，作用块11，第二接触块12，弹性件13，导向块14，调节杆15，辅助推块15a，弹性膜片16，压力室17。

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，一种增强密封效果的管件，包括第一管道1和第二管道4，结合图2所示，第一管道1的端面与第二管道4的端面相对，两者位于同一轴线上，第一管道1和第二管道4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4端部设有第二连接法兰4a，第二管道4的端部设有压环3，压环3与第一管道1的第一连接法兰1a通过螺栓2固定，同时压环3的内壁和第二管道4的第二连接法兰4a的外缘滑动配合。第一管道1和第二管道4之间设有滑动间隙9，滑动间隙9的开口朝向第一管道1和第二管道4的中心，滑动间隙9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4的端面接触，主密封圈6的外缘与压环3的内壁接触。压环3的外端设有定位环5，定位环5和压环3之间设有小密封圈，结合图3所示，滑动间隙9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8，推杆7沿第一管道1和第二管道4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4的中心。连杆机构8包括第一连杆8b和第二连杆8a，第一连杆8b和第二连杆8a位于推杆7一侧，连杆机构8还包括第三连杆8c和第四连杆8d，第三连杆8c和第四连杆8d位于推杆7另一侧。第一连杆8b和第三连杆8c布置在靠近推杆7的内端，第二连杆8a和第四连杆8d布置在靠近推杆7的外端。第一连杆8b和第四连杆8d保持平行，第二连杆8a和第三连杆8c保持平行。

第一连杆8b和第二连杆8a转动连接，并且转动连接处设有与第一管道1端面定位的第一接触块10，第一接触块10和第一连杆8b、第二连杆8a保持转动连接配合。第三连杆8c和第四连杆8d转动连接，并且转动连接处设有与第二管道4端面定位的第二接触块12，第二接触块12和第三连杆8c、第四连杆8d保持转动连接配合。第一管道1的端面和第二管道4的端面设有与第一接触块10、第二接触块12对应的接触块定位槽。第一连杆8b和第三连杆8c转动连接，并且转动连接处设有作用块11，作用块11与推杆7连接。第二连杆8a和第四连杆8d转动连接，并且转动连接处设有导向块14，导向块14上设有与推杆7滑动配合的导向槽。推杆7通过作用块11和导向块14定位后位于滑动间隙9的中间位置，并且当滑动间隙9发生变化时，推杆7也基本保持在滑动间隙9的中间位置。

连杆机构8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10，另一端作用于第二接触块12，使得第一接触块10和第二接触块12有相互远离的趋势，同时使得导向块14和作用块11之间有相互靠近的趋势。第一连杆8b和第二连杆8a相对转动夹角变小，第一接触块10向左位移，同时第三连杆8c和第四连杆8d相对转动夹角变小，第二接触块12向右位移，因而第一接触块10和第二接触块12之间具有较大的位移行程，本实施例适用于滑动间隙9变化相对较大的使用场合。

在实际运行过程中，当第一管道1和第二管道4相对滑动靠近时，滑动间隙9变窄，第一接触块10和第二接触块12也相对靠近，压簧被压缩。第一连杆8b和第二连杆8a相对转动，两者夹角增大。同时第三连杆8c和第四连杆8d相对转动，两者夹角增大。由于推杆7的内端与作用块11连接，作用块11带动推杆7向远离主密封圈6的方向移动，推杆7外端的主推块7a对于主密封圈6的作用力降低。本实施例中，主密封圈6采用异形密封圈，两侧分别带有与管道端面进行配合的密封挡边，当滑动间隙9缩小时，管道端面与主密封圈6的密封挡边压紧贴合，主密封圈6压缩变形适应变窄后的滑动间隙9。如图4所示，当第一管道1和第二管道4相对滑动远离时，滑动间隙9变宽，此时第一接触块10和第二接触块12在压簧作用下相对远离，第一连杆8b和第二连杆8a的夹角变小，第三连杆8c和第四连杆8d的夹角也变小。此时推杆7在作用块11作用下向主密封圈6移动，主推块7a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9。值得注意的是，随着滑动间隙9变宽，由于连杆机构8的放大作用，使得推杆7的移动距离和滑动间隙9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4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5、图6所示，推杆7上设有压力室17，压力室17内设有弹性膜片16，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9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15，调节杆15与推杆7长度方向平行布置，调节杆15的端部作用于主密封圈6。本实施例中，推杆7沿长度方向设有条形滑槽，调节杆15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15进行定位。推杆7靠近主密封圈6的一端设有主推块7a，主推块7a靠近主密封圈6的一面设有辅助推块15a，辅助推块15a与调节杆15固定连接。主推块7a靠近主密封圈6的一面设有容纳辅助推块15a的沉槽，沉槽的深度大于等于辅助推块15a高度。

在实际运行过程中，如图7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15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4的端面，当压力减小时，弹性膜片16带动调节杆15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 (7)

1.一种增强密封效果的管件，包括第一管道（1）以及与第一管道（1）连通的第二管道（4），所述第二管道（4）的端部设有压环（3），所述第一管道（1）与压环（3）的内壁滑动配合，第一管道（1）和第二管道（4）之间设有滑动间隙（9），其特征是，所述滑动间隙（9）内设有主密封圈（6），所述滑动间隙（9）的中部设有推杆（7）以及带动推杆（7）作用于主密封圈（6）的连杆机构（8），所述连杆机构（8）包括位于推杆（7）一侧的第一连杆（8b）和第二连杆（8a）以及位于推杆（7）另一侧的第三连杆（8c）和第四连杆（8d），所述第一连杆（8b）、第二连杆（8a）、第三连杆（8c）和第四连杆（8d）依次转动连接，所述第一连杆（8b）和第三连杆（8c）的转动连接处设有与推杆（7）连接的作用块（11），所述第二连杆（8a）和第四连杆（8d）的转动连接处设有与推杆（7）滑动配合的导向块（14），所述连杆机构（8）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（4）之间滑动间隙（9）增大时所述连杆机构（8）带动推杆（7）压紧主密封圈（6）。

2.根据权利要求1所述的一种增强密封效果的管件，其特征是，所述第一连杆（8b）和第二连杆（8a）的转动连接处设有与第一管道（1）端面定位的第一接触块（10），所述第三连杆（8c）和第四连杆（8d）的转动连接处设有与第一管道（1）端面定位的第二接触块（12），所述弹性件（13）作用于第一接触块（10）和第二接触块（12）。

3.根据权利要求2所述的一种增强密封效果的管件，其特征是，所述第一管道（1）的端面和第二管道（4）的端面设有与第一接触块（10）、第二接触块（12）对应的接触块定位槽。

4.根据权利要求1所述的一种增强密封效果的管件，其特征是，所述推杆（7）上设有与滑动间隙（9）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（15），所述调节杆（15）与推杆（7）长度方向平行布置，所述调节杆（15）的端部作用于主密封圈（6）。

5.根据权利要求4所述的一种增强密封效果的管件，其特征是，所述推杆（7）靠近主密封圈（6）的一端设有主推块（7a），所述主推块（7a）靠近主密封圈（6）的一面设有辅助推块（15a），所述辅助推块（15a）与调节杆（15）固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种增强密封效果的管件，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（15）滑动连接设置于条形滑槽中。

7.根据权利要求5所述的一种增强密封效果的管件，其特征是，所述主推块（7a）靠近主密封圈（6）的一面设有容纳辅助推块（15a）的沉槽，所述沉槽的深度大于等于辅助推块（15a）高度。

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