CN111237574A - 一种膨胀活接 - Google Patents

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CN111237574A CN202010163858.5A CN202010163858A CN111237574A CN 111237574 A CN111237574 A CN 111237574A CN 202010163858 A CN202010163858 A CN 202010163858A CN 111237574 A CN111237574 A CN 111237574A
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李建勇
尹俊
张其武
王建辉
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Abstract

一种膨胀活接，其包括，相互连通的伸缩连接件以及管接件，还包括设置在伸缩连接件外周的形变恢复装置。本发明通过管接件将伸缩连接件连接在列车中的管道之间，利用伸缩连接件吸收管道热胀冷缩的变形量，并在伸缩连接件吸收变形量产生形变时，同步的通过伸缩连接件外周所设置的形变恢复装置为伸缩连接件提供驱动其形变恢复的应力。本发明能够吸收原本因管道形变而作用于活接头的应力，保证管道系统以及膨胀活接本身不受形变伸缩影响，保证其在列车运行过程不出现变形或松脱，并保证列车的管路系统始终以直线方式连接，能够有效保护管路。

Description

一种膨胀活接
技术领域
本发明涉及轨道车辆零部件领域，尤其涉及一种膨胀活接。
背景技术
列车上的管道受热膨胀遇冷收缩。由于列车运行距离跨度较大，列车在运行过程中运行环境温差明显，因而管道在运行过程中会有较大幅度的形变量。对于1m长的不锈钢管，其在列车运行过程中的热胀冷缩伸缩量通常在0.35～0.38毫米之间。列车中每根钢管长度设置为6m，整车钢管之间的热胀冷缩伸缩量就能够达到5～8毫米。
由于列车上的管道本身没有应力吸收结构或能够容纳形变的空间，整车5～8毫米的伸缩量只能释放在管道之间所连接的活接头上。活接头在列车运行过程中需要承受列车震动，还需要接受列车管道热胀冷缩的拉伸或压缩，因此很容易出现变形或松脱，导致管道内介质泄露，影响列车运行。
我司针对上述情况设计了第一代膨胀活接，其通过设置在管接件活接头之间的伸缩连接件吸收列车管道热胀冷缩变形量。但这种结构的伸缩连接件由于需要提供伸缩变形量，因此其机械强度、硬度或抗形变能力会有所欠缺。长期使用会使得波纹管等伸缩连接件变形或破损，严重时造成管内流通介质泄露。变形量若得不到及时恢复，该结构两端所连接的管路就容易移位，影响管道连接的密封度。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种膨胀活接。本申请通过在伸缩连接件上增加形变恢复装置，可在保护管道以及管道的活接头本身不受环境所造成的应力影响的同时，保护列车管道能够准确恢复直线状态，避免移位。
为实现上述目的，本发明提供的膨胀活接，其包括：伸缩连接件，其内部中空；管接件，其分别设置在所述伸缩连接件的两侧端部；其还包括：形变恢复装置，其安装在伸缩连接件的外周，且其两端端部分别与伸缩连接件两端的管接件连接。
可选的，上述任一所述的膨胀活接，其中，所述形变恢复装置为两端分别固定连接在伸缩连接件两端管接件的弹簧装置，其具有驱动伸缩连接件形变恢复的弹性。
可选的，上述任一所述的膨胀活接，其中，所述伸缩连接件为金属波纹管，所述金属波纹管的管壁为单层或双层。
可选的，上述任一所述的膨胀活接，其中，所述伸缩连接件与形变恢复装置之间还设置有护套，所述护套的两端分别与伸缩连接件两端的管接件固定连接。
可选的，上述任一所述的膨胀活接，其中，所述护套为金属编织套，所述金属编织套与其内部的伸缩连接件之间还设置有保护层，保护层阻隔金属编织套与伸缩连接件直接接触。
可选的，上述任一所述的膨胀活接，其中，所述伸缩连接件与管接件之间焊接有连接过渡节，所述连接过渡节的内周与伸缩连接件焊接密封，所述连接过渡节的外周与护套以及护套外所套接的形变恢复装置焊接固定。
可选的，上述任一所述的膨胀活接，其中，所述管接件包括内牙管接、外牙管接中的任一或其组合。
可选的，上述任一所述的膨胀活接，其中，所述内牙管接与其他管道连接的外侧端部沿周向设置有第一密封槽，第一密封槽内抵接有密封圈，所述密封圈的一侧抵接所述内牙管接，所述密封圈的另一侧抵接设置在其他管道端部的外牙管接，所述内牙管接的外圈抵接有活接螺栓，活接螺栓与设置在其他管道端部的外牙管接螺纹固定，保持所述内牙管接密封连通至其他管道。
可选的，上述任一所述的膨胀活接，其中，所述外牙管接与其他管道连接的外侧端部沿周向设置有第二密封槽，第二密封槽内抵接有密封圈，所述密封圈的一侧抵接所述外牙管接，所述密封圈的另一侧抵接设置在其他管道端部的内牙管接，所述外牙管接的外圈螺纹连接有活接螺栓，活接螺栓与设置在其他管道端部的内牙管接抵接固定，保持所述外牙管接密封连通接至其他管道。
可选的，上述任一所述的膨胀活接，其中，所述密封圈的两侧分别沿周向设置有第一凸出部和第二凸出部，所述第一凸出部与所述第一密封槽的内壁相抵接，第一凸出部密封所述内牙管接周向的端面；所述第二凸出部与所述第二密封槽的内壁相抵接，第二凸出部密封所述外牙管接周向的端面；所述第一密封槽的横截面形状与第二密封槽的横截面形状不同，所述第一凸出部的横截面、所述第二凸出部的横截面分别为与所述第一密封槽的横截面、所述第二密封槽的横截面尺寸相配合的矩形或弧形。
本发明和现有方案相比具有如下技术效果:
1.本发明提供一种膨胀活接，其通过管接件将伸缩连接件连接在列车中的管道之间，利用伸缩连接件吸收管道热胀冷缩的变形量，并在伸缩连接件吸收变形量产生形变时，同步的通过设置在伸缩连接件外周的形变恢复装置为伸缩连接件提供驱动其形变恢复的应力。本发明能够吸收原本因管道形变而作用于活接头的应力，保证管道系统以及膨胀活接本身不受形变伸缩影响，保证其在列车运行过程不出现变形或松脱。本发明尤其能够保证列车的管路系统始终以直线方式连接，从而避免管路形变破损，有效保护管路。
2.进一步，为保证对管路各个方向所产生的形变量的恢复作用，本发明将形变恢复装置设置为包围在伸缩连接件外侧的弹簧结构。该弹簧结构的两侧端部与伸缩连接件共同连接在管接件上，因此，弹簧结构本身所受形变应力与伸缩连接件完全同步。弹簧结构本身所具有的弹性能够准确的驱动弹簧在发生形变时恢复至初始的直线状态，从而准确的通过其两端的管接件带动伸缩连接件恢复直线状态。由此，伸缩连接件不会因为管路的伸缩量而弯折。由此，本发明能够避免管路弯折对内部流通介质的阻力，并且，尤其的，本发明能够避免管路上伸缩连接件因弯折突出而受到外力摩擦或挤压，保护管路不会破损。
3.为进一步保护管路，本发明还将伸缩连接件设置为双层结构，并在双层结构的外部设置金属编织套提供保护。为避免部件之间在形变过程中相互摩擦，本发明还可进一步通过石棉等材质形成保护层，将保护层设置在金属编织套与其内部的伸缩连接件之间，阻隔金属编织套与伸缩连接件直接接触。
4.为保证所述膨胀活接能够可靠的连接在管道上，本发明将膨胀活接两端的管接件具体设置为内牙管接和/或外牙管接。内牙管接和外牙管接的外圈通过活接螺栓连接密封。由此，整个管接结构只能够随同管道一起整体旋转，而不会在内牙管接和外牙管接之间形成相对运动。由此，本发明的膨胀活接能够随同管道整体移动或旋转而不会因为与管道之间的移动而松脱或丧失其密封性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为根据本发明的膨胀活接的整体结构示意图
图2为本发明的膨胀活接中内牙管接在密封状态下的示意图；
图3为本发明的膨胀活接中内牙管接在状态下的示意图。
图中，1表示伸缩连接件；101表示连接过渡节；20表示内牙管接；201表示第一密封槽；30表示外牙管接；301表示第二密封槽；302表示外牙螺纹；40表示活接螺栓；401表示螺栓内螺纹；402表示连接部；50表示密封圈；501表示第一凸出部；502表示第二凸出部；6表示护套；16表示保护层；7表示形变恢复装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于膨胀活接而言，由外部形变恢复装置指向膨胀活接管道内部介质的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。
本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
本发明所提供的膨胀活接，参考图1所示，其包括：
伸缩连接件1，其内部中空，可密封两端管道内所流通的介质或气体；
管接件，其分别设置在所述伸缩连接件1的两侧端部；
其还包括：
形变恢复装置7，其安装在伸缩连接件1的外周，且其两端端部分别与伸缩连接件1两端的管接件连接。
由此，所述管接件、伸缩连接件1之间相互连通以方便两端管道内所流通的介质或气体流通。并且，同时，使得本发明的膨胀活接能够通过管接件将伸缩连接件连接在列车中的管道之间，利用伸缩连接件吸收管道热胀冷缩的变形量，并在伸缩连接件吸收变形量产生形变时，同步的通过设置在伸缩连接件外周的形变恢复装置为伸缩连接件提供驱动其形变恢复的应力。由此，本发明能够吸收原本因管道形变而作用于活接头的应力，保证管道系统以及膨胀活接本身不受形变伸缩影响，保证其在列车运行过程不出现变形或松脱。本发明尤其能够保证列车的管路系统始终以直线方式连接，从而避免管路形变破损，有效保护管路。
其中，所述的形变恢复装置7具体可选择为弹簧，尤其是拉簧等弹簧装置。所述的弹性装置具体可设置为两端分别固定连接在伸缩连接件1两端管接件上。由于弹性装置具有弹性并且通过管接件与伸缩连接件共同连接在一起，因此，所述的弹性装置能够随同伸缩连接件同步的伸缩、旋转或变形，而由于弹性装置本身具有弹性，该弹性使得弹性装置能够恢复至其初始的直线状态，因此，该弹性装置能够通过管接件同步的驱动伸缩连接件1，通过弹性装置的弹性恢复伸缩连接件的形变。
为保证对伸缩连接件形变的恢复效果，弹性装置优选设置为包围伸缩连接件一圈。由此可以从各个方向提供弹性作用力以驱使伸缩连接件恢复至初始的直线状态。具体而言，所述的弹性装置可设置为具有较大内径的弹簧，该弹簧包围套设在伸缩连接件的外圈；或者，所述的弹性装置也可以设置为尺寸较小的多组弹簧，各弹簧围绕伸缩连接件的外周均匀排布，由此在各个方向分别为伸缩连接件提供恢复其直线状态的驱动力。
本发明中，所述的伸缩连接件1具体可选择通过金属波纹管实现。所述金属波纹管的管壁可以设置为单层。考虑到不锈钢波纹管本身管壁较薄，因此，本发明还以进一步的将金属管设置为双层甚至多层，以增加其机械强度以承载管路中40kpa压力或对应至少60公斤的管压，防止受损。
为进一步的保护波纹管，本发明还可以在更为优选的实现方式下，在所述伸缩连接件1与形变恢复装置7之间设置护套6，并且将所述护套6的两端分别与伸缩连接件1两端的管接件固定连接以保证其与弹性装置和波纹管同步运动。该护套6具体可设置为金属编织套。金属编制套本身具有孔隙，孔隙之间金属丝能够随波纹管拉伸或压缩而同步的吸收伸缩应力，为其内部的波纹管提供有效保护，避免外部异物磕碰或冲击。同时，金属编制套的孔隙还能够供环境中雨水、各类气体通过，避免其积聚在波纹管管壁上，腐蚀管体。为进一步的在该膨胀活接内波纹管松脱泄露时临时提供对管内介质的封闭作用，本发明还可在金属编织套的外侧包裹橡胶保护套，由橡胶保护套临时充当供介质流通的管路，避免列车应管路故障而被迫停止运行。
而为了避免金属编织套与其内部的伸缩连接件1之间在膨胀活接变形移动过程中相互摩擦，本发明还可进一步的在两者之间设置石棉等材质的保护层16。保护层16可以阻隔金属编织套与伸缩连接件1直接接触，进一步对波纹管提供保护。
在一些实现方式下，参考图2所示，所述伸缩连接件1与管接件之间可通过连接过渡节提供连接。连接过渡节101焊接在伸缩连接件1与管接件之间，具体的，所述连接过渡节101的内周通过焊接方式与伸缩连接件1之间密封，所述连接过渡节101的外周通过焊接方式与护套6以及护套6外所套接的形变恢复装置7固定连接。内层由波纹管所构成的伸缩连接件1、其外部的护套以及护套外所包围的弹性装置的端部均可通过该连接过渡节101连接固定，由此，三者相互连接形成一个整体同步的旋转、拉伸、收缩或弯曲，并同步的由弹性装置作用恢复至直线状态。
本发明中设置在膨胀活接两端的管接件，其可参照图3所示的方式，设置为内牙管接、外牙管接中的任一或其组合。
其中的内牙管接20可设置为通过活接螺栓与其他管道端部所设置的外牙管接连接密封。其中，所述内牙管接20与其他管道连接的外侧端部沿周向设置有第一密封槽201，第一密封槽201内抵接有密封圈50，所述密封圈50的一侧抵接所述内牙管接20，所述密封圈50的另一侧抵接设置在其他管道端部的外牙管接30。所述内牙管接20的外圈抵接活接螺栓40向内收缩的连接部402。活接螺栓40的内侧设置有螺栓内螺纹401，螺栓内螺纹与设置在其他管道端部的外牙管接30外侧表面的外牙螺纹302拧接固定，保持所述内牙管接20密封连通至其他管道。
类似的，所述的所述外牙管接30可设置为通过活接螺栓与其他管道端部所设置的内牙管接连接密封。其中，所述外牙管接30与其他管道连接的外侧端部沿周向设置有第二密封槽301，第二密封槽301内抵接有密封圈50，所述密封圈50的一侧抵接所述外牙管接30，所述密封圈50的另一侧抵接设置在其他管道端部的内牙管接20，所述外牙管接30的外圈螺纹连接有活接螺栓40，活接螺栓40与设置在其他管道端部的内牙管接20抵接固定，保持所述外牙管接30密封连通接至其他管道。
为有效保证管接件之间密封，其中的密封圈50可设置为两侧面分别沿周向设置第一凸出部501和第二凸出部502的形式。其中的第一凸出部501与所述第一密封槽201的内壁相抵接，第一凸出部501密封所述内牙管接20周向的端面；其中的第二凸出部502与所述第二密封槽301的内壁相抵接，第二凸出部502密封所述外牙管接30周向的端面。
为进一步保证密封效果并方便管接件之间装配，所述第一密封槽201的横截面形状与第二密封槽301的横截面形状可设置为不同。具体而言，可以将所述第一凸出部501的横截面、所述第二凸出部502的横截面中的一个设置为矩形，另一个设置为弧形。对各凸出部的横截面，相应的可以将与第一凸出部501抵接的所述第一密封槽201的横截面、将与第二凸出部502抵接的所述第二密封槽301的横截面，相应的设置成尺寸相互配合的矩形或弧形。矩形的凸出部抵接矩形的密封槽，弧形的凸出部抵接弧形的密封槽。由此，弧形的密封槽和凸出部能够提供导向，方便管接件对接安装，而矩形的凸出部又能够在受热膨胀时进一步的向内外两侧紧密抵接充分填充密封槽，而不会在密封槽内滑动。由此，本发明能够充分利用管接结构保证膨胀活接连接牢固并保证整体管路密封。
为进一步避免管接件之间相对旋转，本发明还可进一步的在活接螺栓40的外围设置止挡，将止挡的内圈抵接在内牙管接20的外周，将止挡的外圈弯折包裹在活接螺栓40的外表面。由此，止挡将活接螺栓40与内牙管接20连接为一整体，能够有效避免活接螺栓40相对内牙管接20旋转松脱。
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种膨胀活接，包括：
伸缩连接件(1)，其内部中空；
管接件，其分别设置在所述伸缩连接件(1)的两侧端部；
其特征在于，还包括：
形变恢复装置(7)，其安装在伸缩连接件(1)的外周，且其两端端部分别与伸缩连接件(1)两端的管接件连接。
2.如权利要求1所述的膨胀活接，其特征在于，所述形变恢复装置(7)为两端分别固定连接在伸缩连接件(1)两端管接件的弹簧装置，其具有驱动伸缩连接件(1)形变恢复的弹性。
3.如权利要求1所述的膨胀活接，其特征在于，所述伸缩连接件(1)为金属波纹管，所述金属波纹管的管壁为单层或双层。
4.如权利要求1所述的膨胀活接，其特征在于，所述伸缩连接件(1)与形变恢复装置(7)之间还设置有护套(6)，所述护套(6)的两端分别与伸缩连接件(1)两端的管接件固定连接。
5.如权利要求4所述的膨胀活接，其特征在于，所述护套(6)为金属编织套，所述金属编织套与其内部的伸缩连接件(1)之间还设置有保护层(16)，保护层(16)阻隔金属编织套与伸缩连接件(1)直接接触。
6.如权利要求1-5所述的膨胀活接，其特征在于，所述伸缩连接件(1)与管接件之间焊接有连接过渡节(101)，所述连接过渡节(101)的内周与伸缩连接件(1)焊接密封，所述连接过渡节(101)的外周与护套(6)以及护套(6)外所套接的形变恢复装置(7)焊接固定。
7.如权利要求1-6所述的膨胀活接，其特征在于，所述管接件包括内牙管接、外牙管接中的任一或其组合。
8.如权利要求7所述的膨胀活接，其特征在于，所述内牙管接(20)与其他管道连接的外侧端部沿周向设置有第一密封槽(201)，第一密封槽(201)内抵接有密封圈(50)，所述密封圈(50)的一侧抵接所述内牙管接(20)，所述密封圈(50)的另一侧抵接设置在其他管道端部的外牙管接(30)，所述内牙管接(20)的外圈抵接有活接螺栓(40)，活接螺栓(40)与设置在其他管道端部的外牙管接(30)螺纹固定，保持所述内牙管接(20)密封连通至其他管道。
9.如权利要求7所述的膨胀活接，其特征在于，所述外牙管接(30)与其他管道连接的外侧端部沿周向设置有第二密封槽(301)，第二密封槽(301)内抵接有密封圈(50)，所述密封圈(50)的一侧抵接所述外牙管接(30)，所述密封圈(50)的另一侧抵接设置在其他管道端部的内牙管接(20)，所述外牙管接(30)的外圈螺纹连接有活接螺栓(40)，活接螺栓(40)与设置在其他管道端部的内牙管接(20)抵接固定，保持所述外牙管接(30)密封连通接至其他管道。
10.如权利要求8-9所述的膨胀活接，其特征在于，所述密封圈(50)的两侧分别沿周向设置有第一凸出部(501)和第二凸出部(502)，所述第一凸出部(501)与所述第一密封槽(201)的内壁相抵接，第一凸出部(501)密封所述内牙管接(20)周向的端面；所述第二凸出部(502)与所述第二密封槽(301)的内壁相抵接，第二凸出部(502)密封所述外牙管接(30)周向的端面；所述第一密封槽(201)的横截面形状与第二密封槽(301)的横截面形状不同，所述第一凸出部(501)的横截面、所述第二凸出部(502)的横截面分别为与所述第一密封槽(201)的横截面、所述第二密封槽(301)的横截面尺寸相配合的矩形或弧形。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113898790A (zh) * 2020-06-22 2022-01-07 中国航发商用航空发动机有限责任公司 一种管件支架及用于管件支架的热变形补偿装置

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