CN112709838A - 一种管道截面大小高精度调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管道截面大小高精度调节装置，其特征在于：包括滑动套、压杆组件以及绑带组件，滑动套套设于支撑管上，且滑动套具有相对支撑管的轴线直线滑动的自由度，滑动套上开设有八条开槽，所述滑动套包括从前至后依次设置的变径段以及锁紧段，所述变径段成圆台形，所述锁紧段包括四个弧面凸起处和四个弧面凹陷处，弧面凸起处和弧面凹陷处沿截面周向依次布置，由于常规的夹管阀的截面通常被压扁为近似椭圆形，以减小截面积，胶管变形不均匀，加之矿石颗粒对管壁磨损的磨损，胶管容易出现疲劳缺陷，本发明变径阀在截面缩小的过程中，截面近似圆形，胶管截面变形较为均匀，因此可以缓解疲劳缺陷。

Description

一种管道截面大小高精度调节装置
技术领域
本发明涉及阀门领域，具体涉及一种管道截面大小高精度调节装置。
背景技术
在目前采矿输送试验系统的泵矿浆试验系统中，输送的矿浆是由海水和直径3-30mm的矿石颗粒混合而成，矿石颗粒的质量浓度在3-15％之间。在低水深海试采矿输送系统中，矿浆提升泵采用深海设计参数，50m水深海试中，泵出口扬程可能为90-270m，远远超过水力输送需求，所以需要在管道中增加输送阻力，调整泵扬程流量，使其工作在比较合理的动力区间。由于矿石颗粒的质量浓度，因而一般的闸板阀，球阀无法在这种工况下工作。夹管阀虽然可以在矿浆工况运行，但是其内部胶管容易出现疲劳，并且对于调整泵工况点接近最佳工况点的调节难度也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以缓解上述问题的管道截面大小高精度调节装置。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种管道截面大小高精度调节装置，其特征在于：包括滑动套、压杆组件以及绑带组件，滑动套套设于支撑管上，且滑动套具有相对支撑管的轴线直线滑动的自由度，滑动套上开设有八条开槽，所述滑动套包括从前至后依次设置的变径段以及锁紧段，所述变径段成圆台形，所述锁紧段包括四个弧面凸起处和四个弧面凹陷处，弧面凸起处和弧面凹陷处沿截面周向依次布置，所述开槽从变径段延伸至锁紧段，且四个弧面凸起处和四个弧面凹陷处的中部均设有开槽，弧面凸起处的开槽距离滑动套轴线的距离大于弧面凹陷处的开槽距离滑动套轴线的距离，所述压杆组件包括滑动杆、压块、转轮，滑动杆穿过所述开槽，滑动杆的内端固定压块，固定压块位于支撑管内部，滑动杆的外端转动安装有两排转轮，两排转轮分别滚压在滑动套的内壁面和外壁面，滑动杆直线滑动安装于支撑管上，绑带组件包括顶杆、压簧、绑带、上槽轮、下槽轮，顶杆的上端转动安装有上槽轮，所述顶杆滑动直线滑动安装于支撑管上，顶杆上套设有用于向外顶住所述顶杆的压簧，压块的两端转动安装有下槽轮，绑带套设在上槽轮和下槽轮上，任一顶杆位于相邻两根滑动杆之间，
进一步，作为优选，所述支撑管包括外管和内管，内管插设在外管内，内管的前端以及外管的后端均固定有法兰盘，所述胶管位于内管以及外管内，外管的前端固定有挡板，内管上套设有弹簧，弹簧的两端分别抵住外管的前端的挡板以及内管的前端的法兰盘。
进一步，作为优选，滑动套上转动有导向轮，外管上固定有导向轨道，所述导向轮滚动在导向轨道上。
进一步，作为优选，所述压块上固定有牵引橡胶片，牵引橡胶片固定于胶套外壁。
进一步，作为优选，所述滑动套由两瓣壳体拼合焊接而成。
进一步，作为优选，所述滑动套包括从前至后依次固定的前筒段、变径段、锁紧段、后筒段，前筒段以及后筒段均呈圆柱形。
进一步，作为优选，所述压块的端部呈圆弧状。
进一步，作为优选，滑动杆的轴线以及顶杆的轴线交叉于支撑管的轴线处。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
(1)由于常规的夹管阀的截面通常被压扁为近似椭圆形，以减小截面积，胶管变形不均匀，随着矿石颗粒对管壁磨损的磨损，胶管压扁的两端容易出现疲劳缺陷，本发明变径阀在截面缩小的过程中，截面近似圆形，胶管截面变形较为均匀，因此可以缓解疲劳缺陷。
(2)常规的夹管阀只能将胶管截面挤压成一字型，压扁的胶管截面两端的变形量太大，容易出现破裂，本发明在临时需要截断流体的时候，可以通过锁紧段将胶管挤压呈十字形状，且十字形的四个分支通过其两侧的绑带夹紧，用于绑带组件通过压簧实现弹性调节，十字形的四个分支不会被完全夹扁，因此可以胶管变形截面末端的疲劳缺陷得到缓解。
(3)通过设置均匀间隔分布的压杆组件以及绑带组件实现同步挤压，不仅可以将截面近似圆形，并且截断过程时，截断效果较好。
(4)所述滑动套结构设计合理，可以实现压杆组件的八个压杆组件的同步同行程运动以及同步不同形成运动，动作简单控制方便。
附图说明
图1是本发明实施例变径阀的结构示意图。
图2是本发明实施例图1中的局部剖视结构示意图。
图3是本发明实施例图1中的局部剖视结构示意图。
图4是本发明实施例图1中A-A处变径阀处于初始状态的截面结构示意图，该状态下变径阀处于初始状态，此时变径阀的A-A处的流通截面的面积最大。
图5是本发明实施例图4中B处的放大结构示意图。
图6是本发明实施例图1中A-A处变径阀处于缩径状态下的截面结构示意图，该状态下变径阀处的A-A处的流通截面的面积得到缩小。
图7是本发明实施例图6中C处的放大结构示意图。
图8是本发明实施例图1中A-A处变径阀处于截断状态下的截面结构示意图，该状态下变径阀处的A-A处的流通截面的面积最小，并使得变径阀处于接近截断状态。
图9是本发明实施例图6的中心区域的放大结构示意图。
图10是本发明实施例滑动套管的立体结构示意图。
图11是本发明实施例滑动套管的侧面结构示意图。
图12是本发明实施例滑动套管的后端的结构示意图。
图13是本发明实施例牵引橡胶片的安装结构示意图。
附图标记：支撑管1，胶管2，法兰盘3，驱动装置4，外管11，内管12，挡板13，弹簧14，滑动套5，前筒段51，变径段52，锁紧段53，后筒段54，开槽55，弧面凸起处56，弧面凹陷处57，壳体58，压杆组件6，滑动杆61，压块62，转轮63，牵引橡胶片64，绑带组件7，顶杆71，压簧72，绑带73，上槽轮74，下槽轮75，螺杆81，螺母82，导向轮91，导向轨道92
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1-图13，本实施例高精度增阻调压控制变径阀，包括支撑管1以及内置于支撑管1内的胶管2，支撑管1上安装有用于调节胶管2截面大小的胶管2，所述支撑管1的端部固定有法兰盘3。
所述支撑管1上固定有用于驱动调节装置活动的驱动装置4，所述驱动装置4推动滑动套5沿支撑管1的轴向滑动。
调节装置包括滑动套5、八组压杆组件6以及八组绑带组件7，滑动套5套设于支撑管1上，且滑动套5具有相对支撑管1的轴线直线滑动的自由度，滑动套5上开设有八条开槽55，所述滑动套5包括从前至后依次设置的变径段52以及锁紧段53，所述变径段52成圆台形，所述锁紧段53包括四个弧面凸起处56和四个弧面凹陷处57，弧面凸起处56和弧面凹陷处57沿截面周向依次布置，所述开槽55从变径段52延伸至锁紧段53，且四个弧面凸起处56和四个弧面凹陷处57的中部均设有开槽55，弧面凸起处56的开槽55距离滑动套5轴线的距离大于弧面凹陷处57的开槽55距离滑动套5轴线的距离。
所述压杆组件6包括滑动杆61、压块62、转轮63，滑动杆61穿过所述开槽55，滑动杆61的内端固定压块62，固定压块62位于支撑管1内部，滑动杆61的外端转动安装有两排转轮63，两排转轮63分别滚压在滑动套5的内壁面和外壁面，滑动杆61直线滑动安装于支撑管1上，
绑带组件7包括顶杆71、压簧72、绑带73、上槽轮74、下槽轮75，顶杆71的上端转动安装有上槽轮74，所述顶杆71滑动直线滑动安装于支撑管1上，顶杆71上套设有用于向外顶住所述顶杆71的压簧72，压块62的两端转动安装有下槽轮75，绑带73套设在上槽轮74和下槽轮75上，任一顶杆71位于相邻两根滑动杆61之间，
本实施例中，所述驱动装置4包括动力源、螺杆81、螺母82，螺母82固定于滑动套5上，螺杆81、螺母82通过螺纹配合，螺杆81固定转动力源的输出轴，动力源固定于支撑管1上，通过动力源驱动螺杆81转动，从而驱动滑动套5相对支撑管1直线移动。必要时，可以将螺杆81外部套设波纹软套，避免砂石卡入螺杆81(图1中左侧的螺杆81为未套设波纹软套的状态，图1中右侧的螺杆81为套设波纹软套的状态)。
本实施例中，所述支撑管1包括外管11和内管12，内管12插设在外管11内，内管12的前端以及外管11的后端均固定有法兰盘3，所述胶管2位于内管12以及外管11内，外管11的前端固定有挡板13，内管12上套设有弹簧14，弹簧14的两端分别抵住外管11的前端的挡板13以及内管12的前端的法兰盘3。
本实施例中，滑动套5上转动有导向轮91，外管11上固定有导向轨道92，所述导向轮91滚动在导向轨道92上。
本实施例中，所述压块62上固定有牵引橡胶片64，牵引橡胶片64固定于胶套外壁。
本实施例中，所述滑动套5由两瓣壳体58拼合焊接而成。
本实施例中，所述滑动套5包括从前至后依次固定的前筒段51、变径段52、锁紧段53、后筒段54，前筒段51以及后筒段54均呈圆柱形。
本实施例中，所述压块62的端部呈圆弧状。
本实施例中，滑动杆61的轴线以及顶杆71的轴线交叉于支撑管1的轴线处。
本实施例的工作过程包括如下步骤：
变径阀变径的过程如下：驱动装置4带动滑动套5相对支撑管1从后向前直线移动，位于滑动套5内侧的转轮63在滑动套5的变径段52内壁的压力下，逐渐向内移动，使得滑动杆61向内移动，从而使得成各个压块62同步逐渐向内压紧胶管2，于此同时，在压块62上的下槽轮75的拉动下，绑带73被向下拉动，胶管2截面被压小，且胶管2外围被绑带73以及压块62，限制，使得胶管2各部分的变形较为均匀，避免了传统夹管阀直接将胶管2压扁缩小截面大小造成的胶管2两端在长期压力作用下，胶管2压扁后的两端疲劳应力较大，容易出现破损的问题。
变径阀需要截断流体的过程如下：驱动装置4带动滑动套5相对支撑管1从后向前直线移动，位于滑动套5内侧的转轮63在滑动套5的锁紧段53内壁的压力下，逐渐向内移动，由于锁紧段53的弧面凸起处56的开槽55距离滑动套5轴线的距离大于弧面凹陷处57的开槽55距离滑动套5轴线的距离，因此分布于锁紧段53上的四个弧面凸起处56和四个弧面凹陷处57会将其中四个压块62向内压入的距离较大，另四个压块62向内压入的距离较小，使得胶管2别压紧为十字形，于此同时十字形胶管2的四个分支两侧均被绑带73压紧，使得十字形胶管2的四个分支可以流通的流体流量大大减小，从而保证截断流体的效果。
本发明实施例带来的技术效果是：
(1)本发明由于常规的夹管阀的截面通常被压扁为近似椭圆形，以减小截面积，胶管2变形不均匀，随着矿石颗粒对管壁磨损的磨损，胶管2压扁的两端容易出现疲劳缺陷，本发明变径阀在截面缩小的过程中，截面近似圆形，胶管2截面变形较为均匀，因此可以缓解疲劳缺陷。
(2)常规的夹管阀只能将胶管2截面挤压成一字型，压扁的胶管2截面两端的变形量太大，容易出现破裂，本发明在临时需要截断流体的时候，可以通过锁紧段53将胶管2挤压呈十字形状，且十字形的四个分支通过其两侧的绑带73夹紧，用于绑带组件7通过压簧72实现弹性调节，十字形的四个分支不会被完全夹扁，因此可以胶管2变形截面末端的疲劳缺陷得到缓解。需要说明的是本实施例高精度增阻调压控制变径阀在实现截断功能时，只能实现截断大部分的流体，在流体压力较高时，可能还会有部分流体经由四个分支的缝隙流出，此时需要关闭整个管道的动力本体(泥浆泵等)。
(3)通过设置均匀间隔分布的压杆组件6以及绑带组件7实现同步挤压，不仅可以将截面近似圆形，并且截断过程时，截断效果较好。
(4)所述滑动套5结构设计合理，可以实现压杆组件6的八个压杆组件6的同步同行程运动以及同步不同形成运动，动作简单控制方便。
(5)本发明结构对管道的改造应尽量适应原采矿系统，并保留可便捷还原性，提高试验效率，本发明为可嵌套式的法兰结构，所有结构均可嵌套在原管路系统中，便捷性高，拆装和加装难度低，无需现场焊接，适合海试船的生产系统。在低水深海试中可加装本装置，调节压力，高水深生产中可去除本装置。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种管道截面大小高精度调节装置，其特征在于：包括滑动套、压杆组件以及绑带组件，滑动套套设于支撑管上，且滑动套具有相对支撑管的轴线直线滑动的自由度，滑动套上开设有八条开槽，所述滑动套包括从前至后依次设置的变径段以及锁紧段，所述变径段成圆台形，所述锁紧段包括四个弧面凸起处和四个弧面凹陷处，弧面凸起处和弧面凹陷处沿截面周向依次布置，所述开槽从变径段延伸至锁紧段，且四个弧面凸起处和四个弧面凹陷处的中部均设有开槽，弧面凸起处的开槽距离滑动套轴线的距离大于弧面凹陷处的开槽距离滑动套轴线的距离，所述压杆组件包括滑动杆、压块、转轮，滑动杆穿过所述开槽，滑动杆的内端固定压块，固定压块位于支撑管内部，滑动杆的外端转动安装有两排转轮，两排转轮分别滚压在滑动套的内壁面和外壁面，滑动杆直线滑动安装于支撑管上，绑带组件包括顶杆、压簧、绑带、上槽轮、下槽轮，顶杆的上端转动安装有上槽轮，所述顶杆滑动直线滑动安装于支撑管上，顶杆上套设有用于向外顶住所述顶杆的压簧，压块的两端转动安装有下槽轮，绑带套设在上槽轮和下槽轮上，任一顶杆位于相邻两根滑动杆之间。
2.根据权利要求1所述的管道截面大小高精度调节装置，其特征在于：所述支撑管包括外管和内管，内管插设在外管内，内管的前端以及外管的后端均固定有法兰盘，所述胶管位于内管以及外管内，外管的前端固定有挡板，内管上套设有弹簧，弹簧的两端分别抵住外管的前端的挡板以及内管的前端的法兰盘。
3.根据权利要求1所述的管道截面大小高精度调节装置，其特征在于：滑动套上转动有导向轮，外管上固定有导向轨道，所述导向轮滚动在导向轨道上。
4.根据权利要求1所述的管道截面大小高精度调节装置，其特征在于：所述压块上固定有牵引橡胶片，牵引橡胶片固定于胶套外壁。
5.根据权利要求1所述的管道截面大小高精度调节装置，其特征在于：所述滑动套由两瓣壳体拼合焊接而成。
6.根据权利要求1所述的管道截面大小高精度调节装置，其特征在于：所述滑动套包括从前至后依次固定的前筒段、变径段、锁紧段、后筒段，前筒段以及后筒段均呈圆柱形。
7.根据权利要求1所述的管道截面大小高精度调节装置，其特征在于：所述压块的端部呈圆弧状。
8.根据权利要求1所述的管道截面大小高精度调节装置，其特征在于：滑动杆的轴线以及顶杆的轴线交叉于支撑管的轴线处。
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