CN114198577B - 一种法兰管线伸缩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种法兰管线伸缩装置，包括固定法兰，固定法兰一侧设有压紧法兰，固定法兰与压紧法兰之间设有传动机构，传动机构上设有摇杆，摇杆一端与传动机构固定连接，传动机构一侧设有贯穿压紧法兰的伸缩头，伸缩头与传动机构连接；驱动摇杆转动，以使传动机构转动，传动机构驱使伸缩头在压紧法兰内滑动，实现整体装置的伸缩。避免通过拆卸螺母后，再通过转动改变螺纹旋合长度实现伸缩，调整快捷方便，可实现机构自锁。伸缩头上安装旋转法兰，调整时不影响相连机构的运动，实现在线伸缩。固定法兰和压紧法兰之间连接螺栓设置支撑套和防护套锁紧力大，结构稳定连接可靠。固定法兰和伸缩头之间安装挡泥环和组合密封环，密封可靠。
Description
技术领域
本发明涉及管线连接领域，尤其是涉及一种法兰管线伸缩装置。
背景技术
高压管汇应用于石油天然气钻采、压裂、测试等领域，是用于汇集、输送由固井泵、压裂泵排出的固井液、压裂液以及地层返回的高压流体的专用设备，工作时通过高压活动弯头、高压管线等高压管汇将泵出口与主管线进行连接，在高压管汇连接过程中往往出现中间连接段管线长度不合适的情况，由于出厂时大部分高压管汇的长度已经固定仅能依靠高压活动弯头进行调整，调整范围非常有限，安装时需要经常挪动井场设备并改变管汇走向以完成管线连接，使用非常不方便，降低了高压管汇安装效率，伸缩节是大通径法兰连接高压管汇中不可缺少的调节件。伸缩节设置于高压管道中间，用于管道因安装调整等需要进行长度补偿同时，也可补偿管道长度方向上因热胀冷缩产生的变形量并保持管道密封性的装置。
现有技术一是采用调节螺母上设置内螺纹，转动螺母改变螺纹旋合长度实现伸缩，需要拆卸压帽才可转动螺母，伸缩头和相连部件为固定连接故而无法在线调整。另外是采用双向作用油缸、以及活塞外套管与活塞内管体的相对运动，实现高压管道长度方向上的主动调节和被动调节。但是结构复杂，油缸始终处于工作状态,发热大无法锁定。为此我们提出一种法兰管线伸缩装置用于解决上述问题。
中国专利文献CN1067951A记载了一种耐高压套式伸缩器，由装入伸缩器体、大法兰盘一端的圆管体腔内的伸缩器短管套在伸缩器短管上的外压盘,外压盘与伸缩器短管无法兰盘一端联结为一体的内压盘,伸缩器体把内压盘与伸缩器短管联结成一体的固定螺丝,联结螺栓塞入在由伸缩器短管、内压盘和伸缩器体形成的空腔内的填料,填料把外压盘和伸缩器体联结为一体的联结螺栓所组成。该种伸缩器在管道介质压力在10MPa以内时,伸缩器短管不产生任何位移,管道密封性也不会被破坏。但是该结构需要拆卸压帽才可转动螺母，伸缩头和相连部件为固定连接故而无法在线调整。使用存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明提供了一种法兰管线伸缩装置，解决螺纹式伸缩装置调节费时费力，无法在线伸缩，活塞式伸缩装置结构复杂成本高，装置始终处于工作状态无法锁定发热、装置过大、易损坏的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种法兰管线伸缩装置，包括固定法兰，固定法兰一侧设有压紧法兰，固定法兰与压紧法兰之间设有传动机构，传动机构上设有摇杆，摇杆一端与传动机构固定连接，传动机构一侧设有贯穿压紧法兰的伸缩头，伸缩头与传动机构连接；
驱动摇杆转动，以使传动机构转动，传动机构驱使伸缩头在压紧法兰内滑动，实现整体装置的伸缩。
优选的方案中，传动机构包括摇杆轴，摇杆轴一端贯穿主动锥齿轮与主动锥齿轮固定连接，主动锥齿轮一侧设有与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮。
优选的方案中，传动机构包括传动轴，传动轴一端与固定法兰转动连接，传动轴另一端与压紧法兰转动连接，传动轴贯穿从动锥齿轮与从动锥齿轮固定连接。
优选的方案中，传动轴外侧设有中空的蜗杆，传动轴外壁抵靠在蜗杆的内壁上与蜗杆固定连接，伸缩头贯穿涡轮与涡轮固定连接，涡轮与蜗杆啮合。
优选的方案中，固定法兰靠向传动机构的一侧上设有第一安装槽，压紧法兰上设有第二安装槽和空腔，第一安装槽和第二安装槽上均安装有转动轴承，传动轴两端分别抵靠在第一安装槽和第二安装槽内的转动轴承上。
优选的方案中，固定法兰和压紧法兰之间设有多个连接固定法兰和压紧法兰的双头螺栓，双头螺栓外侧设有双头螺栓支撑套，双头螺栓抵靠在双头螺栓支撑套内。
优选的方案中，固定法兰与压紧法兰之间设有防护套，防护套上设有连接盘，连接盘两端通过螺栓分别与固定法兰和压紧法兰固定连接，摇杆轴的一端贯穿连接盘与固定连接。
优选的方案中，固定法兰上设有小圆柱台阶和大圆柱台阶，伸缩头与固定法兰之间设有密封环和密封压盖，密封环和密封压盖分别抵靠在小圆柱台阶和大圆柱台阶上。
优选的方案中，压紧法兰上设有多个吊环，吊环与吊装孔螺纹连接。
优选的方案中，伸缩头的一端抵靠在固定法兰圆柱内腔内，伸缩头的另一端设有中空的旋转法兰，伸缩头的外壁抵靠在旋转法兰的内壁上，伸缩头上设有凹槽，伸缩头和旋转法兰之间设有转动快，转动快抵靠在伸缩头的凹槽上，伸缩头上设有环形槽，伸缩头和固定法兰之间设有挡泥环，挡泥环安装在环形槽内。
本发明的有益效果为：，采用摇杆装置，能够方便工作人员在装置上手动转动摇杆，操作方便快捷，简单实用，由传动机构中蜗杆和涡轮连接，带动伸缩头在压紧法兰中伸缩，实现调节快速，伸缩头3运动到合适位置时，停止转动摇杆，并且蜗杆和涡轮的连接结构能够实现自锁功能。传动机构在伸缩头的外侧，当伸缩头伸缩的时，传动机构不会影响伸缩头的伸缩。固定法兰和压紧法兰之间的多个双头螺栓、双头螺栓支撑套和防护套能够保持整体装置的稳定性，确定固定法兰和压紧法兰之间的距离恒定使连接牢固，同时实现对伸缩头和传动机构的有效支撑，防止伸缩头松动。能够保证装置在工作状态承受较高的压力。采用摇杆驱动主动锥齿轮和从动锥齿轮，从动锥齿轮带动蜗杆和涡轮的连接结构转动，实现伸缩头的伸缩。避免通过拆卸螺母后，再通过转动改变螺纹旋合长度实现伸缩，调整快捷方便，可实现机构自锁。伸缩头上安装旋转法兰，调整时不影响相连机构的运动，实现在线伸缩。固定法兰和压紧法兰之间连接螺栓设置支撑套和防护套锁紧力大，结构稳定连接可靠。固定法兰和伸缩头之间安装挡泥环和组合密封环，密封可靠。具有较大的推广价值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明的轴侧视图；
图2是本发明右侧示意图；
图3是本发明整体的剖视图；
图4是本发明图3中A的放大图；
图5是本发明固定法兰的剖视图；
图6是本发明压紧法兰的剖视图；
图中：固定法兰1；第一螺栓孔101；第二螺栓孔102；圆柱内腔103；第一安装槽104；小圆柱台阶105；大圆柱台阶106；吊装孔107；压紧法兰2；第三螺栓孔201；第二安装槽202；第二通孔203 ；空腔204 ；伸缩头3；旋转法兰4；转动快5；挡泥环6；密封环7；密封压盖8；传动机构9；摇杆轴901；主动锥齿轮902；从动锥齿轮903；传动轴904；蜗杆905；转动轴承10；连接盘11；摇杆12；吊环13；防护套14；涡轮15；双头螺栓16。
具体实施方式
实施例1：
如图1-6中，一种法兰管线伸缩装置，包括固定法兰1，固定法兰1一侧设有压紧法兰2，固定法兰1与压紧法兰2之间设有传动机构9，传动机构9上设有摇杆12，摇杆12一端与传动机构9固定连接，传动机构9一侧设有贯穿压紧法兰2的伸缩头3，伸缩头3与传动机构9连接；
驱动摇杆12转动，以使传动机构9转动，传动机构9驱使伸缩头3在压紧法兰2内滑动，实现整体装置的伸缩。由此结构，伸缩头3贯穿压紧法兰2并伸入固定法兰1，采用摇杆12装置，能够方便工作人员在装置上手动转动摇杆12，操作方便快捷，简单实用，由传动机构9中蜗杆905和涡轮15连接，带动伸缩头3在压紧法兰2中伸缩，实现调节快速，伸缩头3运动到合适位置时，停止转动摇杆12，并且蜗杆905和涡轮15的连接结构能够实现自锁功能。传动机构9在伸缩头3的外侧，当伸缩头3伸缩的时，传动机构9不会影响伸缩头3的伸缩。固定法兰1和压紧法兰2之间的多个双头螺栓16能够保持整体装置的稳定性，确定固定法兰1和压紧法兰2之间的距离恒定连接牢固，同时实现对伸缩头3和传动机构9的有效支撑，防止伸缩头3松动。能够保证装置处于工作状态承受较高的压力。
优选的方案中，传动机构9包括摇杆轴901，摇杆轴901一端贯穿主动锥齿轮902与主动锥齿轮902固定连接，主动锥齿轮902一侧设有与主动锥齿轮902啮合的从动锥齿轮903。由此结构，能够实现人工转动摇杆12，摇杆12带动摇杆轴901和主动锥齿轮902转动，主动锥齿轮902带动从动锥齿轮903转动，连接方式简单，能够实现从动锥齿轮903带动传动轴904相对于固定法兰1转动，结构新颖，转动效率高。
优选的方案中，传动机构9包括传动轴904，传动轴904一端与固定法兰1转动连接，传动轴904另一端与压紧法兰2转动连接，传动轴904贯穿从动锥齿轮903与从动锥齿轮903固定连接。由此结构，传动轴904与从动锥齿轮903固定连接，当摇杆12转动时，以使从动锥齿轮903转动，从动锥齿轮903带动传动轴904转动。
优选的方案中，传动轴904外侧设有中空的蜗杆905，传动轴904外壁抵靠在蜗杆905的内壁上与蜗杆905固定连接，伸缩头3贯穿涡轮15与涡轮15固定连接，涡轮15与蜗杆905啮合。由此结构，传动轴904与蜗杆905固定连接，当摇杆12转动时，传动轴904转动时，带动蜗杆905，涡轮15与蜗杆905啮合，以使涡轮15转动，从而使伸缩头3相对于固定法兰1伸缩，从而实现人工转动摇杆12，能够驱动伸缩头3伸缩。
优选的方案中，固定法兰1靠向传动机构9的一侧上设有第一安装槽104，压紧法兰2上设有第二安装槽202和空腔204 ，第一安装槽104和第二安装槽202上均安装有转动轴承10，传动轴904两端分别抵靠在第一安装槽104和第二安装槽202内的转动轴承10上。由此结构，传动轴904能够在固定法兰1内的第一安装槽104和第二安装槽202内转动。压紧法兰2上设置的空腔204 可确保固定法兰1和压紧法兰2之间的空间和外界联通，避免温度波动对伸缩头3的不良影响。
优选的方案中，固定法兰1和压紧法兰2之间设有多个连接固定法兰1和压紧法兰2的双头螺栓16，双头螺栓16外侧设有双头螺栓支撑套，双头螺栓16抵靠在双头螺栓支撑套内。由此结构，固定法兰1和压紧法兰2之间双头螺栓16设置双头螺栓支撑套能够确保结构稳定，连接可靠。同时固定法兰1和压紧法兰2两个结构拆卸和安装方便，同时也方便固定法兰1和压紧法兰2之间的传动机构9的拆卸和安装。
优选的方案中，固定法兰1与压紧法兰2之间设有防护套14，防护套14上设有连接盘11，连接盘11两端通过螺栓分别与固定法兰1和压紧法兰2固定连接，摇杆轴901的一端贯穿连接盘11与固定连接。由此结构，固定法兰1上的第二螺栓孔102和压紧法兰2上的第三螺栓孔201用于与连接盘11连接，第二螺栓孔102、第三螺栓孔201和连接盘11方便摇杆12的安装和拆卸，便于工作人员快速调节伸缩头3的合适距离。防护套14有效防止外界杂物进入固定法兰1和压紧法兰2之间，避免对伸缩头3和传动机构9造成腐蚀、破坏和撞击等。
优选的方案中，固定法兰1上设有小圆柱台阶105和大圆柱台阶106，伸缩头3与固定法兰1之间设有密封环7和密封压盖8，密封环7和密封压盖8分别抵靠在小圆柱台阶105和大圆柱台阶106上。由此结构，固定法兰1的内腔贯通，从一端孔口开始依次扩大形成圆柱内腔、锥型腔、圆柱内腔103、小圆柱台阶105、大圆柱台阶106。传动轴904相对于固定法兰1转动连接。当固定法兰1和压紧法兰2之间通过高压流体时，密封环7和密封压盖8能实现充分有效密封。
优选的方案中，压紧法兰2上设有多个吊环13，吊环13与吊装孔107螺纹连接。由此结构，吊装孔107用于安装吊环13，方便工作人员把整体装置吊装到合适的位置。
优选的方案中，伸缩头3的一端抵靠在固定法兰1圆柱内腔103内，伸缩头3的另一端设有中空的旋转法兰4，伸缩头3的外壁抵靠在旋转法兰4的内壁上，伸缩头3上设有凹槽，伸缩头3和旋转法兰4之间设有转动快5，转动快5抵靠在伸缩头3的凹槽上，伸缩头3上设有环形槽，伸缩头3和固定法兰1之间设有挡泥环6，挡泥环6安装在环形槽内。由此结构，当传动机构9驱动伸缩头3伸缩和相对于压紧法兰2转动的同时，伸缩头3和旋转法兰2相对转动不影响整体装置的运动，从而实现装置的在线伸缩。伸缩头3头部内侧设置一道内锥面，内锥面大端延伸到伸缩头端面。
上述的实施案例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种法兰管线伸缩装置，其特征是：包括固定法兰（1），固定法兰（1）一侧设有压紧法兰（2），固定法兰（1）与压紧法兰（2）之间设有传动机构（9），传动机构（9）上设有摇杆（12），摇杆（12）一端与传动机构（9）固定连接，传动机构（9）一侧设有贯穿压紧法兰（2）的伸缩头（3），伸缩头（3）与传动机构（9）连接；
驱动摇杆（12）转动，以使传动机构（9）转动，传动机构（9）驱使伸缩头（3）在压紧法兰（2）内滑动，实现整体装置的伸缩；
传动机构（9）包括摇杆轴（901），摇杆轴（901）一端贯穿主动锥齿轮（902）与主动锥齿轮（902）固定连接，主动锥齿轮（902）一侧设有与主动锥齿轮（902）啮合的从动锥齿轮（903）
传动机构（9）包括传动轴（904），传动轴（904）一端与固定法兰（1）转动连接，传动轴（904）另一端与压紧法兰（2）转动连接，传动轴（904）贯穿从动锥齿轮（903）与从动锥齿轮（903）固定连接；
传动轴（904）外侧设有中空的蜗杆（905），传动轴（904）外壁抵靠在蜗杆（905）的内壁上与蜗杆（905）固定连接，伸缩头（3）贯穿涡轮（15）与涡轮（15）固定连接，涡轮（15）与蜗杆（905）啮合。
2.根据权利要求1所述一种法兰管线伸缩装置，其特征是：固定法兰（1）靠向传动机构（9）的一侧上设有第一安装槽（104），压紧法兰（2）上设有第二安装槽（202）和空腔（204 ），第一安装槽（104）和第二安装槽（202）上均安装有转动轴承（10），传动轴（904）两端分别抵靠在第一安装槽（104）和第二安装槽（202）内的转动轴承（10）上。
3.根据权利要求1所述一种法兰管线伸缩装置，其特征是：固定法兰（1）和压紧法兰（2）之间设有多个连接固定法兰（1）和压紧法兰（2）的双头螺栓（16），双头螺栓（16）外侧设有双头螺栓支撑套，双头螺栓（16）抵靠在双头螺栓支撑套内。
4.根据权利要求1所述一种法兰管线伸缩装置，其特征是：固定法兰（1）与压紧法兰（2）之间设有防护套（14），防护套（14）上设有连接盘（11），连接盘（11）两端通过螺栓分别与固定法兰（1）和压紧法兰（2）固定连接，摇杆轴（901）的一端贯穿连接盘（11）与固定连接。
5.根据权利要求1所述一种法兰管线伸缩装置，其特征是：固定法兰（1）上设有小圆柱台阶（105）和大圆柱台阶（106），伸缩头（3）与固定法兰（1）之间设有密封环（7）和密封压盖（8），密封环（7）和密封压盖（8）分别抵靠在小圆柱台阶（105）和大圆柱台阶（106）上。
6.根据权利要求1所述一种法兰管线伸缩装置，其特征是：压紧法兰（2）上设有多个吊环（13），吊环（13）与吊装孔（107）螺纹连接。
7.根据权利要求1所述一种法兰管线伸缩装置，其特征是：伸缩头（3）的一端抵靠在固定法兰（1）圆柱内腔（103）内，伸缩头（3）的另一端设有中空的旋转法兰（4），伸缩头（3）的外壁抵靠在旋转法兰（4）的内壁上，伸缩头（3）上设有凹槽，伸缩头（3）和旋转法兰（4）之间设有转动快（5），转动快（5）抵靠在伸缩头（3）的凹槽上，伸缩头（3）上设有环形槽，伸缩头（3）和固定法兰（1）之间设有挡泥环（6），挡泥环（6）安装在环形槽内。
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