CN115199832A - 一种管材快速高压密封接头及应用于该接头的测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种管材快速高压密封接头及应用于该接头的测试装置，涉及高压密封接头的技术领域，其包括密封座，所述密封座上开设有供管材插设的第一接口，所述密封座上开设有供高压管路连接的第二接口，所述第一接口与第二接口相互连通；所述密封座朝向第一接口方向的一侧开设有密封槽，所述密封槽与第一接口相互连通，所述密封槽内设置有密封圈；所述密封座上设置有抵紧组件，所述抵紧组件连接有密封压环，所述抵紧组件用去驱动密封压环插设至密封槽内并与密封圈相抵；本申请具有减少管材发生断裂或破坏的情况，提高管材密封性，同时安装方便快速便捷的优势。

Description

一种管材快速高压密封接头及应用于该接头的测试装置

技术领域

本申请涉及高压密封接头技术领域，尤其是涉及一种管材快速高压密封接头及应用于该接头的测试装置。

背景技术

目前，外壁光滑的管材如石墨管、陶瓷管在工业上经常用到，比如用于热量交换的换热器、用于输送强酸、强碱的管路等。管材在工作过程中需要向管材内部通入高压气体或者液体，此时管材与高压器件安装在一起，需要有能够起到密封作用的接头。

相关技术中在将管材与高压管路连接在一起时，通常会采用管材端面密封的方式，这种方式是在管材的端壁配置橡胶圈，在安装时，需要对管材施加较大的轴向压力，以使橡胶圈形变而密封；但是如果管材直径较小，或者壁厚较薄，又或者管材长度太长，过大的轴向压力会造成管材的断裂或破坏，因此有待改善。

发明内容

为了减少管材发生断裂或破坏的情况，本申请提供了一种用于外径光滑管材的快速高压密封接头。

第一方面，本申请提供的一种管材快速高压密封接头采用如下的技术方案：

包括密封座，所述密封座上开设有供管材插设的第一接口，所述密封座上开设有供高压管路连接的第二接口，所述第一接口与第二接口相互连通；所述密封座朝向第一接口方向的一侧开设有密封槽，所述密封槽与第一接口相互连通，所述密封槽内设置有密封圈；所述密封座上设置有抵紧组件，所述抵紧组件连接有密封压环，所述抵紧组件用去驱动密封压环插设至密封槽内并与密封圈相抵。

通过采用上述技术方案，采用外径密封的方式，在对安装时，将管材插设至第一接口内，密封圈在自然状态下，密封圈的内径略大于管材外径，确保管材在插入第一接口时可以轻松插入密封圈内部；管材插入至第一接口后，通过抵紧组件将密封压环插设至密封槽内并使密封压环与密封圈相抵，密封圈受到密封压环的压力形变，从而密封圈的内径位置会与管材外壁挤压，而密封圈外径位置会与密封槽的内壁挤压，当密封圈的形变适当，密封圈可以很好的对管材与密封槽之间的缝隙进行密封，再将高压管路与第二接口相互连接，从而实现管材与高压管路之间的密封连接，确保高压气体或液体无法从管材与密封座之间的缝隙溢出；通过外径密封的方式，密封圈设置在管材外壁上，密封圈形变时仅仅会对管材表面产生一定的压力，安装时无需对管材施加轴向压力，通过密封圈的摩擦力即可将管材固定在第一接口内，一方面管材不易发生损坏，可以对管材起到保护作用，另一方面安装快速便捷，同时可以满足对端面不平整管材的密封处理工作，适用性好。

可选的，所述密封槽内的密封圈设置有若干个，相邻所述密封圈之间设置有活动隔环。

通过采用上述技术方案，通过在密封槽内设置若干个密封圈，可以有效提高对管材的密封效果，提高密封接头的可靠性，在相连密封圈之间配置活动隔环，活动隔环可以对抵紧组件的抵紧力进行传导。

可选的，所述抵紧组件包括气缸、连接杆、导向轴和连接块，所述气缸安装在密封座远离第一接口方向的一侧，所述气缸的活塞杆与连接杆相互连接，所述导向轴与连接杆相互连接，所述导向轴设置有一组，两个所述导向轴贯穿密封座与连接块共同连接，所述密封压环设置在连接块的侧壁上，所述连接块的表面开设有第一通孔。

通过采用上述技术方案，在将管材插入第一接口后，密封槽内的密封圈会套设在管材外壁上，此时气缸工作，气缸的活塞杆伸缩，带动连接杆远离密封座，进而带动导向轴与密封座之间滑移，导向轴带动连接块靠近密封座，进而带动连接块上的密封压环靠近密封座，密封压环插入至密封槽内，并对密封槽内的密封圈相抵，使密封圈形变，这样设置占用空间小，控制方便快捷，实现成本低。

可选的，所述连接块远离导向轴方向的一侧上设置有防护板，所述防护板的表面开设有第二通孔，所述第二通孔与第一通孔相互对齐。

通过采用上述技术方案，在将管材安装在密封座内时，先将管材穿过防护板上的第二通孔，然后将管材穿过连接块上的第一通孔，最后将管材插设至密封座上第一接口内，防护板采用尼龙材质，减少取放管材时工作人员被划伤或者磕碰的现象，提高了操作的安全性，同时进一步对管材进行保护。

可选的，所述第二通孔的内侧壁上倾斜设置有导向面。

通过采用上述技术方案，导向面对管材起到导向作用，以便于管材穿过第二通孔和第一通孔。

可选的，所述第一接口的底壁上设置有防撞块。

通过采用上述技术方案，防撞块采用橡胶材质，减少管材与第一接口底壁碰撞时发生划伤或者磕碰的现象，一方面进一步在安装时对管材进行保护，另一方面防撞块也能够对管材端壁起到一定的密封作用。

第二方面，本申请提供的一种应用于该接头的测试装置采用如下的技术方案：

包括底座，所述底座上设置有第一安装板和第二安装板，所述第一安装板上设置有如上述任一所述的管材快速高压密封接头，所述第二安装板上设置有滑轨，所述滑轨上滑移设置有如上述任一所述的管材快速高压密封接头；所述第二安装板上设置有固定组件，所述固定组件用于将滑轨上的管材快速高压密封接头与第二安装板之间相互固定。

通过采用上述技术方案，在对快速高压密封接头的密封性进行测试时，先将两个密封座上的第二接口与检测管路进行连接，然后对管材进行安装，驱动滑轨上的密封座在滑轨上滑移，使两个密封座相互远离，将管材的一端插设至第一安装板上密封座的第一接口内，并利用抵紧组件对管材密封处理，然后滑移滑轨上的密封座，将第二安装板上的密封座靠近第一安装板上的密封座，以使管材的另一端插设至第二安装板上密封座的第一接口内，同时利用抵紧组件对管材密封处理，并利用固定组件对滑轨上的密封座进行固定，从而将管材安装在两个密封座之间，两个密封座对管材的两端进行密封，通过检测管路向密封座内通过气体或者液体，气体或者液体进入管材内，进而对管材与密封座之间的密封性进行检测。

可选的，所述固定组件包括第一把手、支撑杆、阻挡块、阻挡座和第二把手，所述第一把手安装在连接杆上，所述支撑杆设置在连接杆远离导向轴方向的一侧；所述阻挡座安装在第二安装板上，所述阻挡座的表面开设有限位槽，所述限位槽的内侧壁开设有供支撑杆贯穿的滑移孔；所述阻挡块与限位槽内壁之间转动连接，所述第二把手设置在阻挡块上。

通过采用上述技术方案，在安装管材时，通过握持第一把手，带动密封座在滑轨上滑移，密封座在滑轨上滑移时，支撑杆在滑移孔内滑移，当管材的位置固定好后，握持第二把手，驱动阻挡块转动，将阻挡块插设至限位槽内，此时支撑杆远离连接杆方向的一端与阻挡块的侧壁相互贴合，阻挡块对支撑杆起到了限位作用，滑轨上的密封座一侧受到管材的限位，另一侧受到支撑杆的限位，从而此时密封座无法在滑轨上滑移，对密封座进行了固定。

可选的，所述第一安装板上和第二安装板上均贯穿设置有与底座之间螺纹连接的安装螺栓。

通过采用上述技术方案，转动安装螺栓，将第一安装板和第二安装板与底座之间拆装，改变第一安装板和第二安装板在底座上的位置，进而改变了第一安装板与第二安装板之间距离，可以根据管材的长度来改变底座上两个密封座之间的距离，以满足对不同长度管材的密封测试要求，提高了装置的适用性。

可选的，所述底座上设置有支撑架。

通过采用上述技术方案，当管材的长度较长时，通过支撑架对管材的中部进行支撑，减少管材弯曲变形的现象，提高了管材的稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置密封座、第一接口、第二接口、密封槽、密封圈和抵紧组件，通过外径密封的方式，密封圈设置在管材外壁上，密封圈形变时仅仅会对管材表面产生一定的压力，安装时无需对管材施加轴向压力，通过密封圈的摩擦力即可将管材固定在第一接口内，一方面管材不易发生损坏，可以对管材起到保护作用，另一方面安装快速便捷，同时可以满足对端面不平整管材的密封处理工作，适用性好；

2.通过设置气缸、连接杆、导向轴和连接块，在将管材插入第一接口后，密封槽内的密封圈会套设在管材外壁上，此时气缸工作，气缸的活塞杆伸缩，带动连接杆远离密封座，进而带动导向轴与密封座之间滑移，导向轴带动连接块靠近密封座，进而带动连接块上的密封压环靠近密封座，密封压环插入至密封槽内，并对密封槽内的密封圈相抵，使密封圈形变，这样设置占用空间小，控制方便快捷，实现成本低；

3.通过设置底座、第一安装板、第二安装板、滑轨、第一把手、支撑杆、阻挡块、阻挡座和第二把手，将两个密封座上的第二接口与检测管路进行连接，驱动滑轨上的密封座在滑轨上滑移，对管材进行安装，通过检测管路向密封座内通过气体或者液体，气体或者液体进入管材内，进而对管材与密封座之间的密封性进行检测。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种管材快速高压密封接头的结构示意图；

图2是用于体现本申请实施例中密封座的剖面示意图；

图3是本申请实施例提供的应用于该接头的测试装置的结构示意图；

图4是图3中A部分的放大图。

图中，1、密封座；11、第一接口；111、密封槽；12、第二接口；2、密封圈；21、活动隔环；3、抵紧组件；31、气缸；32、连接杆；33、导向轴；34、连接块；341、第一通孔；4、密封压环；5、防护板；51、第二通孔；511、导向面；6、防撞块；7、底座；71、第一安装板；72、第二安装板；721、滑轨；8、固定组件；81、第一把手；82、支撑杆；83、阻挡块；84、阻挡座；831、限位槽；832、滑移孔；85、第二把手；9、安装螺栓；10、支撑架。

具体实施方式

以下结合附图1-附图4，对本申请作进一步详细说明。

本申请公开了一种管材快速高压密封接头，参照图1和图2，包括密封座1，密封座1的侧壁开设有第一接口11，第一接口11用于与管材相互连接，密封座1的顶壁开设有第二接口12，第二接口12用于与管路相互连接，管路与第二接口12之间采用密封连接的方式。第一接口11与第二接口12之间相互连通，从而实现管材和管路之间的连通。

参照图1和图2，密封座1朝向第一接口11方向的一侧开设有密封槽111，密封槽111的长度方向沿第一接口11的长度方向设置，密封槽111与第一接口11之间相互连通。密封槽111内设置有密封圈2，密封圈2沿密封槽111的圆周方向设置，密封圈2在自然状态下，密封圈2的内径略大于管材外径，从而确保管材可以轻松插入至第一接口11内。密封座1上设置有抵紧组件3，抵紧组件3连接有密封压环4，密封压环4沿密封圈2的圆周方向设置。在将管材安装时，将管材插设至第一接口11内，利用抵紧组件3将密封压环4插设至密封槽111内并使密封压环4与密封圈2相抵，进而带动密封圈2形变，密封圈2内径位置会与管材外壁挤压，而密封圈2外径位置会与密封槽111的内壁挤压，从而密封圈2对管材与密封槽111之间的缝隙进行了密封。通过外径密封的方式，将密封圈2设置在管材的外壁上，只会对管材外壁产生一定的压力，无需对管材施加轴向的压力，从而管材不易受力发生损坏。同时在安装管材时，密封圈2与管材外壁之间的压力也有利于快速将管材固定在第一接口11内，安装更加快速便捷。同时如果管材的端面不平整，通过外径密封的方式也能确保高压气体或液体无法从管材和密封座1之间的缝隙溢出，密封效果好。

为了提高管材与密封座1之间的密封性，参照图2，密封槽111内的密封圈2设置有若干个，相邻密封圈2之间设置有活动隔环21，活动隔环21沿密封圈2的圆周方向设置。抵紧组件3在带动密封压环4与密封圈2相抵时，活动隔环21可以起到力传导的作用。多个密封圈2同时对管材与密封座1之间进行密封，提高了对管材的密封性，增强了密封接头的可靠性。

参照图1和图2，抵紧组件3包括气缸31、连接杆32、导向轴33和连接块34，气缸31通过螺栓固定安装在密封座1远离第一接口11方向的一侧上，气缸31的活塞杆与连接杆32固定连接；导向轴33与连接杆32之间通过螺栓固定连接，导向轴33在气缸31活塞杆的两侧对称设置有两个，导向轴33贯穿密封座1；两个导向轴33远离连接杆32方向的一端与连接块34共同固定连接，密封压环4焊接固定设置在连接块34朝向密封座1方向的一侧上，连接块34的表面开设有第一通孔341。在将管材通过第一通孔341插设至第一接口11内后，管材的外壁和密封压环4的内壁相互贴合，此时通过气缸31带动连接杆32远离密封座1，导向轴33与密封座1之间滑移，连接杆32通过导向轴33带动连接块34靠近密封座1，从而使密封压环4插入至密封槽111内。通过气缸31动作带动密封压环4与密封槽111内的密封圈2相抵，控制快速便捷，占用空间小，实现成本低，同时气缸31的力方便进行控制，以方便控制密封圈2达到最满意的形变量。

密封圈2是受到密封压环4压力而产生变形的，当压力过小将无法起到密封的作用而泄露，压力过大可能造成密封圈2的破坏，对应的结构件要求较高，从而造成了不必要的材料浪费。假设密封圈2挤压前的内径为d，外径为D，沿着密封圈2的轴向方向挤压密封圈2，密封圈2将按照泊松比分别向内径和外径方向产生形变，根据密封圈2的密封要求，径向应变大于0.2，则所需要的挤压力F为：

上述公式中，π为圆周率，E为密封圈2的弹性模量，d为挤压前密封圈2的内径，D为挤压前密封圈2的外径，v为密封圈2的泊松比。通过获取实际使用中密封圈2的大小信息和材料信息，利用上述公式计算出挤压力F的大小，向气缸31配置与挤压力F相匹配的力度，达到利用气缸31控制密封圈2形变量的效果，使密封圈2在密封时既能够起到良好的密封效果，同时密封圈2不易发生损坏，有利于延长密封圈2的使用寿命，并且密封圈2不易对管材产生损坏。

为了提高操作的安全性，参照图1和图2，连接块34远离导向轴33方向的一侧上通过螺栓固定设置有防护板5，防护板5采用尼龙材质，防护板5的表面开设有第二通孔51，第二通孔51与第一通孔341相互对齐，第二通孔51的内侧壁上倾斜设置有导向面511。在将管材插入第一接口11内前，管材先通过防护板5上的第二通孔51，然后再通过连接块34上的第一通孔341。导向面511对管材起到了导向作用，以便于管材穿过第二通孔51，同时由于防护板5质地较软，减少取放管材时工作人员被划伤或者磕碰的现象。

为了进一步对管材进行保护，参照图2，第一接口11内的底壁上配置有防撞块6，防撞块6与密封座1之间通过粘接固定连接，防撞块6采用橡胶材质。在将管材插入至第一接口11内，减少管材与第一接口11底壁碰撞发生损坏的现象，同时防撞块6也能够对管材端壁起到一定的密封作用。

本申请提供的一种管材快速高压密封接头的实施原理为：

在安装管材时，将管材先穿过第二通孔51，再穿过第一通孔341，最后插设至第一接口11内，然后利用气缸31带动连接块34移动，使密封压环4插设至密封槽111内并使密封压环4与密封圈2相抵，从而密封槽111内的密封圈2受到压力形变，密封圈2的内径位置会与管材外壁挤压，而密封圈2外径位置会与密封槽111的内壁挤压，当密封圈2的形变适当，密封圈2可以很好的对管材与密封槽111之间的缝隙进行密封。而第一接口11与管路密封连接，从而实现管材与管路之间的连通。采用外径密封的方式，安装时无需对管材施加轴向压力，通过密封圈2的摩擦力即可将管材的一端固定在第一接口11内，管材不易发生损坏，同时具有密封效果好，安装方便快捷等优势。

本申请还公开了一种应用于该接头的测试装置，参照图3，包括底座7，底座7的表面水平设置，底座7上设置有第一安装板71和第二安装板72。第一安装板71上设置有如上述的管材快速高压密封接头，管材快速高压密封接头的密封座1与第一安装板71之间通过螺栓固定连接。第二安装板72上通过螺栓固定设置有滑轨721，滑轨721的长度方向沿底座7的长度方向设置，滑轨721上设置有如上述的管材快速高压密封接头，管材快速高压密封接头的密封座1与滑轨721之间滑移连接，第一安装板71上和第二安装板72上的密封座1对称设置。第二安装板72上设置有固定组件8，需要对管材快速高压密封接头与管材连接时的密封性进检测时，将管材的一端先与第一安装板71上的管材快速高压密封接头相互连接，再通过滑移滑轨721上的管材快速高压密封接头，将第二安装板72上的管材快速高压密封接头与管材的另一端相互连接，并利用固定组件8对滑轨721上的密封座1进行固定，此时通过检测管路向管材快速高压密封接头内通过气体或者液体，气体或者液体进入管材内，进而对管材与密封座1之间的密封性进行检测。

参照图3和图4，固定组件8包括第一把手81、支撑杆82、阻挡块83、阻挡座84和第二把手85，第一把手81焊接固定在第二安装板72上连接杆32的顶壁，支撑杆82焊接固定在连接杆32远离导向轴33方向的一侧，连接杆32的长度方向沿底座7的长度方向设置。阻挡座84通过螺栓固定安装在第二安装板72上，滑轨721位于阻挡座84和第一安装板71之间。阻挡座84的表面开设有限位槽831，限位槽831的内侧壁开设有滑移孔832，支撑杆82贯穿滑移孔832。阻挡块83与限位槽831内壁之间通过转轴转动连接，第二把手85焊接固定在阻挡块83的端壁上。在安装管材时，握持第一把手81，带动两个密封座1相互远离，待管材的一端与第一安装板71上的密封座1相互连接后，握持第一把手81，带动密封座1在滑轨721上滑移，支撑杆82在滑移孔832内滑移，使管材的两端均与密封座1连接；然后握持第二把手85，驱动阻挡块83转动，将阻挡块83插设至限位槽831内，此时支撑杆82远离连接杆32方向的一端与阻挡块83的侧壁相互贴合，阻挡块83对支撑杆82阻挡限位，从而将密封座1固定在滑轨721上。

参照图3，第一安装板71上和第二安装板72上均贯穿设置有与底座7之间螺纹连接的安装螺栓9，安装螺栓9设置有若干个，通过安装螺栓9将第一安装板71和第二安装板72与底座7之间拆装，可以调节底座7上两个密封座1之间的距离，以满足对不同长度管材的密封测试要求，提高了装置的适用性。

参照图3，底座7上设置有支撑架10，当管材的长度较长时，通过支撑架10对管材进行支撑，减少管材弯曲变形的现象。

本申请提供的一种应用于该接头的测试装置的实施原理为：

在对管材快速高压密封接头的密封性进行检测时，先握持第一把手81，带动第二安装板72上的密封座1在滑轨721上滑移，使底座7上的两个密封座1相互远离，将管材的一端与第一安装板71上的密封座1相互连接。然后握持第一把手81，将第二安装板72上的密封座1向第一安装板71方向滑移，对管材的另一端与滑轨721上的密封座1相互连接。然后握持第二把手85，将阻挡块83插设至限位槽831内，对密封座1的位置进行固定。最后，利用两个密封座1上的第二接口12接入管路，向管材内通入气体或者液体，进而对管材与密封座1之间的密封性进行检测。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管材快速高压密封接头，其特征在于，包括密封座(1)，所述密封座(1)上开设有供管材插设的第一接口(11)，所述密封座(1)上开设有供高压管路连接的第二接口(12)，所述第一接口(11)与第二接口(12)相互连通；所述密封座(1)朝向第一接口(11)方向的一侧开设有密封槽(111)，所述密封槽(111)与第一接口(11)相互连通，所述密封槽(111)内设置有密封圈(2)；所述密封座(1)上设置有抵紧组件(3)，所述抵紧组件(3)连接有密封压环(4)，所述抵紧组件(3)用去驱动密封压环(4)插设至密封槽(111)内并与密封圈(2)相抵。

2.根据权利要求1所述的一种管材快速高压密封接头，其特征在于，所述密封槽(111)内的密封圈(2)设置有若干个，相邻所述密封圈(2)之间设置有活动隔环(21)。

3.根据权利要求1所述的一种管材快速高压密封接头，其特征在于，所述抵紧组件(3)包括气缸(31)、连接杆(32)、导向轴(33)和连接块(34)，所述气缸(31)安装在密封座(1)远离第一接口(11)方向的一侧，所述气缸(31)的活塞杆与连接杆(32)相互连接，所述导向轴(33)与连接杆(32)相互连接，所述导向轴(33)设置有一组，两个所述导向轴(33)贯穿密封座(1)与连接块(34)共同连接，所述密封压环(4)设置在连接块(34)的侧壁上，所述连接块(34)的表面开设有第一通孔(341)。

4.根据权利要求3所述的一种管材快速高压密封接头，其特征在于，所述连接块(34)远离导向轴(33)方向的一侧上设置有防护板(5)，所述防护板(5)的表面开设有第二通孔(51)，所述第二通孔(51)与第一通孔(341)相互对齐。

5.根据权利要求4所述的一种管材快速高压密封接头，其特征在于，所述第二通孔(51)的内侧壁上倾斜设置有导向面(511)。

6.根据权利要求1所述的一种管材快速高压密封接头，其特征在于，所述第一接口(11)的底壁上设置有防撞块(6)。

7.一种应用于该接头的测试装置，其特征在于，包括底座(7)，所述底座(7)上设置有第一安装板(71)和第二安装板(72)，所述第一安装板(71)上设置有如权利要求1-6任一所述的管材快速高压密封接头，所述第二安装板(72)上设置有滑轨(721)，所述滑轨(721)上滑移设置有如权利要求1-6任一所述的管材快速高压密封接头；所述第二安装板(72)上设置有固定组件(8)，所述固定组件(8)用于将滑轨(721)上的管材快速高压密封接头与第二安装板(72)之间相互固定。

8.根据权利要求7所述的一种应用于该接头的测试装置，其特征在于，所述固定组件(8)包括第一把手(81)、支撑杆(82)、阻挡块(83)、阻挡座(84)和第二把手(85)，所述第一把手(81)安装在连接杆(32)上，所述支撑杆(82)设置在连接杆(32)远离导向轴(33)方向的一侧；所述阻挡座(84)安装在第二安装板(72)上，所述阻挡座(84)的表面开设有限位槽(831)，所述限位槽(831)的内侧壁开设有供支撑杆(82)贯穿的滑移孔(832)；所述阻挡块(83)与限位槽(831)内壁之间转动连接，所述第二把手(85)设置在阻挡块(83)上。

9.根据权利要求7所述的一种应用于该接头的测试装置，其特征在于，所述第一安装板(71)上和第二安装板(72)上均贯穿设置有与底座(7)之间螺纹连接的安装螺栓(9)。

10.根据权利要求7所述的一种应用于该接头的测试装置，其特征在于，所述底座(7)上设置有支撑架(10)。

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