CN201306574Y - 管道端口封堵器 - Google Patents

Abstract

一种管道端口封堵器，包括有：一传动丝杆，所述传动丝杆具有枢接端、螺纹段及操作端；一承压头，与所述传动丝杆的枢接端枢转连接；一执行器盘，具有螺纹孔，所述螺纹孔配合在所述传动丝杆的螺纹段上；一挤压碗，滑动的设在所述承压头和所述执行器盘之间，所述挤压碗具有倾斜的滑动锥面及挤压端面；至少两块锁定滑块，与所述执行器盘相连动，所述锁定滑块的下表面轴向滑动地配合在所述挤压碗的滑动锥面上，所述锁定滑块被执行器盘带动能沿滑动锥面上升而呈径向扩张状态进行锁定；一封隔圈，设在所述承压头与所述执行器盘之间，且受所述挤压碗的挤压端面挤压而呈径向膨胀状态实现封堵。

Description

管道端口封堵器

技术领域

本实用新型有关于水油气等介质的管道维修作业封堵工具中的一种封堵器，尤其有关一种手动的可在管道端口实现封堵和解堵的管道端口封堵器。

背景技术

管道运输是石油天然气最经济、最合理的运输方式。目前，我国已形成多个油气区域管网，而且随着能源工业的快速发展，我国油气管道建设将继续得到长足的发展。

随着我国管道铺设长度的增加和服役年限的增长，需要对新旧管道进行管道的强度及严密性试验，即打压试验。传统的打压过程是将管道端口焊接堵板，待打压试验完成后，割除管道端口的堵板。此传统打压过程存在如下不足：

一、需先焊接封堵端板，然后再割掉端板，打压过程的工作量冗余烦琐，封堵操作效率低。

二、每次打压用到的封堵端板，由于多次焊接后会影响金属的金相结构，再次作为端板进行焊接时无法保证可焊性，封堵性能不可靠，封堵端板不能重复利用，封堵维修成本高。

三、需要用到焊接设备进行焊接工序，对焊接精度有较高要求，焊接过程复杂，封堵操作不够方便、快捷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种管道端口封堵器，能够在管道端口实施封堵，可省去传统打压试验需焊接封堵再割掉的冗余工作，大大提高封堵操作效率，且封堵器可多次重复利用，封堵操作也十分简便快捷。

本实用新型提供的一种管道端口封堵器，其特征在于，包括有：

一传动丝杆，所述传动丝杆具有枢接端、螺纹段及操作端；

一承压头，与所述传动丝杆的枢接端枢转连接；

一执行器盘，具有螺纹孔，所述螺纹孔配合在所述传动丝杆的螺纹段上；

一挤压碗，滑动的设在所述承压头和所述执行器盘之间，所述挤压碗具有倾斜的滑动锥面及挤压端面；

至少两块锁定滑块，与所述执行器盘相连动，所述锁定滑块的下表面轴向滑动地配合在所述挤压碗的滑动锥面上，所述锁定滑块被执行器盘带动能沿滑动锥面上升而呈径向扩张状态进行锁定；

一封隔圈，设在所述承压头与所述执行器盘之间，且受所述挤压碗的挤压端面挤压而呈径向膨胀状态实现封堵。

根据上述方案，本实用新型相对于现有结构的效果是显著的：本实用新型的管道端口封堵器，能够在不需要焊接设备的情况下，手动转动传动丝杆，就能在管道端口实施封堵和解堵，能省去传统打压试验需焊接封堵再割掉的冗余工作，大大提高封堵操作效率，且封堵器可多次重复利用，封堵操作也十分简便快捷，本实用新型的管道端口封堵器特别适合高压管道封堵。

附图说明

图1为本实用新型实施方式1的管道端口封堵器的结构示意图。

图2为本实用新型实施方式2的管道端口封堵器的结构示意图。

图3为本实用新型图2中的锁定滑块的立体图。

图4为本实用新型实施方式3的管道端口封堵器的结构示意图。

具体实施方式

实施方式1

如图1所示，本实用新型提供的一种管道端口封堵器，包括有：

一传动丝杆1，传动丝杆1具有枢接端11、螺纹段12及操作端13，在操作端13上可以设有穿孔131，以利于插入扳动杆来转动传动丝杆1；

一承压头2，与传动丝杆1的枢接端11枢转地连接，该承压头2具有内端面21、外端面23和从内端面21轴向延伸的第一筒部22；优选使枢接端11限制在承压头2的内端面21以内，以避免产生高压介质的泄露问题；具体可在承压盘2的位于第一筒部22内部的内端面21上固定一支撑件25，该支撑件25具有支撑端板251，枢接端11穿过支撑端板251而位于该支撑件25的内部，在枢接端11穿过支撑端板251的一侧设有止挡件7，在此实施方式中，支撑件25为一个圆筒，该枢接端11穿过支撑端板251而伸入在圆筒内，在该枢接端11上设有外螺纹110，止挡件7可以为螺母，由该螺母螺固在枢接端11穿过支撑端板251的一侧的外螺纹110上，这样该止挡件7就可以顶抵在支撑端板251面向承压盘2的内端面21的内端面252上，当然枢接端11上的外螺纹110不是必须的，如果是光轴，可以用卡环来作为止挡件7，只要能够由止挡件7抵顶在支撑端板251的内端面252上来给承压盘2提供相对执行器盘3的拉力即可，不作限制；

一执行器盘3，具有螺纹孔30，螺纹孔30配合在传动丝杆1的螺纹段12上；该执行器盘3具有内端面31和从内端面31轴向延伸的第二筒部32，第一筒部22和第二筒部32相互套置而形成中空腔室8；

一挤压碗4，滑动的设在承压头2和执行器盘3之间，挤压碗4具有倾斜的滑动锥面41及挤压端面42，挤压碗4套置在第一筒部22或第二筒部32的外周面；

至少两块锁定滑块5，与执行器盘3相连动，各锁定滑块5的下表面51轴向滑动地配合在挤压碗4的滑动锥面41上，优选由多个均布的紧固件34穿过执行器盘3并螺固在锁定滑块5内，其中执行器盘3上供各紧固件34穿过的通孔必须是沿径向延伸的长形孔35，在锁定滑块5被执行器盘3带动能在滑动锥面41上沿箭头A所示的方向上升滑动时，保证紧固件34在长形孔35内径向向外动作而使锁定滑块5能够径向位移扩张进行锁定，而锁定滑块5沿滑动锥面41下降解锁时需由该紧固件34将锁定滑块5拉下来；在锁定滑块5与箭头A平行的侧面需设置径向定位销定元件，以保证在传动丝杆1转动时执行器盘3不会带动锁定滑块5在滑动锥面41上发生空转，从而无法使锁定滑动5沿滑动锥面41上升或下降；

一封隔圈6，设在承压头2与执行器盘3之间，封隔圈6由中等硬度的弹性材料制造，且受挤压碗4的挤压端面42挤压而呈径向膨胀状态实现封堵。

如图1所述，在一个优选的实施例中，是使承压头2和执行器盘3相向靠近动作的状态时，能使锁定滑块5沿挤压碗4的滑动锥面41上升进行锁定，此结构当中，封隔圈6夹设在承压头2的内端面21以及挤压碗4的挤压端面42之间。当然，根据对称原理，可以考虑使承压头2和执行器盘3相背向远离动作的状态时，让锁定滑块5沿挤压碗4的滑动锥面41上升进行锁定，此结构当中，需变换滑动锥面41的倾斜方面，封隔圈6将夹设在执行器盘3的内端面31以及挤压碗4的挤压端面42之间。当然这种结构会使整个封堵器的体积相对较大，不是优选的。

如图1所示，该枢接端11的外端面111距离承压头2的内端面21具有一定距离，这样在高压介质作用于承压头2时介质压力可以推动承压头2向靠近该枢接端11的外端面111的方向移动，会进一步使封隔圈6更加向外膨胀，封堵器两端的压差将会维持或者增强密封及夹持能力，从而进一步挤压封隔圈6使封堵器实现压差自锁。该枢接端11的轴直径小于螺纹段12的轴直径，从而在枢接端11的轴和螺纹段12的轴之间形成定位台阶72，该定位台阶72可以顶抵支撑端板25的外端面253上以限制承压头2相对传动丝杆1无止境移动。

如图1所述，在一个优选的实施例中，锁定滑块5包括八个且沿圆周方向均匀分布，以保证锁定力均衡，当然其它例如三个、四个、五个、六个、七个等均可，不作限制；如图3所示，各锁定滑块5优选由硬质合金钢制造，使用寿命相对较长，在锁定滑块5的外表面设有锁定螺纹53，在径向扩张以后锁定螺纹53可以刺入管道内壁，由于锁定滑块5与管道内表面均匀接触，所以刺入深度只有几个微米，这个刺入深度在API对管道内表面的划痕在许用范围之内，这样可以平衡管道内压力对封堵器的推力，使得封堵器被固定在管端且不能移动，实现可靠的锁定。

如图1所示，在一个优选的实施例中，承压头2的内端面21以及挤压碗4的挤压端面42为斜面，承压头2的斜面和挤压碗4的挤压端面42沿轴心指向径向远端的方向上的距离逐渐增加。这样在承压头2和挤压碗4对封隔圈6形成夹持挤压时，可对封隔圈6轴向两侧的受力端面61施加轴向压力，由于两个斜面会产生径向向外的分力，使得封隔圈6更易径向膨胀并与管道内表面形成高压接触而密封管内介质，实现了封堵，并且由于这两个斜面的作用，一旦封堵器径向膨胀并与管道内表面接触实现封堵以后，封隔圈6两侧的挤压力或者介质压差越大，径向上的分力越大，会使封隔圈更加向外膨胀，封堵器两端的压差将会维持或者增强密封及夹持能力，更易于使封堵器形成压差自锁功能。

如图1所示，在一个优选的实施例中，封隔圈6由中等硬度的弹性材料制成，优选聚氨脂，相较于常规的橡胶封隔圈容易与油发生反应，聚氨脂封隔圈能适用于油、气、水等全部高压介质。优选的封隔圈6，其轴向两侧的受力端面61为斜面，分别与承压头2的内端面21的斜面以及挤压碗4的挤压端面42的斜面相配合，在斜面夹持挤压状态下，封隔圈6更易于径向膨胀而与管壁高压接触，更易于使封堵器形成压差自锁功能。当然，承压头2的内端面21、挤压碗4的挤压端面42以及封隔圈6的受力端面61也可以不是斜面，而是正常的竖直面，此时可以仅通过封隔圈6的变形膨胀来实现压差自锁。

在封堵时，只需转动传动丝杆1的操作端13，因枢接端11枢转的连接在承压头2上，因此传动丝杆1的旋转将会带动配合在其螺纹段12上的执行器盘3移动，进一步能带动锁定滑块5沿滑动锥面41上升而径向扩张实现锁定，同时承压头2的内端面21和挤压碗4的挤压端面42共同挤压封隔圈6而使其径向膨胀并与管道内表面形成高压接触而实现封堵。在解堵时，只需反向转动传动丝杆1，就可以带动锁定滑块5沿滑动锥面41下降解除锁定，同时承压头2的内端面和挤压碗4的挤压端面42释放封隔圈6而使其径向回缩实现解堵，能省去传统打压试验需焊接封堵再割掉的冗余工作，大大提高封堵操作效率，且封堵器可多次重复利用，封堵操作也十分简便快捷。

实施方式2

如图2、3所示，该实施方式与实施方式1的结构、原理和效果基本相同，不再重述，改进之处是：

挤压碗4的滑动锥面41和锁定滑块5的下表面51设有沿轴向延伸的凹凸配合的导向结构9，该导向结构9包括设在滑动锥面41和全部锁定滑块5的下表面51一者之上的凸条91，和设在另一者之上对应的凹槽92，也就是说在滑动锥面41上需设置多个凸条或凹槽，而在各锁定滑块5的各下表面上分别设置一个对应的凹槽或凸条，例如可以在挤压碗4的滑动锥面41上设置凸条91，而在各锁定滑块5的下表面51设置一个凹槽92，凹槽92可以用铣床加工；当然也可以使凸条91和凹槽92位置互换。导向结构9不仅能够保证锁定滑块5沿预定方向滑动，也可以起到锁定滑块5和挤压碗4相连接的作用，并且通过该导向结构9能限制锁定滑块5发生径向转动，不必设置实施方式1中用来保证锁定滑块5发生空转的径向定位销定元件。凸条91和凹槽91的截面最好呈燕尾形，对于连接锁定滑块5和挤压碗4效果更好。

在传动丝杆1的操作端13固设有挡板8，在封堵时可以卡在管道端口，能防封堵器完全进入管内；在操作端13穿过挡板8且远离螺纹段12的一侧上设有止挡件7，该止挡件7顶抵在挡板8的外端面81上，优选在操作端13设有外螺纹132，此时止挡件7为螺母，螺固在操作端13穿过挡板8的一侧的外螺纹132上。当然操作端13上的外螺纹132不是必须的，完全可以是图1所示的光轴，此时可用卡环来作为止挡件7，能够由止挡件7抵顶在挡板8的外侧面81上避免挡板8从操作端13脱落即可，不作限制。

在承压头2的外端面23设置多个例如八个均布的带有弹簧的支撑轮24，可使封堵器顺利进入管道，能避免由于封堵器重力作用而使其下部的封隔圈磨损、变形以及对管道下方壁部造成损伤的不足。

实施方式3

如图4所示，该实施方式与实施方式2的结构、原理和效果相同，差别之处是：

支撑件25的具体形式有变化。该实施方式中支撑件25不是圆筒，而是一个U型架，该U型架上同样可设置呈长条状的支撑端板251，该枢转端11穿过该支撑端板251而伸入U型架内。当然，本实用新型中的支撑件25并不局限于实施方式1中的筒形或本实施方式中的U型架，任何其它的连接件，例如由三个支柱或四个支柱支撑一个支撑端板251，这样的连接件也是可以的，不作限制，任何能够提供承压头2相对执行器盘3的拉力的支撑架均可采用。

导向结构9的凸条91不是直接在挤压碗4的滑动表面41上铣制出来的，而是通过紧固销件911将多个单独加工的凸条91固定在滑动表面41上的，这样能采用较小直径的硬度不是很高的钢材来加工挤压碗4，而仅使凸条91采用硬度较大的硬质合金钢制成，能提高耐磨性能，延长使用寿命，使整个封堵器的成本降低。

但以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，当不能以此限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型所作的等同变化与修饰，即任何人采用传动丝杆来带动承压盘和执行器盘发生相对位移来使锁定滑块实现锁定，皆应属于本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种管道端口封堵器，其特征在于，包括有：

一传动丝杆，所述传动丝杆具有枢接端、螺纹段及操作端；

一承压头，与所述传动丝杆的枢接端枢转连接；

一执行器盘，具有螺纹孔，所述螺纹孔配合在所述传动丝杆的螺纹段上；

一挤压碗，滑动的设在所述承压头和所述执行器盘之间，所述挤压碗具有倾斜的滑动锥面及挤压端面；

至少两块锁定滑块，与所述执行器盘相连动，所述锁定滑块的下表面轴向滑动地配合在所述挤压碗的滑动锥面上，所述锁定滑块能被执行器盘带动沿滑动锥面上升而呈径向扩张状态进行锁定；

一封隔圈，设在所述承压头与所述执行器盘之间，且受所述挤压碗的挤压端面挤压而呈径向膨胀状态实现封堵。

2.根据权利要求1所述的管道端口封堵器，其特征在于，所述承压头具有内端面、外端面和从所述内端面轴向延伸的第一筒部，所述执行器盘具有内端面、外端面和从所述内端面轴向延伸的第二筒部，所述第一筒部和第二筒部相互套置形成一中空腔室，所述挤压碗套置在所述第一筒部或第二筒部的外周面。

3.根据权利要求2所述的管道端口封堵器，其特征在于，在所述承压头和执行器盘相向动作的状态时，所述锁定滑块沿挤压碗的滑动锥面上升，封隔圈夹设在承压头的内端面以及挤压碗的挤压端面之间，所述传动丝杆的枢接端的外端面距离承压头的内端面有一定距离。

4.根据权利要求3所述的管道端口封堵器，其特征在于，所述锁定滑块包括四至八个且沿圆周方向均匀分布，在锁定滑块的外表面设有锁定螺纹；在所述执行器盘上设有多个对应各个锁定滑块的径向分布的长形孔，由多个紧固件穿过各所述长形孔而连接在各锁定滑块上。

5.根据权利要求3所述的管道端口封堵器，其特征在于，所述挤压碗的滑动锥面和锁定滑块的下表面设有沿轴向延伸的凹凸配合的导向结构，所述导向结构包括设在滑动锥面和全部锁定滑块的下表面一者之上的凸条，和设在另一者之上对应的凹槽。

6.根据权利要求5所述的管道端口封堵器，其特征在于，所述凸条和凹槽的截面呈燕尾形。

7.根据权利要求3所述的管道端口封堵器，其特征在于，所述承压头的内端面以及挤压碗的挤压端面为斜面，承压头的内端面和挤压碗的挤压端面沿轴心指向径向远端的方向上的距离逐渐增加，封隔圈的轴向两侧的受力端面为斜面，分别与所述承压头的内端面以及挤压碗的挤压端面相配合。

8.根据权利要求7所述的管道端口封堵器，其特征在于，所述封隔圈由聚氨脂制成，所述锁定滑块由硬质合金钢制成。

9.根据权利要求3所述的管道端口封堵器，其特征在于，在承压头的外端面设置多个沿周向均布的支撑轮。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的管道端口封堵器，其特征在于，所述操作端设有挡板，在所述操作端穿过所述挡板且远离螺纹段的一侧上设有止挡件，该止挡件顶抵于所述挡板的外端面。

11.根据权利要求10所述的管道端口封堵器，其特征在于，在所述承压盘的位于第一筒部内部的内端面上固定一支撑件，该支撑件具有支撑端板，所述枢接端穿过支撑端板而位于该支撑件内部，在枢接端穿过支撑端板的一侧设有止挡件。

12.根据权利要求11所述的管道端口封堵器，其特征在于，所述支撑件为圆筒或者为U型架，该枢接端设有外螺纹，所述止挡件为螺母，所述螺母螺固在所述枢接端穿过支撑端板的一侧的外螺纹上。

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