CN203330215U - 一种双金属复合管液胀成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双金属复合管液胀成型模具，其特征在于：包括模套，设置在模套上的随动胀套以及固定在模套上的防护罩；其中随动胀套包括密封圈、定位装置、模芯、内密封圈和径向密封导块，所述模芯设置在模套上，能够随模套轴向移动；所述内密封圈设置在模芯上；所述径向密封挡块连接在内密封圈上；所述密封圈设置在模芯上，用于密封模套和模芯的连接处间隙；所述定位装置穿过模套安装在模芯上。该系统的复合管内层管在超高压液体的作用下内外层管体的紧密结合，具有良好的密封性，结构简单、控制方便、可靠性高、成本低的优点。

Description

一种双金属复合管液胀成型模具

技术领域

本实用新型涉及一种双金属复合管液胀成型模具。 

背景技术

近年来随着经济的发展，能源需求急剧增长，国际、国内都在加大开采石油、天然气的力度。油气输送管道作为石油和天然气的一种经济、安全、不间断的长距离输送工具得到了迅速发展。传统的管材逐渐不适用于高腐蚀油气的输送，而采用耐腐蚀合金成本昂贵，因此双金属复合管应运而生。双金属复合管是由两种不同材质的金属管构成：外层为高强度碳钢管材，内层为耐腐蚀性合金，管层之间通过各种变形和连接技术形成紧密结合，管材既具有良好的强度和耐腐蚀性，而且成本低，得到了国内外市场的广泛认可，发展迅速。在双金属复合管成型方式中，由于液胀成型方式具有如下显著优点：接触压力分布均匀，便于控制；管内表面无擦伤和破坏现象，且无加工硬化现象；复合强度高、自动化程度高；便于组织大批量生产；投资规模相对较小，节约能源，成本低；投资回报期短，适合大中型企业使用。所以在国内外都逐渐采用此种方式作为成型双金属复合管的方法。在液胀成型双金属复合管过程中，由模具将复合管两端封堵后注入高压液体进行成型，最重要的是将内层合金管与外层钢管紧密结合。由于在成型过程中，外层钢管发生弹性变形，轴向缩短长度较短；内层合金管发生塑性变形，在径向和轴向上尺寸都要发生变化，且轴向收缩量较大。因此为了使双金属复合管成型后内外层端部相对一致，需要一种能自动适应内外层合金管长度的变化，并能满足径向大尺寸变形的超高压密封要求的液胀成型系统。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种双金属复合管液胀成型模具，以克服现有技术中存在的缺陷。其能够自动适应内外层管轴向长度变化量不等的特点，并能随着胀型力的变化与其轴向力自动可靠平衡，克服了在设备上增加力平衡系统造成的平衡力不稳定和控制复杂从而易造成复合钢管质量不稳定的缺点，并能满足成型过程中直径方向大的变形量超高压力的可靠密封，从而使复合管内层管在超高压液体的作用下内外层管体的紧密结合，具有良好的密封性，结构简单、控制方便、可靠性高、成本低的优点。 

本实用新型的技术方案为： 

一种双金属复合管液胀成型模具，其特征在于：包括模套，设置在模套上的随动胀套以及固定在模套上的防护罩；其中随动胀套包括密封圈、定位装置、模芯、内密封圈和径向密封导块，所述模芯设置在模套上，能够随模套轴向移动；所述内密封圈设置在模芯上；所述径向密封挡块连接在内密封圈上；所述密封圈设置在模芯上，用于密封模套和模芯的连接处间隙；所述定位装置穿过模套安装在模芯上。

所述防护罩通过螺栓固定在模套上。 

所述内密封圈通过密封挡圈或者头部、根部螺纹连接方式设置在模芯上。 

本实用新型的技术效果为： 

1、采用随动胀套直径D与外层管外径D₁的协调设计，保证整个成型过程中钢管端面始终与模具紧密贴合，且内层管始终处于密封状态；

2、随动胀套保证内层管在发生较大轴向变形时仍能密封住管内压力，可以实现不同长度的钢管长度范围内层管在胀型中的长度变化要求；

3、按照随动胀套直径D中的模芯同外层管外径D₁的关系式D=KD₁，可以方便的设计出不同管径的复合管胀型工具。对于一种外层管外径的管子，不论内外管的壁厚材质，一种胀型工具就可以实现胀型的要求；

4、结构简单，稳定性好，便于控制。

附图说明

图1为本实用新型的初始结构示意图； 

图2为本实用新型的复合管成型结束结构示意图。

附图标记为： 

1—随动胀套、2—密封圈、3—定位装置、4—模芯、5—内密封圈、6—外层管、7—内层管、8—密封挡圈、9—防护罩、10—模套、11—螺栓、12—径向密封挡块。

具体实施方式

本实用新型属于双金属复合管成型装备领域，特别涉及一种双金属复合管液胀成型模具，是专用超高压成型系统。 

参见图1和图2，本实用新型涉及的一种双金属复合管液胀成型模具的具体结构为： 

包括模套10，设置在模套10上的随动胀套1以及固定在模套10上的防护罩9，随动胀套1主要起到跟随钢管端部即外层管6与内层管7的端部移动，并始终贴合外层管6与内层管7端部的作；防护罩9用起到安全防护作用，以防止内密封圈5失效后高压液体外泄喷射造成伤害；其中

随动胀套1包括密封圈2、定位装置3、模芯4、内密封圈5和径向密封导块12，

所述模芯4设置在模套10上，能够随模套10轴向移动；

所述内密封圈5设置在模芯4上；

所述径向密封挡块12连接在内密封圈5上；

所述密封圈2设置在模芯4上，用于密封模套10和模芯4的连接处间隙，密封圈2随模芯4一起移动，起密封作用；

所述定位装置3穿过模套10安装在模芯4上，起到防止模芯4在轴向移动中圆周向转动的作用。定位装置3为轴向带有中心通孔的圆柱体。

本实用新型中的防护罩9具体可通过螺栓11固定在模套10上。 

本实用新型中的内密封圈5具体可通过密封挡圈8或者头部、根部螺纹连接方式设置在模芯4上，保证内密封圈5的沟槽尺寸，起到限制内密封圈5的作用。 

本实用新型的工作原理为： 

本实用新型成型系统采用了随动胀套1达到与复合管长度变化位置随动和力量自平衡的目的，保证各种长度的复合管成型过程具有良好密封的要求。在液胀成型过程中能够随内层管轴向缩短自动移动，保证了钢管端部始终和模芯端面紧密接触；内密封圈在液体压力作用下能够起到向钢管内充液前预先密封，增压过程继续密封的作用，保证内层管始终处于密封状态，且能使内层管端部无液压接触区域与外管紧密结合。

参见图1，在复合管成型过程中，需要成型的外层管6套在内层管7上，且内层管7长度大于外层管6长度（具体长度根据实际生产情况计算确定），内层管7与外层管6之间有一定间隙，内层管7两端分别与充、排模具装置的模芯4端部紧密贴合。成型时，首先让中压液体即予密封液体通过模芯4进入内密封圈5的内圈，在液压作用下内密封圈5发生径向变形向外胀大，与内层管7内壁紧密贴合，使内层管7两端密封；然后低压液体经过充液端的模套10和模芯4向内层管7体内充液，经过排气端的模套10和模芯4把内层管7体内的空气排掉，密封住充液端和排气端，再对管内液体进行增压，随着液体压力的升高，内层管7由弹性变形转为塑性变形，在内压力和轴向推力的共同作用下，内层管7径向增大，轴向缩短，在升压过程中，当压力达到一定数值时，模芯4的予密封液体与内层管7内的高压液体连通，使内密封圈5向外胀紧压力与内层管7压力一致，保证整个复合管成型过程中内层管7处于密封状态下连续发生变形。且能够使端部无高压液体接触区域内外层管成型。 

参见图2，当内层管7轴向缩短时，随动胀套（直径D）（1）中的模芯（4）同外层管（6）外径D₁的关系如下： 

D=KD₁

式中：D--随动胀套直径；

D_1——同外层管外径；

K—修正系数。

模芯4在液压力作用下使得随动胀套1整体随着钢管的变化而移动，模芯4的前端面靠紧复合管端部。随动胀套1中的定位装置3保证随动胀套1只发生轴向移动，不会圆周向转动。成型中，内层管7逐渐缩短，直至缩入外层管6内，见图2中的ΔL。成型结束后能够保证内层管7与外层管6紧密贴合，随动胀套1具有较大的轴向移动范围，使本实用新型能够适应内外层管轴向长度大的变形量，且使复合管内外层整体紧密结合，成型完毕后内外层管端部齐平，能够适应管径100—2500mm、长度6—15m的液胀成型双金属复合管的变化。 

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。 

Claims (3)

1.一种双金属复合管液胀成型模具，其特征在于：包括模套（10），设置在模套（10）上的随动胀套（1）以及固定在模套（10）上的防护罩（9）；其中随动胀套（1）包括密封圈（2）、定位装置（3）、模芯（4）、内密封圈（5）和径向密封导块（12），所述模芯（4）设置在模套（10）上，能够随模套（10）轴向移动；所述内密封圈（5）设置在模芯（4）上；所述径向密封挡块（12）连接在内密封圈（5）上；所述密封圈（2）设置在模芯（4）上，用于密封模套（10）和模芯（4）的连接处间隙；所述定位装置（3）穿过模套（10）安装在模芯（4）上。

2.根据权利要求1所述的双金属复合管液胀成型模具，其特征在于：所述防护罩（9）通过螺栓（11）固定在模套（10）上。

3.根据权利要求1或2所述的双金属复合管液胀成型模具，其特征在于：所述内密封圈（5）通过密封挡圈（8）或者头部、根部螺纹连接方式设置在模芯（4）上。

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