CN204254114U - 一种三通连接管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三通连接管，所述三通连接管包括：两根直径相同的主管、支管、三通接头、保护套和管卡。通过将主管和支管连接在三通接头上，将保护套套装在三通接头外，且保护套的三个管套末端的圆柱环紧密套装在各管套对应的主管、支管外，使主管、支管与三通接头的连接部位，即焊缝，被包围在保护套内部，对其形成保护，使主管与支管间位移减小，而且，主管、支管对焊缝部位产生的弯矩能通过圆柱环分担到保护套上，大大降低了该焊缝部位的弯曲应力的集中，改善了焊缝开裂的问题，减少了管道泄露等安全隐患，保证设备完整和人员安全，同时也减少了对焊缝的反复加焊和更换管道的工作，既提高了工作效率，又降低了更换管道的成本和维修费用。

Description

一种三通连接管

技术领域

本实用新型涉及石油工业中的管道连接领域，特别涉及一种三通连接管。

背景技术

随着我国的石油原油中重质原油越来越多，加氢工艺的应用越来越广泛，而加氢工艺中所需的氢气的制备则需要使用制氢转化炉来实现，制氢转化炉是一种多管并流的外热式反应加热炉，通过主管将天然气分配至各支管，再由各支管将天然气输送至各个反应设备中，在反应设备中进行转化反应，实现氢气的制备。其中，主管和支管之间通过三通接头连接在一起。

三通接头为具有三个接口的整体件，其内部中空，两根主管和一根支管焊接在三通接头上之后，主管固定不动，支管通过弹簧吊架吊装在制氢转化炉的钢架结构上，于是支管处于不稳定的状态，由于各种外部原因，支管经常会有上下左右的晃动位移，而主管固定位置不变，故主管与支管之间常常会有位移差，使主管和支管之间产生弯矩，从而造成主管、支管与三通接头的焊接部位，即焊缝，产生集中弯曲应力，因此焊缝容易产生疲劳裂纹，造成开裂；现在针对用于进天然气的主管、各支管与三通接头的焊接部位容易产生裂纹的处理办法，一般都是在现场组焊时加强焊接，其后若发现裂纹存在，则安排维修人员在现场加焊，当焊缝重新产生裂纹后，又重新加焊，十分繁琐。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

制氢转化炉中，针对用于进天然气的主管、支管与三通接头连接位置的焊缝容易开裂的问题，现有技术采用的加强焊接方法并不能减少焊接部位的应力集中，焊接部位易反复产生裂纹，安全性不能得到保证，容易造成泄露事故，危及工作人员的安全；而且经常性的加强焊接对管道本身伤害很大，加焊多次之后常常需要更换管道，而更换管道的成本很高。

实用新型内容

为了解决现有技术的对焊缝加强焊接易反复产生裂纹、容易损坏管道的问题，本实用新型实施例提供了一种三通连接管。所述技术方案如下：

一种三通连接管，所述三通连接管包括：两根直径相同的主管、支管、三通接头、保护套和管卡，所述主管直径大于所述支管，两根所述主管分别与所述三通接头的第一端、第二端连接，且所述主管的直径与所述三通接头的第一端、第二端的直径均相等，所述支管与所述三通接头的第三端连接，且所述支管的直径与所述三通接头的第三端的直径相等，所述保护套套装在所述三通接头上，所述管卡扣箍在所述保护套的外壁；

所述保护套包括第一管套、第二管套和第三管套，所述第一管套和所述第二管套直径相等，且所述第一管套的首端、所述第二管套的首端、所述第三管套的首端连接，所述第一管套、第二管套分别套装在所述三通接头的第一端、第二端上，所述第三管套套装在所述三通接头的第三端上；

所述保护套的内壁与所述三通接头的外壁之间存有间隙，且所述间隙的宽度为10～30mm；

所述保护套的第一管套的末端、第二管套的末端和第三管套的末端均连接有圆柱环，三个所述圆柱环分别对应套装在两根所述主管、所述支管上，且所述第一管套末端的圆柱环、第二管套末端的圆柱环的内壁均与对应的所述主管的外壁贴合，所述第三管套末端的圆柱环的内壁与所述支管的外壁贴合。

进一步地，所述第一管套末端的圆柱环、第二管套末端的圆柱环分别距离所述三通接头的第一端的端口、第二端的端口81mm，所述第三管套的末端的圆柱环距离所述三通接头的第三端的端口141mm。

进一步地，所述第一管套、所述第二管套和所述第三管套均由两个半圆套扣合而成，第一管套的末端、所述第二管套的末端、所述第三管套的末端的外壁均贴合设置有所述管卡，所述管卡将保护套紧密扣合。

作为优选，所述保护套的壁厚为20mm。

进一步地，两根所述主管分别与所述三通接头的第一端、第二端焊接连接，所述支管与所述三通接头的第三端焊接连接。

作为优选，所述保护套的材料选用铸铁。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型通过将主管和支管连接在三通接头上，保护套套装在三通接头 外，且保护套的三个管套末端的圆柱环紧密套装在各管套对应的主管、支管外，这就将主管、支管与三通接头的连接处包围在了保护套及圆柱环内部，对连接处起到了加强的作用，减小了主管和支管之间的位移差；而且，主管、支管与三通接头的连接部位产生的弯矩也能通过圆柱环传递到保护套上，保护套和圆柱环能起到应力分担的作用，大大降低了主管、支管与三通接头的连接部位的弯曲应力的集中，改善了主管和支管在三通接头处的焊缝开裂的问题，减少了管道泄露等安全隐患，保证设备完整和人员安全，并且减少了对焊缝的反复加焊的工作，大大提高了工作效率；此外，保护套的内壁与三通接头的外壁之间存有10-30mm空隙，能够在最大程度保护焊缝、防止其开裂的基础上，最少的承受管道和三通接头带来的高温，提高了保护套使用寿命，即提高了三通连接管的使用寿命；另外，由于主管、支管与三通接头的连接部位得到保护，就不需要反复加焊，因此减少了对管道的伤害，使管道的使用寿命增加，大大降低了更换管道的成本和维修费用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的三通连接管的结构示意图。

其中：1主管，2管卡，3三通接头，4保护套，5支管，6焊缝，7圆柱环，8间隙。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种三通连接管，所述三通连接管包括：两根直径相同的主管1、支管5、三通接头3、保护套4和管卡2，所述主管1直径大于所述支管5，两根所述主管1分别与所述三通接头3的第一端、 第二端连接，且所述主管1的直径与所述三通接头3的第一端、第二端的直径均相等，所述支管5与所述三通接头3的第三端连接，且所述支管5的直径与所述三通接头3的第三端的直径相等，所述保护套4套装在所述三通接头3上，所述管卡2扣箍在所述保护套4的外壁；

所述保护套4包括第一管套、第二管套和第三管套，所述第一管套和所述第二管套直径相等，且所述第一管套的首端、所述第二管套的首端、所述第三管套的首端相互连接，所述第一管套、第二管套分别套装在所述三通接头3的第一端、第二端上，所述第三管套套装在所述三通接头3的第三端上；

所述保护套4的内壁与所述三通接头3的外壁之间存有间隙8，且所述间隙8的宽度为10～30mm；

所述保护套4的第一管套的末端、第二管套的末端和第三管套的末端均连接有圆柱环7，三个所述圆柱环7分别对应套装在两根所述主管1、所述支管5上，且所述第一管套末端的圆柱环7、第二管套末端的圆柱环7的内壁均与对应的所述主管1的外壁贴合，所述第三管套末端的圆柱环7的内壁与所述支管5的外壁贴合。

其中，本实用新型的三通连接管由两根直径相同的主管1、支管5、三通接头3、保护套4和管卡2组合构成，两根主管1和一根支管5分别对应连接在三通接头3的第一端、第二端、第三端上，且主管1、支管5与三通接头3的三端的直径一一对应相等，在实际应用当中，主管1、支管5与三通接头3一般是焊接连接；

三通接头3外套装保护套4，保护套4与三通接头3形状相似，保护套4包括对应的三个管套，与三通接头3的三端对应地，保护套4将三通接头3的三端一一套装，各管套的末端的外壁上设置有管卡2，对保护套4起紧固作用，而且保护套4的三个管套末端连接有圆柱环7，各圆柱环7套装在三通接头3各端对应的主管1、支管5外，并且各圆柱环7内壁紧密贴合其对应套装的主管1、支管5，于是，主管1、支管5与三通接头3的连接处就被包围在了保护套4及圆柱环7内部，当外部原因使主管1和支管5产生位移差时，必须先克服保护套4的抗弯强度，使之先产生变形，才能够使主管1和支管5产生位移差从而产生弯矩，因此，保护套4的抗弯作用能够对主管1、支管5与三通接头3的连接部位形成保护，减小主管1和支管5间的位移差，而且，保护套4和圆柱环7 能够对主管1、支管5与三通接头3的连接部位起应力分担的作用，大大降低了主管1、支管5与三通接头3的连接部位的弯曲应力的集中，即改善了主管1和支管5在三通接头3处的焊缝6开裂的问题，减少了管道泄露等安全隐患，保证设备完整和人员安全，并且较少了对焊缝6的反复加焊的工作，大大提高了工作效率；另外，由于主管1、支管5与三通接头3的连接部位得到保护，就不需要反复加焊，因此减少了对管道的伤害，使管道的使用寿命增加，而且保护套4本身成本较低，其更换成本也较低，从而大大降低了本发明的生产成本和维修费用；

此外，保护套4的内壁与三通接头3的外壁之间存有空隙，该间隙8宽度优选10～30mm；在制氢作业当中，管道和三通接头3往往需要承受高温，保护套4与三通接头3之间存有一定的空隙，能够在最大程度保护焊缝6，减少其开裂的基础上，最少的承受高温，提高了保护套4使用寿命，即提高了三通连接管的使用寿命，将该间隙8的宽度范围设置为10～30mm，最佳为20mm，则是根据实际需要反复试验而得，适用于一般的大型器械，如制氢转化炉上的管道；也可以根据管道的直径，将该间隙8的宽度范围适当调整；

当将本实用新型的三通连接管应用到制氢转化炉上时，可将保护套4的外径设置为638.8mm，保护套4的第一管套的长度与第二管套的长度相等，且二者的总长为900～1200mm，保护套4的第三管套长度为400～600mm，该设置适用于制氢转化炉的进气主管1与支管5之间的连接。

如图1所示，进一步地，所述第一管套末端的圆柱环7、第二管套末端的圆柱环7分别距离所述三通接头3的第一端的端口、第二端的端口81mm，所述第三管套的末端的圆柱环7距离所述三通接头3的第三端的端口141mm。

其中，保护套4的第一管套末端的圆柱环7、第二管套的末端的圆柱环7分别超出三通接头3的第一端的端口、第二端的端口81mm，且第三管套的末端设置的圆柱环7超出三通接头3的第三端141mm，这样既不浪费材料，又能够使保护套4将三通接头3与主管1、支管5的连接部位包围住且超出部位足够长，使主管1与支管5之间的弯矩最大限度地分担到保护套4上，减少主管1、支管5与三通接头3的连接部位的应力集中，即降低焊缝6的开裂率。

如图1所示，进一步地，所述第一管套、所述第二管套和所述第三管套均由两个半圆套扣合而成，第一管套的末端、所述第二管套的末端、所述第三管 套的末端的外壁均贴合设置有所述管卡2，所述管卡2将保护套4紧密扣合。

其中，为了使保护套4套装到三通接头3上更为方便，可将保护套4均分成对称的两瓣，在进行主管1、支管5与三通接头3的焊接之后，可以直接将两瓣保护套4扣合到三通接头3的外壁上，再用管卡2套装在保护套4的三个管套的末端，将两瓣保护套4紧密扣合固定；也可以在两瓣保护套4扣合到三通接头3的外壁上之后，直接将两瓣保护套4焊接在一起。

如图1所示，作为优选，所述保护套4的壁厚为20mm。

其中，将保护套4的壁厚设置为20mm，不但保证了保护套4的强度，使其足够承受由主管1和支管5分担过来的弯矩，而且也不会造成材料的浪费。

如图1所示，进一步地，两根所述主管1分别与所述三通接头3的第一端、第二端焊接连接，所述支管5与所述三通接头3的第三端焊接连接。

其中，在实际应用当中，主管1、支管5与三通接头3之间一般是焊接连接，本实用新型恰恰是针对主管1、支管5与三通接头3之间连接处的焊缝6的开裂问题，保护套4将主管1与支管5之间的弯矩转移，就使得主管1、支管5与三通接头3之间连接的焊缝6位置的弯曲应力大大减小，也就减少了该焊缝6产生疲劳裂纹的机率，保证主管1、支管5之间的连接安全。

作为优选，所述保护套4的材料选用铸铁。

其中，保护套4的材料可选用强度较高的金属材料，比如结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金等，铸铁成本低廉，铸造性能和使用性能良好，故铸铁是现代机器制造业的重要和常用的结构材料，保护套4选用铸铁为制造材料，既保证了使用效果，又节约了成本。

实施例二

表1三通接头3外套装保护套4前后焊缝6处应力分析数据对比表

如表1所示，本实用新型实施例提供了一种三通连接管，通过在三通接头3上套装保护套4，有效降低原进气主管1与支管5在三通接头3的焊缝6部位的弯曲应力，经计算，在三通接头3上套装保护套4后，焊缝6部位一次总体薄膜应力由108MPa降低为69MPa，一次加二次应力由312MPa降低为201MPa；而且，焊缝6部位的弯曲应力的30％被转移至保护套4，大大降低了该焊缝6由于主管1与支管5应力集中现象，使制氢转化炉的主管1、支管5与三通接头3的焊缝6部位的应力满足强度要求，保证了制氢转化炉安全工作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种三通连接管，其特征在于，所述三通连接管包括：两根直径相同的主管、支管、三通接头、保护套和管卡，所述主管直径大于所述支管，两根所述主管分别与所述三通接头的第一端、第二端连接，且所述主管的直径与所述三通接头的第一端、第二端的直径均相等，所述支管与所述三通接头的第三端连接，且所述支管的直径与所述三通接头的第三端的直径相等，所述保护套套装在所述三通接头上，所述管卡扣箍在所述保护套的外壁；

所述保护套包括第一管套、第二管套和第三管套，所述第一管套和所述第二管套直径相等，且所述第一管套的首端、所述第二管套的首端、所述第三管套的首端连接，所述第一管套、第二管套分别套装在所述三通接头的第一端、第二端上，所述第三管套套装在所述三通接头的第三端上；

所述保护套的内壁与所述三通接头的外壁之间存有间隙，且所述间隙的宽度为10～30mm；

所述保护套的第一管套的末端、第二管套的末端和第三管套的末端均连接有圆柱环，三个所述圆柱环分别对应套装在两根所述主管、所述支管上，且所述第一管套末端的圆柱环、第二管套末端的圆柱环的内壁均与对应的所述主管的外壁贴合，所述第三管套末端的圆柱环的内壁与所述支管的外壁贴合。

2.根据权利要求1所述的三通连接管，其特征在于，所述第一管套末端的圆柱环、第二管套末端的圆柱环分别距离所述三通接头的第一端的端口、第二端的端口81mm，所述第三管套的末端的圆柱环距离所述三通接头的第三端的端口141mm。

3.根据权利要求2所述的三通连接管，其特征在于，所述第一管套、所述第二管套和所述第三管套均由两个半圆套扣合而成，所述第一管套的末端、所述第二管套的末端、所述第三管套的末端的外壁均贴合设置有所述管卡，所述管卡将保护套紧密扣合。

4.根据权利要求3所述的三通连接管，其特征在于，所述保护套的壁厚为20mm。

5.根据权利要求1所述的三通连接管，其特征在于，两根所述主管分别与所述三通接头的第一端、第二端焊接连接，所述支管与所述三通接头的第三端焊接连接。

6.根据权利要求1所述的三通连接管，其特征在于，所述保护套的材料选用铸铁。