CN205383373U - 可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管路连接器领域，公开了一种可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，包括圆环状的连接器体、密封胶圈、弹性支撑体、锁簧和设置在槽头钢管槽头的凹槽内的卡环，其中所述连接器体内壁分别设置有两个外端凹槽和两个内端凹槽，所述密封胶圈设置在内端凹槽内，所述弹性支撑体和锁簧设置在外端凹槽内，弹性支撑体位于外端凹槽与锁簧之间。使用本实用新型进行槽头钢管现场连接时，操作简单，速度快，可实现管线机械化自动铺设。管线连接后，很难采用常规工具拆卸，防盗性好。接头整体受力合理，安全性高。加工生产成本低，具有很好的经济性、很高的性价比。

Description

可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器

技术领域

本实用新型涉及管路连接器领域，具体是一种可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器。

背景技术

自第二次世界大战开始，一种装配式槽头钢管大量应用于作战、抗洪抢险、抗震救灾、消防灭火、城市紧急救援等多种场合进行油料、水等介质的长距离应急输送。该管线在第二次世界大战中一经实用新型诞生，以美、英、苏等国家为代表的军队便在各大战场共铺设了近20000千米的长距离管线进行油料保障，为战争的最终胜利发挥了至关重要的作用。二战结束后，世界主要军事强国都十分重视发展此类管线，进行了大规模生产和配备，并不断拓宽应用领域。自上世纪60、70年代开始，我国亦研制生产了数量众多的该类管线。

槽头钢管由管身和管身两端的槽头构成，槽头具有凹槽，管子与管子之间采用专用槽头连接器和密封胶圈(图1所示)进行连接和密封，连接器由上半环和下半环构成，上半环和下半环之间由活节螺栓固定。连接装配原理如图2所示。管子连接时，连接器卡在两根待连接钢管的槽头凹槽内，承受管线的轴向拉力；同时将密封胶圈套紧在两管槽头凸缘上，胶圈断面为燕尾槽形，内径比槽头外径稍小，且向中央收缩，可紧箍在槽头上，当管内有液压时，胶圈被胀起，与槽头密封面贴紧，起到密封作用。

该槽头管线采用装配式连接，地面铺设，即用即铺，用完即拆，再用再铺，与焊接式固定管线相比，具有铺设展开速度快、运用方便灵活、可反复使用等优点，是现代战争、抢险救灾、应急保障等任务活动中不可或缺的重要力量。但长期的使用表明，现有槽头连接器存在以下问题：

(1)操作程序较复杂，手工作业，速度慢、劳动强度高。管子连接时，首先需要通过人力胀开密封胶圈并套装在管子槽头上，然后安装连接器上下半环，之后再装好连接器左右螺栓螺母并均匀拧紧。由此可见其操作步骤繁琐，目前无法实现机械化自动铺设，只能人工作业，管线铺设费时费力。

(2)管子连接后，接头容易遭到破坏，安全性不高。由于连接器螺栓螺母裸露在外，一方面，无关人员使用普通工具即可方便地拆卸，另一方面，在外力如车辆等的冲撞下，螺栓螺母可能从连接器的开口槽中滑脱，从而导致管线接头脱落，引发事故。

(3)连接器强度较低，承受管线连接后的轴向拉力、横向弯矩等能力较弱，容易发生断裂破坏等情况，尤其是对于地形起伏较大、悬空地段等特殊管段的连接，更易发生破坏。

发明内容

为了能够很好地解决上述问题，使得槽头钢管的连接和拆卸方便，也便于实现机械自动化铺设和拆除，本实用新型设计了一种用于现有槽头钢管的可实现机械化自动铺设的防盗型插接式连接器。其前提是不改变现有槽头钢管的结构，因现有槽头钢管生产配备的数量庞大，若将其废弃重新进行结构设计或对现有钢管进行结构改造，产生的费用都将很高，是极其不现实的。

为了实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：

可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，包括圆环状的连接器体、密封胶圈、弹性支撑体、锁簧和设置在槽头钢管槽头的凹槽内的卡环，其中所述连接器体内壁分别设置有两个外端凹槽和两个内端凹槽，所述密封胶圈设置在内端凹槽内，所述弹性支撑体和锁簧设置在外端凹槽内，弹性支撑体位于外端凹槽与锁簧之间。

为了具有更好的密封性能，所述密封胶圈是截面为近似V字形结构的整圆环状橡胶圈，V字形结构包括内唇边和外唇边，内唇边的内径小于外唇边的内径，外唇边与内端凹槽相贴合。内唇边的内径略小于槽头钢管槽头外径。

本实用新型的一具体实施例中，所述弹性支撑体由弹性材料制作而成。例如海绵体类材料。

更具体地，所述锁簧为一个具有弹性开口的钢圈，在外力作用下锁簧在径向方向上进行缩放，锁簧的断面为多边形结构，靠近连接器体的外端设置有呈斜面的外端面。

进一步，所述卡环的断面为多边形结构，其中位于槽头钢管槽头凹槽内的部分与槽头钢管槽头凹槽贴合，突出槽头钢管槽头凹槽部分形成锁止面，与锁止面相对的面为锥面。所述卡环由上半环、下半环、铰接销轴和磁钢构成，上半环和下半环通过铰接销轴铰接为一体，上半环和下半环的另一端设置磁钢。

为了方便拆卸，本实用新型还包括拆卸套筒，在拆卸套筒的前端设置有斜面。

采用本实用新型的结构可以带来以下有益效果：

(1)槽头钢管现场连接操作简单，速度快，可实现管线机械化自动铺设。

管子连接前，只要在连接器体内预装好密封圈、弹性支撑体、锁簧，在管子槽头上装好卡环，而现场进行管子连接时，只需将管子与连接器直接对接即可，操作动作十分简单，既可人工完成，也可采用机械铺管设备自动完成。

(2)管线连接后，很难采用常规工具拆卸，防盗性好。

由于管子连接接头没有裸露的螺栓、螺母等紧固件，外部也无法观察到其内部结构，除非强行破坏，无关人员或违法分子很难用常规工具将接头拆开。

(3)接头整体受力合理，安全性高。管线连接后整个接头受力分布合理，无应力集中，通过优选材料、优化结构尺寸等，可以确保接头能够承受足够的外力(包括轴向拉力、横向弯矩等)。试验证明，利用新设计加工的连接器连接好的管线由于轴向拉力、横向弯矩的作用，即使管子发生变形或破坏，而接头部分却能保持完好无损。因此，其安全性显著优于传统连接方式。

(4)通过合理设计连接器，优化管子槽头、卡环、锁簧等部件之间的间隙尺寸，可以确保管线连接后具有2°左右的轴向自由偏转角度，以满足野外不同地形条件下的铺设要求。与管线焊接、螺纹、法兰连接等方式相比，地形适应能力明显增强。

(5)新的连接方式只需在原钢管的槽头上安装一个卡环，而不需改动管子结构；且连接器的结构简单，加工生产成本低。因此，具有很好的经济性、很高的性价比。

附图说明

图1为现有技术中连接器和密封胶圈示意图；

图2为现有技术中的槽头钢管连接原理图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型连接器与槽头钢管的连接示意图；

图5为卡环的结构示意图；

图6为拆卸套筒的拆卸示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。应理解为以下描述不是对本实用新型的限定。

参见图3和图4，可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，包括圆环状的连接器体1、密封胶圈2、弹性支撑体3、锁簧4和设置在槽头钢管6槽头凹槽内的卡环5，其中所述连接器体1内壁分别设置有两个外端凹槽8和两个内端凹槽7，两个外端凹槽8位于连接器体1的左右两端，两个内端凹槽7位于连接器体1的中部，连接器体1以两个内端凹槽7的中心位置左右对称。所述密封胶圈2设置在内端凹槽7内，所述弹性支撑体3和锁簧4设置在外端凹槽8内，弹性支撑体3位于外端凹槽8与锁簧4之间。

所述密封胶圈2是截面为近似V字形结构的整圆环状橡胶圈，该橡胶圈选用耐油材料制成，V字形结构包括内唇边9和外唇边10，内唇边9的内径小于外唇边10的内径，外唇边10与内端凹槽7相贴合。设置两个密封胶圈2时，两个密封胶圈2的内唇边9是相向的，外唇边10也是相向的。所述内唇边9的内径略小于槽头钢管槽头外径，既可保证槽头钢管方便地直接插入密封胶圈内(而不需手工安装胶圈)，又可保证与钢管槽头形成初步密封。管子连接好后，密封胶圈内唇边9、外唇边10在管内液压的作用下被胀起，分别与管子槽头及连接器体内的内端凹槽7密封面贴紧，起到密封作用，液压越高，密封效果越好。

所述弹性支撑体3由弹性材料制作而成。具体可选用海绵体类材质，设置于连接器体1的外端凹槽8与锁簧外圆11之间，其作用是对锁簧4进行定位，保证锁簧4的轴心线与连接器体1的轴心线同心，以便于被连接钢管顺利地插入。

所述锁簧4为一个具有弹性开口的钢圈，可在外力作用下锁簧4在径向方向上进行缩放，锁簧4的断面为多边形结构，朝向连接器体1的外端设置有呈斜面的外端面12,其作用是与槽头钢管槽头上的卡环配合，进行管子的插接安装；槽头钢管插接到位后，锁簧内端面13与槽头上的卡环5形成可靠的锁止状态，以承受管子连接后的轴向拉力。

所述卡环5的断面为多边形结构，其中位于槽头钢管槽头凹槽内的部分与槽头钢管槽头凹槽贴合，突出槽头钢管槽头凹槽部分形成锁止面15，与锁止面15相对的面为锥面14，该锥面14靠进槽头外端，管子在外部轴向推力的作用下插入连接器内时，由于卡环锥面14与锁簧外端面12的相互作用产生径向分力，使锁簧4逐渐胀开，让卡环5越过锁簧4到达锁簧内端面13后，锁簧4回缩至膨胀前状态，将卡环5锁紧，从而达到钢管的连接。

如图5所示，卡环5由上半环18、下半环16、铰接销轴17和磁钢19构成，上半环18和下半环16通过铰接销轴17铰接为一体，上半环18和下半环16的另一端设置磁钢19，便于两半环安装在槽头凹槽内时可自行形成闭合状态。

如图6所示，本实用新型的另一具体实施例中，拆卸时使用括拆卸套筒20，拆卸套筒20是由两金属半环铰接而成的。在拆卸套筒20的前端设置有斜面21。

实施过程与原理

管子连接之前，先将密封胶圈、弹性支撑体、锁簧预置于连接器体凹槽内，将卡环安装在钢管槽头凹槽内。

管子连接时，通过人工或专用机械装置将管子向连接器对齐靠拢，并施以一定的轴向推力，即可将管子槽头插入连接器内，完成管子的连接。钢管槽头在插入连接器的过程中，槽头上的卡环由于前端锥面的作用将锁簧胀开，当槽头继续前推、卡环越过锁簧到达锁簧内端面时，锁簧收缩恢复原状，将卡环锁住，从而实现管子间的连接；与此同时，钢管槽头插入形密封圈内，形成初步密封，而密封作用随管内液压的增高而加强。

对连接后的管子拆卸，需要使用专用拆卸套筒工具。拆卸套筒的前端设计为斜面，在外力顶压下，进入锁簧内圈，将锁簧胀开即可解除其对槽头卡环的锁止作用，随后将管子槽头从连接器内拨出，即实现管子的拆卸。

Claims (8)

1.可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，其特征在于：包括圆环状的连接器体(1)、密封胶圈(2)、弹性支撑体(3)、锁簧(4)和设置在槽头钢管槽头的凹槽内的卡环(5)，其中所述连接器体(1)内壁分别设置有两个外端凹槽(8)和两个内端凹槽(7)，所述密封胶圈(2)设置在内端凹槽(7)内，所述弹性支撑体(3)和锁簧(4)设置在外端凹槽(8)内，弹性支撑体(3)位于外端凹槽(8)与锁簧(4)之间。

2.根据权利要求1所述可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，其特征在于：所述密封胶圈(2)是截面为近似V字形结构的整圆环状橡胶圈，V字形结构包括内唇边(9)和外唇边(10)，内唇边(9)的内径小于外唇边(10)的内径，外唇边(10)与内端凹槽(7)相贴合。

3.根据权利要求2所述可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，其特征在于：所述内唇边(9)的内径略小于槽头钢管槽头外径。

4.根据权利要求1所述可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，其特征在于：所述锁簧(4)为一个具有开口的钢圈，在外力作用下锁簧(4)在径向方向上进行缩放，锁簧(4)的断面为多边形结构，靠近连接器体(1)的外端设置有呈斜面的外端面(12)。

5.根据权利要求1所述可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，其特征在于：所述卡环(5)的断面为多边形结构，其中位于槽头钢管槽头凹槽内的部分与槽头钢管槽头凹槽贴合，突出槽头钢管槽头凹槽部分形成锁止面(15)，与锁止面(15)相对的面为锥面(14)。

6.根据权利要求1到5任一项所述可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，其特征在于：所述卡环(5)由上半环(18)、下半环(16)、铰接销轴(17)和磁钢(19)构成，上半环(18)和下半环(16)通过铰接销轴(17)铰接为一体，上半环(18)和下半环(16)的另一端设置磁钢(19)。

7.根据权利要求1到5任一项所述可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，其特征在于：还包括拆卸套筒(20)，在拆卸套筒(20)的前端设置有斜面(21)。

8.根据权利要求6所述可实现机械化铺设的防盗型插接式槽头钢管连接器，其特征在于：还包括拆卸套筒(20)，在拆卸套筒(20)的前端设置有斜面(21)。