CN211779516U - 一种钢丝管双金属法兰连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢丝管双金属法兰连接结构，左侧接头位于钢丝管管端；左侧外法兰套在管体外部，与左侧接头连接；左侧内法兰与左侧接头端面连接；右侧接头位于钢丝管管端；右侧外法兰套在管体外部，与右侧接头连接；右侧内法兰与右侧接头端面连接；左侧内法兰与右侧内法兰之间设置有密封垫，固定连接件的一端连接左侧外法兰，另一端连接右侧外法兰。接头的塑料层将钢丝层完全包裹，不会发生输送介质进入钢丝层进而破坏钢丝的情况，再与相连接的内法兰和外法兰相配合，能够提高钢丝管的连接强度，能够承受更高的输送压力。

Description

一种钢丝管双金属法兰连接结构

技术领域

本实用新型涉及钢丝类管材技术领域，具体为一种钢丝管双金属法兰连接结构。

背景技术

钢丝复合管材已经广泛应用于工业、煤矿、市政等领域，其良好的流动性能、耐压性能及可靠性得到了行业认可。钢丝复合管材产品可承受较高的压力，但在实际运行过程中一直受连接方式的制约，使管材接头处无法充分发挥其耐压优于其它管道的优势。钢丝复合管材的连接方式主要有扣压、电熔、热熔等传统连接方式，传统连接方式存在以下问题：

1、电熔与热熔连接是使用电熔焊机给电熔件通电加热或直接加热，通过加热使管材融化进行连接，这种连接方式只能实现管材外PE层之间的连接，且在外层较薄(厚度小于等于3mm)的情况下，即使完成焊接也只是外层聚乙烯连接，内钢丝层并未连接，因此无法发挥出钢丝复合管体的优势，并且容易受操作、设备等因素影响，无法保证焊接质量(焊接过程中操作人员肉眼看不到具体焊接效果)，加之其钢丝骨架无法起到连接作用，因此该连接方式无法发挥钢丝管耐压高的特性。

2、扣压连接是使用金属制造的，内部具有锯齿形的接头，通过扣压设备与管材挤压连接在一起的机械连接方式，这种连接方式是通过锯齿状的接头刺入管材表面PE层一定深度，使金属接头和PE层形成一体以共同承受拉力的方式来承担管材的压力；而扣压深度越深，则承受拉力越大，但扣压深度越深时，金属质的接头变形量越大容易损坏，一旦超过金属接头强度的承载能力，接头破坏会使管材表面产生应力集中从而降低管材的承压能力；扣压过程中金属接头变形会造成复合管内钢丝层出现位移，会使复合管端面的钢丝从封口环顶出，长时间使用容易出现脱落、穿水、外层鼓起渗水等现象，造成管线运行过程中损坏维修成本加大，稳定性低。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种钢丝管双金属法兰连接结构，一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种钢丝管双金属法兰连接结构，包括：左侧外法兰、左侧内法兰、左侧接头、右侧外法兰、右侧内法兰、右侧接头、固定连接件和密封垫；

左侧接头位于钢丝管的管端；左侧外法兰套在管体外部，与左侧接头根部连接；左侧内法兰与左侧接头端面连接；

右侧接头位于另一钢丝管的管端；右侧外法兰套在管体外部，与右侧接头根部连接；右侧内法兰与右侧接头端面连接；

左侧内法兰与右侧内法兰之间设置有密封垫，固定连接件的一端连接左侧外法兰，穿过左侧内法兰与右侧内法兰，另一端连接右侧外法兰。

所述左侧接头包括塑料层和钢丝层，塑料层包裹在钢丝层外侧形成端面，端面直径大于钢丝管直径；右侧接头和左侧接头结构相同。

所述左侧接头的厚度为钢丝管壁厚的2-3倍，右侧接头和左侧接头的厚度相同。

所述左侧内法兰包括左侧内层金属，左侧内层金属呈圆筒型，一端与左侧内法兰连接，圆筒部分扣压在钢丝管管端内壁；右侧内法兰和左侧内法兰结构相同。

所述左侧外法兰包括左侧外层金属，左侧外层金属呈圆筒型，一端与左侧外法兰连接，圆筒部分扣压在钢丝管管端外壁；右侧外法兰和左侧外法兰结构相同。

所述左侧外层金属和右侧外层金属具有锯齿，锯齿角度为45度。

所述左侧内层金属和右侧内层金属具有锯齿，锯齿角度为45度。

所述固定连接件包括螺栓和螺母，螺栓上螺纹连接有螺母。

所述左侧外法兰上沿圆周方向均匀设置有多个连接孔，左侧内法兰、左侧外法兰、右侧内法兰和右侧外法兰上的连接孔位置一一对应。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、钢丝管接头形成的端面，塑料层将钢丝管完全包裹在内，不会发生输送介质进入钢丝层进而破坏钢丝的情况。

2、内层金属撑起钢丝管管端，与钢丝管接头共同承受内压，能够满足更高压力环境下的连接需求。

3、内法兰只承受密封带来的端面预紧力与来自内层金属的轴向拉伸力，壁厚选择与内层金属相似厚度的法兰，能够节省材料降低重量。

4、带有锯齿的外层金属扣压在管体外壁，带有锯齿的内层金属在撑起管端的同时扣压在管体内壁，使钢丝管管端内外侧在被扣压时受力平衡，不会发生管端只受外压或只受内压而减少寿命的情况。

5、接触密封垫的两端是刚性足够高的内法兰，使得管端的塑料不容易因受力变形，具有更好的密封性。

6、整体结构简单，易于加工。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型一个或多个实施例提供的结构示意图；

图中：1、螺母，2、左侧外法兰，3、钢丝管左侧接头PE层，4、钢丝管左侧接头钢丝层，5、左侧外层金属，6、左侧内层金属，7、左侧内法兰，8、螺栓，9、右侧内法兰，10、密封垫，11、右侧内层金属，12、右侧外法兰，13右侧外层金属。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，两段钢丝管实现连接结构；

一种钢丝管双金属法兰连接结构，包括：左侧外法兰2、左侧内法兰7、左侧接头、右侧外法兰12、右侧内法兰9、右侧接头、固定连接件和密封垫10；

左侧接头位于钢丝管的管端；左侧外法兰2套在管体外部，与左侧接头根部连接；左侧内法兰7与左侧接头的端面连接；

右侧接头位于另一钢丝管的管端；右侧外法兰12套在管体外部，与右侧接头根部连接；右侧内法兰9与右侧接头的端面连接；

左侧内法兰7与右侧内法兰9之间设置有密封垫10，固定连接件的一端连接左侧外法兰2，穿过左侧内法兰7与右侧内法兰9，另一端连接右侧外法兰12。

左侧接头包括PE层3和钢丝层4，PE层3包裹在钢丝层4外侧形成端面，端面直径大于钢丝管直径；左侧接头的厚度为钢丝管壁厚的2-3倍。左侧接头与右侧接头的结构相同；右侧接头和左侧接头的厚度相同。

接头的PE层3将钢丝层4完全包裹在内，不会发生输送介质进入钢丝层进而破坏钢丝的情况；接头的厚度是钢丝管2倍以上，以提高厚度的方式增强接头的抗拉能力。

接头采取“墩边”的方式形成“台”型的结构，首先对管材端口进行加热处理，待达到要求温度后，放入模具内，使用模具进行扩口挤压沿管体轴向方向翻卷，使管体内侧的PE层3将钢丝层4完全包裹在内，形成直径大于管体直径的端面，且该端面的厚度为钢丝管壁厚2倍以上的“台”型结构。

“台”型结构直接在管材上加工，不需要补充原料，且与管材成为一体结构，强度高，具有节约材料，连接牢靠，承受压力大的特点。

相较于传统的翻边工艺，“墩边”不止简单的将钢丝管翻折开而是通过翻边挤压，将端口管材挤压成比原管厚2倍以上的“台”，使PE层和钢丝层形成厚度足够大的“台”型接头，使其具抗拉能力更强，不易变形的特点。

本实施例中，内撑在管体内部的内法兰7和9，与“台”型结构的接头端面连接，形成一体使接头端面具有刚性，在承受端面压力时不易变形，能够提升密封效果；扣压在管体外侧的外法兰2和12，与“台”型结构的接头根部连接，形成一体使接头根部具有刚性，在受到法兰提供的预紧力时不易变形。

左侧内法兰7包括左侧内层金属6，左侧内层金属6呈圆筒型，一端与左侧内法兰7连接，圆筒部分内撑在管端的同时，扣压在管端内壁；右侧内法兰9和左侧内法兰7结构相同。

内层金属的圆筒部分在管体内部撑起钢丝管管端，并且扣压在管端内壁，使内层金属与钢丝管接头共同承受内压，能够满足更高压力环境下的连接需求。

内法兰与内层金属焊接成一体，防止介质从内层金属与管体内壁之间的缝隙泄露，同时形成整体零件受力更加均匀。

成型后的内法兰只承受密封端面所需的预紧力，和来自内层金属与管体扣压成为一体时的轴向拉伸力，因此内法兰的壁厚选择与内层金属相似厚度即可，能够节省材料消耗从而降低重量

左侧外法兰2包括左侧外层金属5，左侧外层金属5呈圆筒型，一端与左侧外法兰2连接，圆筒部分扣压在钢丝管管端外壁；右侧外法兰12和左侧外法兰2结构相同。

外层金属扣压在管端外壁，且内层金属内撑在管端内壁，使钢丝管管端内外侧在被扣压时受力平衡，不会发生管端只受外压或只受内压而减少寿命的情况。

左侧外层金属5和右侧外层金属13具有锯齿，锯齿角度为45度。左侧内层金属6和右侧内层金属11具有锯齿，锯齿角度为45度。

锯齿布置在内层金属和外层金属的圆筒部分，扣压时锯齿嵌入管体，提高连接强度。

固定连接件包括螺栓8和螺母1，螺栓8上螺纹连接有螺母1。所述左侧外法兰2上沿圆周方向均匀设置有多个连接孔，左侧内法兰7、左侧外法兰2、右侧内法兰9和右侧外法兰12上的连接孔位置一一对应。

钢丝管管端采取墩边工艺形成接头，内层PE层3完全将钢丝层4包裹在内；密封垫10设置在一对内法兰7和9之间；螺栓8在螺母1的作用下紧固，一对外法兰2和12将螺栓8/螺母1提供的预紧力经接头传递到一对内法兰7和9之间的密封垫10上，是密封垫10被预紧，进而实现密封。

螺栓紧固后，一对外法兰2和12、一对内法兰7和9、两组管端的接头和密封垫10形成连接结构，实现两段钢丝管的连接，连接结构整体共同承受管体轴向负荷和介质带来的压力。

接触密封垫的两端面是刚性足够高的内法兰7和9，使得钢丝管管端的PE层3不容易因受力而变形，并且其产生的预紧力远大于PE层3与密封垫10直接接触，增加了高压力密封的可靠性。内/外法兰与对应的内/外层金属成为一体，受力更加均匀。整体结构简单，制造容易。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种钢丝管双金属法兰连接结构，其特征在于：包括左侧外法兰、左侧内法兰、左侧接头、右侧外法兰、右侧内法兰、右侧接头、固定连接件和密封垫；

左侧接头位于钢丝管的管端；左侧外法兰套在管体外部，与左侧接头连接；左侧内法兰与左侧接头的端面连接；

右侧接头位于另一钢丝管的管端；右侧外法兰套在管体外部，与右侧接头连接；右侧内法兰与右侧接头的端面连接；

左侧内法兰与右侧内法兰之间设置有密封垫，固定连接件的一端连接左侧外法兰，穿过左侧内法兰与右侧内法兰，另一端连接右侧外法兰。

2.如权利要求1所述的一种钢丝管双金属法兰连接结构，其特征在于：所述左侧接头包括塑料层和钢丝层，塑料层包裹在钢丝层外侧形成端面，端面直径大于钢丝管直径；右侧接头和左侧接头结构相同。

3.如权利要求2所述的一种钢丝管双金属法兰连接结构，其特征在于：所述左侧接头的厚度为钢丝管壁厚的2-3倍，右侧接头和左侧接头的厚度相同。

4.如权利要求1所述的一种钢丝管双金属法兰连接结构，其特征在于：所述左侧内法兰包括左侧内层金属，左侧内层金属呈圆筒型，一端与左侧内法兰连接，圆筒部分扣压在钢丝管管端内壁。

5.如权利要求1所述的一种钢丝管双金属法兰连接结构，其特征在于：所述左侧外法兰包括左侧外层金属，左侧外层金属呈圆筒型，一端与左侧外法兰连接，圆筒部分扣压在钢丝管管端外壁。

6.如权利要求4或5所述的一种钢丝管双金属法兰连接结构，其特征在于：左侧内法兰和右侧内法兰结构相同；左侧外法兰和右侧外法兰结构相同。

7.如权利要求4所述的一种钢丝管双金属法兰连接结构，其特征在于：所述左侧内层金属和右侧内层金属具有锯齿。

8.如权利要求5所述的一种钢丝管双金属法兰连接结构，其特征在于：所述左侧外层金属和右侧外层金属具有锯齿。

9.如权利要求1所述的一种钢丝管双金属法兰连接结构，其特征在于：所述固定连接件包括螺栓和螺母，螺栓上螺纹连接有螺母。

10.如权利要求1所述的一种钢丝管双金属法兰连接结构，其特征在于：所述左侧外法兰上沿圆周方向均匀设置有多个连接孔，左侧内法兰、左侧外法兰、右侧内法兰和右侧外法兰上连接孔的位置一一对应。

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