CN215172971U - 一种煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头，包括用于固定纤维增强复合管的设备支架，所述设备支架一端设有纤维增强复合管固定夹具，设备支架另一端安装有液压缸，液压缸的活动端部与内胀模头直径较小端部通过连接套包裹在一起，所述纤维增强复合管任意端部连接有复合管接头，所述复合管接头包括管接头内衬及管接头外套，内胀模头较大端部在液压缸的作用下顶入复合管接头内部使管接头外套的外套凸台嵌入管接头内衬的内衬凹槽中，再在液压缸的作用下抽出。本实用新型解决了现有的煤矿井下用纤维增强复合管在使用过程中的不可靠、管材与接头安装过程中的操作不便的问题。本实用新型承压能力高且便于复合管接头安装。

Description

一种煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头

技术领域

本实用新型涉及煤矿用纤维增强复合(RTP)管成品管材两端的接头，具体涉及一种煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头。

背景技术

煤矿井下用给、排水管所使用的管材为普通碳钢管，其存在耐腐蚀性差、重量重、内壁易结垢等问题。涂塑钢管存在涂塑层不耐磕碰、不耐刮擦、易老化失效、脱落的涂层堵塞阀门、水泵影响系统安全。为了解决以上管材在煤矿井下使用过程中出现的问题，将目前的管道更换为一种适用于井下给、排水输送的纤维增强复合管迫在眉睫。

受煤矿井下运输工况限制，每根成品管材长度不允许长于6米，在整套管路系统中，由于接头数量的增加导致接头的渗漏风险增大。据了解，目前市场上纤维增强复合(RTP)管适用于压力值4.0MPa-6.3MPa的管接头连接型式大都为外扣压端封形式，即在复合管的端面首先利用同材质封堵环进行端面封堵，再在复合管外壁套入金属套筒，在不需要内衬的情况下，利用扣压机沿着套筒径向进行扣压，此种形式为“外扣压端封型式”。此种接头有以下劣势：1.因为在管道内部没有进行内衬，容易对管材内径尺寸进行缩径，使得内径相对变小，影响介质输送效率。2.管材端面封堵对操作工及设备精度要求较高，容易出现封堵不严现象，最终会导致管道整体串水。3.这种接头的扣压方式，对接头材料的一致性要求较高，很容易造成扣压握力不均匀，更重要的是由于握力不均匀导致密封失效而渗漏，由于以上多种不可控误差的存在，给实际应用和批量化生产造成诸多不便。

发明内容

为了克服现有的煤矿井下用纤维增强复合管在使用过程中的不可靠、管材与接头安装过程中的操作不便的缺陷，本实用新型提供了一种承压能力高且便于复合管接头安装的煤矿井下用纤维增强复合管内胀一体式接头。

本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头，包括用于固定纤维增强复合管的设备支架，所述设备支架一端设有纤维增强复合管固定夹具，设备支架另一端安装有液压缸，液压缸的活动端部与内胀模头直径较小端部通过连接套包裹在一起，所述纤维增强复合管任意端部连接有复合管接头，所述复合管接头包括管接头内衬及管接头外套，内胀模头较大端部在液压缸的作用下顶入复合管接头内部使管接头外套的外套凸台嵌入管接头内衬的内衬凹槽中，再在液压缸的作用下抽出。

进一步地，所述管接头内衬由位于纤维增强复合管内的内衬圆柱体管道及连接在内衬圆柱体管道外端部的钢法兰盘组成，所述内衬圆柱体管道位于纤维增强复合管外端部至钢法兰盘内侧之间设有内衬凹槽，管接头外套由位于纤维增强复合管外侧的外套圆柱体管道及连接在外套圆柱体管道端部与内衬凹槽相对应的外套凸台组成。

进一步地，所述内衬圆柱体管道的外圆上设有外倒齿，外倒齿平均外径尺寸大于管材平均内径0.5mm，齿槽深度为1.5mm-2.0mm之间；在外套圆柱体的内圆上设有内倒齿，内倒齿最小平均直径大于管材平均外径0.5mm。

进一步地，所述纤维增强复合管固定夹具包括用于包裹纤维增强复合管的一对弧形夹板，在弧形夹板两端设有固定耳，固定耳上设有螺栓固定孔。

优选的，所述液压缸的固定端两侧通过螺栓固定在设备支架的横梁上。

优选的，所述内胀模头的外径大于复合管接头内径4-6mm。

本实用新型综合各方面因素，接头的材质选用了优质碳素钢20号钢，使其韧性较高的特点得以应用，且成本较低。

本实用新型在制作时，首先设计加工一种内衬件，在内衬件的外圆加工倒齿，倒齿平均外径尺寸需要大于管材平均内径0.5mm，齿槽深度为1.5mm-2.0mm之间。在倒齿的末端加工一个宽度6mm左右的凹槽，此凹槽为此实用新型专利之关键设计；随后将相应规格的法兰盘安装焊接，保证焊接密封性；再加工一种外套件，在外套的内圆同样加工倒齿，倒齿最小平均直径尺寸需要大于管材平均外径尺寸0.5mm，并在倒齿的末端加工一个凸台，以上结构设计具体尺寸，根据管材规格变化进行简要修改。

煤矿用纤维增强复合管与复合管接头的装配工艺：复合管接头与煤矿用纤维增强复合管进行装配时，需要使用夹管机将煤矿用纤维增强复合管进行固定，再利用小型液压缸将整套管接头顶入管材，此过程必须保证管材与管接头同轴。然后将装配好的管材、管件同时放置于专用设备，使用一个大于接头内径尺寸4-6mm的金属模头，利用液压机作用顺着管材方向逐步顶入，完全顶入后再抽出，在此内胀过程中将内衬件宽度6mm的凹槽，正好嵌入外套凸台。且所有管件倒齿全部嵌入管材内、外表面，即完成了一个接头的装配工作。

与现有技术相比，本实用新型所述的煤矿井下用纤维增强复合管专用接头具有以下特点：

(1)承压能力较高。

(2)采用了内胀形式的工艺方法，使得管道内通径相对扩大，减少了管线流阻。

(3)有效的解决了管材在实际生产过程中，出现的壁厚偏差导致管接头难插入的问题，由于内衬和外套末端所加工的凹槽和凸台结构，在经过内胀后的变化，使得内衬和外套能够完全融为一体，相互作用，在高压的情况下增加了管材所承受的的轴向压力。

附图说明

图1为煤矿井下用纤维增强复合管接头剖面图；

图2为图1中B处的放大图；

图3为复合管接头与复合管的装配图；

图4为复合管接头与复合管装配内胀前示意图；

图5为图4中B处的放大图；

图6为复合管接头与复合管装配内胀后示意图；

图7为图6中B处的放大图；

附图标记说明：1、设备支架，2、液压缸，3、内胀模头，4、纤维增强复合管固定夹具，5、复合管接头，6、外套凸台，7、内衬凹槽，8、连接套，9、纤维增强复合管，10、钢法兰盘，11、管接头外套，12、管接头内衬。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至7所示，本实施例的煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头，包括用于固定纤维增强复合管的设备支架1，所述设备支架1一端设有纤维增强复合管固定夹具4，设备支架1另一端安装有液压缸2，液压缸2的活动端部与内胀模头4直径较小端部通过连接套8包裹在一起，所述纤维增强复合管9任意端部连接有复合管接头5，所述复合管接头5包括管接头内衬12及管接头外套11，内胀模头3较大端部在液压缸2的作用下顶入复合管接头5内部使管接头外套11的外套凸台6嵌入管接头内衬12的内衬凹槽7中，再在液压缸2的作用下抽出。

进一步地，所述管接头内衬12由位于纤维增强复合管内的内衬圆柱体管道及连接在内衬圆柱体管道外端部的钢法兰盘10组成，所述内衬圆柱体管道位于纤维增强复合管外端部至钢法兰盘内侧之间设有内衬凹槽7，管接头外套11由位于纤维增强复合管外侧的外套圆柱体管道及连接在外套圆柱体管道端部与内衬凹槽7相对应的外套凸台6组成。

进一步地，所述内衬圆柱体管道的外圆上设有外倒齿，外倒齿平均外径尺寸大于管材平均内径0.5mm，齿槽深度为1.5mm-2.0mm之间；在外套圆柱体的内圆上设有内倒齿，内倒齿最小平均直径大于管材平均外径0.5mm。

进一步地，所述纤维增强复合管固定夹具包括用于包裹纤维增强复合管的一对弧形夹板，在弧形夹板两端设有固定耳，固定耳上设有螺栓固定孔。

优选的，所述液压缸2的固定端两侧通过螺栓固定在设备支架1的横梁上。

优选的，所述内胀模头3的外径大于复合管接头内径4-6mm。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头，其特征在于，包括用于固定纤维增强复合管的设备支架，所述设备支架一端设有纤维增强复合管固定夹具，设备支架另一端安装有液压缸，液压缸的活动端部与内胀模头一端通过连接套包裹在一起，所述纤维增强复合管任意端部连接有复合管接头，所述复合管接头包括管接头内衬及管接头外套，内胀模头另一端在液压缸的作用下顶入复合管接头内部使管接头外套的外套凸台嵌入管接头内衬的内衬凹槽中，再在液压缸的作用下抽出。

2.根据权利要求1所述的煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头，其特征在于，所述管接头内衬由位于纤维增强复合管内的内衬圆柱体管道及连接在内衬圆柱体管道外端部的钢法兰盘组成，所述内衬圆柱体管道位于纤维增强复合管外端部至钢法兰盘内侧之间设有内衬凹槽，管接头外套由位于纤维增强复合管外侧的外套圆柱体管道及连接在外套圆柱体管道端部与内衬凹槽相对应的外套凸台组成。

3.根据权利要求2所述的煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头，其特征在于，所述内衬圆柱体管道的外圆上设有外倒齿，外倒齿平均外径尺寸大于管材平均内径0.5mm，齿槽深度为1.5mm-2.0mm之间；在外套圆柱体的内圆上设有内倒齿，内倒齿最小平均直径大于管材平均外径0.5mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头，其特征在于，所述纤维增强复合管固定夹具包括用于包裹纤维增强复合管的一对弧形夹板，在弧形夹板两端设有固定耳，固定耳上设有螺栓固定孔。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头，其特征在于，所述液压缸的固定端两侧通过螺栓固定在设备支架的横梁上。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的煤矿用纤维增强复合管内胀一体式接头，其特征在于，所述内胀模头的外径大于复合管接头内径4-6mm。

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