CN2449836Y - 液压胀接制造衬里复合管的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计了一种液压胀接制造衬里复合管的装置。该装置包括:两端固接了设有流体通道的胀头的芯杆,套在胀头上的凹槽式密封圈和带有O型圈的挡环,设置在挡环另一侧的端盖,通过紧固件将端盖连接在一起的支架。通过高压流体对该装置进行密封和对管件进行加工,可获得一种复合管。采用本实用新型制造复合管,胀接力均匀,易保证制造质量,节省外加载荷,可方便地制作具有有缝或无缝内管的复合管。

Description

液压胀接制造衬里复合管的装置

本实用新型涉及一种制造流体输送复合管道的装置，尤其涉及一种制备工业、民用不锈钢衬里复合管的装置。

不锈钢衬里复合管是工业、民用等行业管道防介质腐蚀迫切需要的产品。在腐蚀恶劣的环境中，不锈钢成为常用的防腐蚀材料。然而纯不锈钢合金管道材料的成本较高。特别是在压力较高的工况下，管壁要求较厚，所需成本更高。所以用不锈钢衬里复合管来代替纯不锈钢合金管道，可达到节省钢材、降低成本的目的。

不锈钢衬里复合管在石油、化工、医药、食品加工等领域有广泛的应用。在化工生产中输送有腐蚀作用的液体、使用内衬不锈钢复合管不仅防腐蚀，而且强度高、抗冲击，可以节约大量贵重金属。在粮食输送方面，若采用内衬不锈钢管则更符合卫生条件，而且由于磨擦系数小，可以大大加快输送速度，节约能源。特别是石油运输方面应用内衬管，可以大大减少管道挂腊现象，提高输油率，又由于抗酸、抗碱能力的大大提高，可增加输油管道的寿命。可以预测2000年以后，内衬复合管的应用将更加广泛。

目前涉及此种管道加工技术领域且能够工程应用的复合管制造方法主要有机械滚胀、机械拉拔等机械胀接成形法和爆炸成形法两种。

下述专利报道了机械胀接成形法：①章新生，一种可用于双金属管和内壁耐磨金属管生产的方法，CN1174767A；②易思竟，一种金属复合管及其生产方法，CN1077402A；③赵秀华，耐压耐蚀复合管及制造方法，CN87103183A；④吉田俊夫，二重管制造方法，昭62-3683；该方法存在的主要缺陷是：

机械滚胀制造复合管是通过滚胀心轴回转挤压来达到复合管内管塑性变形、外管弹性变形，从而获得复合管的外管对内管产生残余应力，以达到复合管外管内壁与复合管内管外壁的紧密贴合。采用此种方法生产的复合管存在以下不足：①对胀接力的大小的确定仅仅是通过定性的描述和经验的总结上，缺乏指导实际生产的理论依据，生产中容易产生欠胀或过胀现象，造成两管之间贴合力的不足或复合管壁的减薄。②由于机械滚胀的压延性效应，会造成复合管内壁的管壁表面加工硬化。③机械滚胀时，要达到较理想的胀接效果往往要多次反复滚胀，容易造成衬里的开裂现象。

拔拉法生产复合管的方法是在机床上分别对外管或内管进行加工，在形成连续曲面缩径后，内外管套装在一起，用大小不同的锥型拉头穿入内管在拉床上拉制，使内外管紧密结合。此种方法要生产一根较理想的复合管，需在机床上拔拉数次，生产效率极低，而且内外两管很难达到均匀贴合。

文献：樊新民等，Ta-10W衬管与钢管段的爆炸复合，稀有金属材料与工程，1995(2),55-59报道了爆炸成型法，国家轻工业局也规定了爆炸胀接不锈钢复合钢管行业标准。爆炸成型原理是靠爆药爆炸产生冲击波，使内管发生塑性变形，紧贴外管。该方法主要缺点是炸药量很难准确确定，而且有一定的危险性。

本实用新型目的在于克服以往制造复合管方法的缺点，设计一种在复合管的内管利用高压液体来实现一种液压制造不锈钢衬里复合管的装置。同时本装置也可以生产如铜、铝等其他贵金属材料衬里的复合管。

发明的技术构思是这样的：

本实用新型的原理是利用复合管内的高压液体的压力使复合管的内外管变形，内层管由弹性变形进入塑性变形，并贴紧外管，当管内压力达到一定值时，外管发生弹性变形，两管紧密贴合在一起。当内管压力卸除后，如外层管弹性回复大于内层管的弹性回复，在内外管之间产生永久残余接触压力，则内外管可紧密贴合，形成一种复合管。本实用新型利用自紧密封原理，设计了凹槽式密封圈，压力越高，密封比压越大，并在装置中设置了一个芯杆，以减少液压力对装置的轴向力。

实现本实用新型的技术方案如下：

本实用新型所说的装置包括：

两端固接了台阶状胀头的芯杆；

套在胀头上的凹槽式密封圈，其凹槽与胀头形成一个高压腔；

设置在凹槽式密封圈另一侧的挡环；

设置在挡环另一侧的端盖；

通过紧固件将端盖连接在一起的支架，所说的支架与挡环、凹槽式密封圈、胀头之间留有间距，该间距应大于被加工的内管和外管的壁厚，以确保被加工的内管和外管能够插入该间距中，并在芯杆与内管之间形成一个胀合腔，同时被加工的内管和外管被安置在两个端盖之间；

设置在挡环与胀头的接触面上的O型密封圈，用于对高压腔中流体的密封；

所说的胀头上设有二个流体通道，其一为密封流体通道，其入口与密封流体接口管相连通，出口与高压腔相连通，以使密封流体能够进入该高压腔；其二为工作流体通道，其入口与工作流体接口管相连通，可在任意一个胀头的工作流体的接口管上设置一个截止阀，使其成为一个排气管，以便于工作时排除装置中的气体，出口与胀合腔相连通，以使工作流体能够进入胀合腔，对被加工的管件实施加压；

以下将通过附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为所说装置的结构示意图。

图2为凹槽式密封圈放大的结构示意图。

图3为放大的端盖示意图。

由图1和图2可见，本实用新型所说的装置包括：

两端固接了台阶状胀头6的芯杆9；

套在胀头6上的凹槽式密封圈4，其凹槽41与胀头6形成一个高压腔19；

设置在凹槽式密封圈4另一侧的挡环3；

设置在挡环3另一侧的端盖2；

通过紧固件将端盖2连接在一起的支架5，所说的支架5与挡环3、凹槽式密封圈4、胀头6之间留有间距L,L大于被加工的内管8和外管7的壁厚，以确保被加工的内管8和外管7能够插入该间距L中，并在芯杆9与内管8之间形成一个胀合腔17，同时被加工的内管8和外管7被安置在两个端盖2之间；

设置在挡环3与胀头6的接触面上的O型密封圈13，用于对高压腔19中流体的密封；

由图1同时可见，所说的胀头6上设有二个流体通道，其一为密封流体通道14，其入口与密封流体接口管15相连通，出口与高压腔19相连通；其二为工作流体通道16，其入口与工作流体接口管1相连通，可在任意一个胀头6的工作流体的接口管1上设置一个截止阀11，使其成为一个排气管，出口与胀合腔17相连通；

由图2可见，为使所说的密封圈4具有更好的密封效果，可在其两端设置一个凸起42；

为了调整挡环3与密封圈4的接触松紧程度，可在端盖2与支架5之间设置一个垫片22；

为能够观察加工时装置内的压力，可在设有截止阀11的工作流体的接口管上设置一个压力表12；

由图3可见，为使加工结束后，工作流体能够方便地流出，可在端盖2与支架5的接触处上设置一个排液槽21；

为使加工更加方便，可在支架5上设置一个支座20，使所说的装置安置在支座20上。

本实用新型是这样工作的：

a将外管7的内壁、内管8的外壁进行除锈、除油、除灰渣处理；

b将外管7插入支架5与挡环3、凹槽式密封圈4、胀头6之间的间隙；

c将预先连接好的芯杆9及胀头6插入内管8内；

d将装有芯杆9的内管8插入外管7内；

e将密封圈4、O型密封圈13和挡环3装配于胀头6两端；

f将端盖2、支架5和垫片22通过连接件进行连接，使内管8和外管7固定在二个端盖2之间；

g密封流体(高压水)通过密封流体接口管15进入由O型密封圈和密封圈4组成的高压腔19内，在高压作用下，密封圈4径向膨胀，致使其外径与内管8的内径接触，形成径向密封面；

h当高压腔19内压力达到初始预定值后，开启工作流体接口管1，向由内管8与芯杆9之间的胀合腔17内注水，同时胀合腔17内空气从排气管中排出。

i胀合腔17内水满后，关闭排气阀门11，胀合腔17内压力升高，随胀合腔17内的压力的升高，高压腔19内的压力也同步升高，当压力升高到一定值时，保压一段时间，此时内管8与外管7紧密贴合；

j对胀合腔17与高压腔19同步卸压，此时密封胶圈4回弹，胀合腔17内液体从端盖2的排液槽21排出，这样便完成一只复合管的制造过程。

由上述公开的技术方案可见，本实用新型具有如下优点：

1用高压液体的液压力胀合制造复合管，胀接力均匀，能够保证制造质量；

2胀接制造复合管的液压胀接力，可根据复合管内外管的几何参数、材料性能指标精确计算确定，制造方法科学可靠；

3在内管内部设计芯杆机构，可减少制造过程中的轴向力，大大节省外加载荷；

4采用凹槽式密封圈可同时适合有缝或无缝内管的复合管；

5采用密封圈、挡环及胀头结构，装置结构简单，操作方便。

Claims (6)

1．一种液压胀接制造衬里复合管的装置，其特征在于，该装置包括：

两端固接了台阶状胀头(6)的芯杆(9)；

套在胀头(6)上的凹槽式密封圈(4)，其凹槽(41)与胀头(6)形成一个高压腔(19)；

设置在凹槽式密封圈(4)另一侧的挡环(3)；

设置在挡环(3)另一侧的端盖(2)；

通过紧固件将端盖(2)连接在一起的支架(5)，所说的支架(5)与挡环(3)、凹槽式密封圈(4)、胀头(6)之间留有插入内管(8)和外管(7)的间距(L)，并在芯杆(9)与内管(8)之间形成一个胀合腔(17)；

设置在挡环(3)与胀头(6)的接触面上的O型密封圈(13)；

所说的胀头(6)上设有密封流体通道(14)，其入口与密封流体接口管(15)相连通，出口与高压腔(19)相连通；胀头(6)同时设有工作流体通道(16)，其入口与工作流体接口管(1)相连通，出口与胀合腔17相连通，在任意一个胀头(6)的工作流体的接口管(1)上设置一个截止阀(11)。

2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，在端盖(2)与支架(5)的接触处上设置一个排液槽(21)。

3．如权利要求1所述的装置，其特征在于，在支架(5)上设置一个支座(20)。

4．如权利要求1所述的装置，其特征在于，凹槽式密封圈(4)两端设置凸起(42)。

5．如权利要求1所述的装置，其特征在于，在端盖(2)与支架(5)之间设置一个垫片(22)。

6．如权利要求1～5任一所述的装置，其特征在于，在接口管(1)上设置压力表(12)。

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