專利名稱：機械自適應管道連接器的制作方法
技術領域：
本涉及的是一種管道連接裝置，具體地說是一種機械自適應管道連接裝置。
背景技術：
目前管道的連接方法主要有焊接、螺栓法蘭連接、卡箍連接等，這三種方法的連接過程繁瑣、結構復雜、費用高，在緊急情況下不能實現(xiàn)快速的連接，失效的可能性高，阻礙了管道高效可靠的連接。國內(nèi)對管道連接器的研究還處于起步階段，還沒有用來連接軸線有一定夾角管道的高效可靠的連接器，而國外在管道的快速連接有比較成熟的技術與產(chǎn)品，以美國Oceaneering公司的智能法蘭連接器為代表，廣泛應用到管道的連接上，具有很高的市場占有率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單，連接可靠，操作方便，適用于有±10°軸線夾角內(nèi)的管道連接的機械自適應管道連接器。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的包括兩個擠壓環(huán)、第一基本體、第二基本體、法蘭環(huán)；兩個擠壓環(huán)的結構相同，外表面為圓柱面，內(nèi)表面由套環(huán)、止推面、間隔分布的內(nèi)錐面與內(nèi)柱面連接組成；第一基本體主要由連接段、過渡段和密封段連接組成，連接段的外表面呈球面、內(nèi)表面為圓柱面，過渡段的內(nèi)外表面均為圓柱面，密封段的內(nèi)表面由管道止推面和圓柱面組成，在密封段內(nèi)表面的圓柱面上設置有向內(nèi)凸的密封環(huán)，密封段的外表面由承載環(huán)和圓柱面組成，在密封段外表面的圓柱面上設置有向外凸的球形突起；第二基本體也由連接段、過渡段和密封段連接組成，且第二基本體的過渡段和密封段的結構與第一基本體的過渡段和密封段的結構相同，第二基本體的連接段的外表面呈圓柱面、內(nèi)表面為內(nèi)球面；法蘭環(huán)的內(nèi)表面由內(nèi)球面與內(nèi)錐面連接組成，外表面為圓柱面；法蘭環(huán)和第二基本體的連接段上開有螺栓孔，二者之間通過螺栓連接。本發(fā)明還可以包括1、密封段內(nèi)表面的圓柱面的末段為螺紋段。2、第二基本體的連接段的內(nèi)球面上開有密封槽。3、在密封段外表面的圓柱面上設置的向外凸的球形突起與圓柱面之間通過過度圓弧連接。本發(fā)明提供了一種結構簡單、連接可靠的機械自適應管道連接器，該連接器適用于有±10°軸線夾角內(nèi)的管道的連接，對于外徑小于8英寸的管道能實現(xiàn)快速連接。在連接器安裝時，首先將中間的12個螺母4和12個螺母8加載到預定載荷，以確定基本體3與基本體9的相對角度，實現(xiàn)中間部位的可靠密封，然后在外部加載機具的軸向載荷作用下，外擠壓環(huán)2沿接頭軸線向中部運動，迫使連接器基本體上的球形突起11、12產(chǎn)生徑向收縮，密封環(huán)16、17徑向收縮，緊緊咬合住管道I表面，同時連接器基本體3外端的螺紋段10被壓進管道I表面，完成對管道I的連接，以同樣的方法連接連接器的另外一端。本發(fā)明具有結構簡單，連接可靠，操作方便，適用于有±10°軸線夾角內(nèi)的管道的連接的特點。


圖1是機械自適應管道連接器結構圖；圖2是機械自適應管道連接器未安裝之前局部結構圖；圖3是機械自適應管道連接器安裝之后局部結構圖；圖4是機械自適應管道連接器擠壓環(huán)結構圖；圖5是機械自適應管道連接器法蘭環(huán)結構圖；圖6是機械自適應管道連接器金屬密封圈結構圖；圖7是機械自適應管道連接器第一基本體結構圖；圖8是機械自適應管道連接器第二基本體結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結合圖1，機械自適應管道連接器由擠壓環(huán)2、基本體3、基本體9、法蘭環(huán)5、金屬密封圈6、螺母4、彈簧墊圈7、螺栓8組成。結合圖4，擠壓環(huán)2由套環(huán)19、止推面41，連接機具定位圓柱面27，內(nèi)錐面22、24、26，內(nèi)柱面21、23、25組成，安裝前套環(huán)19套在承載環(huán)15上，內(nèi)柱面21、23、25的內(nèi)徑小于螺紋端10以及球形突起11、12的外徑。結合圖7，基本體3主要由密封環(huán)16、17，球形突起11、12，螺紋段10，過渡段13、20、14、18、過度圓弧33、34，管道止推面36，球面35，螺紋段10上沿周向均勻分布的8個小槽32組成，螺紋段10通過過渡段13與球形突起11相連，球形突起11、12通過過渡段14，球形突起12與承載環(huán)15通過過渡段14連接，承載環(huán)15與球面35通過過渡段18連接，球形突起11與過渡段13、20通過過度圓弧33連接，球形突起12與過渡段20、14通過過度圓弧34連接。結合圖8，基本體9主要由密封環(huán)16、17，球形突起11、12，螺紋段10，過渡段13、20、14、18、過度圓弧33、34，管道止推面36，法蘭端38，周向均布的12個螺栓孔37，內(nèi)球面39，密封槽40，螺紋段10上沿周向均勻分布的8個小槽32組成，螺紋段10通過過渡段13與球形突起11相連，球形突起11、12通過過渡段14，球形突起12與承載環(huán)15通過過渡段14連接，承載環(huán)15與法蘭端38通過過渡段18連接，球形突起11與過渡段13、20通過過度圓弧33連接，球形突起12與過渡段20、14通過過度圓弧34連接，連接時首先連接緊固12個螺栓8，固定中間法蘭環(huán)5與基本體9。結合圖5，法蘭環(huán)5主要由螺栓孔28，內(nèi)錐面29，內(nèi)球面30組成，內(nèi)錐面29增加管道軸線夾角范圍。金屬密封圈6主要由內(nèi)球面31組成，連接前金屬密封圈6放入密封槽40，內(nèi)球面31與球面35接觸。
結合圖6、金屬密封圈6主要由內(nèi)球面31組成，連接前金屬密封圈6放入密封槽40，內(nèi)球面31與球面35接觸。兩個擠壓環(huán)2為軸對稱結構，且對稱布置于基本體3、9的外端，接頭基本體3、9為軸對稱結構，法蘭環(huán)5為軸對稱結構，套在基本體3上，金屬密封圈6卡在基本體9的密封槽40內(nèi)。螺紋段10上沿周向均勻分布的8個小槽32組成，螺紋段10通過過渡段13與球形突起11相連，球形突起11、12通過過渡段14，球形突起12與承載環(huán)15通過過渡段14連接，承載環(huán)15與球面35通過過渡段18連接，球形突起11與過渡段13、20通過過度圓弧33連接，球形突起12與過渡段20、14通過過度圓弧34連接。法蘭環(huán)5的內(nèi)錐面29增加管道軸線夾角范圍，連接前將法蘭環(huán)5的內(nèi)球面30與球面35接觸。結合圖1、3，安裝時，首先將中間的12個螺母4和12個螺母8加載到預定載荷，以確定基本體3與基本體9的相對角度，實現(xiàn)中間部位的可靠密封，然后在外部加載機具的軸向載荷作用下，外擠壓環(huán)2沿接頭軸線向中部運動，由于內(nèi)柱面21、23、25內(nèi)徑小于球形突起11、12與螺紋段10的外徑，迫使連接器基本體上的球形突起11、12產(chǎn)生徑向收縮，密封環(huán)16、17徑向收縮，緊緊咬合住管道I表面，實現(xiàn)可靠的密封，同時連接器基本體3外端的螺紋段10被壓進管道I表面，抵抗各種外力，防止管道I被拉出，完成對管道I的連接。第二次以同樣的方法連接連接器的另外一端。安裝過程如下(I)在管道表面標記需要插入連接器內(nèi)部深度；(2)將待連接管道I 一端插入連接器基本體3內(nèi)部，直到標記深度；(3)將待連接管道I 一端插入連接器基本體9內(nèi)部，直到標記深度；(4)用工具將中間12個螺母4和12個螺母8加載到預定載荷；(5)外部加載機具軸向加載基本體3外部的擠壓環(huán)2，使擠壓環(huán)2向接頭中部運動，達到預定位置；(6)同樣由外部加載機具軸向加載基本體9外部的擠壓環(huán)2，將其推向接頭中部至預定位置，完成管道I連接，撤走加載機具。
權利要求
1.一種機械自適應管道連接器，包括兩個擠壓環(huán)、第一基本體、第二基本體、法蘭環(huán)，其特征是: 兩個擠壓環(huán)的結構相同，夕卜表面為圓柱面，內(nèi)表面由套環(huán)、止推面、間隔分布的內(nèi)錐面與內(nèi)柱面連接組成； 第一基本體主要由連接段、過渡段和密封段連接組成，連接段的外表面呈球面、內(nèi)表面為圓柱面，過渡段的內(nèi)外表面均為圓柱面，密封段的內(nèi)表面由管道止推面和圓柱面組成，在密封段內(nèi)表面的圓柱面上設置有向內(nèi)凸的密封環(huán)，密封段的外表面由承載環(huán)和圓柱面組成，在密封段外表面的 圓柱面上設置有向外凸的球形突起； 第二基本體也由連接段、過渡段和密封段連接組成，且第二基本體的過渡段和密封段的結構與第一基本體的過渡段和密封段的結構相同，第二基本體的連接段的外表面呈圓柱面、內(nèi)表面為內(nèi)球面； 法蘭環(huán)的內(nèi)表面由內(nèi)球面與內(nèi)錐面連接組成，外表面為圓柱面； 法蘭環(huán)和第二基本體的連接段上開有螺栓孔，二者之間通過螺栓連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的機械自適應管道連接器，其特征是:密封段內(nèi)表面的圓柱面的末段為螺紋段。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的機械自適應管道連接器，其特征是:第二基本體的連接段的內(nèi)球面上開有密封槽。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的機械自適應管道連接器，其特征是:在密封段外表面的圓柱面上設置的向外凸的球形突起與圓柱面之間通過過度圓弧連接。
5.根據(jù)權利要求3所述的機械自適應管道連接器，其特征是:在密封段外表面的圓柱面上設置的向外凸的球形突起與圓柱面之間通過過度圓弧連接。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種機械自適應管道連接器，由兩個擠壓環(huán)、第一基本體、第二基本體、法蘭環(huán)、金屬密封圈、螺母、彈簧墊圈、螺栓組成。當管道分別放入第一、二基本體內(nèi)，緊固螺母與螺栓，法蘭環(huán)與第二基本體在軸向力的作用下緊緊壓在第一基本體上，實現(xiàn)可靠的密封。本發(fā)明具有結構簡單，連接可靠，操作方便，適用于有±10°軸線夾角內(nèi)的管道的連接的特點。
文檔編號F16L27/00GK103075592SQ201310020288
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月19日 優(yōu)先權日2013年1月19日
發(fā)明者王立權, 魏宗亮, 付創(chuàng)業(yè) 申請人:哈爾濱工程大學