一種基于耗能機(jī)理的石油管道接口柔性連接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于耗能機(jī)理的石油管道接口柔性連接裝置，尤其涉及一種通過彈性阻尼圈的整體耗能、徑向二次減振、軸向防止移動(dòng)實(shí)現(xiàn)管道的柔性連接以及其交錯(cuò)排列的高凸起、低凸起和凹槽實(shí)現(xiàn)篦齒迷宮密封；通過雙密封圈實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)密封、隔離雜質(zhì)及保護(hù)彈性阻尼圈，屬于管道連接技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前石油管道接口的連接主要是通過焊接或法蘭等方式，這些方式雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了管道的密封連接，但也存在著明顯的不足，即使管道接口呈剛性連接，管道接口的剛性連接雖增加了連接管道的整體剛性，但極易使得外部破壞載荷通過一個(gè)管道向另一管道傳遞，由于兩段管道畢竟不是一體，這使得接口部分在外部載荷作用下發(fā)生位移變動(dòng)，甚至損壞管道，造成管內(nèi)流體泄漏，這在地震等較大載荷下尤為突出。
[0003]而如果有害的振動(dòng)能量在傳遞到被連接管道前能夠消除，可有效保護(hù)被連接管道，并防止兩管道發(fā)生相對位移。
[0004]因此，針對現(xiàn)有石油管道接口的剛性連接所引起的易損壞、易泄漏等缺點(diǎn)，應(yīng)從管道連接方式及結(jié)構(gòu)上進(jìn)行綜合考慮，設(shè)計(jì)出代替管道剛性連接的一種連接裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有石油管道接口的剛性連接所引起的易損壞、易泄漏等缺點(diǎn)，提供了一種可有效解決上述問題的一種基于耗能機(jī)理的石油管道接口柔性連接裝置。
[0006]本發(fā)明的一種基于耗能機(jī)理的石油管道接口柔性連接裝置采用以下技術(shù)方案: 一種基于耗能機(jī)理的石油管道接口柔性連接裝置，主要包括管道、密封圈和彈性阻尼圈，管道分為管道A和管道B，密封圈分為密封圈A和密封圈B，管道A和管道B之間由內(nèi)到外依次安裝密封圈A、彈性阻尼圈和密封圈B ;所述管道A —端的接口部分直徑大于其他管段，管道B接口處設(shè)有兩段圓槽，該兩圓槽分別用于安裝密封圈A和密封圈B;所述密封圈A和密封圈B為“O”形結(jié)構(gòu)，選用NBR 丁氰橡膠密封圈；所述彈性阻尼圈為圓筒形結(jié)構(gòu)，彈性阻尼圈上交錯(cuò)排列有高凸起和低凸起，高凸起和低凸起間設(shè)有凹槽，高凸起、低凸起和凹槽的軸向長度同為Λ高凸起的徑向高度為2Λ低凸起的徑向高度為Λ彈性阻尼圈選用粘彈性高阻尼橡膠材料。
[0007]本發(fā)明將彈性阻尼圈選用粘彈性高阻尼橡膠材料，并且設(shè)計(jì)為含凹槽且高、低凸起交錯(cuò)排列的結(jié)構(gòu)，通過這種設(shè)計(jì)最大程度消耗傳遞能量，消除被連接管的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)管道的柔性連接，具體功能及實(shí)現(xiàn)方式如下:一是實(shí)現(xiàn)整體耗能，即通過粘彈性高阻尼橡膠所具有的粘彈性和高阻尼特性對管道振動(dòng)進(jìn)行減振，當(dāng)管道A振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)能量通過管道A傳遞到彈性阻尼圈，這時(shí)振動(dòng)能量將通過兩種形式消耗，一方面通過橡膠分子鏈之間的粘性內(nèi)摩擦來消耗部分振動(dòng)能量，另一方面彈性阻尼圈內(nèi)、外側(cè)的管道B和管道A相當(dāng)于約束板，當(dāng)管道A振動(dòng)時(shí)，管道A和管道B起到約束彈性阻尼圈運(yùn)動(dòng)的作用，約束的彈性阻尼圈受到剪切作用，使彈性阻尼圈內(nèi)的振動(dòng)能量通過轉(zhuǎn)化為熱能方式來消耗；二是實(shí)現(xiàn)徑向二次減振，當(dāng)管道A振動(dòng)時(shí)，將壓迫彈性阻尼圈上的高凸起發(fā)生變形，通過高凸起的壓縮變形起到一次耗能及減振的作用，當(dāng)管道A的振幅加大時(shí)，在壓縮高凸起的基礎(chǔ)上將促使低凸起發(fā)生壓縮變形，低凸起在壓縮變形時(shí)又會(huì)起到二次耗能及減振的作用，并且在壓縮低凸起時(shí)，會(huì)使局部高凸起與低凸起發(fā)生摩擦，將振動(dòng)能量以熱能的形式消耗；三是防止軸向移動(dòng)，即通過彈性阻尼圈上的高凸起在壓縮狀態(tài)下的剪切變形，增加管道A與高凸起間的摩擦力，防止管道A和管道B發(fā)生相對軸向運(yùn)動(dòng)；四是密封管路的作用，即通過高凸起、低凸起及其間的凹槽實(shí)現(xiàn)流體的密封，當(dāng)管道內(nèi)的流體經(jīng)密封圈A泄漏時(shí)，泄漏流體會(huì)暫時(shí)儲(chǔ)存在凹槽及兩高凸起間區(qū)域，由于高凸起、低凸起和凹槽為交錯(cuò)排列，使得彈性阻尼圈起到篦齒迷宮密封的作用。
[0008]本發(fā)明在管道接口安裝密封圈A和密封圈B兩個(gè)密封圈，通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有以下功能:一是加強(qiáng)密封效果，即通過密封圈A防止管內(nèi)流體泄漏到彈性阻尼圈，通過密封圈B防止泄漏到彈性阻尼圈內(nèi)的流體再次泄漏到管外；二是隔離管外雜質(zhì)并保護(hù)彈性阻尼圈，即通過密封圈B防止管外雜質(zhì)進(jìn)入到彈性阻尼圈降低其耗能性能，以及通過密封圈A防止雜質(zhì)進(jìn)入管內(nèi)，污染管內(nèi)流體。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:通過材料為粘彈性高阻尼橡膠、結(jié)構(gòu)為含凹槽且高、低凸起交錯(cuò)排列的彈性阻尼圈的整體耗能、徑向二次減振、軸向防止移動(dòng)最大程度消耗傳遞能量，消除被連接管的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)管道的柔性連接，并且通過其交錯(cuò)排列的高凸起、低凸起和凹槽起到篦齒迷宮密封的作用；通過雙密封圈設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)密封、隔離雜質(zhì)及保護(hù)彈性阻尼圈的作用。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的三維示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明彈性阻尼圈的結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明彈性阻尼圈的二維不意圖。
[0014]其中:1、管道A，2、密封圈A，3彈性阻尼圈，4、密封圈B，5、管道B，6、高凸起，7、低凸起，8、凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例:
如圖1、圖2所示，本發(fā)明的一種基于耗能機(jī)理的石油管道接口柔性連接裝置，主要包括管道A 1、管道B 5、密封圈A 2、密封圈B 4和彈性阻尼圈3，管道A I和管道B 5之間由內(nèi)到外依次安裝密封圈A 2、彈性阻尼圈3和密封圈B 4。
[0016]管道A I—端的接口部分直徑大于其他管段，管道B 5接口處設(shè)有兩段圓槽，該兩圓槽分別用于安裝密封圈A 2和密封圈B 4。
[0017]密封圈A 2和密封圈B 4為“O”形結(jié)構(gòu)，選用NBR 丁氰橡膠密封圈，在管道接口安裝密封圈A 2和密封圈B 4兩個(gè)密封圈，在工作時(shí)具有以下功能:一是加強(qiáng)密封效果，即通過密封圈A 2防止管內(nèi)流體泄漏到彈性阻尼圈3，通過密封圈B 4防止泄漏到彈性阻尼圈3內(nèi)的流體再次泄漏到管外；二是隔離管外雜質(zhì)并保護(hù)彈性阻尼圈3，即通過密封圈B 4防止管外雜質(zhì)進(jìn)入到彈性阻尼圈3降低其耗能性能，以及通過密封圈A 2防止雜質(zhì)進(jìn)入管內(nèi)，污染管內(nèi)流體。
[0018]結(jié)合圖3、圖4所示，彈性阻尼圈3為圓筒形結(jié)構(gòu)，彈性阻尼圈3上交錯(cuò)排列有高凸起6和低凸起7，高凸起6和低凸起7間設(shè)有凹槽8，高凸起6、低凸起7和凹槽8的軸向長度同為Λ高凸起6的徑向高度為2Λ低凸起7的徑向高度為Λ彈性阻尼圈3選用粘彈性高阻尼橡膠材料。
[0019]在工作時(shí)，這種設(shè)計(jì)最大程度消耗傳遞能量，消除被連接管的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)管道的柔性連接，具體功能及實(shí)現(xiàn)方式如下:一是實(shí)現(xiàn)整體耗能，即通過粘彈性高阻尼橡膠所具有的粘彈性和高阻尼特性對管道振動(dòng)進(jìn)行減振，當(dāng)管道A I振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)能量通過管道A I傳遞到彈性阻尼圈3，這時(shí)振動(dòng)能量將通過兩種形式消耗，一方面通過橡膠分子鏈之間的粘性內(nèi)摩擦來消耗部分振動(dòng)能量，另一方面彈性阻尼圈3內(nèi)、外側(cè)的管道B 5和管道A 2相當(dāng)于約束板，當(dāng)管道A I振動(dòng)時(shí)，管道A I和管道B 5起到約束彈性阻尼圈3運(yùn)動(dòng)的作用，約束的彈性阻尼圈3受到剪切作用，使彈性阻尼圈3內(nèi)的振動(dòng)能量通過轉(zhuǎn)化為熱能方式來消耗；二是實(shí)現(xiàn)徑向二次減振，當(dāng)管道A I振動(dòng)時(shí)，將壓迫彈性阻尼圈3上的高凸起6發(fā)生變形，通過高凸起6的壓縮變形起到一次耗能及減振的作用，當(dāng)管道A I的振幅加大時(shí)，在壓縮高凸起6的基礎(chǔ)上將促使低凸起7發(fā)生壓縮變形，低凸起7在壓縮變形時(shí)又會(huì)起到二次耗能及減振的作用，并且在壓縮低凸起7時(shí)，會(huì)使局部高凸起6與低凸起7發(fā)生摩擦，將振動(dòng)能量以熱能的形式消耗；三是防止軸向移動(dòng)，即通過彈性阻尼圈3上的高凸起6在壓縮狀態(tài)下的剪切變形，增加管道A I與高凸起6間的摩擦力，防止管道A I和管道B 5發(fā)生相對軸向運(yùn)動(dòng)；四是密封管路的作用，即通過高凸起6、低凸起7及其間的凹槽8實(shí)現(xiàn)流體的密封，當(dāng)管道內(nèi)的流體經(jīng)密封圈A I泄漏時(shí)，泄漏流體會(huì)暫時(shí)儲(chǔ)存在凹槽8及兩高凸起6間區(qū)域，由于高凸起6、低凸起7和凹槽8為交錯(cuò)排列，使得彈性阻尼圈3起到篦齒迷宮密封的作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于耗能機(jī)理的石油管道接口柔性連接裝置，主要包括管道、密封圈和彈性阻尼圈，管道分為管道A和管道B，密封圈分為密封圈A和密封圈B，管道A和管道B之間由內(nèi)到外依次安裝密封圈A、彈性阻尼圈和密封圈B，其特征在于:所述管道A—端的接口部分直徑大于其他管段，管道B接口處設(shè)有兩段圓槽，該兩圓槽分別用于安裝密封圈A和密封圈B ;所述密封圈A和密封圈B為“O”形結(jié)構(gòu)，選用NBR 丁氰橡膠密封圈；所述彈性阻尼圈為圓筒形結(jié)構(gòu)，彈性阻尼圈上交錯(cuò)排列有高凸起和低凸起，高凸起和低凸起間設(shè)有凹槽，高凸起、低凸起和凹槽的軸向長度同為Λ高凸起的徑向高度為2Λ低凸起的徑向高度為Λ彈性阻尼圈選用粘彈性高阻尼橡膠材料。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于耗能機(jī)理的石油管道接口柔性連接裝置，主要包括管道、密封圈和彈性阻尼圈。其特點(diǎn)是雙密封圈密封，彈性阻尼圈含凹槽且高、低凸起交錯(cuò)排列。本發(fā)明通過材料為粘彈性高阻尼橡膠、結(jié)構(gòu)為含凹槽且高、低凸起交錯(cuò)排列的彈性阻尼圈的整體耗能、徑向二次減振、軸向防止移動(dòng)最大程度消耗傳遞能量，消除被連接管的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)管道的柔性連接，并且通過其交錯(cuò)排列的高凸起、低凸起和凹槽起到篦齒迷宮密封的作用；通過雙密封圈設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)密封、隔離雜質(zhì)及保護(hù)彈性阻尼圈。
【IPC分類】F16L25/10
【公開號(hào)】CN105156794
【申請?zhí)枴緾N201510480239
【發(fā)明人】安延濤, 趙東, 楊玉娥, 劉魯寧, 李娜
【申請人】濟(jì)南大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月8日