一种周向增力的卡压式海底管道连接器制造技术

技术编号:21885340 阅读:25 留言:0更新日期:2019-08-17 12:12
本发明专利技术提供一种周向增力的卡压式海底管道连接器,包括连接器壳体、压力环、基体、锁紧螺栓四部分组成。所述壳体为中空筒形,中部外侧设有一道环形凹槽,用于发明专利技术专利“卡压式机械连接器的连接工具”相配合,本发明专利技术在使用时需借助该工具提供所需的轴向夹紧力;所述壳体内侧中部有一道环形凸肩,用于所述基体安装时的定位;所述壳体两侧的内表面上开设多道倾斜导向增力槽,用于引导所述压力环轴向旋转,同时有增力作用;在所述壳体两侧的外表面上,各沿周向均布3个锁紧螺栓孔,用于在使用过程中防止连接器内部结构意外松动。本发明专利技术相比沿轴向增力的卡压式连接器,实现了周向旋转增力功能,隔离了管道的轴向扰动对连接器结构的直接影响。

A Circumferential Enhanced Plugging Submarine Pipeline Connector

【技术实现步骤摘要】
一种周向增力的卡压式海底管道连接器
本专利技术涉及一种管道连接装置,尤其涉及一种周向增力的卡压式海底管道连接器,属于海底管道连接器领域。
技术介绍
海底管道连接器广泛用于安装或修复海底油气管道。目前管道的连接方法主要有:焊接、螺栓法兰连接、卡箍连接、卡爪连接、卡压连接等,其中卡压式连接是一种新的连接方式,与其他方式相比更为高效、可靠,结构更为紧凑。现存技术缺点:目前的卡压式连接器均采用以轴向运动的楔形增力机构来实现连接与密封。专利技术专利“可拆卸式管道连接器”(专利技术专利201610115655.2),作为一种典型的卡压连接器,为了挤压连接器基体,须沿轴向顺次设计多个楔形锥面,因此挤压增力的行程很长;另外,安装过程中,形成的挤压接触面为沿轴向移动的周向窄环形带,该过程中被挤压的连接器基体轴向受力不均匀,易导致被挤压结构的外压失稳,有轴向扭曲变形的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种通过周向旋转方式实现楔形增力作用的周向增力的卡压式海底管道连接器。本专利技术的目的是这样实现的:包括壳体、压力环、与管道接触的基体,压力环位于在基体与壳体之间,所述壳体是以中间位置为基准的左右对称的中空筒形结构,且在壳体的中间位置外表面设置有环形凹槽、内表面设置有环形凸肩,壳体两端部的内表面均设置有倾斜导向增力槽,壳体两侧外表面上分别设置有锁紧螺栓孔,所述压力环和基体均有两个、且对称设置在壳体内部的左右两侧,每个基体的一端与环形凸肩接触、另一端的外表面设置有增力齿,每个压力环的内表面设置有增力齿配合的增力齿槽、外表面设置有与倾斜导向增力槽配合的倾斜导向凸台,每个压力环的外表面还设置有与锁紧螺栓孔对应的锁紧盲孔,在锁紧螺栓孔和锁紧盲孔内设置有锁紧螺栓。本专利技术还包括这样一些结构特征:1.在基体的与增力齿同侧的内表面上沿轴向均布有环形凸起的密封环;在所述基体内的表面还设有与所述密封环平行的一道支撑环。2.锁紧螺栓孔、锁紧盲孔以及锁紧螺栓均有三个,其周向等间距布置。3.所述倾斜导向增力槽的槽底面形状是由一个槽底面为平行四边形弧面的倾斜增力槽段与槽底面为矩形弧面的轴向导向槽段叠加而成。4.所述增力齿的齿宽方向是沿轴向的,且增力齿的一侧面为凹圆弧斜面、另一侧为斜面。5.所述支撑环截面为矩形,所述密封环截面均为三角形。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:本专利技术相比沿轴向增力的卡压式连接器,实现了周向旋转增力功能,隔离了管道的轴向扰动对连接器结构的直接影响;本专利技术在周向由倾斜导向增力槽侧壁、增力齿的凹圆弧斜面组成了二级的增力机构;本专利技术的二级增力机构,大幅减轻了现有卡压式连接器连接过程中的卡顿现象;本专利技术的二级增力机构均使压力环的轴向移动行程更短,相比只有一级轴向增力结构的卡压式连接器,减少了连接机具的加载时间;本专利技术的密封环同时实现了对管道的密封与锚定功能。附图说明图1a为本专利技术预备安装状态的内部结构示意图,图1b是图1a的A-A方向的结构示意图;图1c、图1d、图1e分别是I、II、III的局部放大示意图。图2a为本专利技术安装完成状态的内部结构示意图,图2b是图2a的B-B方向的结构示意图;图2c、图2d、图2e分别是IV、V、VI的局部放大示意图。图3为本专利技术预备安装状态的三维结构剖视图。图4为本专利技术安装完成状态的三维结构剖视图。图5为壳体三维剖视图。图6a和图6b分别为壳体内部结构示意图、倾斜导向增力槽槽底形状示意图。图7a-图7c为压力环结构示意图一、二、三。图8a-图8c为基体结构示意图一、二、三。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。结合图1a至图8c,本专利技术的连接器为对称结构。包括连接器壳体、压力环、基体、锁紧螺栓四部分组成。所述壳体为中空筒形,中部外侧设有一道环形凹槽,用于专利技术专利“卡压式机械连接器的连接工具”(专利号:201310276554.X)相配合,本专利技术在使用时需借助该工具提供所需的轴向夹紧力;所述壳体内侧中部有一道环形凸肩,用于所述基体安装时的定位;所述壳体两侧的内表面上开设多道倾斜导向增力槽,用于引导所述压力环轴向旋转,同时有增力作用;在所述壳体两侧的外表面上,各沿周向均布3个锁紧螺栓孔,用于在使用过程中防止连接器内部结构意外松动。所述压力环为中空筒形,所述连接器共需2个压力环。每个所述压力环的外壁面周向的设有可与所述倾斜导向增力槽配合的倾斜导向凸台;所述压力环的内表面,沿周向的均布设置有增力齿槽,其槽方向沿所述壳体的轴向,所述增力齿槽贯穿压力环两侧端面;所述压力环周向开设有与所述锁紧螺栓孔对应的锁紧盲孔,当所述连接器连接结束时,所述压力环也同时旋转完成,所述锁紧盲孔的轴线与所述锁紧螺栓孔的轴线同轴共线。所述基体为中空筒形,所述连接器共需2个该基体。所述基体的一端为筒形,能与所述壳体的环形凸肩定位配合,并在使用前通过焊接方式与所述壳体固定连接;所述基体另一端的外表面,沿周向均布增力齿;所述基体的与增力齿同侧的内表面上,沿该基体轴向均布多道环形凸起的密封环;在所述基体内的表面还设有与所述密封环平行的1道支撑环,用于和所述密封环共同支撑管道。所述锁紧螺栓安装前预先旋转拧入所述锁紧螺栓孔中,但旋入较小的深度,保证该锁紧螺栓不接触所述压力环。在完成连接后,通过水下机器人继续旋转所述锁紧螺栓,使螺栓端部进入所述锁紧盲孔,从而固定了压力环与壳体的相对位置,防止在使用过程中,所述压力环由于振动等环境因素反向旋转,导致连接失效。所述倾斜导向增力槽的槽底面形状是由一个槽底面为平行四边形弧面的倾斜增力槽段与槽底面为矩形弧面的轴向导向槽段叠加而成的,这两种槽段的槽底面共面;所述轴向导向槽段,与所述倾斜增力槽段数量相同。该轴向导向槽段的作用是使所述压力环在连接前的装配时,可直接沿轴向插入到所述壳体和所述基体之间的指定深度位置,而无需沿所述倾斜增力槽段转动,避免了装配过程中所述增力齿槽与所述增力齿相对旋转发生干涉。所述倾斜导向增力槽与所述壳体轴向之间的倾斜角度,根据所述压力环连接过程中需旋转的角度及压力环轴向移动的行程经计算确定,对不同规格的管道所述倾斜角度不同,以保证连接完成时所述压力环沿所述倾斜导向增力槽旋转后,正好处于所述增力齿被压紧着的位置。所述锁紧螺栓孔为螺纹通孔,其开孔位置与所述倾斜导向增力槽位置错开,从而使所述锁紧螺栓孔的孔壁有最大厚度。所述压力环材料的强度大于所述基体材料的强度,在连接过程中所述增力齿槽不发生形变。所述增力齿的齿宽方向沿轴向,一侧面为凹圆弧斜面,与所述增力齿槽配合可起增力作用;另一侧为斜面,用于周向定位作用。所述增力齿槽的轴向长度大于所述增力齿的轴向长度,使压力环轴向移动并转动的过程中,增力齿一直在增力齿槽内。所述锁紧盲孔不穿透所述基体筒壁,以免影响所述增力齿的增力作用;所述支撑环截面为矩形,为一圈沿周向分为多段的环形凸起,分段的目的是减轻径向收缩时环部的内应力。所述密封环截面均为三角形;通过连接后嵌入到管道表面,同时实现了对管道的锚定和密封功能。所述压力环、所述壳体的材料硬度均大于所述基体硬度,连接过程中所述基体整体发生径向收缩,而所述连接器的其他结构不发生形变。本专利技术的连接器为对称结构,因此下面以装置右半部分为例,说明安装过程及密封原理。在连接器入水前,进行如下准备工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种周向增力的卡压式海底管道连接器,包括壳体、压力环、与管道接触的基体,压力环位于在基体与壳体之间,其特征在于:所述壳体是以中间位置为基准的左右对称的中空筒形结构,且在壳体的中间位置外表面设置有环形凹槽、内表面设置有环形凸肩,壳体两端部的内表面均设置有倾斜导向增力槽,壳体两侧外表面上分别设置有锁紧螺栓孔,所述压力环和基体均有两个、且对称设置在壳体内部的左右两侧,每个基体的一端与环形凸肩接触、另一端的外表面设置有增力齿,每个压力环的内表面设置有增力齿配合的增力齿槽、外表面设置有与倾斜导向增力槽配合的倾斜导向凸台,每个压力环的外表面还设置有与锁紧螺栓孔对应的锁紧盲孔,在锁紧螺栓孔和锁紧盲孔内设置有锁紧螺栓。

【技术特征摘要】
1.一种周向增力的卡压式海底管道连接器,包括壳体、压力环、与管道接触的基体,压力环位于在基体与壳体之间,其特征在于:所述壳体是以中间位置为基准的左右对称的中空筒形结构,且在壳体的中间位置外表面设置有环形凹槽、内表面设置有环形凸肩,壳体两端部的内表面均设置有倾斜导向增力槽,壳体两侧外表面上分别设置有锁紧螺栓孔,所述压力环和基体均有两个、且对称设置在壳体内部的左右两侧,每个基体的一端与环形凸肩接触、另一端的外表面设置有增力齿,每个压力环的内表面设置有增力齿配合的增力齿槽、外表面设置有与倾斜导向增力槽配合的倾斜导向凸台,每个压力环的外表面还设置有与锁紧螺栓孔对应的锁紧盲孔,在锁紧螺栓孔和锁紧盲孔内设置有锁紧螺栓。2.根据权利要求1所述的一种周向增力的卡压式海底管道连接器,其特征在于:在基体的与增力齿同侧的内表面上沿轴向均布有环形凸起的密封环;在所述基体内的表面还设有与所述密封环平行的一道支撑环。3.根据权利要求2所述的一种周向增力的卡压式海底管道连接器,其特征在于:锁紧螺栓孔、锁紧盲孔以及锁紧螺栓均有三个,其周向等间距布置。4.根据权利要求1或2或3...

【专利技术属性】
技术研发人员:王立权李振宇王刚贾鹏
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:黑龙江,23

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1