用于热机械地连接管的装置制造方法及图纸

本发明专利技术的用于热机械地连接管（１、２）的装置包括连接工作，其包围将要被连接管（１、２）的端部并且由形状记忆材料制成，其中，连接工作元件制造成带有冷却和加热单元（７）的波纹管（３）的形式，所述冷却和加热单元（７）与能量载体源连通并且被设计为呈布置在波纹管波纹之间且位于波纹管（３）外侧的两个盘绕管的形式，波纹管（３）和盘绕管被包围在由两个部分（５、６）构成的密闭可拆卸的圆筒形壳体中，壳体的内表面附接有热保护壳层，并且壳体的端表面形成有具有橡胶垫（２４）的法兰（２３），所述法兰与将要被连接的管（１、２）的端部结合，盘绕管紧固在壳体相应的部分（５、６）上，并且与将要被连接的管（１、２）的端部接触的波纹管（３）的波纹的表面上安装有弹性密封圈（１０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机械工程，特别是涉及用于连接具有圆筒形状的部件(主要是管)的 装置，并且当执行密闭地连接用于铺设在陆上和水下的输油和输气的大直径管道的任务时 可以用到所述装置。
技术介绍
用于修理损坏的水下管线的焊接和入坞装置是已知的(参见“国外海运建设”(俄 语)，1984年，第5期，第57-58页)。所述已知的装置包括用于安装用来将管端部对准的液 压千斤顶的框架。所述装置还具有密封的工作腔，所述工作腔用于通过干法焊接和连接管 端。所述工作腔通过用来产生常规“干”焊的压缩空气干燥。所述已知装置的一个缺点在于用于在水下状况的焊接操作的设备复杂性。所述装 置使用具有操作流体的液压站、用于用空气干燥工作腔空间的大功率风扇、以及用于通过 干法完成焊接操作的工作腔。已知用于连接管端部的装置，所述装置具有管接头的形状(参见申请No. OS 3702948，IPC4分类为F16L21/06，德国)。管接头在所述装置中包括两个半碗状物，这两个 半碗状物通过拧紧装置径向彼此拧紧，并形成(在管上的)轴向接头。所述半碗状物具有 径向向内延伸的用于轴向与连接环接合的环状台肩。通过密封面与管壁相互作用的密封圈 被安装在连接环与台肩之间。密封圈被连接环和装配在管上并被半碗包围的支撑环轴向支 撑。密封圈具有有利于轴向连接紧密性的成形轮廓。支撑环与套环端面以及管表面一起形 成了具有三角形横截面的环状密封腔。所述接头包括许多部件，包括半碗，为了制造所述接头需要大量的金属以及用于 制造密封端面的许多工时。所述接头的水下安装需要额外的工时和额外的时间。热机械套筒(接头)是已知的，其用作连接管的装置并且由具有形状记忆效应 (SME)的材料，例如NiTi (镍钛合金)制造(参见A. S. Tikhonov等“形状记忆效应在现代 机械工程中的使用”(俄语)，莫斯科，Mashinostroyenie出版社，1981年，第56-62页)。关于在航空工业中使用管热机械连接器(TMC)的管理文件是已知的，例如OST (工 业标准)100960-80 “整体热机械管道连接器”，以及0ST113681-80 “热机械连接器接头 设 计和尺寸。”关于在造船中使用热机械管道连接器的管理文件是已知的，例如 TU. 564-11429 “用于海运管道的热机械连接头 技术规范”经TsNII KM “PR0METEI”核准； RD5UEIA. 2836-90 “用于海运系统管道的热机械连接器·用于制造和组装的工艺·模型生 产过程”iTsNII KM “PR0METEI，，。用于管的热机械连接是一整体的连接，其中使用了接头，所述接头是用包括具有 SME材料的合金制成的。已知的热机械接头被用于连接小直径管(直径小于40毫米)。将 它们安装在管端部的工艺包括以下操作在液氮中冷冻、径向变形用于增大内径，在特殊的 冷冻室储藏和运输接头直到安装在管上的时刻。安装在管上的接头当被加热时恢复了它的原始内径，因此形成热机械连接。由于在用NiTi合金在钢制的管道上制造接头的影响下可能产生腐蚀，因此这样 的管连接是不可靠的，特别是这些管道是在海水中使用的时候。使用这样的套筒来固定大直径管端部需要消耗大量的MTi合金、需要高劳动强 度以及热机械套筒和将被连接的管端面的精机械加工，这使得当连接大直径管端时这样的 套筒在商业上是没有利润的并且还需要大量的工时。用于根据由TsNII KM “PR0METEI”出 版的RD. UEIA2836-90 “用于海运系统管道的热机械连接器”的管道的热机械连接器被认为 是与所请求保护装置的最接近的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于对于任何管直径均保证经济和可靠的密闭(hermetic)连接， 所述连接可以在陆上和水下进行并具有能量载体、工时和为完成管连接操作所需时间的最 小支出。所述目的得以完成是由于在已知的用于管道的热机械连接中，所述机械连接包括 连接工作元件，所述连接工作元件包围着将要被连接的管的端部并且由具有形状记忆效应 (形状热机械记忆效应)的材料制成，根据本专利技术，所述连接工作元件被制造成波纹管的形 状，其具有布置在密闭的可断开的由两个部件构成的圆筒形壳体内的冷却和加热单元。耐 热壳层被附着到壳体的内表面，并且在其端部内形成具有橡胶垫圈的法兰。冷却和加热单 元被制造成两个盘绕管，这两个盘绕管与能量载体源连通并连接到相应的半壳体上。盘绕 管安装在波纹管的外部，设置在波纹管的波纹之间。弹性填料圈被安装在与将要连接的管 端部接触的波纹管波纹的表面上。此外，弹性密封圈的工作径向表面被制成凹形。此外，快速释放的夹具在他们的端部的区域内被安装在位于两壳体部件之间的接 头上。此外，每一个快速释放夹具被制成具有U形夹支架的镐的形状，其中具有手柄的 偏心块被安装，使得具有与壳体的另一部件相互作用的可能性。此外，冷却和加热单元的盘绕管被弯曲使得与波纹管的波纹一致，并具有用于供 给和排除能量载体的端部配件，并且在壳体内形成密封的孔以用于所述配件的密闭的输出ο此外，在壳体中部的外面形成吊环螺栓用于运输所述装置。此外，直到所述装置操作开始，波纹管被安装在将要被连接的管端部的模拟装置 上，其用于保护波纹管不受环境的影响并且用于方便运输的目的。由于将连接工作元件制成由具有形状记忆效应的材料制成的波纹管，因此所述技 术方案使其能够统一用于具有任何直径的包括大直径管在内的密闭连接管，当在油气工业 中把管铺设在路上或水下时这是重要的，并且使其能够通过制造波纹管来代替厚壁接头而 节约了合金的使用，特别是用于连接大直径的管。所请求保护的装置改进了入坞组件的连接可靠性，这是由于在与将要被连接的 管道端部接触的波纹管波纹的内表面安装弹性密封圈而实现的，所述密封圈防止钢部件 (管)在用于制造连接工作元件、即波纹管的NiTi合金的影响下被腐蚀，特别是当管道受到海水的影响时。所述新装置改善了管端连接的可靠性还归因于使弹性密封圈具有凹状的工作表 面，因此在改变波纹管形状时在将要被连接的管端表面与波纹管的波纹上，密封圈凹形表 面的中空槽产生“粘”现象。以上提出的用于形成密封和可靠的管连接的装置消耗能量(冷却剂或废热水)的 量可以忽略不计，因为热水需要用来加速改变波纹管形状的过程，并且因为连接管端的过 程进行归因于波纹管材料内的内能的相变，所述相变通过环境空气或水的热影响被启动。 为了加速波纹管形状变化的过程，不高于100°c的废热水可以向波纹管提供。所述新的装置不需要大量的时间用于在陆上和海面上连接管端部的安装工作，这 对于组织工作人员(潜水员)在水下条件完成铺设和安装操作是极其重要的，这归因于波 纹管由具有预先形状记忆效应的合金制成，在工厂条件下，将其放置在具有维持在零度以 下温度的壳体内，并且在处于准备好的状态将其运输到将要进行管连接的地方。因为使壳体具有围绕波纹管的耐热壳层，因此可以节约完成密闭地连接管的操作 所需的能量，还由于直到开始使用它之前将波纹管始终保持在将要被连接的部件(管端) 的模拟装置上，这防止波纹管在环境的影响下较早的改变形状，因此所述耐热壳层排除了 环境——冷空气或海水——在波纹管上的影响。所请求保护的装置能够节约密闭地连接部件(管)所需的时间和工时，因为不需 要对将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于热机械地连接管（１、２）的装置，包括包围将要被连接的所述管（１、２）的端部的连接工作元件，所述元件由具有形状记忆效应的材料制成，其特征在于，所述连接工作元件被制造成带有冷却和加热单元（７）的波纹管（３），所述冷却和加热单元（７）与能量载体源连通并且被制造为布置在波纹管（３）外侧位于其波纹之间的两个盘绕管，带有所述盘绕管的波纹管（３）被设置在由两个部分（５、６）形成的密闭可分开的圆筒形壳体中，所述壳体的内表面附接有耐热壳层，并且所述壳体的端部制成有带有橡胶垫圈（２４）的法兰（２３），所述法兰与将要被连接的管（１、２）的端部配合，所述盘绕管附接到所述壳体的相应的部分（５、６）上，并且与将要被连接的管（１、２）的端部接触的波纹管（３）的波纹的表面上安装有弹性密封圈（１０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：VS安东诺夫，AV伊万诺夫，
申请(专利权)人：联邦国有制企业圣彼得堡MALAKHIT机械制造海事局，联邦国有制企业俄联邦司法部下署联邦军事，专用或双重知识产权保护局，
类型：发明
国别省市：RU[俄罗斯]