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      鍛鋼環(huán)鎖型快開盲板的制作方法

      文檔序號:5815625閱讀:565來源:國知局
      專利名稱:鍛鋼環(huán)鎖型快開盲板的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實用新型是用于輸油管道清管系統(tǒng)的設(shè)備,涉及管道系統(tǒng)(F17D)。
      輸油管道為提高輸送能力,確保安全運行,必須要在管道系統(tǒng)中配備清管系統(tǒng)。而盲板則是清管系統(tǒng)的主要設(shè)備。幾十年來先后在清管系統(tǒng)中采用過多種盲板,如大螺紋型、牙嵌型、卡箍型及環(huán)鎖型。環(huán)鎖型盲板與其他型相比,具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、安全可靠、重量輕及使用方便等優(yōu)點,是一種較好的結(jié)構(gòu)形式。但現(xiàn)用盲快尚有二點不足其一,鎖環(huán)斷面由于受結(jié)構(gòu)及承載能力的要求不可能太小,而鎖環(huán)又要近貼頭蓋槽底,故開閉機構(gòu)的調(diào)節(jié)桿拉力較大,該力對頭蓋槽面產(chǎn)生較大的彎矩,并由此而產(chǎn)生較大的反力,從而又增加了調(diào)節(jié)桿的拉力,結(jié)果使調(diào)節(jié)桿的拉力很大,操縱板手費力大;其二,現(xiàn)有盲板均用軸向開閉方案,對于某些口徑的盲板是可行的,但當(dāng)壓力加大時,其開閉操縱力也將增大,甚至到根本行不通。
      本實用新型的目的是設(shè)計一種高強度、開閉快速、省力,且可適用于高壓大口徑管道的盲板。
      環(huán)鎖型快開盲板的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要是由半球狀頭蓋〔3〕、轉(zhuǎn)臂〔2〕、兩個半園形鎖環(huán)〔4〕、筒體〔5〕、密封圈〔7〕和開閉機構(gòu)構(gòu)成的。頭蓋開啟時,鎖環(huán)利用兩個半園環(huán)端部的開閉機構(gòu)收縮至頭蓋凹槽內(nèi),頭蓋關(guān)閉時,開閉機構(gòu)將鎖環(huán)放松,且撐開至貼緊。
      環(huán)鎖的開閉機構(gòu)由雙向開閉調(diào)節(jié)桿〔1〕、活節(jié)塊〔8〕、支架〔12〕以及鎖環(huán)〔4〕組成。當(dāng)需要打開頭蓋時,擰轉(zhuǎn)雙向開閉調(diào)節(jié)桿使兩端活節(jié)塊產(chǎn)生軸向位移,鎖環(huán)的運動過程是先平移,隨后便轉(zhuǎn)成為單支點非均勻彎曲,最后為部分均勻彎曲。鎖環(huán)平移只需要克服鎖環(huán)與頭蓋、筒體間的摩擦力,此力較小。從單支點非均勻彎曲到部分均勻彎曲階段,除了上述摩擦力外,還要克服鎖環(huán)的彎矩,故所需調(diào)節(jié)桿拉力較大。要減少開閉機構(gòu)調(diào)節(jié)桿的拉力,就是要減小鎖環(huán)的彎矩。其辦法有在鎖環(huán)與頭蓋槽底間加襯板、徑向開閉及齒狀錐環(huán)鎖三種方案。同時,為了提高強度安全系數(shù),此三種方案的頭蓋和筒體的材質(zhì)均可采用鍛鋼。
      在鎖環(huán)與頭蓋槽底間加襯板,主要是為了克服鎖環(huán)在單支點非均勻彎曲到部分均勻彎曲階段彎矩大的不足。襯板的外形為弧狀板條,貼于頭蓋槽底,且在對應(yīng)于鎖環(huán)〔4〕的中心部位。襯板的寬度與鎖環(huán)相近。厚度要考慮開頭蓋時鎖環(huán)加襯板的厚度能收入頭蓋槽底,且不致使槽底太深而影響頭蓋的強度。襯板的弧長也應(yīng)恰當(dāng)擇擇,與鎖環(huán)等長,則等于未加,太短了又減小操縱力有限。一般選擇襯板弧長在鎖環(huán)弧長的 1/4 到 2/3 。襯板的材質(zhì)一般用帶鋼,也可用其他硬金屬材料。
      現(xiàn)有盲板開閉機構(gòu)是在軸向布局,這種結(jié)構(gòu)在開閉時,鎖環(huán)所受彎矩大,針對此問題,本實用新型的第二種方案是將盲板的開閉機構(gòu)設(shè)置在筒體的徑向,且頭蓋與筒體均用鍛鋼。開閉機構(gòu)徑向布局的具體結(jié)構(gòu)有二種其一如圖3、圖4所示,是支架〔12〕固連于鎖環(huán)〔4〕的端頭,并伸出筒體〔5〕外,對應(yīng)處的筒體上留有缺口(如圖1所示),支架端頭開槽,槽內(nèi)夾有帶螺母的活節(jié)塊〔8〕,活節(jié)塊與支架槽壁由定位螺釘〔9〕定位,調(diào)節(jié)桿〔1〕穿過兩根鎖環(huán)端頭的活節(jié)塊上的雙向螺母。其二如圖5、圖6所示,是直接在鎖環(huán)端頭開槽,槽內(nèi)有帶螺母的活節(jié)塊〔8〕,活節(jié)塊通過兩根螺釘〔9〕與鎖環(huán)鉸鏈,調(diào)節(jié)桿穿過兩個鎖環(huán)端的活節(jié)塊上的雙向螺母,對應(yīng)開閉機構(gòu)處的筒體上留有合適的缺口。
      徑向布局的開閉機構(gòu)的開閉力等于環(huán)鎖的開閉力,克服了有害的附加彎矩,同時,由于開閉機構(gòu)在徑向,調(diào)節(jié)桿開閉力之力臂增加了,相當(dāng)于又增加了一個有益的彎矩,相應(yīng)地減小了原環(huán)鎖開閉力。而且由于鎖環(huán)與開閉機構(gòu)交接處的彎矩較小,這對于環(huán)鎖張開時保證與筒體接觸面的均勻性要求來說,是十分有利的。
      本實用新型的第三種方案是用齒狀錐環(huán)作鎖環(huán),但這必須是在鎖環(huán)強度允許的前提下。具體是在鎖環(huán)的外側(cè)加工若干缺口,以降低鎖環(huán)的剛性,從而減小環(huán)鎖的開閉力。鎖環(huán)外側(cè)的缺口數(shù)和缺口深度受環(huán)鎖強度的限制,不能太多、太深;但缺口數(shù)太少,或缺口太淺則減小開閉力又太小。一般來說缺口數(shù)最少為二個,其布局可以是均勻分布,也可采用鎖環(huán)中部比兩端的密度大。缺口一般不宜開口太大,否則會影響盲板的閉鎖性能。其形狀為園弧狀。而缺口的深度最大不超過鎖環(huán)厚度的 1/2 。
      上述三種減小開閉機構(gòu)操縱力的方案,適用于高壓及各種口徑的管道。同時,此三種方案對盲板密封的設(shè)計無影響,密封圈可以設(shè)計成多種形式,使密封效果最佳。
      在進行盲板的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計時,不能用常規(guī)材料力學(xué)的方法進行計算,必須采用符合客觀實際的多彈性體接觸問題的有限元混合法,同時要考慮疲勞斷裂問題。用這種方法分析得知,快開盲板的頭蓋、筒體與鎖環(huán)接觸區(qū)周圍的環(huán)槽根部是危險區(qū)域,在設(shè)計時重點解決的是合理地選擇上述減小開閉力的方案以及頭蓋、筒體和環(huán)鎖的幾何尺寸的合理匹配,并從結(jié)構(gòu)上盡量減小峰值應(yīng)力及適當(dāng)?shù)膭偠取?br> 本實用新型的優(yōu)點是使環(huán)鎖型快開盲板的強度安全系數(shù)增大,密封性能好,開閉機構(gòu)的開閉力減小,使操縱力減小,加快了開閉速度,并可承受疲勞載荷;如果采用本實用新型所列二種以上方案的組合時,則效果會更佳;該實用新型可適用于高壓及各種口徑的管道,且?guī)追N方案的加工制造都較容易。


      圖1帶襯板的快開盲板端面圖圖2帶襯板的快開盲板剖面圖圖3帶支架的徑向開閉機構(gòu)圖圖4帶支架的徑向開閉機構(gòu)剖視圖圖5鎖環(huán)端頭徑向開閉機構(gòu)圖圖6鎖環(huán)端頭徑向開閉機構(gòu)剖視圖圖7齒狀錐環(huán)鎖其中1調(diào)節(jié)桿2轉(zhuǎn)臂3頭蓋4環(huán)鎖5筒體6襯板7密封圈8活節(jié)塊9螺釘10螺母11缺口12支架
      權(quán)利要求1.一種由頭蓋、環(huán)鎖、筒體和開閉機構(gòu)構(gòu)成的鍛鋼環(huán)鎖型快開盲板,其特征是(1)在環(huán)鎖與頭蓋槽底間加有襯板;(2)開閉機構(gòu)為徑向布局;(3)鎖環(huán)的外側(cè)成齒狀。
      2.如權(quán)利要求1所述的鍛鋼環(huán)鎖型快開盲板,其特征是襯板位于每只鎖環(huán)的中心部,其材質(zhì)為鋼材或其他硬金屬。
      3.如權(quán)利要求1和2所述的鍛鋼環(huán)鎖型快開盲板,其特征是襯板為弧狀板條,其寬度與鎖環(huán)相近,長度為鎖環(huán)的1/4到2/3。
      4.如權(quán)利要求1所述的鍛鋼環(huán)鎖型快開盲板,其特征是支架固連于鎖環(huán)端頭,并伸出筒體外,支架端頭開槽,槽內(nèi)夾有帶螺母的活節(jié)塊,活節(jié)塊與槽側(cè)壁有定位螺釘。
      5.如權(quán)利要求1所述的鍛鋼環(huán)鎖型快開盲板,其特征是在鎖環(huán)端頭開槽,槽內(nèi)有帶螺母的活節(jié)塊,活節(jié)塊通過兩根螺釘與鎖環(huán)槽壁鉸鏈。
      6.如權(quán)利要求1所述的鍛鋼環(huán)鎖型快開盲板,其特征是鎖環(huán)外側(cè)的缺口為園弧狀,其深度最大不超過鎖環(huán)厚度的1/2。
      7.如權(quán)利要求1和6所述的鍛鋼環(huán)鎖型快開盲板,其特征是每個鎖環(huán)上的缺口在二個以上,其位置為均勻布局。
      8.如權(quán)利要求1和6所述的鍛鋼環(huán)鎖型快開盲板,其特征是每個鎖環(huán)上的缺口在二個以上,其位置布局是鎖環(huán)中部密度較兩端為大。
      專利摘要本實用新型是用于輸油管道清管系統(tǒng)的快開盲板。它主要由鍛鋼制的頭蓋、筒體、鎖環(huán)和開閉機構(gòu)構(gòu)成。為減少開閉機構(gòu)操縱力,本實用新型公開了三種實用方案,即在鎖環(huán)與頭蓋槽底間加襯板、開閉機構(gòu)徑向布局和鎖環(huán)采用齒狀錐環(huán)。本實用新型克服了現(xiàn)有環(huán)鎖快開盲板的不足,使強度安全系數(shù)增大,密封性能好,開閉操縱力減小,從而加快了開閉速度,并可承受疲勞載荷。
      文檔編號F17D1/00GK2033081SQ8820273
      公開日1989年2月22日 申請日期1988年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月2日
      發(fā)明者趙廣森, 劉崇德, 秦義, 黃昌華, 李文綺 申請人:石油工業(yè)部管道勘察設(shè)計院, 重慶大學(xué)
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