巨型管快接头.pdf

一种巨型管快接头，适用于钢管内径Φ1.6米左右的钢管间快速连接。转套(1)内预先装入环圈(2)，环圈再焊在A管端，使转套能在环圈外自由转动但不会拉脱。B管端焊有牙圈(3)；在A管与B管两钢管连接时中间衬有密封垫，只要把转套旋在B管端的牙圈上就快速完成连接。其优点是改变现有国标在Φ1.6米管径连接用法兰和40副大螺栓方式；钢管深埋地沟数米深，人需在钢管肚下安装大螺栓，而本发明是人站在管道沟上跳板上扳动转套旋紧实现连接，不仅节省土工工时，光在旋紧方式上提高功效40多倍。

1、  一种巨型管快接头包括转套、环圈、牙圈和密封垫，其特征转套能在环圈外转动、不会拉脱，转套的内凸棱能与牙圈外的牙条啮合楔紧，达到连接两根钢管紧固的目的；环圈与牙圈间的密封垫的剖面呈十字状。

2、  根据权利要求1所述的巨型管快接头，特征是转套外圆周上均布圆孔，兼作旋转时的扳杆插入孔用。

3、  根据权利要求1所述的巨型管快接头，特征是环圈与牙圈各有两种型式可分别取代国标的带颈法兰和平板法兰。

4、  根据权利要求1所述的巨型管快接头，特征是密封垫的剖面呈字状的特点具备一般的密封作用以外更具有阻断泄漏，对接定位作用。

巨型管快接头
技术领域：
本发明属于管道接头机械领域。
背景技术：
数万亩、数万亩海涂围成，现今世界最长的杭州湾跨海大桥贯通，民企兴盛和外资集聚，大量内陆边缘劳工溶入，形成新老慈溪人和谐共创发展。高等学府、专业技校，科工贸、农商旅游都在跨越式发展，水资源凸显难题。
人人感恩改革开放，特别是新世纪在创新型国策的引领。当今已成为宁波市北大门、长三角的重要交通节点的新慈溪，为满足优质水源，跨越地区、跨越大河、曹娥江和重要山嶺，向绍兴地区的汤浦水库引水成功。
引水的关键大管道，许多地方都得用Φ1.6米的钢管和法兰、螺栓连接。
省内外沿海地区纷纷派人借鉴慈溪保护国家农业用地、围海造地创发展，所以引水也是关键。国标Φ1.6米钢管的每副法兰上(公称压力0.6兆帕时)得用M30的40副大螺栓，如果公称压力1兆帕时，就得用M48的40副大螺栓，因此不仅法兰外径大，安装连接时，人工须在深埋钢管的深沟底部、钢管肚下旋紧数以十计大螺栓总是十分碍时，往往得用沉井法来防止塌方或渗水过快以维护安装法兰螺栓的施工人员安全施工。
发明内容
发明目的连接A和B两根大钢管时，在A管端外园上装有可自由转动的转套，转套的左端孔口可旋入B管端外牙圈来楔紧达到快速连接的目的。A、B管两端面之间设置十字断面的密封垫，保证钢管轴向热胀冷缩的补偿；在松软的新围海涂土层上难以行驶大型起重机械和重型工程车，因此在工厂制成数十吨重、超长的大钢管两端分别利用已焊上的转套和牙圈，暂且配上临时封堵(防水进入各段大钢管)用的闷盖(也利用快速连接装置)封堵管口，用重型工程车运到短程道路末端的水道边、卸下大钢管浮在水中，再将大钢管顺着水沟浮运牵拉到安装目的地的水沟；运用围海涂、开水沟常用的直流水枪(也是消防用的水枪)和浮式吸水头，并用充气囊局部封堵大钢管侧旁的水沟水流方式，卸掉暂用封堵的闷盖、进而两管完成快速连接。连接时水枪冲刷和吸走污水同时完成，达到连接密封面的清洁；利用工厂集中管理和大钢管在滚轮架上驱动旋转、高效率的自动焊接；超长钢管陆路短程车辆运输，远程按预先规划的埋管沟中水路浮管拖运；在工地用巨型管快接头连接。这样，估计可节省制造、施工、安装周期3/5倍，并节省安装工资支付0.55倍，(备注：假如巨型管快接头是取代市售法兰的条件，另外有专业制造厂供货)。
技术方案：图1在A钢管(内管径Φ1.6米)的一端焊有环圈2，在环圈2外装着可自由转动的转套1；B钢管的一端焊有牙圈3。因此，A与B两根大钢管连接时，用转套1上的三个缺口(圆心角都是60°)对准B钢管牙圈3外均布的三条牙，每一条牙叫3a，旋动转套1就可快速完成连接，转套1内也有三条向内凸起的凸棱1a可与牙圈3的3a啮合(请参考图3)。
说明：图1和图2画的是根据国标带颈钢法兰形式。图3是根据国标板式法兰形式转化而来的，(更简易，以供不同工况中选用)。
请看图2的件2是依据国标：带颈钢法兰形状作了改变、省去了螺栓孔、缩小了外径而称作本方案的环圈2，环圈2是可焊铸钢件，在环圈2的内外园上都设置透空环形槽、以减轻自重，改善浇铸工艺和降低能耗。在环圈2上的20是表示在颈锥面上均布的凸筋，安装时可用钩形扳手防止大钢管A转动(环圈2与钢管A焊在一起)。安装时由转套1转动旋紧在B管的牙圈3外均布的三条牙3a上，而转套1在环圈2外可自由转动，接触面上涂有润滑脂，所以钢管A当它的孔径在Φ1.6米以上和长度在10米以上时就不会转动，自重很重。A管与B管是完全一样的钢管；在A管的另一端即焊有牙圈3，是为表述区分而说成B管，可让下一根管的A端的转套1旋紧连接，所以图2中的B管在长度上不断地多根接长。
图3的环圈2和牙圈3都没有颈锥，是根据国标板式法兰形状改变而来的，这样更简洁，使环圈2、牙圈3的外径比国标的法兰外径更小得多，再没有大螺栓孔环形外圈的面积，在≥Φ1.6米孔径的钢管，它的法兰上用40副大螺栓副总价已超过一个铸钢转套1的价格。
图2可看出密封垫4的剖面呈十字状，它突出优点在中径处有左右双向梯形凸棱对称布置，与可能泄漏方向是呈横向阻断拦截，使泄漏压力碰上绝壁，梯形凸棱更具有楔入、严密作用，即使万一还有泄漏压力势能、在曲折多弯的“密实、长途缝隙中，”会将泄漏势能也消耗怠尽；所以这种密封垫除了一般的密封作用以外，兼具阻断泄漏、对接定位的作用。
与现有技术比较本发明的优点：①适应工厂化日夜制造，缩短制造周期，凸显缩减野外各段短钢管焊长的低效率时间；②免去安装工在工地进入数米深的地沟，在巨型钢管肚下安装螺栓和风雨、日夜条件的制约；③本发明安装：转动转套1，让转套上的三个缺口(其圆心角都略大于60°)对准B管的三条牙3a，旋紧即可，利用转套外圆均布的铸孔、插入钢管(附有力矩显示板杆)，人站在巨型钢管上空的跳板上，扳动转套1，实现A管与B管的连接；④不仅节省土工工时，光在旋紧转套与螺栓副对比中，也提高40多倍功效。
附图说明
图1是A管与B管连接立体图(转套1剖去部分用虚线、双点划线表示)
图2是A管与B管连接正视图。
图3是转套与B管的立体图。
图4是环圈2能放入转套1中的设计条件的剖面图。
实施方式
①图1，转套1、环圈2和牙圈3都是可焊铸钢件，环圈2的(环形)端面与转套1的接触面，用平磨略为磨一下就可；1a与3a的啮合面在靠模磨床略为磨一下即可，允许留有25％的铸件黑疤，所以无论在功耗或对操作工的技能要求都较低。
②图2，安装密封垫4的左右梯形槽，在铸造中已经铸就的，所以车工只需用样板对刀、略为光一刀就完工；因为一般车工都有加工三角胶轮的经验，也就是都会车削梯形槽。
③图3，转套1的三个缺口占圆心角θ，在半径900mm左右时，可取θ＝60.4°；1a的所占圆心角可取θ1＝59.6°；这些θ和θ1的值，对于半径值很大时已属较大的值，也是属于检验铸件的值，所以无需用作机械加工和检验。
在B管上的每条牙是3a(在牙圈3上均布三条的3a)，每一3a所占圆心角也是59.6°，目的使其容易进入转套1的三个缺口。
④图4，是表示设计要求环圈2可放入转套1之中。虚线所示位置表示环圈2放入转套1的初始位置，细实线表示环圈2已经放入和应用的位置；快接头(包括转套1、环圈2、牙圈3和密封垫4)是组合成整套出厂(参考图2)，应附说明书，所以当转套1内串装着环圈2焊在大钢管A端时，先把牙圈3旋出卸下，再在转套1的内(或外)圆周均布的铸造孔、从孔的内端向外临时打入三枚木桩(选择三孔互间120°打牢三木桩)，内端的木桩大头抵紧环圈2的端面，暂时固定住环圈与转套成一体，便于驱动旋转、自动焊在A管端，也防止了焊时忘记必先装有转套的条件。不过：带颈法兰式的环圈2与钢管A焊住后仍能装入转套1(参考图1、图2、图4)；而板式法兰型式的环圈2与钢管A焊住后，要再装入转套1就难了。
附注：现行国标法兰盘、密封垫、螺栓副也都是成套出厂的。