一种基于耗能机理的石油管道接口柔性连接装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于耗能机理的石油管道接口柔性连接装置，尤其涉及一种通过弹性阻尼圈的整体耗能、径向二次减振、轴向防止移动实现管道的柔性连接以及其交错排列的高凸起、低凸起和凹槽实现篦齿迷宫密封；通过双密封圈实现加强密封、隔离杂质及保护弹性阻尼圈，属于管道连接技术研发领域。
【背景技术】
[0002]目前石油管道接口的连接主要是通过焊接或法兰等方式，这些方式虽然在一定程度上实现了管道的密封连接，但也存在着明显的不足，即使管道接口呈刚性连接，管道接口的刚性连接虽增加了连接管道的整体刚性，但极易使得外部破坏载荷通过一个管道向另一管道传递，由于两段管道毕竟不是一体，这使得接口部分在外部载荷作用下发生位移变动，甚至损坏管道，造成管内流体泄漏，这在地震等较大载荷下尤为突出。
[0003]而如果有害的振动能量在传递到被连接管道前能够消除，可有效保护被连接管道，并防止两管道发生相对位移。
[0004]因此，针对现有石油管道接口的刚性连接所引起的易损坏、易泄漏等缺点，应从管道连接方式及结构上进行综合考虑，设计出代替管道刚性连接的一种连接装置。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有石油管道接口的刚性连接所引起的易损坏、易泄漏等缺点，提供了一种可有效解决上述问题的一种基于耗能机理的石油管道接口柔性连接装置。
[0006]本发明的一种基于耗能机理的石油管道接口柔性连接装置采用以下技术方案: 一种基于耗能机理的石油管道接口柔性连接装置，主要包括管道、密封圈和弹性阻尼圈，管道分为管道A和管道B，密封圈分为密封圈A和密封圈B，管道A和管道B之间由内到外依次安装密封圈A、弹性阻尼圈和密封圈B ;所述管道A —端的接口部分直径大于其他管段，管道B接口处设有两段圆槽，该两圆槽分别用于安装密封圈A和密封圈B;所述密封圈A和密封圈B为“O”形结构，选用NBR 丁氰橡胶密封圈；所述弹性阻尼圈为圆筒形结构，弹性阻尼圈上交错排列有高凸起和低凸起，高凸起和低凸起间设有凹槽，高凸起、低凸起和凹槽的轴向长度同为Λ高凸起的径向高度为2Λ低凸起的径向高度为Λ弹性阻尼圈选用粘弹性高阻尼橡胶材料。
[0007]本发明将弹性阻尼圈选用粘弹性高阻尼橡胶材料，并且设计为含凹槽且高、低凸起交错排列的结构，通过这种设计最大程度消耗传递能量，消除被连接管的负载，实现管道的柔性连接，具体功能及实现方式如下:一是实现整体耗能，即通过粘弹性高阻尼橡胶所具有的粘弹性和高阻尼特性对管道振动进行减振，当管道A振动时，振动能量通过管道A传递到弹性阻尼圈，这时振动能量将通过两种形式消耗，一方面通过橡胶分子链之间的粘性内摩擦来消耗部分振动能量，另一方面弹性阻尼圈内、外侧的管道B和管道A相当于约束板，当管道A振动时，管道A和管道B起到约束弹性阻尼圈运动的作用，约束的弹性阻尼圈受到剪切作用，使弹性阻尼圈内的振动能量通过转化为热能方式来消耗；二是实现径向二次减振，当管道A振动时，将压迫弹性阻尼圈上的高凸起发生变形，通过高凸起的压缩变形起到一次耗能及减振的作用，当管道A的振幅加大时，在压缩高凸起的基础上将促使低凸起发生压缩变形，低凸起在压缩变形时又会起到二次耗能及减振的作用，并且在压缩低凸起时，会使局部高凸起与低凸起发生摩擦，将振动能量以热能的形式消耗；三是防止轴向移动，即通过弹性阻尼圈上的高凸起在压缩状态下的剪切变形，增加管道A与高凸起间的摩擦力，防止管道A和管道B发生相对轴向运动；四是密封管路的作用，即通过高凸起、低凸起及其间的凹槽实现流体的密封，当管道内的流体经密封圈A泄漏时，泄漏流体会暂时储存在凹槽及两高凸起间区域，由于高凸起、低凸起和凹槽为交错排列，使得弹性阻尼圈起到篦齿迷宫密封的作用。
[0008]本发明在管道接口安装密封圈A和密封圈B两个密封圈，通过这种结构设计具有以下功能:一是加强密封效果，即通过密封圈A防止管内流体泄漏到弹性阻尼圈，通过密封圈B防止泄漏到弹性阻尼圈内的流体再次泄漏到管外；二是隔离管外杂质并保护弹性阻尼圈，即通过密封圈B防止管外杂质进入到弹性阻尼圈降低其耗能性能，以及通过密封圈A防止杂质进入管内，污染管内流体。
[0009]本发明的有益效果是:通过材料为粘弹性高阻尼橡胶、结构为含凹槽且高、低凸起交错排列的弹性阻尼圈的整体耗能、径向二次减振、轴向防止移动最大程度消耗传递能量，消除被连接管的负载，实现管道的柔性连接，并且通过其交错排列的高凸起、低凸起和凹槽起到篦齿迷宫密封的作用；通过双密封圈设计实现加强密封、隔离杂质及保护弹性阻尼圈的作用。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的整体结构示意图。
[0011]图2是本发明整体结构的三维示意图。
[0012]图3是本发明弹性阻尼圈的结构尺寸示意图。
[0013]图4是本发明弹性阻尼圈的二维不意图。
[0014]其中:1、管道A，2、密封圈A，3弹性阻尼圈，4、密封圈B，5、管道B，6、高凸起，7、低凸起，8、凹槽。
【具体实施方式】
[0015]实施例:
如图1、图2所示，本发明的一种基于耗能机理的石油管道接口柔性连接装置，主要包括管道A 1、管道B 5、密封圈A 2、密封圈B 4和弹性阻尼圈3，管道A I和管道B 5之间由内到外依次安装密封圈A 2、弹性阻尼圈3和密封圈B 4。
[0016]管道A I—端的接口部分直径大于其他管段，管道B 5接口处设有两段圆槽，该两圆槽分别用于安装密封圈A 2和密封圈B 4。
[0017]密封圈A 2和密封圈B 4为“O”形结构，选用NBR 丁氰橡胶密封圈，在管道接口安装密封圈A 2和密封圈B 4两个密封圈，在工作时具有以下功能:一是加强密封效果，即通过密封圈A 2防止管内流体泄漏到弹性阻尼圈3，通过密封圈B 4防止泄漏到弹性阻尼圈3内的流体再次泄漏到管外；二是隔离管外杂质并保护弹性阻尼圈3，即通过密封圈B 4防止管外杂质进入到弹性阻尼圈3降低其耗能性能，以及通过密封圈A 2防止杂质进入管内，污染管内流体。
[0018]结合图3、图4所示，弹性阻尼圈3为圆筒形结构，弹性阻尼圈3上交错排列有高凸起6和低凸起7，高凸起6和低凸起7间设有凹槽8，高凸起6、低凸起7和凹槽8的轴向长度同为Λ高凸起6的径向高度为2Λ低凸起7的径向高度为Λ弹性阻尼圈3选用粘弹性高阻尼橡胶材料。
[0019]在工作时，这种设计最大程度消耗传递能量，消除被连接管的负载，实现管道的柔性连接，具体功能及实现方式如下:一是实现整体耗能，即通过粘弹性高阻尼橡胶所具有的粘弹性和高阻尼特性对管道振动进行减振，当管道A I振动时，振动能量通过管道A I传递到弹性阻尼圈3，这时振动能量将通过两种形式消耗，一方面通过橡胶分子链之间的粘性内摩擦来消耗部分振动能量，另一方面弹性阻尼圈3内、外侧的管道B 5和管道A 2相当于约束板，当管道A I振动时，管道A I和管道B 5起到约束弹性阻尼圈3运动的作用，约束的弹性阻尼圈3受到剪切作用，使弹性阻尼圈3内的振动能量通过转化为热能方式来消耗；二是实现径向二次减振，当管道A I振动时，将压迫弹性阻尼圈3上的高凸起6发生变形，通过高凸起6的压缩变形起到一次耗能及减振的作用，当管道A I的振幅加大时，在压缩高凸起6的基础上将促使低凸起7发生压缩变形，低凸起7在压缩变形时又会起到二次耗能及减振的作用，并且在压缩低凸起7时，会使局部高凸起6与低凸起7发生摩擦，将振动能量以热能的形式消耗；三是防止轴向移动，即通过弹性阻尼圈3上的高凸起6在压缩状态下的剪切变形，增加管道A I与高凸起6间的摩擦力，防止管道A I和管道B 5发生相对轴向运动；四是密封管路的作用，即通过高凸起6、低凸起7及其间的凹槽8实现流体的密封，当管道内的流体经密封圈A I泄漏时，泄漏流体会暂时储存在凹槽8及两高凸起6间区域，由于高凸起6、低凸起7和凹槽8为交错排列，使得弹性阻尼圈3起到篦齿迷宫密封的作用。
【主权项】
1.一种基于耗能机理的石油管道接口柔性连接装置，主要包括管道、密封圈和弹性阻尼圈，管道分为管道A和管道B，密封圈分为密封圈A和密封圈B，管道A和管道B之间由内到外依次安装密封圈A、弹性阻尼圈和密封圈B，其特征在于:所述管道A—端的接口部分直径大于其他管段，管道B接口处设有两段圆槽，该两圆槽分别用于安装密封圈A和密封圈B ;所述密封圈A和密封圈B为“O”形结构，选用NBR 丁氰橡胶密封圈；所述弹性阻尼圈为圆筒形结构，弹性阻尼圈上交错排列有高凸起和低凸起，高凸起和低凸起间设有凹槽，高凸起、低凸起和凹槽的轴向长度同为Λ高凸起的径向高度为2Λ低凸起的径向高度为Λ弹性阻尼圈选用粘弹性高阻尼橡胶材料。
【专利摘要】本发明提供了一种基于耗能机理的石油管道接口柔性连接装置，主要包括管道、密封圈和弹性阻尼圈。其特点是双密封圈密封，弹性阻尼圈含凹槽且高、低凸起交错排列。本发明通过材料为粘弹性高阻尼橡胶、结构为含凹槽且高、低凸起交错排列的弹性阻尼圈的整体耗能、径向二次减振、轴向防止移动最大程度消耗传递能量，消除被连接管的负载，实现管道的柔性连接，并且通过其交错排列的高凸起、低凸起和凹槽起到篦齿迷宫密封的作用；通过双密封圈设计实现加强密封、隔离杂质及保护弹性阻尼圈。
【IPC分类】F16L25/10
【公开号】CN105156794
【申请号】CN201510480239
【发明人】安延涛, 赵东, 杨玉娥, 刘鲁宁, 李娜
【申请人】济南大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月8日