一种生锈螺栓在线更换装置的制作方法

本发明涉及流体输送的法兰管道连接技术领域，特别涉及一种生锈螺栓在线更换装置。

背景技术：

凡是在两个平面周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为“法兰”，因而法兰在各种领域得到了广泛发应用。法兰连接就是把两个管道先各自固定在一个法兰盘上，然后在两个法兰盘之间加上法兰垫，最后用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。

由于螺栓或螺母的长期使用或者暴露与空气中，螺栓或螺母将发生生锈现象。螺栓或螺母生锈的原因如下：1）电化学腐蚀，螺栓或螺母表面存积着含有其他金属元素的粉尘或异类金属颗粒的附着物，在潮湿的空气中，附着物与不锈钢间的冷凝水，将二者连成一个微电池，引发了电化学反应，保护膜受到破坏，从而使螺栓发生化学腐蚀；2）有机酸腐蚀，螺栓或螺母表面粘附有机物汁液，如瓜菜、面汤等，在有水氧情况下，构成有机酸，长时间则有机酸对金属表面的腐蚀；3）化学腐蚀：在有污染的空气中，如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大气等，遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸液点，引起化学腐蚀。

由于螺栓或螺母的腐蚀将降低其强度和使用寿命，并影响法兰连接的密封性能、安全性能、可靠性能，从而生锈的螺栓存在极大的安全隐患。为保证法兰连接的安全性和可靠性，则需对生锈的螺栓进行更换，然而，由于生锈螺栓拉紧有法兰，法兰连接有管道；若对生锈螺栓或螺母进行更换，采用现有技术则需对管内的流体进行停输作业，停输作业后再对生锈螺栓进行更换。

但现有技术存在如下问题：由于需停输更换螺栓，因而将对管道下游的正常生产造成巨大的影响，并造成巨大的经济损失；此外，由于停输更换，还将增加生锈螺栓更换的操作时间。因此，为快速更换法兰管道上生锈的螺栓或螺母，迫切需要一种在线带压的螺栓或螺母更换装置。

技术实现要素：

为了克服现有装备的上述缺点，本发明的目的在于一种生锈螺栓在线更换装置，该装置可实现法兰生锈螺栓、螺母的带压、在线更换，进而实现法兰连接管道的螺栓和螺母的快速更换。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种生锈螺栓在线更换装置，包括上压紧环1、压紧垫片2、下压紧环3，其特征为：上压紧环1与下压紧环3之间安装有压紧垫片2，上压紧环1与下压紧环3由拉紧螺栓15连接成一体；

所述上压紧环1包括上左压紧环11和上右压紧环12；上左压紧环11与上右压紧环12为左右对称结构；上左压紧环11呈半圆环状，上左压紧环11与上右压紧环12组成完整的圆环；上左压紧环11的上端面设计有呈梯形的伸出爪13，伸出爪13沿径向伸出并与上法兰41的上端面接触；伸出爪13与伸出爪13之间设计有矩形凹腔14；伸出爪13的上端面设计贯穿的有圆形通孔，拉紧螺栓15穿过左侧圆形通孔17使上左压紧环11与下左压紧环31搭接在一起并形成螺栓紧固连接；拉紧螺栓15穿过右侧圆形通孔18使上左压紧环11与下右压紧环32搭接在一起并形成螺栓紧固连接；

所述压紧垫片2安装于上压紧环1与下压紧环3之间；压紧垫片2外表面为圆弧形，压紧垫片2的内表面开有矩形凹槽21，矩形凹槽21之间设计有过渡圆弧22；矩形槽内有拉紧螺栓15穿过；

所述下压紧环3包括下左压紧环31和下右压紧环32，下左压紧环31与下右压紧环32为左右对称结构，下左压紧环31与上左压紧环11为上下对称结构；下左压紧环31通过拉紧螺栓15连接有上左压紧环11和上右压紧环12；下右压紧环32通过拉紧螺栓15连接有上左压紧环11和上右压紧环12。

与现有技术比较，本发明的有益效果是：（1）生锈螺栓、螺母可带压在线更换，从而使生锈螺栓的更换作业不会对管道下游的正常生产造成影响；（2）生锈螺栓、螺母的更换无需停输作业，因为可缩短更换作业的时间。（3）全机械结构，生锈螺栓带压更换安全、可靠；（4）结构简单，易于加工制造，进而可降低本装置的生产、制造成本。

附图说明

图1为本发明与法兰连接时的平面示意图。

图2为本发明的三维示意图。

图3为本发明的三维剖视图。

图4为本发明的三维平面剖视图。

图5为本发明的爆炸拆分示意图。

图6为上左压紧环三维示意图。

图7为下左压紧环三维示意图。

图8为上左压紧环与下左压紧环安装连接时的三维示意图。

图9为上右压紧环与下右压紧环安装连接时的三维示意图。

图10为上右压紧环与下右压紧环螺栓连接时的三维示意图。

图11为上压紧环的俯视图。

图12为下压紧环的俯视图。

图13为压紧垫片的三维示意图。

图14为螺栓更换前法兰三维剖视图。

图15为螺栓更换前法兰三维平面剖视图。

图16为本发明与法兰连接时的三维示意图。

图17为本发明与法兰连接时的三维剖视图。

图18为本发明与法兰连接时的三维平面剖视图。

1.上压紧环，11.上左压紧环，12.上右压紧环，13.伸出爪，14.矩形凹腔，15.拉紧螺栓，16.拉紧螺母；17.左侧圆形通孔，18.右侧圆形通孔。

2.压紧垫片，21.矩形槽，22.过渡圆弧。

3.下压紧环，31.下左压紧环，32.下右压紧环。

41.上法兰，42.下法兰，43.法兰垫片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细叙述。

参照图1~图5及图14~图18，一种生锈螺栓在线更换装置，包括上压紧环1、压紧垫片2、下压紧环3，其特征为：上压紧环1与下压紧环3之间安装有压紧垫片2，上压紧环1与下压紧环3由拉紧螺栓15连接成一体。其工作原理为：拧动拉紧螺栓15使上压紧环1压紧上法兰41，下压紧环3压紧下法兰42，进而使上、下法兰42处于受压状态；法兰受压后，再拆除法兰上的生锈螺母；生锈螺母拆除后，再使用新螺母和新螺栓从新连接上法兰41和下法兰42；当新螺母和新螺栓从新连接好后，再拧动拉紧螺栓15使上压紧环1、下压紧环3松开上法兰41和下法兰42，从而实现生锈螺栓的在线带压更换。

参照图6~图12，上压紧环1包括上左压紧环11和上右压紧环12；上压紧环1用于压紧上法兰41。上左压紧环11与上右压紧环12为左右对称结构；上左压紧环11呈半圆环状，上左压紧环11与上右压紧环12组成完整的圆环，从而使上左压紧环11与上右抱紧环可以沿径向分开，便于上压环的安装。上左压紧环11的上端面设计有呈梯形的伸出爪13，伸出爪13沿径向伸出并与上法兰41的上端面接触，进而使伸出爪13压紧上法兰41端面。伸出爪13与伸出爪13之间设计有矩形凹腔14，矩形凹腔14用于为拧动上法兰41处的生锈螺母提供拧动操作空间；或者为生锈螺母的剪切提供剪切空间。伸出爪13的上端面设计贯穿的有圆形通孔，拉紧螺栓15穿过左侧圆形通孔17使上左压紧环11与下左压紧环31搭接在一起，并形成螺栓紧固连接；拉紧螺栓15穿过右侧圆形通孔18使上左压紧环11与下右压紧环32搭接在一起，并形成螺栓紧固连接；此外，当拧紧穿过拉紧螺母16的拉紧螺栓15时，还会使上压紧环1与下压紧环3之间的距离不断缩短，进而使上压紧环1与下压紧环3压紧法兰。

参照图7~图12，下压紧环3包括下左压紧环31和下右压紧环32；下压紧环3用于压紧下法兰42。下左压紧环31与下右压紧环32为左右对称结构，下左压紧环31与上左压紧环11为上下对称结构。下左压紧环31通过拉紧螺栓15连接有上左压紧环11和上右压紧环12；下右压紧环32通过拉紧螺栓15连接有上左压紧环11和上右压紧环12；通过上述拉紧螺栓15的连接，使上左压紧环11、上右压紧环12、下左压紧环31和下右压紧环32连接为一整体。

参照图13，压紧垫片2安装于上压紧环1与下压紧环3之间；压紧垫片2用于调整上压紧环1与下压紧环3之间的间距，从而调整上法兰41与下法兰42之间的压紧力，从而防止法兰垫片43由于受压过大而发生破坏。压紧垫片2外表面为圆弧形，压紧垫片2的内表面开有矩形凹槽21，矩形凹槽21之间设计有过渡圆弧22。矩形槽内有拉紧螺栓15穿过。