一种带有浮动式驱动环的多向减震补偿器的制作方法

1.本发明涉及一种带有浮动式驱动环的多向减震补偿器，属于管道连接器领域。


背景技术：

2.现有的管道补偿器采用多级的类球面连接环通过定位销拉紧实现组装，利用定位销的弹性形变以及连接环之间的弹性变形实现减震补偿，此种补偿器的主要密封耐压力主要来自于定位销的拉紧力，虽然金属材质的定位销抗拉性能好，不容易因为压力冲击和浮动冲击导致连接环之间的分离；但此种补偿器的抗冲击能力仅限于调整定位销的直径和硬度，硬度过小的定位销抗冲击性能差，硬度过大的定位销虽然抗冲击性能好，但是极容易因为定位销的低变形量导致无法冲击良好的释放，进而导致冲击全部负载于连接环上，很容易导致连接环的损坏；除此之外，依靠全金属的浮动吸能结构会缺少良好的弹性阻尼，整个补偿机构的动能释放能力较差。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中全金属固定连接的补偿器的抗冲击性能和阻尼吸能性能差的技术问题，提供一种带有浮动式驱动环的多向减震补偿器。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带有浮动式驱动环的多向减震补偿器；包括：主支撑外壳，主支撑外壳用于与平台固定，主支撑外壳两端各通过一组浮动总成机构连接一组管道连接机构；浮动总成机构包括：提供轴向弹性支撑的止推支撑组件、提供径向弹性支撑的浮动支撑组件以及提供浮动密封的浮动密封组件；管道连接机构包括：浮动连接套，浮动连接套的一端部用于连接管道；浮动支撑组件连接于主支撑外壳的前端内壁与浮动连接套的前端外壁之间，浮动支撑组件包括与主支撑外壳的前端内壁固定连接的第一外连接圈以及与浮动连接套的前端外壁固定连接的第一内连接圈，在第一外连接圈与第一内连接圈之间环形阵列设置有若干组径向支撑组件，所述径向支撑组件包括若干阵列布置于第一外连接圈内壁的滑条，滑条镶嵌于第一外连接圈内，滑条可平行于第一外连接圈的纵向轴线滑动，在第一内连接圈的外壁阵列布置有若干与滑条对应的连接条，在滑条与连接条之间连接有弹性材料制成的第一浮动簧板，第一浮动簧板相对第一连接内圈的径向轴线弯曲；径向支撑组件还包括一个弧形的与第一内连接圈同轴的同步板，同一组径向支撑组件的第一浮动簧板贯穿同步板；所述径向支撑组件还包括顶推总成，顶推总成包括至少两个沿第一外连接圈直线阵列布置的推动杆，推动杆的端部与同步板的端部连接，推动杆推动同步板，使得同步板挤压各个第一浮动簧板；止推支撑组件连接于主支撑外壳对应浮动支撑组件设置位置的后端内壁与浮动连接套的后端外壁之间；止推支撑组件包括与主支撑外壳内壁固定连接的第二外连接圈，
在第二外连接圈的内圈同轴浮动连接有一个第二内连接圈，第二外连接圈与第二内连接圈之间通过环形阵列布置的第二浮动簧板活动连接，第二浮动簧板的两端部设置有柱形的摆动镶嵌块，在第二外连接圈的内壁以及第二内连接圈的外壁上均设置有镶嵌环，摆动镶嵌块嵌入到镶嵌环内；在浮动连接套的后端固定有一个止推环，第二内连接圈在第二浮动簧板的挤压下压紧到止推环上；以及，浮动密封组件，在连接套后端嵌套有内延伸套，浮动密封组件包括连接于浮动连接套后端的浮动环机构，浮动环机构的内圈与内延伸套外壁之间滑动密封连接，在主支撑外壳内壁设置有内浮动限位圈，在浮动环机构的外壁上设置有一个环形的直径小于内浮动限位圈的浮动槽，内浮动限位圈嵌入到浮动槽内，内浮动限位圈的轴向两端面与浮动槽的轴向两端内侧壁面滑动接触；在所述内延伸套的端部还设置有后端限位环，在后端限位环的轴向一侧面上设置有一个环形的内密封槽，在浮动环机构的轴向一侧面上也设置有一个环形的内密封槽，在两组内密封槽之间设置有若干同心的呈渐缩结构的环形的密封簧片，密封簧片的轴向两端部分别嵌入到两个内密封槽中。
5.作为本发明的进一步改进，在主支撑外壳的两端部分别设置于一个外部支撑法兰，在外部支撑法兰上环形阵列设置有若干支撑胶块，通过支撑胶块在主支撑外壳两端的外部支撑法兰上贯穿固定定位销，在浮动连接套的端部垂直固定连接有一个外连接法兰，在外连接法兰上环形阵列设置有若干预紧调节机构；预紧调节机构包括固定于外连接法兰的限位套，限位套内滑动连接有预紧块，预紧块端部与限位套底部之间设置预紧弹簧实现弹性支撑；定位销的轴向两端延伸至预紧块上，并与预紧块之间固定连接；外部支撑法兰结构可以辅助对整套浮动结构进行定位支撑，可以在安装时，方便整个结构的轴向、径向的定位，在安装完成后，可以通过释放限位套以实现整个机构的浮动，减震；也可以通过拆除提升结构的灵敏度。
6.作为本发明的进一步改进，在推动杆端部和同步板的端部之间设置有长条形的联动块，联动块的其中一端设置有第一推动槽，推动杆的前端部嵌入到第一推动槽内，联动块的另一端设置有第二推动槽，同步板的端部截面为圆柱状，同步板的端部嵌入到第二推动槽内；联动块保证了推杆与同步板之间的接触面积，从而保证了力传递的稳定，防止推杆与同步板的互相滑动导致的推动结构的失效。
7.作为本发明的进一步改进，在第一外连接圈上环形阵列设置有若干调节螺套，所述推动杆与调节螺套之间通过螺纹连接；调节螺套简化了第一外连接圈的加工，使得螺纹变为可更换结构和不同的材质，提升了使用寿命也简化了维护难度。
8.作为本发明的进一步改进，所述第一外连接圈内环形阵列固定有若干滑动轨，所述滑条嵌入到滑动轨内；滑动轨可以独立更换，降低了滑条磨损导致的第一外连接圈寿命降低的问题。
9.作为本发明的进一步改进，所述滑条和连接条内均设置有长条结构的镶嵌槽，在第一浮动簧板的两端分别设置有长条形的镶嵌块，所述镶嵌块嵌入到镶嵌槽中，其中镶嵌块与第一浮动簧板为一体结构，所述第一浮动簧板采用聚甲醛制成；第一浮动簧板采用镶嵌固定，易于更换，而且聚甲醛材质温度耐受性好，耐酸碱性
能也强，此外高分子材质的振动阻尼更大，可以有效降低结构的高频振动。
10.作为本发明的进一步改进，所述第二外连接圈包括两个分第二外连接圈，第二内连接圈包括两个分第二内连接圈，两个分第二外连接圈之间、两个分第二内连接圈之间通过螺栓互相固定，镶嵌环分为两个分镶嵌环，在分镶嵌环内设置分摆动凹槽，摆动镶嵌块夹持于两个分摆动凹槽之间；两个分第二内连接圈、分第二外连接圈的压紧固定可以防止轴向振动过度时发生的第二浮动簧板端部脱出的情况。
11.作为本发明的进一步改进，所述主支撑外壳的中部内壁上设置有环形的内连接圈，所述内浮动限位圈通过螺栓固定于内连接圈的两端部；环形的内连接圈可以方便内浮动限位圈的安装与拆卸，方便两端浮动密封结构的方便拆除。
12.作为本发明的进一步改进，所述第一浮动簧板采用聚甲醛制成。
13.作为本发明的进一步改进，所述浮动环机构包括与内延伸套滑动密封连接的内浮动圈，内浮动圈的前端一体设置有一个前密封挡圈，在内浮动圈的后端通过环形阵列布置的螺栓连接有后密封挡圈。
14.本发明的有益效果是：1、本发明采用滑动式密封结构替代多节式的压紧式接触密封结构，耐压性能更好，浮动的灵敏度更高，而且在发生浮动时，本结构的灵敏度可以根据浮动簧板的材质进行调节；相比于现有技术的多节压紧式的弹性连接结构，本结构的浮动自由度更高，方向自由度以及振幅的接受范围也更大；此外本结构的浮动簧片也可以通过更换复合材质以提供良好的振动阻尼，消除抖动带来的机构稳定性的影响。
15.2、本发明可以灵活的根据管道负载动态的不同方向径向弹性支撑结构的灵敏度和阻尼，以防止单一轴向方向上的支撑不足导致的密封结构磨损不均匀，进而防止泄漏的发生。
16.3、本发明的径向密封结构采用渐扩结构的环形簧片，环形簧片可以在轴向浮动时通过自身的张开与收缩从而保持与轴向两端部上内密封槽的滑动密封，不仅降低了纵向滑动密封结构以及径向浮动密封结构的耐压负载，同时也可以为纵向滑动密封结构进行弹性的限位，保证纵向滑动结构不会因为轴向滑动而发生密封结构耐压性能的降低。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
18.图1是本发明的剖面示意图；图2是浮动支撑组件的示意图；图3是止推支撑组件的示意图；图4是联动块的结构示意图；图中：1、主支撑外壳；2、浮动连接套；3、外连接法兰；4、内延伸套；5、后端限位环；6、内连接圈；7、内浮动限位圈；8、内浮动圈；9、内挡圈；10、密封簧片；11、内密封槽；12、滑动密封圈；13、限位台阶槽；14、限位挡片；15、中限位圈；16、止推支撑组件；17、浮动支撑组件；18、前端镶嵌槽；19、前端压装环；20、外部支撑法兰；21、支撑胶块；22、定位销；23、限位套；
24、预紧块；25、预紧弹簧；26、第一外连接圈；27、第一内连接圈；28、滑动轨；29、滑条；30、连接条；31、同步板；32、滑动孔；33、第一浮动簧板；34、镶嵌槽；35、镶嵌块；36、调节螺套；37、调节柱；38、联动块；39、连接槽；40、推动槽；41、第二外连接圈；42、第二内连接圈；43、镶嵌环；44、摆动凹槽；45、第二浮动簧板；46、摆动镶嵌块；47、前密封挡圈；48、后密封挡圈。
具体实施方式
19.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
20.如图1所示，本发明为一种带有浮动式驱动环的多向减震补偿器；包括：主支撑外壳，主支撑外壳用于与平台固定，主支撑外壳两端各通过一组浮动总成机构连接一组管道连接机构；浮动总成机构包括：提供轴向弹性支撑的止推支撑组件、提供径向弹性支撑的浮动支撑组件以及提供浮动密封的浮动密封组件；管道连接机构包括：浮动连接套，浮动连接套的一端部用于连接管道；如图2，浮动支撑组件连接于主支撑外壳的前端内壁与浮动连接套的前端外壁之间，浮动支撑组件包括与主支撑外壳的前端内壁固定连接的第一外连接圈以及与浮动连接套的前端外壁固定连接的第一内连接圈，在第一外连接圈与第一内连接圈之间环形阵列设置有若干组径向支撑组件，所述径向支撑组件包括若干阵列布置于第一外连接圈内壁的滑条，第一外连接圈内环形阵列固定有若干滑动轨，所述滑条嵌入到滑动轨内，滑条平行于第一外连接圈的纵向轴线滑动，在第一内连接圈的外壁阵列布置有若干与滑条对应的连接条，在滑条与连接条之间连接有聚甲醛制成的第一浮动簧板，第一浮动簧板相对第一连接内圈的径向轴线弯曲，滑条和连接条内均设置有长条结构的镶嵌槽，在第一浮动簧板的两端分别设置有长条形的镶嵌块，所述镶嵌块嵌入到镶嵌槽中，其中镶嵌块与第一浮动簧板为一体结构并采用聚甲醛制成；径向支撑组件还包括一个弧形的与第一内连接圈同轴的同步板，同一组径向支撑组件的第一浮动簧板贯穿同步板；所述径向支撑组件还包括顶推总成，顶推总成包括四个沿第一外连接圈直线阵列布置的推动杆，在第一外连接圈上环形阵列设置有若干调节螺套，推动杆通过与调节螺套螺纹连接实现与第一外连接圈的连接，如图4，在推动杆端部和同步板的端部之间设置有长条形的联动块，联动块的其中一端设置有第一推动槽，推动杆的前端部嵌入到第一推动槽内，联动块的另一端设置有第二推动槽，同步板的端部截面为圆柱状，同步板的端部嵌入到第二推动槽内推动杆的端部与同步板的端部通过联动块连接，推动杆推动同步板，使得同步板挤压各个第一浮动簧板；如图3，止推支撑组件连接于主支撑外壳对应浮动支撑组件设置位置的后端内壁与浮动连接套的后端外壁之间；止推支撑组件包括与主支撑外壳内壁固定连接的第二外连接圈，在第二外连接圈的内圈同轴浮动连接有一个第二内连接圈，第二外连接圈与第二内连接圈之间通过环形阵列布置的第二浮动簧板活动连接，第二浮动簧板的两端部设置有柱形的摆动镶嵌块，所述第二外连接圈包括两个分第二外连接圈，第二内连接圈包括两个分第二内连接圈，两个分第二外连接圈之间、两个分第二内连接圈之间通过螺栓互相固定，在第二外连接圈的内壁以及第二内连接圈的外壁上均设置有镶嵌环，镶嵌环分为两个分镶嵌环，在分镶嵌环内设置分摆动凹槽，摆动镶嵌块夹持于两个分摆动凹槽之间；在浮动连接套
的后端固定有一个止推环，第二内连接圈在第二浮动簧板的挤压下压紧到止推环上；以及，浮动密封组件，在连接套后端嵌套有内延伸套，浮动密封组件包括连接于浮动连接套后端的浮动环机构，浮动环机构的内圈与内延伸套外壁之间滑动密封连接，在主支撑外壳内壁设置有内浮动限位圈，所述主支撑外壳的中部内壁上设置有环形的内连接圈，所述内浮动限位圈通过螺栓固定于内连接圈的两端部，所述浮动环机构包括与内延伸套滑动密封连接的内浮动圈，内浮动圈的前端一体设置有一个前密封挡圈，在内浮动圈的后端通过环形阵列布置的螺栓连接有后密封挡圈，在内浮动圈、前密封挡圈和后密封挡圈之间设置有一个环形的直径小于内浮动限位圈的浮动槽，内浮动限位圈嵌入到浮动槽内，内浮动限位圈的轴向两端面与前密封挡圈、后密封挡圈表面滑动密封接触；在所述内延伸套的端部还设置有后端限位环，在后端限位环的轴向一侧面上设置有一个环形的内密封槽，在浮动环机构的前密封挡圈轴向一侧面上也设置有一个环形的内密封槽，在两组内密封槽之间设置有若干同心的呈渐缩结构的环形的密封簧片，密封簧片的轴向两端部分别嵌入到两个内密封槽中。
21.为了方便安装和定位调整，在主支撑外壳的两端部分别设置于一个外部支撑法兰，在外部支撑法兰上环形阵列设置有若干支撑胶块，通过支撑胶块在主支撑外壳两端的外部支撑法兰上贯穿固定定位销，在浮动连接套的端部垂直固定连接有一个外连接法兰，在外连接法兰上环形阵列设置有若干预紧调节机构；预紧调节机构包括固定于外连接法兰的限位套，限位套内滑动连接有预紧块，预紧块端部与限位套底部之间设置预紧弹簧实现弹性支撑；定位销的轴向两端延伸至预紧块上，并与预紧块之间固定连接。
22.使用时，首先是组装，首先在主支撑外壳内部焊接内连接圈，随后通过前密封挡圈与后密封挡圈的组合实现内浮动限位圈的组装，随后在前密封挡圈中部穿入内延伸套，并在内延伸套的后端限位环与前密封挡圈之间安装密封簧片；随后，通过螺栓实现内浮动限位圈与内连接圈的固定，之后在内支撑外壳内部通过压装设备压装一个中限位圈，并通过螺栓在中限位圈上安装止推支撑组件，在止推支撑组件的第二内连接圈上通过螺栓固定限位挡片，同时在主支撑外壳端部的台阶孔中安装浮动支撑组件，最后将浮动连接套压装到内延伸套的端部上，此时浮动连接套前端的台阶面与限位挡片接触，同时浮动连接套末端的外壁与浮动支撑组件的第一内连接圈接触，在浮动连接套末端内壁加工有粗糙面，用于与第一内连接圈的内壁面定位固定；最终，可以选择的，在浮动连接套末端的外连接法兰上安装定位销，同时主支撑外壳外部焊接有外部支撑法兰，外部支撑法兰上环形阵列布置的支撑胶块给定位销提供了可浮动空间，同时定位销端部通过弹性连接的限位套、预紧块机构实现与外连接法兰的浮动连接；安装时，两端管道通过浮动连接套端部的外连接法兰实现连接固定，而外部支撑法兰则可以实现整个补偿机构与固定基座的连接；使用时，管道的浮动可以分为轴向浮动、径向浮动，其中轴向浮动管道会推动浮动连接套轴向往复移动，在浮动连接套轴向往复移动时，浮动连接套上的限位挡片会传递径向移动给止推支撑组件，使得止推支撑组件的第二外连接圈、第二内连接圈互相浮动，而浮动时，浮动力会驱动第二浮动簧板扭曲，得益于第二浮动簧板的高分子材质，其弹性曲线为非线性，可以实现浮动力的非线性吸收和减震，从而为轴向浮动提供阻尼；而同时，各个第二浮动簧板的独立扭曲也可以为第二外连接圈、第二内连接圈的径向浮动提供一定的浮动
空间，此外，此外内延伸套会同时与内浮动圈的内圈密封滑动，从而保证轴向浮动时的密封；其中径向移动会通过浮动连接套推动第一外连接圈、第一内连接圈互相浮动，首先第一外连接圈、第一内连接圈之间的轴向浮动会通过滑条与滑动轨的互相滑动实现，而径向浮动，则会推动各个环形阵列中各个分租的径向支撑组件的第一浮动簧板的弯曲实现吸能，同样的第一浮动簧板采用高分子材料，曲线非线性，可以提供良好的减震阻尼，同一组第一浮动簧板之间通过同步板互相联动，不仅提升了结构的刚性，同时提供了阻尼的可调节性，利用调节柱挤压联动块，通过联动块推动同步板移动，可以使得同一组的各个第一浮动簧板处于同向压缩状态，进而调整浮动的启动力和阻尼性能；此外径向密封通过前密封挡圈、后密封挡圈上内壁的铜质的密封片与内浮动限位圈前后表面的浮动密封接触实现；除此之外，径向浮动、轴向浮动还可以通过密封簧片相对内密封槽的浮动以及密封簧片自身的形变实现吸能和密封。
23.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。