一种管道快速连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及管道连接件技术领域，尤其是一种管道快速连接结构。


背景技术：

2.流体机械如压缩机、泵等设备在装配完成后均需进行性能试验。在试验时需要对设备进出口通常采用法兰等方式进行外部管道连接，或者固定安装于设备进出口的接管采用法兰等方式进行与外部管道连接。
3.上述法兰连接方式每次安装都需要对多处紧固件进行紧固，如果紧固件安装不均匀会导致泄露、损坏垫片等情况；每次拆装均需重复这些工作，加长了每次试验的准备时间，延长了试验周期，降低工作效率。


技术实现要素：

4.本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种管道快速连接结构，从而实现在外部管路与设备连接时多个紧固件同时安装，连接处密封良好、安装操作便捷，提高工作效率。
5.本实用新型所采用的技术方案如下：
6.一种管道快速连接结构，包括与外部管道连接的上管件，上管件的端部向外设置有翻边结构，所述上管件外部套装有与翻边结构配合的动锁紧环，动锁紧环为环状结构，动锁紧环的上表面开有多个弧形通孔；
7.还包括与设备连接的下管件，所述下管件的端部外壁面安装有与动锁紧环、翻边结构同时配合的静锁紧环，所述下管件的端部与上管件之间设置密封圈；
8.所述静锁紧环上安装有多个与弧形通孔对应的锁紧螺栓副，锁紧螺栓副的一端与静锁紧环可拆卸固定连接，锁紧螺栓副的另一端与弧形通孔配合，动锁紧环以上管件的轴线为中心旋转改变锁紧螺栓副与弧形通孔的配合关系，进而改变下管件的端部、上管件与密封圈之间的配合关系。
9.作为上述技术方案的进一步改进：
10.所述翻边结构一侧的上管件内壁面设置有环状结构的凸台，下管件的端部端面为环状平面结构的密封面，凸台下方的上管件内壁面与下管件的端部外壁面配合，密封圈位于凸台的下表面和密封面之间。
11.所述凸台下方的上管件内壁面开有环状结构的沟槽，所述沟槽与密封圈配合。
12.所述静锁紧环的结构为：包括第一板状本体，所述第一板状本体中部开有通孔结构的连接孔，所述连接孔与下管件外壁面配合，第一板状本体上表面设置有多个螺纹通孔，多个螺纹通孔沿与连接孔同心的圆周均布，螺纹通孔与锁紧螺栓副配合。
13.所述连接孔上端外周处的第一板状本体上设置有环状沉台，环状沉台与连接孔同心，所述环状沉台与翻边结构配合。
14.所述动锁紧环的结构为：包括第二板状本体，所述第二板状本体中部开有套装孔，
所述套装孔与上管件外部配合，所述第二板状本体上表面开有多个弧形通孔，多个弧形通孔以套装孔圆心为中心环形阵列均布，第二板状本体下表面开有与套装孔同心的环形槽，所述环形槽与翻边结构配合；
15.单个弧形通孔的结构为：包括与锁紧螺栓副端部配合的第一通孔，第一通孔一侧的第二板状本体上开有第二通孔，第二通孔为弧形腰孔，第二通孔弧形中心线的圆心与套装孔同心，第二通孔沿弧形方向的一端与第一通孔连通，第二通孔上部开有与锁紧螺栓副端部配合的沉孔，沉孔与第二通孔匹配的弧形结构，沉孔的底面为沿第二通孔弧形方向逐渐下沉的螺旋式斜面，位于第一通孔一端的沉孔底面端头低于第二通孔另一端的沉孔底面端头。
16.沉孔的水平截面中心线与第二通孔弧形中心线上下对应，沉孔底面弧形中心线的切线与垂直于套装孔中心轴线的平面夹角为第一升角，第一升角的范围为5
°‑
20
°
。
17.动锁紧环的外周面安装有多个手柄。
18.所述锁紧螺栓副的结构为：包括与静锁紧环螺纹连接的螺栓件，螺栓件的头部位于静锁紧环下部并通过弹簧垫圈与静锁紧环下表面配合，螺栓件的尾部安装螺母，螺栓件的中部与弧形通孔配合，螺母下部的螺栓件上设置有斜垫片，所述斜垫片的上表面与螺母配合，所述斜垫片的下表面和弧形通孔上部配合。
19.所述斜垫片的结构为：包括外形尺寸与弧形通孔对应的片状本体，所述片状本体的中部开有与螺栓件配合的垫片孔，所述垫片孔两侧的片状本体侧边为与弧形通孔上部配合的弧形边。
20.本实用新型的有益效果如下：
21.本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过通过连接上管件的动锁紧环、连接下管件的静锁紧环与锁紧螺栓副的组合结构，实现在动锁紧环相对于静锁紧环转动时即可将外部管道与设备连接，多个锁紧螺栓副同时作用将动锁紧环与静锁紧环的相对位置锁定，使安装过程中密封圈受力均匀，连接处密封良好的同时安装操作便捷，提高工作效率。
22.本实用新型还包括如下优点：
23.(1)下管件插入上管件内部并与设置于凸台处的密封圈配合的结构，在连接结构装配时，便于上管件以及密封环的定位安装，使装配操作更便捷。
24.(2)弹簧垫圈与螺栓件和静锁紧环下部同时配合的结构不仅实现了螺栓件的防松，还通过更换或者增加弹簧垫圈来调节锁紧螺栓副与弧形通孔的配合程度，进而调整转动动锁紧环时的下管件的端部与上管件之间密封圈承受的最大压紧力。
25.(3)斜垫片的下表面与沉孔的底面的配合结构实现连接结构的自锁和防松，第一升角和第二升角越小连接结构的自锁能力越好。
附图说明
26.图1为本实用新型的结构示意图(实施例一)。
27.图2为本实用新型的结构示意图。
28.图3为本实用新型的结构示意图(爆炸状态)。
29.图4为本实用新型的结构示意图(爆炸状态，另一视角)。
30.图5为本实用新型的剖视图。
31.图6为本实用新型上管件的剖视图。
32.图7为本实用新型动锁紧环的结构示意图。
33.图8为本实用新型动锁紧环的结构示意图(另一视角)。
34.图9为本实用新型动锁紧环的俯视图。
35.图10为图9中a-a截面的剖视图。
36.图11为本实用新型静锁紧环和下管件组装后结构示意图。
37.图12为本实用新型静锁紧环的结构示意图。
38.图13本实用新型下管件的结构示意图。
39.图14本实用新型锁紧螺栓副的结构示意图。
40.图15本实用新型斜垫片的结构示意图。
41.图16为图b-b截面的剖视图。
42.图17本实用新型使用过程示意图(一)。
43.图18本实用新型使用过程示意图(二)。
44.图19本实用新型使用过程示意图(三)。
45.其中：1、上管件；2、动锁紧环；3、静锁紧环；4、锁紧螺栓副；5、密封圈；6、下管件；7、手柄；8、设备；9、外部管道；
46.11、翻边结构；12、凸台；13、沟槽；
47.20、第二板状本体；21、套装孔；22、弧形通孔；2201、第一通孔；2202、第二通孔；2203、沉孔；23、环形槽；24、螺纹安装孔；
48.30、第一板状本体；31、连接孔；32、螺纹通孔；33、环状沉台；34、大通孔；
49.41、螺母；42、斜垫片；43、螺栓件；44、弹簧垫圈；4200、片状本体；4201、垫片孔；
50.61、密封面；62、倒角；
51.b、第二升角。
具体实施方式
52.下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
53.如图1-图5所示，实施例一的管道快速连接结构，包括与外部管道9连接的上管件1，上管件1的端部向外设置有翻边结构11，上管件1外部套装有与翻边结构11配合的动锁紧环2，动锁紧环2为环状结构，动锁紧环2的上表面开有多个弧形通孔22；
54.还包括与设备8连接的下管件6，下管件6的端部外壁面安装有与动锁紧环2、翻边结构11同时配合的静锁紧环3，下管件6的端部与上管件1之间设置密封圈5；
55.静锁紧环3上安装有多个与弧形通孔22对应的锁紧螺栓副4，锁紧螺栓副4的一端与静锁紧环3可拆卸固定连接，锁紧螺栓副4的另一端与弧形通孔22配合，动锁紧环2以上管件1的轴线为中心旋转改变锁紧螺栓副4与弧形通孔22的配合关系，进而改变下管件6的端部、上管件1与密封圈5之间的配合关系。
56.动锁紧环2顺时针旋转时，弧形通孔22与锁紧螺栓副4的端部配合处逐渐紧密接触使动锁紧环2与静锁紧环3的距离逐渐缩小，此时下管件6的端部与上管件1之间的密封圈5被压紧，并锁定动锁紧环2与静锁紧环3的相对位置，完成管道的快速连接。
57.动锁紧环2逆时针旋转时，弧形通孔22与锁紧螺栓副4的端部配合处逐渐相互脱离
后，密封圈5压紧状态复原，将锁紧螺栓副4从弧形通孔22中穿出即完成管道连接结构的拆卸。
58.通过连接上管件1的动锁紧环2、连接下管件6的静锁紧环3与锁紧螺栓副4的组合结构，实现在动锁紧环2相对于静锁紧环3转动时即可将外部管道9与设备8连接，多个锁紧螺栓副4同时作用将动锁紧环2与静锁紧环3的相对位置锁定，使安装过程中密封圈受力均匀，连接处密封良好的同时安装操作便捷，提高工作效率。
59.如图1所示，实施例一的下管件6与设备8连接时通过下管件6与配对法兰焊接后，配对法兰再与设备8接口法兰连接。
60.如图5、图6、图13所示，翻边结构11一侧的上管件1内壁面设置有环状结构的凸台12，下管件6的端部端面为环状平面结构的密封面61，凸台12下方的上管件1内壁面与下管件6的端部外壁面配合，密封圈5位于凸台12的下表面和密封面61之间。
61.为了防止下管件6的端部在插入上管件1内时磕碰，在密封面61外周处开有倒角62。
62.凸台12下方的上管件1内壁面开有环状结构的沟槽13，沟槽13与密封圈5配合，方便安装密封圈5。
63.密封圈5采用环形结构，根据介质的条件不同，也可采用其他截面结构如楔形、沟槽型等密封形式。
64.下管件6插入上管件1内部并与设置于凸台12处的密封圈5配合的结构，在连接结构装配时，便于上管件1以及密封环的定位安装，使装配操作更便捷。
65.如图11、图12所示，静锁紧环3的结构为：包括第一板状本体30，第一板状本体30中部开有通孔结构的连接孔31，连接孔31与下管件6外壁面配合，第一板状本体30上表面设置有多个螺纹通孔32，多个螺纹通孔32沿与连接孔31同心的圆周均布，螺纹通孔32与锁紧螺栓副4配合。
66.连接孔31上端外周处的第一板状本体30上设置有环状沉台33，环状沉台33与连接孔31同心，环状沉台33与翻边结构11配合。
67.环状沉台33与翻边结构11的配合用于连接结构安装时下管件6与上管件1的再次准确定位。
68.静锁紧环3与下管件6通过焊接等形式固定，并使用机加工将焊缝处做平整。
69.实施例一的连接孔31外部的第一板状本体30上开有多个大通孔34，大通孔34用于与设备8上的接口法兰锁紧螺栓对应，方便用气动工具穿过大通孔34进行锁紧操作。
70.如图7-图10所示，动锁紧环2的结构为：包括第二板状本体20，第二板状本体20中部开有套装孔21，套装孔21与上管件1外部配合，第二板状本体20上表面开有多个弧形通孔22，多个弧形通孔22以套装孔21圆心为中心环形阵列均布，第二板状本体20下表面开有与套装孔21同心的环形槽23，环形槽23与翻边结构11配合；
71.单个弧形通孔22的结构为：包括与锁紧螺栓副4端部配合的第一通孔2201，第一通孔2201一侧的第二板状本体20上开有第二通孔2202，第二通孔2202为弧形腰孔，第二通孔2202弧形中心线的圆心与套装孔21同心，第二通孔2202沿弧形方向的一端与第一通孔2201连通，第二通孔2202上部开有与锁紧螺栓副4端部配合的沉孔2203，沉孔2203与第二通孔2202匹配的弧形结构，沉孔2203的底面为沿第二通孔2202弧形方向逐渐下沉的螺旋式斜
面，位于第一通孔2201一端的沉孔2203底面端头低于第二通孔2202另一端的沉孔2203底面端头。
72.沉孔2203的水平截面中心线与第二通孔2202弧形中心线上下对应，沉孔2203底面弧形中心线的切线与垂直于套装孔21中心轴线的平面夹角为第一升角，第一升角的范围为5
°‑
20
°
。
73.为时转动动锁紧环2时操作方便，在动锁紧环2的外周面安装有多个手柄7。第二板状本体20外周面均布设置有多个用于安装手柄7的螺纹安装孔24。
74.如图14-图16所示，锁紧螺栓副4的结构为：包括与静锁紧环3螺纹连接的螺栓件43，螺栓件43的头部位于静锁紧环3下部并通过弹簧垫圈44与静锁紧环3下表面配合，螺栓件43的尾部安装螺母41，螺栓件43的中部与弧形通孔22配合，螺母41下部的螺栓件43上设置有斜垫片42，斜垫片42的上表面与螺母41配合，斜垫片42的下表面和弧形通孔22上部配合。
75.弹簧垫圈44与螺栓件43和静锁紧环3下部同时配合的结构不仅实现了螺栓件43的防松，还通过更换或者增加弹簧垫圈44来调节锁紧螺栓副4与弧形通孔22的配合程度，进而调整转动动锁紧环2时的下管件6的端部与上管件1之间密封圈5承受的最大压紧力。
76.为了在螺母41穿过弧形通孔22的第一通孔2201时方便找准孔位，选择螺母41的具体规格为盖型螺母。
77.如图15-图16所示，斜垫片42的结构为：包括外形尺寸与弧形通孔22对应的片状本体4200，片状本体4200的中部开有与螺栓件43配合的垫片孔4201，垫片孔4201两侧的片状本体4200侧边为与弧形通孔22上部配合的弧形边。
78.斜垫片42的下表面与沉孔2203螺旋式斜面结构的底面匹配，即斜垫片42下表面也为螺旋式斜面结构。斜垫片42下表面的弧形中心线穿过垫片孔4201中心，同时斜垫片42下表面的弧形中心线与第二通孔2202弧形中心线上下对应，斜垫片42下表面的弧形中心线的切线与垂直于套装孔21中心轴线的平面夹角为第二升角b，第一升角和第二升角b的角度相同，第一升角和第二升角b类似螺纹配合中的导程角。斜垫片42的下表面与沉孔2203的底面上升方向与连接结构安装时动锁紧环2的旋转方向相反。
79.片状本体4200侧边为与弧形通孔22的沉孔2203侧面配合的弧形边，使锁紧螺栓副4与动锁紧环2的相对运动更加顺畅。
80.斜垫片42的下表面与沉孔2203的底面的配合原理类似螺纹配合，该配合结构实现连接结构的自锁和防松，第一升角和第二升角b越小连接结构的自锁能力越好。
81.斜垫片42通过垫片孔4201与螺栓件43固定连接或者斜垫片42上表面与螺母41下部焊接，斜垫片42与螺母41同时可以从弧形通孔22中的第一通孔2201穿过，通过固定螺母41以及斜垫片42在螺栓件43上的位置减少连接结构在安装过程的操作工序。
82.通常情况下，下管件6和静锁紧环3组装好并已与设备8接口连接，外部管道9已与上管件1连接，同时动锁紧环2也套装于上管件1上。由于设备8上的接口尺寸已确定，因此下管件6的端部与上管件1之间密封圈5承受的最大压紧力通常可以预先设定好，即将锁紧螺栓副4安装于静锁紧环3上，并调整好锁紧螺栓副4的斜垫片42下表面距离静锁紧环3上表面的距离。
83.如图14-图19，本实施例一的管道快速连接结构的安装过程如下：
84.首先，将锁紧螺栓副4端部的斜垫片42与螺母41同时穿过第一通孔2201；
85.在锁紧螺栓副4伸入第一通孔2201的过程中下管件6插入上管件1内部并与设置于凸台12处的密封圈5配合，上管件1的翻边结构11与静锁紧环3上的环状沉台33配合。
86.然后，通过手柄7旋转动锁紧环2，锁紧螺栓副4在弧形通孔22内部相对于动锁紧环2变化位置，斜垫片42下表面与沉孔2203的底面接触并逐步紧密贴合后相互配合锁紧。
87.此时下管件6的端部与上管件1之间的密封圈5被压紧，同时将动锁紧环2与静锁紧环3的相对位置被锁定，即完成了连接结构的安装。
88.连接结构的拆卸过程即为安装过程的逆过程。
89.实施例二的管道快速连接结构，与第一实施例的不同之处在于，下管件6与设备8的接口螺纹连接，同时第一板状本体30上不需要开设多个大通孔34。通过将原来的外部管路9上的普通法兰式连接替换成快速连接结构，实现外部管路与设备连接时多个紧固件同时安装，连接处密封良好、安装操作便捷，提高工作效率。
90.以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。