一种用于金属管体连接的连接头结构的制作方法

1.本实用新型涉及低温管道接头密封技术领域，特别是涉及一种用于金属管体连接的连接头结构。


背景技术：

2.金属连接头是指一种可用于流体通路中的连接件，是管道与管道、元件和管道之间的连接点。例如钢铝接头、铜铝接头、铜钢接头等，则是多用于空分、制冷、制氧、天然气液化、化工设备等行业中位于低温深冷管道或设备接口的异种金属材料的连接接头，其使用环境特点为低温高压环境。
3.但这些用于异种金属连接的连接接头，特别是钢铝焊接接头，由于材料本身的特性，在焊接后焊口中常常夹杂着脆性金属层，使得焊口的机械强度低且不稳定，并且抗弯强度差。当在实际施工和使用中，一但连接接头的焊口受到碰撞、冲击或长时间震动，则焊口易产生开裂或断开，造成管道中的流体泄漏，由于管道中的流体多为易燃易爆的物品，一但发生泄漏会产生很大的安全隐患，无论是设备损失和维修更换的经济损失都很巨大。
4.由此可见，上述现有的金属连接头在低温环境下的连接强度及使用安全性上，显然仍存在有一定缺陷，而亟待加以进一步改进。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于金属管体连接的连接头结构，其解决了现有连接头用于低温高压环境时，其连接强度低及安全性差的问题，从而克服现有技术的不足。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于金属管体连接的连接头结构，其包括两个端面相对焊接的管路体，两种所述管路体的焊接端面之间设有焊缝，所述焊缝的周向位置设有二级加固结构，所述二级加固结构包括两个相对设置于焊缝两侧的连接凸缘，每个连接凸缘分别固定连接于同侧管路体表面上靠近焊接端面的位置，两个连接凸缘的相对侧面采用焊接方式固定连接，进而使两个管路体之间保持固定连接。
7.作为本实用新型的一种改进，所述连接凸缘上设有若干个呈周向分布的连接孔对或u型槽孔，每个连接孔对或u型槽孔内设有一组连接螺栓，所述连接螺栓依次轴向贯穿两个连接凸缘上对应的连接孔或u型槽孔，且所述连接螺栓的末端位置螺纹连接有固定螺母，通过旋拧连接螺栓与固定螺母实现对相对焊接的连接凸缘施加轴向夹紧力，进而加固两种管路体的连接。
8.作为本实用新型的进一步改进，两个所述管路体采用不同金属材料制成，所述连接螺栓或固定螺母与连接凸缘接触的间隙位置设有垫片。
9.作为本实用新型的一种改进，所述连接凸缘上设有若干个呈周向分布的连接孔对，每个连接孔对内设有一组连接螺钉，且至少一个连接凸缘上的连接孔内设有螺纹结构，所述连接螺钉轴向穿过两个连接凸缘的连接孔，且连接螺钉的末端位置与设有螺纹结构的
连接孔进行螺纹连接，通过旋拧连接螺钉实现对相对焊接的连接凸缘施加轴向夹紧力，加固两种管路体的连接。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述二级加固结构包括两个相对设置于焊缝两侧的夹紧管套，每个所述夹紧管套中背向焊缝的一侧均设有用于限制连接凸缘的限位挡环，所述夹紧管套上设有若干个沿周向分布的固定孔对，每个固定孔对中对应设有一组连接螺栓和固定螺母，所述连接螺栓贯穿固定孔对，且所述连接螺栓末端螺纹连接有固定螺母，通过旋拧连接螺栓和固定螺母实现两个夹紧管套相对夹紧。
11.作为本实用新型的一种改进，所述夹紧管套的相对侧面之间预留有连接间隙，通过旋拧连接螺栓和固定螺母，使夹紧管套对连接凸缘施加的轴向夹紧力逐渐增大，且所述连接间隙的宽度逐渐缩小。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述二级加固结构包括一个内部设有阶梯孔的螺纹管套，所述螺纹管套中较小孔径一端活动连接于一管路体的连接凸缘后侧，所述螺纹管套中较大孔径一端的内壁位置设有第一螺纹部，而另一管路体的连接凸缘外表面设有第二螺纹部，第一螺纹部与第二螺纹部螺纹连接，当旋拧螺纹管套会使第一螺纹部与第二螺纹部沿轴向产生相对位移，进而实现螺纹管套对连接凸缘施加轴向方向的夹紧力。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述二级加固结构包括一个内部设有阶梯孔的固定管套，所述固定管套中较小孔径一端活动连接于一个管路体的连接凸缘后侧，所述固定管套中较大孔径一端套设于另一个管路体的连接凸缘外表面，且所述固定管套另一端与另一管路体的连接凸缘外表面采用焊接固定。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述二级加固结构包括两个相对扣合的半抱箍体，所述半抱箍体的内侧壁设有用于容纳连接凸缘的凹槽，两个所述半抱箍体相对扣合于连接凸缘位置，且两个半抱箍体通过连接螺栓固定，通过连接螺栓驱使两个半抱箍体相对夹紧，进而加强连接凸缘固定。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述凹槽的内部侧壁设有第一斜面，所述连接凸缘上位于相背一侧设有第二斜面，当两个半抱箍体扣合夹紧时，所述第一斜面与第二斜面滑动接触，进而将两个半抱箍体的径向夹紧力转换为对连接凸缘的轴向夹紧力。
16.采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：
17.本实用新型的连接头结构在对管道体端面进行焊接的基础上，增加了二级加固结构，通过二级加固结构对连接凸缘施加轴向夹紧力，在焊接连接基础上增加机械连接结构，使得管路体焊接完成后或者用于低温高压环境时，避免焊接位置冷却后，由于内部存在的应力造成焊接位置开裂，该二级加固结构加固了管道体之间焊接机械强度，提高了管道体的连接强度，进而保持良好的密封效果，提高管道安全性。
附图说明
18.上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
19.图1a-1c是本实用新型实施例1中连接头结构的结构示意图，其中图1a为连接孔对形式的连接头结构，图1b和图1c为u型槽孔形式的连接头结构。
20.图2是本实用新型实施例2中连接头结构的结构示意图。
21.图3是本实用新型实施例3中连接头结构的结构示意图。
22.图4是本实用新型实施例4中连接头结构的结构示意图。
23.图5是本实用新型实施例5中连接头结构的结构示意图。
24.图6是本实用新型实施例6中连接头结构的结构示意图。
25.图7是本实用新型实施例7中连接头结构的结构示意图。
26.附图中附图标记具体含义为：
27.1-管路体一、2-管路体二、3-连接凸缘二、4-焊缝、5-连接凸缘一、6-连接螺栓、7-固定螺母、8-垫片、9-连接螺钉、10-夹紧管套一、11-夹紧管套二、12-螺纹管套、13-固定管套、14-焊接位置、15a-半抱箍体一、15b-半抱箍体二。
具体实施方式
28.本实用新型中所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的联通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。
30.实施例1：
31.参见图1a-1c所示，本实施例1中具体公开有一种用于金属管体连接的连接头结构，该连接头结构适用于异种金属管体连接，例如钢铝、铜铝、铜钢等材料的管道，也适用于同种金属管体连接，例如钢管体、铜管体、铁管体、铝管体等材料的管道。具体的，该连接头结构包括两个端面相对焊接的管路体，具体为管路体一1和管路体二2,两种所述管路体的焊接端面之间设有焊缝4，由于金属管体，尤其异种金属管体，其焊接位置夹杂着脆性金属层，焊口机械强度低且不稳定，尤其抗弯强度差，当焊接的异种金属管体应用于低温高压环境下时，金属管体的焊接位置受到碰撞、冲击或长时间震动，焊接位置易产生开裂或断开，因此本实施例1中在所述焊缝4的周向位置设有二级加固结构，通过二级加固结构可在金属管体焊接连接的基础上进一步增加固定措施，以避免焊接的金属管体使用时发生开裂或断开，降低管体泄漏风险。
32.具体的，本实施例1中的所述二级加固结构包括两个相对设置于焊缝4两侧的连接凸缘，具体为连接凸缘一5和连接凸缘二3，每个连接凸缘分别固定连接于同侧管路体表面上靠近焊接端面的位置，两个连接凸缘的相对侧面采用焊接方式固定连接，进而使两个管路体之间保持固定连接，需说明的是本实施例中两个连接凸缘相对侧面的焊接方式可采用全面接触焊接或仅沿两个管路体内侧接触边沿位置进行部分焊接的方式，可根据管路体材质、壁厚等进行选择。
33.进一步的，本实施例1中所述连接凸缘上设有若干个呈周向分布的连接孔对或u型槽孔，每个连接孔对或u型槽孔内设有一组连接螺栓6，所述连接螺栓6依次轴向贯穿两个连接凸缘上对应的连接孔或u型槽孔，且所述连接螺栓6的末端位置螺纹连接有固定螺母7，通
过旋拧连接螺栓6与固定螺母7实现对相对焊接的连接凸缘施加轴向夹紧力，以降低金属管体中焊接应力对焊接位置产生的影响，进而加固两种管路体的连接。
34.实施例2：
35.参见图2所示，本实施例2中公开有一种用于金属管体连接的连接头结构，该连接头结构适用于异种金属管体连接，例如钢铝、铜铝、铜钢等材料的管道，也适用于同种金属管体连接，例如钢管体、铜管体、铝管体等材料的管道。
36.本实施例2中的连接头结构在实施例1的连接头结构基础上进一步改进，本实施例2中所述连接螺栓6或固定螺母7与连接凸缘接触的间隙位置设有垫片8。需说明的是，尤其针对异种金属管体，当不同的两种金属焊接在一起时，必定会在焊接位置产生一层性能和组织与母材不同的过渡层。由于异种金属在元素性质、物理性能、化学性能等方而有显著差异，与同种材料的焊接相比，异种材料的焊接无论从焊接机理和操作技术上都比同种材料要复杂得多，并且焊接后的成品管道在机械性能及使用可靠性上会明显区别于母材。而针对异种金属材料，其硬度往往不相同，在二级加固结构中在对焊接后的金属管体进行加固时，二级加固结构所施加的夹紧力对于不同金属材料会呈现不同的变形，因此本实施例2中还针对硬度较低一侧管路体的连接凸缘上设有垫片8，通过垫片8可增大夹紧力对连接凸缘施加的夹紧面积，避免夹紧位置局部应力过大，造成严重变形。
37.实施例3：
38.参见图3所示，本实施例3中也公开有一种用于金属管体连接的连接头结构，同样的，本实施例3中该连接头结构包括两个端面相对焊接的管路体，具体为管路体一1和管路体二2，两种所述管路体的焊接端面之间设有焊缝4，且在所述焊缝4的周向位置设有二级加固结构。
39.具体的，本实施例3中二级加固结构包括两个相对设置于焊缝4两侧的连接凸缘，具体为连接凸缘一5和连接凸缘二3，每个连接凸缘分别固定连接于同侧管路体表面上靠近焊接端面的位置，两个连接凸缘的相对侧面采用焊接方式固定连接；而所述连接凸缘上设有若干个呈周向分布的连接孔对，每个连接孔对内设有一组连接螺钉9，且至少一个连接凸缘上的连接孔内设有螺纹结构，所述连接螺钉9轴向穿过两个连接凸缘的连接孔，且连接螺钉9的末端位置与设有螺纹结构的连接孔进行螺纹连接，通过旋拧连接螺钉9实现对相对焊接的连接凸缘施加轴向夹紧力，加固两种管路体的连接。
40.实施例4：
41.参见图4所示，本实施例4中所公开的连接头结构包括两个端面相对焊接的管路体，具体为管路体一1和管路体二2,两种所述管路体的焊接端面之间设有焊缝4，且在所述焊缝4的周向位置设有二级加固结构。所述二级加固结构包括两个相对设置于焊缝4两侧的连接凸缘，具体为连接凸缘一5和连接凸缘二3，每个连接凸缘分别固定连接于同侧管路体表面上靠近焊接端面的位置，两个连接凸缘的相对侧面采用焊接方式固定连接。
42.与上述其他实施例不同的是，本实施例4中所述二级加固结构包括两个相对设置于焊缝4两侧的夹紧管套，具体为夹紧管套一10和夹紧管套二11，每个所述夹紧管套中背向焊缝4的一侧均设有用于限制连接凸缘的限位挡环，所述夹紧管套上设有若干个沿周向分布的固定孔对，每个固定孔对中对应设有一组连接螺栓6和固定螺母7，所述连接螺栓6贯穿固定孔对，且所述连接螺栓6末端螺纹连接有固定螺母7，通过旋拧连接螺栓6和固定螺母7
实现两个夹紧管套相对夹紧。本实施例4中通过夹紧管套可增大夹紧结构与连接凸缘的接触面积，进而避免加固过程中局部应力过大或过小，导致夹紧力不均匀，进而导致金属管体焊接位置产生不均匀变形，影响管体强度。
43.进一步的，为保证本实施例4中夹紧管套的夹紧效果，在所述夹紧管套的相对侧面之间预留有连接间隙，通过旋拧连接螺栓6和固定螺母7，使夹紧管套对连接凸缘施加的轴向夹紧力逐渐增大，且所述连接间隙的宽度逐渐缩小。
44.实施例5：
45.参见图5所示，本实施例5中所公开的连接头结构包括两个端面相对焊接的管路体，具体为管路体一1和管路体二2,两种所述管路体的焊接端面之间设有焊缝4，且在所述焊缝4的周向位置设有二级加固结构。所述二级加固结构包括两个相对设置于焊缝4两侧的连接凸缘，具体为连接凸缘一5和连接凸缘二3，每个连接凸缘分别固定连接于同侧管路体表面上靠近焊接端面的位置，两个连接凸缘的相对侧面采用焊接方式固定连接。
46.具有区别的是，本实施例5中所述二级加固结构包括一个内部设有阶梯孔的螺纹管套12，所述螺纹管套12中较小孔径一端活动连接于一管路体的连接凸缘后侧，所述螺纹管套12中较大孔径一端的内壁位置设有第一螺纹部，而另一管路体的连接凸缘外表面设有第二螺纹部，第一螺纹部与第二螺纹部螺纹连接，当旋拧螺纹管套12会使第一螺纹部与第二螺纹部沿轴向产生相对位移，进而实现螺纹管套12对连接凸缘施加轴向方向的夹紧力。需说明的是，本实施例5中所述螺纹管套12优选可采用方角螺纹管套12、五角螺纹管套12、六角螺纹管套12、圆形螺纹管套12等等，本实施例中螺纹管套12采用现有螺纹管套12均可。
47.实施例6：
48.参见图6所示，本实施例6中所公开的连接头结构包括两个端面相对焊接的管路体，具体为管路体一1和管路体二2,两种所述管路体的焊接端面之间设有焊缝4，且在所述焊缝4的周向位置设有二级加固结构。所述二级加固结构包括两个相对设置于焊缝4两侧的连接凸缘，具体为连接凸缘一5和连接凸缘二3，每个连接凸缘分别固定连接于同侧管路体表面上靠近焊接端面的位置，两个连接凸缘的相对侧面采用焊接方式固定连接。
49.与实施例5不同的是，本实施例6中所述二级加固结构采用一个内部设有阶梯孔的固定管套13，所述固定管套13中较小孔径一端活动连接于一个管路体的连接凸缘后侧，所述固定管套13中较大孔径一端套设于另一个管路体的连接凸缘外表面，本实施例6中固定管套13的阶梯孔内部未设置有螺纹结构，当需要加固焊接位置时，可通过将所述固定管套13另一端与另一管路体的连接凸缘外表面采用焊接固定，焊接方式如图6中焊接位置14所示，如此则构成二次焊接结构，从而实现对管路体焊接位置的进一步加固。
50.实施例7：
51.参见图7所示，本实施例7中所公开的连接头结构包括两个端面相对焊接的管路体，具体为管路体一1和管路体二2,两种所述管路体的焊接端面之间设有焊缝4，且在所述焊缝4的周向位置设有二级加固结构。所述二级加固结构包括两个相对设置于焊缝4两侧的连接凸缘，具体为连接凸缘一5和连接凸缘二3，每个连接凸缘分别固定连接于同侧管路体表面上靠近焊接端面的位置，两个连接凸缘的相对侧面采用焊接方式固定连接。
52.本实施例7中所述二级加固结构包括两个相对扣合的半抱箍体，具体为半抱箍体一15a和半抱箍体二15b，所述半抱箍体的内侧壁设有用于容纳连接凸缘的凹槽，两个所述
半抱箍体相对扣合于连接凸缘位置，且两个半抱箍体通过连接螺栓6固定，通过连接螺栓6驱使两个半抱箍体相对夹紧，进而加强连接凸缘固定。需说明的是，本实施例7中两个半抱箍体扣合至连接凸缘位置时，两个半抱箍体预留有一定的位移间隙，当两个半抱箍体通过连接螺栓6进行固定时，可避免半抱箍体与连接凸缘接触不紧密，造成加固结构失效。
53.进一步的，为提高所述半抱箍体的夹紧效果，本实施例7在所述凹槽的内部侧壁设有第一斜面，所述连接凸缘上位于相背一侧设有第二斜面，当两个半抱箍体扣合夹紧时，所述第一斜面与第二斜面滑动接触，进而将两个半抱箍体的径向夹紧力转换为对连接凸缘的轴向夹紧力。
54.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。