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一種自適應可調楔式偏心緊固裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510957696.1

申請日:

2015.12.18

公開號:

CN105485451A

公開日:

2016.04.13

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F16L 27/08申請日:20151218|||公開
IPC分類號: F16L27/08 主分類號: F16L27/08
申請人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
發明人: 張華; 王楠; 張繩; 劉雄; 陳佳
地址: 430064湖北省武漢市武昌區中山路450號
優先權:
專利代理機構: 北京理工大學專利中心11120 代理人: 仇蕾安; 李愛英
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510957696.1

授權公告號:

105485451B||||||

法律狀態公告日:

2017.06.13|||2016.05.11|||2016.04.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明屬于油氣輸送管道技術領域,特別涉及一種金屬管道緊固件。一種自適應可調楔式偏心緊固裝置,包括:偏心環(1),偏心楔鍵(2),防松螺栓。本發明對所緊固的管/軸不需要做任何加工而直接安裝,實現了無損工藝,避免了防腐漆等防護措施的破壞;避免了通常楔鍵線配合產生的局部應力大、摩擦大、易腐蝕的缺陷;尺寸相對最小,加工一次性成型,可以避免分體扣式的旋轉軸,能夠適應極其有限空間的安裝,同樣情況下比強度遠遠大于分體扣式;偏心楔鍵具有一定的自適應性,在緊固的管/軸被腐蝕或者因涂裝防腐漆產生粗糙度等直徑誤差的情況下,偏心楔鍵和偏心環可實現誤差補償,具有較大的自適應性;安裝極其簡單,可更換,可操性強。

權利要求書

1.一種自適應可調楔式偏心緊固裝置,其特征是:它包括:偏心環(1),偏心楔鍵(2)
以及防松螺栓,外圍部件為需要緊固的管/軸;
所述偏心環(1)的內表面為兩個曲面的結合,第一曲面(11)為直徑與所緊固管/軸的
外徑相同、圓周角大于180°的圓弧面,所述第一曲面(11)與所述管/軸同軸,當所述偏心
環(1)套上所述管/軸后,所述第一曲面(11)與所述管/軸的外表面相貼合;第二曲面(12)
為直徑大于所述管/軸的外徑、圓周角小于180°的圓弧面,所述第二曲面(12)與所述管/
軸不同軸,當所述偏心環(1)套上所述管/軸后,所述第二曲面(12)與所述管/軸外表面之
間留有容納所述偏心楔鍵(2)的空隙;所述偏心環(1)上設有軸向防松螺孔(13)和徑向
螺孔(14);
所述偏心楔鍵(2)包括:鍵體(21)和與其相連的防松弧(22);所述鍵體(21)的內
表面為直徑與所述管/軸的外徑相同、圓周角與所述第二曲面(12)圓周角相同的圓柱面,所
述鍵體(21)的外表面為能與第二曲面(12)相貼合的圓弧面,所述鍵體(21)前端的厚度
小于與所述防松弧(22)連接一端的厚度,使其前端能夠進入所述第二曲面(12)與所述管/
軸外表面之間的空隙;所述防松弧(22)上設有與所述防松螺孔(13)相對應的圓孔(23);
所述防松螺栓在所述偏心楔鍵(2)楔入所述偏心環(1),完成對管/軸的緊固后,從所
述圓孔(23)旋入所述防松螺孔(13)。
2.根據權利要求1所述的一種自適應可調楔式偏心緊固裝置,其特征是:所述第二曲面
(12)相對于的軸線與所述第一曲面(11)軸線的之間的夾角角度為1°-8°。
3.根據權利要求2所述的一種自適應可調楔式偏心緊固裝置,其特征是:所述第二曲面
(12)的軸線與相對于所述第一曲面(11)軸線之間的夾角的角度為3°。
4.根據權利要求1,2或3所述的一種自適應可調楔式偏心緊固裝置,其特征是:在所
述偏心楔鍵(2)的外圓弧面前端設有一個逐漸變薄的楔入頭,其邊角為圓弧過渡;在由薄到
厚的1/4處,將外圓弧面加厚0.05mm。

說明書

一種自適應可調楔式偏心緊固裝置

技術領域

本發明屬于油氣輸送管道技術領域,特別涉及一種金屬管道緊固件。

背景技術

隨著全球工業時代進程的加快,能源已經成為世界各國經濟發展的關鍵所在,截至2013
年底,我國的天然氣探明可采儲量為3.1萬億立方米,我國頁巖氣的技術可采數量為1115萬
億立方英尺(tcf)。能源領域對輸送管道的技術、強度要求越來越高,而石油天然氣的發展,
高溫、高壓、腐蝕性等極端工況對管道的應用也提出了更高的要求;于是,針對管道尤其是
金屬管道上加裝緊固件等附屬裝置是亟需解決的問題。目前絕大多數的緊固方式需要對金屬
管道進行機械加工,不可避免地對管材的物理表面完整性進行損傷,與此同時,對其化學耐
腐蝕性能亦產生不可恢復的破壞性影響,這種腐蝕在高溫、高壓、含界面粘染物等高腐蝕性
環境中尤為劇烈,可能導致穿孔,甚至引發斷裂。少數以無損方式緊固的轉軸卡扣,由于其
存在旋轉套件,其旋轉軸的直徑等直接占用了極大比例的半徑方向空間,在對空間要求較高
的工況中無法應用。

發明內容

本發明的目的是:提供一種能夠適應高壓、高溫、高腐蝕性、沖擊、振動等復雜工況和
有限空間,以及高可靠性、長壽命周期緊固要求的自適應可調楔式偏心緊固裝置。

本發明的技術方案是:一種自適應可調楔式偏心緊固裝置,它包括:偏心環,偏心楔鍵
以及防松螺栓,外圍部件為需要緊固的管/軸;

偏心環的內表面為兩個曲面的結合,第一曲面為直徑與所緊固管/軸的外徑相同、圓周角
大于180°的圓弧面,第一曲面與管/軸同軸,當偏心環套上管/軸后,第一曲面與管/軸的外
表面相貼合;第二曲面為直徑大于管/軸的外徑、圓周角小于180°的圓弧面,第二曲面與管
/軸不同軸,當偏心環套上管/軸后,第二曲面與管/軸外表面之間留有容納偏心楔鍵的空隙;
偏心環上設有軸向防松螺孔和徑向螺孔;

偏心楔鍵包括:鍵體和與其相連的防松弧;鍵體的內表面為直徑與管/軸的外徑相同、圓
周角與第二曲面圓周角相同的圓柱面,鍵體的外表面為能與第二曲面相貼合的圓弧面,鍵體
前端的厚度小于與防松弧連接一端的厚度,使其前端能夠進入第二曲面與管/軸外表面之間的
空隙;防松弧上設有與防松螺孔相對應的圓孔;

防松螺栓在偏心楔鍵楔入偏心環,完成對管/軸的緊固后,從圓孔旋入防松螺孔。

有益效果:(1)本發明對所緊固的管/軸不需要做任何加工而直接安裝,實現了無損工藝,
避免了防腐漆等防護措施的破壞;偏心楔鍵內外配合面均為面接觸,避免了通常楔鍵線配合
產生的局部應力大、摩擦大、易腐蝕的缺陷;

(2)本發明尺寸相對最小,加工一次性成型,可以避免分體扣式的旋轉軸,能夠適應極其
有限空間的安裝,同樣情況下比強度遠遠大于分體扣式;偏心楔鍵具有一定的自適應性,在
緊固的管/軸被腐蝕或者因涂裝防腐漆產生粗糙度等直徑誤差的情況下,偏心楔鍵和偏心環可
實現誤差補償,具有較大的自適應性。

(3)本發明安裝極其簡單,可更換,可操性強。

附圖說明

附圖1為本發明中偏心環的結構示意圖;

附圖2為本發明中偏心楔鍵的結構示意圖。

其中,1-偏心環,11-偏心楔鍵,12-第二曲面,13-防松螺孔,14-徑向螺孔,2-偏心楔
鍵,21-鍵體,22-防松弧,23-圓孔。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例,對本發明進行詳細描述。

參見附圖1、2,一種自適應可調楔式偏心緊固裝置,它包括:偏心環1,偏心楔鍵2,
防松螺栓,外圍部件為需要緊固的管/軸;

偏心環1的內圓表面為兩個曲面的結合,第一曲面11為直徑與所緊固管/軸的外徑相同、
圓周角大于180°的圓柱面圓弧面,第一曲面11與管/軸同軸,當偏心環1套上所緊固管/軸
管/軸后,第一曲面11與所緊固管/軸管/軸的外表面相貼合;第二曲面12為直徑大于所緊固
管/軸管/軸的外徑、圓周角小于180°的圓臺圓弧面,第二曲面12與管/軸不同軸,當偏心
環1套上所緊固管/軸管/軸后,第二曲面12與所緊固管/軸管/軸外表面之間留有容納偏心楔
鍵2的空隙;偏心環1上設有軸向防松螺孔13和徑向螺孔14;

偏心楔鍵2包括:鍵體21和與其相連的防松弧22;鍵體21的內圓弧表面為直徑與所緊
固管/軸管/軸的外徑相同、圓周角與第二曲面12圓周角相同的圓柱面,鍵體21的外圓弧表
面為能與第二曲面12相貼合的圓臺圓弧面,鍵體21前端的厚度小于與防松弧22連接一端的
厚度,鍵體21能夠部分使其前端能夠進入第二曲面12與所緊固管/軸管/軸外表面之間的空
隙;防松弧22上設有與防松螺孔13相對應的圓孔23;

防松螺栓在偏心楔鍵2楔入偏心環1,完成對管/軸的緊固后,從圓孔23旋入防松螺孔
13,以防止偏心楔鍵2與偏心環1松開。

經加工試制,第二曲面12相對于第一曲面11軸線的角度為1°-8°,一共試制了8中
規格的楔鍵偏心環方案,最終確定第二曲面12相對于第一曲面11軸線的角度為3°為局部
最優解;

較優的,在偏心楔鍵2的外圓弧面前端設有一個變薄的楔入頭,并將邊角做成過渡圓弧,
以容易楔入;在由薄到厚的1/4處,將外圓弧面加厚0.05mm,以增強耐磨和自鎖性能。

本發明的安裝工藝為:從管/軸一側套入所述偏心環1,在保持同軸度的同時,一直平移
到待安裝位置;用工具輕輕敲擊所述徑向螺孔14部分,調整所述偏心環1角度;輕輕楔入所
述偏心楔鍵2,交替敲擊所述防松弧22兩側,使所述偏心楔鍵2受力較均勻,直至完全緊固;
安裝防松螺栓。

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一種 自適應 可調 偏心 緊固 裝置
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