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一種基于耗能機理的石油管道接口柔性連接裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510480239.8

申請日:

2015.08.08

公開號:

CN105156794A

公開日:

2015.12.16

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):F16L 25/10申請公布日:20151216|||實質審查的生效IPC(主分類):F16L 25/10申請日:20150808|||公開
IPC分類號: F16L25/10 主分類號: F16L25/10
申請人: 濟南大學
發明人: 安延濤; 趙東; 楊玉娥; 劉魯寧; 李娜
地址: 250022山東省濟南市南辛莊西路336號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510480239.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.01.19|||2016.01.13|||2015.12.16

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種基于耗能機理的石油管道接口柔性連接裝置,主要包括管道、密封圈和彈性阻尼圈。其特點是雙密封圈密封,彈性阻尼圈含凹槽且高、低凸起交錯排列。本發明通過材料為粘彈性高阻尼橡膠、結構為含凹槽且高、低凸起交錯排列的彈性阻尼圈的整體耗能、徑向二次減振、軸向防止移動最大程度消耗傳遞能量,消除被連接管的負載,實現管道的柔性連接,并且通過其交錯排列的高凸起、低凸起和凹槽起到篦齒迷宮密封的作用;通過雙密封圈設計實現加強密封、隔離雜質及保護彈性阻尼圈。

權利要求書

權利要求書
1.  一種基于耗能機理的石油管道接口柔性連接裝置,主要包括管道、密封圈和彈性阻尼圈,管道分為管道A和管道B,密封圈分為密封圈A和密封圈B,管道A和管道B之間由內到外依次安裝密封圈A、彈性阻尼圈和密封圈B,其特征在于:所述管道A一端的接口部分直徑大于其他管段,管道B接口處設有兩段圓槽,該兩圓槽分別用于安裝密封圈A和密封圈B;所述密封圈A和密封圈B為“O”形結構,選用NBR丁氰橡膠密封圈;所述彈性阻尼圈為圓筒形結構,彈性阻尼圈上交錯排列有高凸起和低凸起,高凸起和低凸起間設有凹槽,高凸起、低凸起和凹槽的軸向長度同為l,高凸起的徑向高度為2l,低凸起的徑向高度為l,彈性阻尼圈選用粘彈性高阻尼橡膠材料。

說明書

說明書一種基于耗能機理的石油管道接口柔性連接裝置
技術領域
本發明涉及一種基于耗能機理的石油管道接口柔性連接裝置,尤其涉及一種通過彈性阻尼圈的整體耗能、徑向二次減振、軸向防止移動實現管道的柔性連接以及其交錯排列的高凸起、低凸起和凹槽實現篦齒迷宮密封;通過雙密封圈實現加強密封、隔離雜質及保護彈性阻尼圈,屬于管道連接技術研發領域。
背景技術
目前石油管道接口的連接主要是通過焊接或法蘭等方式,這些方式雖然在一定程度上實現了管道的密封連接,但也存在著明顯的不足,即使管道接口呈剛性連接,管道接口的剛性連接雖增加了連接管道的整體剛性,但極易使得外部破壞載荷通過一個管道向另一管道傳遞,由于兩段管道畢竟不是一體,這使得接口部分在外部載荷作用下發生位移變動,甚至損壞管道,造成管內流體泄漏,這在地震等較大載荷下尤為突出。
而如果有害的振動能量在傳遞到被連接管道前能夠消除,可有效保護被連接管道,并防止兩管道發生相對位移。
因此,針對現有石油管道接口的剛性連接所引起的易損壞、易泄漏等缺點,應從管道連接方式及結構上進行綜合考慮,設計出代替管道剛性連接的一種連接裝置。
發明內容
本發明針對現有石油管道接口的剛性連接所引起的易損壞、易泄漏等缺點,提供了一種可有效解決上述問題的一種基于耗能機理的石油管道接口柔性連接裝置。
本發明的一種基于耗能機理的石油管道接口柔性連接裝置采用以下技術方案:
一種基于耗能機理的石油管道接口柔性連接裝置,主要包括管道、密封圈和彈性阻尼圈,管道分為管道A和管道B,密封圈分為密封圈A和密封圈B,管道A和管道B之間由內到外依次安裝密封圈A、彈性阻尼圈和密封圈B;所述管道A一端的接口部分直徑大于其他管段,管道B接口處設有兩段圓槽,該兩圓槽分別用于安裝密封圈A和密封圈B;所述密封圈A和密封圈B為“O”形結構,選用NBR丁氰橡膠密封圈;所述彈性阻尼圈為圓筒形結構,彈性阻尼圈上交錯排列有高凸起和低凸起,高凸起和低凸起間設有凹槽,高凸起、低凸起和凹槽的軸向長度同為l,高凸起的徑向高度為2l,低凸起的徑向高度為l,彈性阻尼圈選用粘彈性高阻尼橡膠材料。
本發明將彈性阻尼圈選用粘彈性高阻尼橡膠材料,并且設計為含凹槽且高、低凸起交錯排列的結構,通過這種設計最大程度消耗傳遞能量,消除被連接管的負載,實現管道的柔性連接,具體功能及實現方式如下:一是實現整體耗能,即通過粘彈性高阻尼橡膠所具有的粘彈性和高阻尼特性對管道振動進行減振,當管道A振動時,振動能量通過管道A傳遞到彈性阻尼圈,這時振動能量將通過兩種形式消耗,一方面通過橡膠分子鏈之間的粘性內摩擦來消耗部分振動能量,另一方面彈性阻尼圈內、外側的管道B和管道A相當于約束板,當管道A振動時,管道A和管道B起到約束彈性阻尼圈運動的作用,約束的彈性阻尼圈受到剪切作用,使彈性阻尼圈內的振動能量通過轉化為熱能方式來消耗;二是實現徑向二次減振,當管道A振動時,將壓迫彈性阻尼圈上的高凸起發生變形,通過高凸起的壓縮變形起到一次耗能及減振的作用,當管道A的振幅加大時,在壓縮高凸起的基礎上將促使低凸起發生壓縮變形,低凸起在壓縮變形時又會起到二次耗能及減振的作用,并且在壓縮低凸起時,會使局部高凸起與低凸起發生摩擦,將振動能量以熱能的形式消耗;三是防止軸向移動,即通過彈性阻尼圈上的高凸起在壓縮狀態下的剪切變形,增加管道A與高凸起間的摩擦力,防止管道A和管道B發生相對軸向運動;四是密封管路的作用,即通過高凸起、低凸起及其間的凹槽實現流體的密封,當管道內的流體經密封圈A泄漏時,泄漏流體會暫時儲存在凹槽及兩高凸起間區域,由于高凸起、低凸起和凹槽為交錯排列,使得彈性阻尼圈起到篦齒迷宮密封的作用。
本發明在管道接口安裝密封圈A和密封圈B兩個密封圈,通過這種結構設計具有以下功能:一是加強密封效果,即通過密封圈A防止管內流體泄漏到彈性阻尼圈,通過密封圈B防止泄漏到彈性阻尼圈內的流體再次泄漏到管外;二是隔離管外雜質并保護彈性阻尼圈,即通過密封圈B防止管外雜質進入到彈性阻尼圈降低其耗能性能,以及通過密封圈A防止雜質進入管內,污染管內流體。
本發明的有益效果是:通過材料為粘彈性高阻尼橡膠、結構為含凹槽且高、低凸起交錯排列的彈性阻尼圈的整體耗能、徑向二次減振、軸向防止移動最大程度消耗傳遞能量,消除被連接管的負載,實現管道的柔性連接,并且通過其交錯排列的高凸起、低凸起和凹槽起到篦齒迷宮密封的作用;通過雙密封圈設計實現加強密封、隔離雜質及保護彈性阻尼圈的作用。
附圖說明
圖1是本發明的整體結構示意圖。
圖2是本發明整體結構的三維示意圖。
圖3是本發明彈性阻尼圈的結構尺寸示意圖。
圖4是本發明彈性阻尼圈的三維示意圖。
其中:1、管道A,2、密封圈A,3彈性阻尼圈,4、密封圈B,5、管道B,6、高凸起,7、低凸起,8、凹槽。
具體實施方式
實施例:
如圖1、圖2所示,本發明的一種基于耗能機理的石油管道接口柔性連接裝置,主要包括管道A1、管道B5、密封圈A2、密封圈B4和彈性阻尼圈3,管道A1和管道B5之間由內到外依次安裝密封圈A2、彈性阻尼圈3和密封圈B4。
管道A1一端的接口部分直徑大于其他管段,管道B5接口處設有兩段圓槽,該兩圓槽分別用于安裝密封圈A2和密封圈B4。
密封圈A2和密封圈B4為“O”形結構,選用NBR丁氰橡膠密封圈,在管道接口安裝密封圈A2和密封圈B4兩個密封圈,在工作時具有以下功能:一是加強密封效果,即通過密封圈A2防止管內流體泄漏到彈性阻尼圈3,通過密封圈B4防止泄漏到彈性阻尼圈3內的流體再次泄漏到管外;二是隔離管外雜質并保護彈性阻尼圈3,即通過密封圈B4防止管外雜質進入到彈性阻尼圈3降低其耗能性能,以及通過密封圈A2防止雜質進入管內,污染管內流體。
結合圖3、圖4所示,彈性阻尼圈3為圓筒形結構,彈性阻尼圈3上交錯排列有高凸起6和低凸起7,高凸起6和低凸起7間設有凹槽8,高凸起6、低凸起7和凹槽8的軸向長度同為l,高凸起6的徑向高度為2l,低凸起7的徑向高度為l,彈性阻尼圈3選用粘彈性高阻尼橡膠材料。
在工作時,這種設計最大程度消耗傳遞能量,消除被連接管的負載,實現管道的柔性連接,具體功能及實現方式如下:一是實現整體耗能,即通過粘彈性高阻尼橡膠所具有的粘彈性和高阻尼特性對管道振動進行減振,當管道A1振動時,振動能量通過管道A1傳遞到彈性阻尼圈3,這時振動能量將通過兩種形式消耗,一方面通過橡膠分子鏈之間的粘性內摩擦來消耗部分振動能量,另一方面彈性阻尼圈3內、外側的管道B5和管道A2相當于約束板,當管道A1振動時,管道A1和管道B5起到約束彈性阻尼圈3運動的作用,約束的彈性阻尼圈3受到剪切作用,使彈性阻尼圈3內的振動能量通過轉化為熱能方式來消耗;二是實現徑向二次減振,當管道A1振動時,將壓迫彈性阻尼圈3上的高凸起6發生變形,通過高凸起6的壓縮變形起到一次耗能及減振的作用,當管道A1的振幅加大時,在壓縮高凸起6的基礎上將促使低凸起7發生壓縮變形,低凸起7在壓縮變形時又會起到二次耗能及減振的作用,并且在壓縮低凸起7時,會使局部高凸起6與低凸起7發生摩擦,將振動能量以熱能的形式消耗;三是防止軸向移動,即通過彈性阻尼圈3上的高凸起6在壓縮狀態下的剪切變形,增加管道A1與高凸起6間的摩擦力,防止管道A1和管道B5發生相對軸向運動;四是密封管路的作用,即通過高凸起6、低凸起7及其間的凹槽8實現流體的密封,當管道內的流體經密封圈A1泄漏時,泄漏流體會暫時儲存在凹槽8及兩高凸起6間區域,由于高凸起6、低凸起7和凹槽8為交錯排列,使得彈性阻尼圈3起到篦齒迷宮密封的作用。

關 鍵 詞:
一種 基于 耗能 機理 石油 管道 接口 柔性 連接 裝置
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