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低壓管道用新型快裝管件的開發

2019-11-09 17:23   评论:36 点击:346
前 言隨著塑料管、鋁塑管、複合管及不鏽鋼管製造技術的迅速發展,產品質量不斷進步,利用領域不斷擴大,使得一個半世紀以來一枝獨秀的普通低壓焊管產業正麵臨嚴重的挑戰。針對這一現狀,目前可采取以下幾方麵的措施以應對塑料管等產品的強勁崛起。1)從頭設計低壓焊管的技術尺寸,使新型產品公道化、規範化與現代化[1]。2)開發新型快裝管件。在新型焊管管道上不再采取已落後於時代的英製管螺紋連接方式,而設計高效操縱的快裝管件與之適配。如d 25 mm 管則應以cP28.5mm 管子外徑作為設計基準尺寸,而不應再以qb33.5mm 外徑為準。3)開發過渡型新管件,使現行與新型兩種不同的管路係統可以相互過渡貫通和快速連接。更首要是使新型焊管係統能任意與現有仍帶英製管螺紋接口的儀表、閥門和管件相互匹配銜接 ,拓寬新型焊管的適用範圍 。4)開發適用於現行焊管係統的新管件,取代原有管螺紋連接管種。5)改進焊管與管件的材質。目前,普通鍍鋅焊管在實際利用中最顯示其弱點的地方,莫過於因鏽蝕而使水質受到汙染。事實上,低壓焊管仍然具有塑料管的一係列優點,諸如強度、硬度、抗衝擊性(便於運輸和施工)、耐熱、耐油、防火等。若能放棄原用Q215 B級鋼(GB7o0—88),而改用工藝性較好的耐蝕鋼或其它具有良好耐蝕性和工藝性的普低鋼[2]。就有希看進步焊管係統(包括管件)的耐蝕性能和競爭力。本文首要先容鋼球止拉免絲型和密封止拉免絲型兩種快裝管件的結構及其尺寸。1 設計新型快裝管件1.1 設計新型管件的必要性與可能性(1)由於英製管螺紋連接方法效率低下,操縱設備粗笨,不開發新型管件則達不到管路現代化創新的目的,也就難於活著界市場上占有上風。(2)由於用管螺紋連接的焊管外徑必須即是管螺紋的大徑(GB2515—81規定的名稱 ,過往則常稱為外徑)與加工裕量之和,是以其尺寸公道化受到英製管螺紋標準所製約。不廢止英製管螺紋的利用就無法使焊管得到全麵(包括尺寸和連接技術)創新。更不能搶占世界市場的製高點。(3)由於各種類型的快裝管件在不同領域(如液壓、消防等)已有所應用[3]。但在自來水管道利用還限於少數局部環節上,而且其管件尺寸龐大,製造粗糙。可見,開發新型快裝管件已非難事且迫在眉睫 ,完全可以在開發設計過程中慢慢推廣和進步。1.2 新型管件的類型(1)免絲型快裝管件在焊管領域目前最少可以設計與生產出3個創新係列:1)免絲型快裝管件;2)免拆型快裝管件;3)免焊型快裝管件 。所謂“免絲”是指焊管與管件連接時免往在管端套(切削或鉸)出絲牙的操縱,管子與管件照樣能可靠地連接 。這裏所說的“免絲”並不涉及管件內各零件之間用公製細牙螺紋的結構性連接。管端不套絲 ,“快裝”就能實現,工作效率進步二倍以上 ,甚至比塑料管道的熱熔焊接也快數倍。同時還可將粗笨的操縱設備省掉。(2)免拆型快裝管件在管道中要接出一分支管路,一般必須先封閉閥門和拆開管路,並將管子割除一定長度以便能裝進一個三通、一個活接和一個外絲。在切斷處的管子端頭處又必須經過套絲操縱。所謂免拆就是不需將管路拆開和割除一定長度,更不需管端套絲就可裝進一個特殊的三通,分支管路就可順利接通,效率進步不止五倍。筆者已試驗成功並獲專利(專利號ZL97235106X) 。(3)免焊型快裝管件首要對油料 、燃氣管易燃易爆管不宜進行法蘭焊接而特殊設計的。限於篇幅,此處不予闡述 。1.3 新型管件的結構與尺寸新型快裝管件的結構有多種形式。目前市售的用橡膠密封套為首要結構的管件,雖也屬於免絲型,但其尺寸太大,且不能承受較大的管子拉力。1.3.1 鋼球止拉免絲型快裝管件管件采用鋼球定位止拉,較普通結構可承受較大的軸向拉力,其設計尺寸也較緊湊。管子外接頭(Coupling)的結構設計見圖1,其零件尺寸見表1。由於管壁厚度一定,管子鑽納球孔後之保存端長(見圖1之L )即可擺布管子的軸向拉力大小。本文設定:L 一2D ,D 為鋼球直徑, 可直接自前式算得。以d 15 mm 管為例,球徑D 一凸1一向通管2一擋圈3一鋼球4一密封圈 5一墊圈 6一螺帽圈1 鋼球止拉免絲型快裝管件外接頭結構示意圈2.5 mm,則L1—2×2.5—5mm,公稱壁厚tN一1.5mm,抗拉時承剪截麵積A — L × t 一7.5mm。,其許可拉力可達700N 以上[4]。若同時使用兩個鋼球,則管子許可承拉將增加一倍 。考慮焊管輸送高溫流體,預留熱脹間隙為△。(圖1、表1)。(1)直通管直通管(見圖1中件1)是外接頭的主體零件,結構示意如圖2所示,具體尺寸見表1。直管中段孔徑d 。按新型焊管之公稱外徑D 設定尺寸 ,公差選用B⋯ 形成間隙配合,限製管子轉動的球槽寬B。則按鬆動配合(D。)選用。中段有六角板體,方便擰緊螺帽、壓緊密封 、固定鋼球。孔d。之長度L 。為管端留長 、鋼球直徑D 和熱脹間隙△。之和 ,即L。一2L。+2D +A 。(=6D +△。)。L。數值可自L。一L一2 式算出故未列進表1。(2)擋圈擋圈(件號2)外徑D。(見圖3)即是密封函的內徑d ,配合公差選用d⋯ 擋圈內徑d。即是D ,公差選用C 擋圈的平端麵用以反對鋼球的軸向拉出移位。另一端麵呈圓錐內凹形,用以指導密封圈向內壓緊焊管,並在擰螺帽時阻澀密封圈旋轉。(3)鋼球(GB308—84)選用鋼球止拉是由於鋼球強度大 、體積小,而且耐蝕性好(如鋼號GG15),另一方麵鋼球尺寸精確 ,質優價廉,操縱方便 。所謂方便是相對於在管端套絲或塑料管的熱熔接操縱而言。隻要在管端適當位置用手電鑽鑽出一二個納進鋼球的小孔(參閱圖1和件號3),納球孔不須鑽通(鑽頭鋒尖亦可微露)。操縱迅速,而且設備之重量亦相差懸殊。所用鑽頭采用鋒角為11 o的普通麻花鑽(高速鋼)。理論計算鋼球直徑應為管壁厚的1.733倍。具體選用球徑尺寸見表1件3。鋼球在管孔中的位置應使球心與管子外表母線在同一向線上,以此來確定鑽孔深度。粗略估算,球徑應選在管壁的1.5到2倍之間。
(4)密封圈密封圈(件號4)如圖4所示,尺寸見表1。材料選用丁腈橡膠(NBR),其耐油、耐熱、耐水、氣密、真空等性能均佳。如橡膠中丙烯腈含量中等(丁腈一26),則使用溫度範圍為一30~+ 130℃ [5 6I。表1 鋼球止拉免絲型快裝管件外接頭尺寸 mm1頁

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