[实用新型]多瓣斜平面卡箍及其管连接件

说明书

技术领域

本实用新型属于机械领域，涉及一种卡箍和卡箍管连接件，适用于石油加工、化工、制药、电力、冶金、锅炉等行业的管路连接。

背景技术

工业上，管道连接一般都采用法兰，阀门也是法兰式阀门。法兰可谓是傻大黑粗，浪费材料，安装麻烦，但一直没有好的替代品。DN50以下小口径管道，可以用活接替代法兰，比法兰安装方便，重量只是法兰的20～30％，成本降低30～50％，活接式阀门比法兰式阀门的材料和成本也降低接近同样的比例，虽然现在只在民用管连接行业使用，在化工行业普及也是早晚的事，本实用新型者提出的三角环密封垫已经解决了活接在化工行业使用的密封问题，见CN203756982U，CN 204717181U。对于大口径管道，虽然卡箍可以替代法兰，但卡箍为橡胶密封，只适用于水管道的连接，目前仅用于消防水管道、食品和制药行业，其他行业很少使用。石油工业用的高压卡箍，采用硬密封环垫，加工精度要求高，造价高，也不能普及。

现有卡箍主要用于水管的连接，由卡箍、高颈法兰、螺栓和密封垫组成，见图1。卡箍一般为2瓣，最多3瓣(可参见国标)，安装后卡箍的内锥面和高颈法兰的外锥面完全贴合，图中b为切点。假定密封垫片为石棉垫，使用一段时间后发现有泄漏现象，需要上紧，上紧螺栓后卡箍向内收缩，切点由b移至c点，此时在轴向截面D-D上卡箍内锥圆直径大于高颈法兰外锥圆直径，在其他截面上也是如此，这时两个锥面已经不是紧密结合了，一瓣卡箍的内锥面与高颈法兰的外锥面只有一条线贴合，位置在一瓣卡箍内锥面的中部，卡箍两边翘起来了，对两瓣卡箍只有两条贴合线。如果在安装卡箍时没有上到b点，垫片就已经密封好或上不动螺母了，这时一瓣卡箍和高颈法兰锥面有两条贴合线，位置在卡箍的外边，卡箍中间鼓起来了，由于相邻两瓣卡箍的凸耳距离很近，两条贴合线的作用和一条相当。由此可以看出，现有的卡箍密封垫只能是软密封，不能采用石棉板、金属缠绕垫等强制性密封垫。

总之现有的卡箍安装后都是卡箍的内锥面与接管锥头的外锥面贴合，不能有丝毫的错位，上到位后螺栓紧一点卡箍就会翘起来，只能用有自紧作用的软密封——橡胶O型环、橡胶C型环，使用面非常窄。

石油工业中也有将卡箍用于高压管道连接的，采用的密封垫为八角环，制造过程是将卡箍加垫片安装成环后用车床精车，价格昂贵，而且只能用于小口径管道。实际上，GB150.3《压力容器第3部分：设计》中已经指出，卡箍“密封环应具有自紧功能”(p281)，密封环只能采用橡胶O型环和橡胶C型环。

因此，卡箍在工业上一直未能普遍推广，目前仅在消防及上下水管上由管理部门强制普及，密封环为橡胶C型环。化工行业管道输送的流体大部分都是易燃易爆介质，而且温度高，垫片一般都不允许使用橡胶材料，故现有卡箍无法应用到化工行业。

实用新型内容

在传统卡箍的基础上，本实用新型目的是，提出了一种新型管连接卡箍及其管连接件：多瓣斜平面卡箍和多瓣斜平面卡箍管连接件，简称平箍和卡接。卡箍与接管锥头的结合面为斜平面，可以采用石棉垫、金属缠绕垫及金属环等各种密封垫，可以替代DN50以上口径的法兰，用于低压、中高压和易燃易爆介质管道的连接。

本实用新型的技术方案是，多瓣斜平面管连接卡箍，卡箍分为2组，组内各卡箍瓣之间用销连接，销平行于连接管轴，组与组之间用螺栓连接，螺栓垂直于管轴，每个卡箍的外形均为部分圆环柱，里面为圆弧凹槽，凹槽的上下面为对称的部分内锥面，各卡箍连接成环后形成卡链。

所述的卡箍，卡箍内锥面的锥角，即内锥面法向与卡链轴向的夹角α＝5～80°，最好为10～20°。所述卡箍的瓣数N为偶数，N最好不超过同口径法兰的螺栓数，如4瓣、6瓣、8瓣、10瓣、12瓣、18瓣等。

所述的卡箍，每个卡箍内锥面的中间部分凸出变为梯形平面，平面与轴面平行，即平面的斜角与锥面的锥角相等。

所述的卡箍，单个卡箍梯形斜平面两侧边延至卡链圆心所形成的梯形角γ的总合Γ＝40～330°，最好为180～300°，单个卡箍的梯形角γ＝Γ/N。

本实用新型还提出了一种与上述管连接卡箍匹配的管连接件即接管，传统卡箍标准将其称为高颈法兰，我们称为接管。接管的一端为管头，一端为凸出的锥头，管头与待接管道焊接，也可以用螺纹连接。锥头的外锥角与卡箍的内锥角相等，锥头的外锥面(用车刀)削出N个与锥面平行的凹的梯形斜平面。接管梯形斜平面两侧边延至接管圆心角所形成的梯形总角的总合B＝20～180°，最好为90～120°，卡箍梯形角与接管梯形角的比值γ/β≥1.1，最好为γ/β≥2。