一种内环液压扩张机构的制作方法

本发明涉及垫片用生产设备技术领域，具体为一种内环液压扩张机构。

背景技术：

垫片是两个物体之间的机械密封，通常用以防止两个物体之间受到压力、腐蚀和管路自然地热胀冷缩泄露。由于机械加工表面不可能完美，使用垫片即可填补不规则性。以管道用垫片为例，金属石墨缠绕式垫片作为半金属密合垫片中回弹性最佳的垫片广泛使用在管道接口密封领域，金属石墨缠绕式垫片包括由钢带与各种填充料(石墨、石棉、四氟)交替缠绕而成的金属石墨缠绕体、设置在金属石墨缠绕体内外圈的钢环并利用内外钢环控制其最大压紧度，其中扩环到位的内钢环难以与金属石墨缠绕体的内环壁进行挤压安装，通常采取的做法就是将外径尺寸小于金属石墨缠绕体内环直径尺寸的内钢环扩环处理至设定尺寸使内钢环外壁与金属石墨缠绕体内壁挤压固定为止。现有技术中的扩环用设备由于结构设计不合理，存在下述缺陷：一、结构复杂，造价成本较高；二、扩环受力不均，易导致扩环报废；三、扩环用设备受力接触面积较小导致设备报废率较高。

技术实现要素：

本发明涉及一种内环液压扩张机构用于解决上述一个或多个技术问题。

一种内环液压扩张机构，包括：与动力机构连接的顶杆、主扩环模具、扩环片安装座，所述顶杆包括一体结构的顶杆本体、顶杆座，所述顶杆本体的椎体面加工有绕中心轴线等角度排列的n个压力传递面，所述相邻两个压力传递面之间形成限位棱，所述主扩环模具由n个主扩环片组成，其中每个主扩环片朝向圆心侧加工有与限位棱倾斜度相同且与限位棱匹配安装的安装槽，所述n个主扩环片绕中心轴线方向围合为主扩环模具整体，主扩环模具限定在扩环片安装座中，所述顶杆的顶杆本体依次穿过扩环片安装座、主扩环模具的中心轴孔，所述顶杆的顶杆座与推顶动力设备连接，其中n为大于等于3的自然数。

优选的，所述内环液压扩张机构,限位棱设置有倒角结构。

优选的，所述内环液压扩张机构,主扩环模具中n个主扩环片形状尺寸完全相同，相邻两个主扩环片的安装槽中一侧板面分别占据压力传递面一半的面积。

优选的，所述内环液压扩张机构,所述主扩环模具中每个主扩环片由下向上依次包括限位段、扩环段，所述扩环片安装座包括扩环片基座、扩环片限位c环，所述主扩环模具底端限位段设置在扩环片基座的凸环，所述限位段外圈直径小于凸环的内径尺寸且大于两个扩环片限位c环32围合而成的圆的内圈直径尺寸，所述两个扩环片限位c环32螺固在凸环311的上板面。

优选的，所述内环液压扩张机构,所述主扩环片中还包括位于限位段、扩环段之间且一体成型的回复段，所述复位段的外圆面加工有一个或多个一体成型的橡胶圈安装槽，所述复位段直径尺寸小于扩环片限位c环内环直径，n个主扩环片围合成的整圈橡胶圈安装槽中安装有橡胶圈。

优选的，所述内环液压扩张机构,所述主扩环片中扩环段由上向下包括多个直径依次变大的台阶状扇形面。

优选的，所述内环液压扩张机构,所述扩环片基座两端设置有把手。

优选的，所述内环液压扩张机构,还包括与主扩环模具结构类似的次扩环模具、次扩环模具托盘，所述次扩环模具由n个次扩环片组成，所述次扩环模具的底端圆板置于次扩环模具托盘的上板面，所述次扩环片的底端板中分线位置加工有第一固定盲孔,对应的，第一固定盲孔正下方的次扩环模具托盘加工有沉头腰形通孔，所述n个沉头腰形通孔沿次扩环模具托盘的中心轴线方向等角度排列且长度平行于对应位置的直径方向延伸，螺栓分别穿过沉头腰形通孔、第一固定盲孔，所述每个次扩环片内侧面加工有与主扩环片中台阶状扇形面匹配的台阶状扇形仿形结构，每个次扩环片卡扣安装在相应主扩环片的阶梯状扇形面外侧；主扩环模具与次扩环模具可作用的内钢环直径不同。

优选的，所述内环液压扩张机构,所述次扩环片的底端圆板加工有两个第二固定盲孔且所述两个第二固定盲孔对称分布在底面中分线的两侧，所述相邻两个次扩环片之间固定有回复弹簧，所述回复弹簧的长度两端分别与相邻次扩环片的第二固定盲孔固定连接。

优选的，所述内环液压扩张机构,：n＝6～10，进一步的，n优选为8。

附图说明：

下面结合附图对具体实施方式作进一步的说明，其中：

图1是本发明涉及的内环液压扩张机构局部剖面的整体结构示意图；

图2是本发明涉及的内环液压扩张机构中主扩环片的结构示意图；

图3是本发明涉及的内环液压扩张机构中次扩环片的结构示意图；

图4是本发明涉及的内环液压扩张机构中部分结构示意图；

图5是本发明涉及的内环液压扩张机构中顶杆结构示意图；

编号对应的具体结构如下：

顶杆1,顶杆本体11,压力传递面111，限位棱112，顶杆座12，主扩环模具2,主扩环片21,安装槽211，限位段212,扩环段213，回复段214，橡胶圈安装槽2141,扩环片安装座3，扩环片基座31,凸环311,扩环片限位c环32，次扩环模具4,次扩环片41,第一固定盲孔411,第二固定盲孔412,次扩环模具托盘5，沉头腰形通孔51，

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

具体实施案例1：

本具体实施案例以n＝8为例。

一种内环液压扩张机构，包括：与动力机构连接的顶杆1、主扩环模具2、扩环片安装座3，所述顶杆1包括一体结构的顶杆本体11、顶杆座12，所述顶杆本体11的椎体面加工有绕中心轴线等角度排列的八个压力传递面111，所述相邻两个压力传递面111之间形成限位棱112，所述主扩环模具2由八个主扩环片21组成，其中每个主扩环片21朝向圆心侧加工有与限位棱112倾斜度相同且与限位棱112匹配安装的安装槽211，所述八个主扩环片21绕中心轴线方向围合为主扩环模具2整体，主扩环模具2限定在扩环片安装座3中，所述顶杆1的顶杆本体11依次穿过扩环片安装座3、主扩环模具2的中心轴孔，所述顶杆11的顶杆座12与液压缸连接；主扩环模具2中八个主扩环片21形状尺寸完全相同，相邻两个主扩环片21的安装槽21中一侧板面分别占据压力传递面111一半的面积。

工作原理如下：顶升杆1未顶升的原始状态下，主扩环模具2中每个主扩环片21两侧板面互相抵触，顶杆1在动力设备作用下上升且上升过程中倾斜的压力传递面111会将顶升力传递给周边主扩环片21，所述主扩环片21会背向圆心位置运动逐渐扩大直径尺寸，套结在主扩环模具2上的内钢环收到外向扩张力，随着连续扩张力作用，内钢环内外径逐步变大直至与金属石墨缠绕体内环挤压式固定。本发明涉及的内环扩张机构结构简单，且顶杆本体11中压力传递面111的设置有如下三个作用：一、在推顶扩张过程，受八面椎体限位作用，主扩环模具2与顶杆本体11不会发生相对转动，对主扩环模具2有限位、导向作用；二、在推顶扩张过程，顶杆本体11中八个压力传递面111始终与主扩环模具安装槽211为面面接触，可最大限度的将顶杆的推顶力转化为内钢环扩环力，作业效率高；三、替代了传统的点、线接触方式，降低压强进而降低设备损坏率，延长设备使用寿命。

可选择的,限位棱112设置有倒角结构。限位棱112倒角后在完成限位功能的基础上还可避免应力集中引起的结构损伤。

进一步的，每个主扩环片21由下向上依次包括限位段212、扩环段213，所述扩环片安装座3包括扩环片基座31、扩环片限位c环32，所述主扩环模具2底端限位段212设置在扩环片基座31的凸环311中且所述凸环311的内径尺寸大于限位段212外圈直径，所述两个扩环片限位c环32螺固在凸环311的上板面，所述两个扩环片限位c环32围合而成的圆的内圈直径尺寸小于限位段212外圈直径。所述限位段212限定在凸环311底面与扩环片限位c环32下板面围合而成的空间中做径向扩张运动，凸环311的内径限定了主扩环模具2整体扩张的距离；相同顶升速度的前提下，顶杆本体11所在椎体的母线倾斜度控制外扩变形度；凸环311内径与限位段212外壁直径尺寸之差、顶杆本体11所在椎体的母线倾斜度共同控制扩环活动。

进一步的,所述主扩环片21中还包括位于限位段212、扩环段213之间且一体成型的回复段214，所述复位段214的外圆面加工有一个或多个一体成型的橡胶圈安装槽2141，所述复位段214直径尺寸小于扩环片限位c环32内环直径，八个主扩环片21围合成的整圈橡胶圈安装槽2141中安装有橡胶圈。橡胶圈的设置有助于扩环操作后的自动归位。所述主扩环片21中扩环段213由上向下包括多个直径依次变大的台阶状扇形面。适用于多个尺寸内钢环的扩环操作，一机多用。

具体实施案例2：

在具体实施案例1的基础上，还增加有下述技术特征：

内环液压扩张机构还包括与主扩环模具2结构类似的次扩环模具4、次扩环模具托盘5，所述次扩环模具4由八个次扩环片41组成，所述次扩环模具4的底端圆板置于次扩环模具托盘5的上板面，所述次扩环片41的底端板中分线位置加工有第一固定盲孔411,对应的，第一固定盲孔411正下方的次扩环模具托盘5加工有沉头腰形通孔51，所述八个沉头腰形通孔51沿次扩环模具托盘5的中心轴线方向等角度排列且长度平行于对应位置的直径方向延伸，螺栓分别穿过沉头腰形通孔51、第一固定盲孔411，所述每个次扩环片41内侧面加工有与主扩环片21中台阶状扇形面匹配的台阶状扇形仿形结构，每个次扩环片41卡扣安装在相应主扩环片21的阶梯状扇形面外侧；主扩环模具2与次扩环模具4可作用的内钢环直径不同。

次扩环模具4通过主扩环模具2间接承受推杆1的推顶力，进而转化为内钢环的扩环力，沉头腰形通孔51的长度尺寸是直径的最大扩环尺寸；次扩环模具4的设置可进一步扩展内钢环直径的尺寸适用范围，且多个次扩环片41与次扩环模具托盘5之间是通过螺栓连接的整体性结构，可与主扩环模具2实现一次性安装或拆除，方便操作。主、次扩环模具安装使用过程中，次扩环模具4内侧多个直径依次变大的台阶状扇形面积至少有两个面与主扩环模具外侧对应的台阶状扇形面尺寸贴合，可实现快速拆换。

进一步的,所述次扩环片41的底端圆板加工有两个第二固定盲孔412且所述两个第二固定盲孔412对称分布在底面中分线的两侧，所述相邻两个次扩环片41之间固定有回复弹簧，所述回复弹簧的两长度端分别与相邻次扩环片41的第二固定盲孔412固定连接。

次扩环模具4中通过回复弹簧两两连接，实现扩环结束后的自动归位现象。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。