一种带有自锁机构的安全防护螺栓的制作方法

本实用新型涉及一种安全防护螺栓，特别涉及一种带有自锁机构的安全防护螺栓。

背景技术：

快开盲板，即快速开关盲板，是专门用于压力管道或压力容器的圆形端口上，并能实现快速开启或关闭的一种机械装置，广泛应用于石油、化工和冶金等行业的石油石化输油输气管线，以及过滤器、收发球筒等设备上，近年来，随着科学技术的快速发展和安全要求的不断提高，快开盲板不但在产品结构、密封性能和操作功能等方面都有较大的改进，同时，在产品生产技术标准上也得到了日益的完善，在2019年3月1日正式实施的行业标准《快速开关盲板技术规范》（sy/t0556-2018）中，设计部分增加了“安全联锁装置设计”内容，性能试验部分增加了“安全连锁性能试验”要求，并明确要求“安全连锁装置的主要构件应固定在快开盲板的头盖上”，以及“安全联锁装置应具有通过与内压关联的联锁功能来实现快开盲板未关到位不能升压，压力容器的内部压力未完全释放，无法打开快开盲板的安全联锁功能”等。因此，为了满足快开盲板生产技术标准的新要求，有必要研究开发与安全联锁装置配套的安全控制装置及其零部件，为快开盲板安全可靠、高效稳定地应用运行提供基础保证。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，提供一种带有自锁机构的安全防护螺栓，配套应用于快开盲板的安全联锁装置中，满足快开盲板生产技术标准的新要求，提高快开盲板应用的安全可靠性。

一种带有自锁机构的安全防护螺栓，包括：安全防护帽2、螺栓套3、螺栓体5、活塞连接杆1、活塞头6和张力弹簧4；所述安全防护帽2尾端设有可施加力矩的多方工作结构，前端与所述螺栓套3尾端具有结构相互对应的扁销配合结构，当所述扁销配合结构接合时，所述安全防护帽2所受到的力矩能够通过所述扁销配合结构传递给所述螺栓套3上，同时，在所述螺栓套3的内部设有柱形空腔；所述螺栓体5前端为工作螺杆，尾端为增径筒体，所述增径筒体内部设有圆柱形空腔，开设于所述螺栓体5内的圆柱形空腔直径大于开设于所述螺栓套3内的柱形空腔最大直径，在所述螺栓体5尾端所述增径筒体的增径区域环形圆台面上设置有密封材料，以使所述环形圆台面与目标工作面接触时，在接触面上形成密封结构，对接触面实施密封，在所述工作螺杆轴向上开设有气流通道13，在前端使所述螺栓体5内的圆柱形空腔与外部连通。

所述安全防护帽2、所述螺栓套3和所述螺栓体5依次安装设置，其中：保持所述安全防护帽2与所述螺栓体5轴向上可相对运动，通过所述安全防护帽2前端与所述螺栓套3尾端之间的所述扁销配合结构实现所述安全防护帽2和所述螺栓体5的接合与分离，所述螺栓体5的尾端端面与所述螺栓套3前端端面对接固定连接在一起，在连接体内部由所述螺栓体5内圆柱形空腔和所述螺栓套3内柱形空腔组成断面呈倒t形的变径柱形容腔；所述活塞连接杆1、所述活塞头6和所述张力弹簧4分别置于所述变径柱形容腔内，其中：所述活塞头6设置在所述变径柱形容腔的底部，即所述螺栓体5内的圆柱形空腔中，前部外环面14与所述螺栓体5内圆柱形空腔的内环面形成紧密配合，配合面上设置有密封结构，尾部延伸进入所述螺栓套3内的柱形空腔中，保持所述活塞头6在所述变径柱形容腔内可沿中心轴线自由转动，所述活塞连接杆1一端穿过所述螺栓套3的尾端与所述安全防护帽2固定连接在一起，另一端与所述活塞头6固定连接在一起，所述张力弹簧4设置在所述螺栓套3和所述活塞头6之间，环套在所述活塞连接杆1上，向所述活塞头6施加弹性张力。

在没有外力作用的情况下，受所述张力弹簧弹性张力的作用，所述活塞头6处于所述螺栓体5内圆柱形空腔的底部，同时，所述安全防护帽2受所述活塞连接杆1的拉动作用与所述螺栓套3充分接合在一起，将所述安全防护帽2与所述螺栓套3、所述螺栓体5锁定为一体，此时，若向所述安全防护帽2尾端所述多方工作结构施加工作力矩，通过所述安全防护帽2前端与所述螺栓套3尾端之间的所述扁销配合结构、以及所述螺栓套3与所述螺栓体5的连接配合，将所受力矩传递到所述所述螺栓体5上，所述螺栓体5将与所述安全防护帽2产生同步转动，从而可将所述螺栓体5前端工作螺杆与目标工作面上对应螺母孔中连接或者拆卸下来；若所述工作螺杆上的气流通道13中存在气体压力，当所述气体压力大于所述张力弹簧4向所述螺栓体5施加的弹性张力时，所述张力弹簧4受力压缩，所述螺栓体5上行至所述螺栓体5内圆柱形空腔的顶部，使所述螺栓体5前部的环形上端面15与所述螺栓套3的下端面紧密贴合，同时，所述螺栓体5推动所述活塞连接杆1带动所述安全防护帽2上行，使所述安全防护帽2前端与所述螺栓套3尾端之间的所述扁销配合结构分离开来，此时，再向所述安全防护帽2尾端所述多方工作结构施加工作力矩时，所述安全防护帽2所受力矩无法通过所述扁销配合结构传递给所述螺栓套3，所述安全防护帽2无法带动所述螺栓体5一同转动，因而也就不能实现对所述螺栓体5前端工作螺杆的连接或者拆卸操作，而当所述气流通道13中的气体压力减低至所述张力弹簧4的弹性张力以下或者消失时，所述安全防护帽2与所述螺栓套3可自行复位再次接和在一起，从而自行将所述安全防护帽2与所述螺栓套3、所述螺栓体5重新锁定为一体；在石油化工等领域，使用所述一种带有自锁机构的安全防护螺栓将安全联锁机构连接在快开盲板上，能够对所述快开盲板的操作起到危险警示和安全防护的作用。

进一步，为了提高所述一种带有自锁机构的安全防护螺栓的工作稳定性，优选所述螺栓套3内部柱形空腔为圆柱形空腔，所述活塞头6尾部为圆柱体，所述螺栓套3内部圆柱形空腔与所述活塞头6尾部圆柱体为等径相互对应配合结构。

再进一步，为了提高所述一种带有自锁机构的安全防护螺栓的密封效果，在所述螺栓体5的尾端端面与所述螺栓套3前端端面的连接区域中设置有密封机构；在所述活塞头6前部环形上端面15上设置有密封材料，当所述环形上端面15与所述螺栓套3的下端面紧密贴合时，在接触面上形成密封结构，对接触面实施密封。

同时，为了维护保养所述一种带有自锁机构的安全防护螺栓，防止内部构件的腐蚀老化，在所述螺栓套3的侧壁上开设有注油孔，在所述注油孔中安装有压配式压注油杯11，定期向所述变径柱形容腔内注油；为了保证所述安全防护帽2与所述螺栓套3自行复位套接的可靠性，防止异物落入接触面之间而影响所述安全防护帽2与所述螺栓套3的充分套接，在所述安全防护帽2上安装有防护套12，将所述安全防护帽2与所述螺栓套3之间的开合空间遮蔽起来。

本实用新型的有益效果是，提供一种带有自锁机构的安全防护螺栓，配套应用于快开盲板的安全联锁装置中，受压力管道或者压力容器等应用对象内部压力控制，实现设有螺栓头多方工作结构的安全防护帽与设有工作螺杆的螺栓套自主锁定或者脱开，达到力矩从安全防护帽到螺栓体的传递或阻断控制，进而实现快开盲板未关闭到位压力容器不能升压，内部压力未完全释放无法打开快开盲板的安全联锁功能，满足新的生产技术标准要求，应用于实际生产中，能够杜绝内压未释放完全开启快开盲板而造成的安全事故，也能够控制快开盲板未关闭到位无法升压，提高快开盲板应用的安全可靠性。

附图说明

图1、带有自锁机构的安全防护螺栓的初始状态剖视图。

图2、带有自锁机构的安全防护螺栓的安全保护状态剖视图。

图3、活塞头结构示意图。

图4、带有自锁机构的安全防护螺栓与安全联锁装置连接结构主视图。

图5、带有自锁机构的安全防护螺栓与安全联锁装置连接结构俯视图。

图6、使用带有自锁机构的安全防护螺栓的卡箍式快开盲板关闭状态示意图。

图7、使用带有自锁机构的安全防护螺栓的卡箍式快开盲板打开状态示意图。

具体实施方式

下面从具体实施例出发并结合附图对本实用新型请求保护的技术方案做进一步描述。

一种带有自锁机构的安全防护螺栓，如图1和图2所示，由安全防护帽2、螺栓套3、螺栓体5、活塞连接杆1、活塞头6、张力弹簧4、压配式压注油杯11和防护套12组成；所述安全防护帽2尾端设有八方螺栓头，如图5所示，前端开设有长方型凹槽，所述螺栓套3尾端对应位置设置有与所述安全防护帽2上长方型凹槽相配合的长方型扁销，内部设有圆柱形空腔，所述螺栓体5前端为工作螺杆，尾端为增径筒体，所述增径筒体内部设有圆柱形空腔，在所述增径筒体增径区域的环形圆台面上设置有第四橡胶密封环10，开设于所述螺栓体5内的圆柱形空腔直径大于开设于所述螺栓套3内的园柱形空腔的直径，在所述工作螺杆轴向上开设有气流通道13；所述安全防护帽2、所述螺栓套3和所述螺栓体5依次安装设置，其中：所述安全防护帽2的尾端与所述螺栓套3的前端通过相互配合的所述长方型凹槽和长方型扁销套接在一起，在连接体内部组成断面呈倒t形的变径圆柱形容腔，所述螺栓体5的尾端端面与所述螺栓套3前端端面对接，利用三个连接螺栓固定连接在一起，在连接面上安装有第二橡胶密封环7；所述活塞连接杆1、所述活塞头6和所述张力弹簧4分别置于所述变径圆柱形容腔内，其中：所述活塞头6设置在所述变径圆柱形容腔的底部，如图3所示，前部外环面14与所述螺栓体5内圆柱形空腔的内环面形成紧密配合，配合面上设置有两条第一橡胶密封环9，同时，在前部环形上端面15上设置有第三橡胶密封圈8，尾部为圆柱体，延伸进入所述螺栓套3内圆柱形空腔中，所述螺栓套3内部圆柱形空腔与所述螺栓体5尾部圆柱体为等径相互对应配合结构，所述活塞连接杆1与所述安全防护帽2焊接形成一体，另一端与所述活塞头6螺纹连接在一起。

将所述一种带有自锁机构的安全防护螺栓30与安全联锁装置配套使用，连接结构如图4和图5所示，安全联锁装置包括有安全销21和安全板22，所述安全板22一端固定套接在所述安全销21上，并在轴向上形成限位，另一端套镶在所述螺栓体5上，由所述螺栓体5本体法兰轴向限位固定；将所述一种带有自锁机构的安全防护螺栓与安全联锁装置的连接结构应用于卡箍型快开盲板上，如图6和图7所示，所述卡箍型快开盲板的盲板座41上分别开设有两个闭锁孔20，盲板盖40上开设有贯通螺母孔31，所述盲板盖40闭合时，两个所述闭锁孔20重叠在一起，所述安全销21与所述锁孔20尺寸相互配合，插装在相互相互重叠的两个所述闭锁孔20中，将对应的两片所述盲板座41锁定在一起，所述螺栓体5前端工作螺杆与所述贯通螺母孔31螺纹连接，并利用第四橡胶环10对接触面实施密封，将所述安全联锁装置安装在所述卡箍型快开盲板上；此时，当压力管道或者压力容器内气体压力大于所述张力弹簧4向所述螺栓体5施加的弹性张力时，所述安全防护帽2与所述螺栓体5解除自锁，所述一种带有自锁机构的安全防护螺栓30无法卸除，所述盲板盖40无法打开，实现了安全防护；释放所述压力容器内气体压力，当所述气体压力低于所述张力弹簧4的弹性张力时，所述安全防护帽2与所述螺栓体5恢复自锁，此时，向所述安全防护帽2施加工作力矩，可将所述一种带有自锁机构的安全防护螺栓30卸除，从而将所述安全联锁装置从所述卡箍型快开盲板上拆除，之后即可安全开启所述盲板盖40；当需要再次关闭所述盲板盖40给压力管道或者压力容器升压时，若所述盲板盖40未关闭到位时，两片所述盲板座41上分别开设的两个所述闭锁孔20不能或者不能完全重叠，使所述安全销21不能插入其中，因而无法利用所述一种带有自锁机构的安全防护螺栓30将所述安全联锁装置正确安装在所述卡箍型快开盲板上，实现安全防护，此时也就不能对所述压力管道或者压力容器进行升压操作。

本实用新型请求保护的技术方案的应用不仅仅局限于本实施例所述卡箍型快开盲板结构，同样也是用于牙嵌型快开盲板、插扣型快开盲板和压力环形快开盲板等结构类型，对快开盲板的操作起到危险警示和安全防护的作用。