一种抗真空多波偏心异径橡胶膨胀节的制作方法

[0001]
本实用新型涉及橡胶膨胀节技术领域，尤其涉及一种抗真空多波偏心异径橡胶膨胀节。


背景技术：

[0002]
橡胶膨胀节又称可曲挠橡胶接头，亦称管道减震器、避震喉、橡胶软接头，是一种金属管道的柔性（弹性）连接器；对于设备端口和传输管道端口直径相同使用两端直径相同的橡胶膨胀节；对于设备端口和传输管道端口直径不同但圆心位于同一轴线上的使用同心异径橡胶膨胀节；在很多工程中设备端口和传输管道端口直径不同，圆心不在同一轴线，通常采用端口内圆相切的方式进行位置定位安装，此时使用偏心异径橡胶膨胀节，多用于水平的液体管道，当管口切点向上的时候，成为顶平安装方式，常用于泵入口，有利于排气；切点向下则成为底平安装，多用于调节阀的安装，利于液体排净；异径橡胶膨胀节有利于液体流动，在变径时对流体液态的干扰较小，多数情况下，偏心异径用于水平的液体管道，而同心异径则用于气体和垂直流动的液体管道。
[0003]
偏心异径橡胶膨胀节解决了金属管道与设备端口以及金属管道之间连接时不同口径、不同心的问题，同时解决了安装时可产生的轴向、横向、角向位移，不受管道不同心、法兰不平行等限制，有减震降噪、吸收振动作用，节约管道安装零件和成本。
[0004]
目前使用的偏心异径橡胶接头通常由内胶层、帘子布增强层和外胶层一体成型复合的橡胶球体和松套金属法兰组成，具有一定的抗压等级，但由于橡胶与增强帘子布较软，不能承受连接管道中的意外真空（绝大部分运行管道由于设备意外停机均会产生不同程度的负压）负压吸瘪，从而致使膨胀节产生损坏而影响系统的安全运行；同时现有的使用松套法兰容易产生压力拉脱橡胶球体和橡胶密封泄漏等问题。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目是解决上述技术问题，提供一种抗真空多波偏心异径橡胶膨胀节。
[0006]
为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本实用新型所采用的技术方案是：一种抗真空多波偏心异径橡胶膨胀节，包括橡胶膨胀节本体，其特征在于：所述橡胶膨胀节本体上设置有若干个空心山型结构，橡胶膨胀节本体两端分别设置有大径法兰组件和小径法兰组件，大径法兰组件中心沿小径法兰组件中心向下偏移；所述大径法兰组件包括大径法兰组件本体，大径法兰组件本体内圈设置有向内侧延伸的大径法兰组件补强插管；所述小径法兰组件包括小径法兰组件本体，小径法兰组件本体内圈设置有向内侧延伸的小径法兰组件补强插管；所述大径法兰组件本体和小径法兰组件本体外圈分别均布有若干个限位耳板a和限位耳板b，若干个限位耳板a和限位耳板b沿大径法兰组件中心均匀分布；限位拉杆上套设有限位拉杆套管，限位拉杆两端分别连接有限位耳板a和限位耳板b通过球形垫片、球形螺母和锁紧螺母紧固在一起；所述橡胶膨胀节本体包括内层橡胶结构和外层橡胶
结构，所述内层橡胶结构设置有内层橡胶，内层橡胶之上设置有内层增强补强层，内层橡胶和内层增强补强层延伸至大径法兰组件本体和小径法兰组件本体外侧密封面并沿密封面向外圈翻边，内层橡胶和内层增强补强层与大径法兰组件本体和小径法兰组件本体外侧密封面紧密贴合；所述空心山型结构两侧内层橡胶结构之上设置有抗压环，空心山型结构之间设置有锥形抗压圈，所述小径法兰组件补强插管、抗压环、锥形抗压圈、大径法兰组件补强插管之间设置有一定间隔，间隔内设置有橡胶；所述小径法兰组件补强插管、抗压环、锥形抗压圈、大径法兰组件补强插管之上设置有外层橡胶结构，外层橡胶结构设置有外层橡胶和外层增强补强层。
[0007]
优选的：所述法兰组件本体与法兰组件补强插管采用一体成型或采用分体焊接成型方式。
[0008]
优选的：所述限位耳板与法兰组件本体圆周采用焊接形成整体结构或采用限位耳板与法兰组件本体采用连接螺栓紧固成分体固定方式。
[0009]
优选的：所述抗压环与锥形抗压圈同时成对使用或只采用锥形抗压圈，采用锥形抗压圈时，需要加长锥形抗压圈或加长补强插管。
[0010]
优选的：所述锥形抗压圈替换成多个间隙排列的抗压环。
[0011]
优选的：所述抗压环采用单根圆钢成型结构或采用单根钢丝多层成型结构。
[0012]
优选的：所述内层增强补强层和外层增强补强层采用锦纶帘布、聚酯帘布、芳纶帘布和柔性钢丝网中的一种或多种，层数为单层或多层。
[0013]
优选的：所述限位拉杆套管两端设置为球状。
[0014]
优选的：所述所述锥形抗压圈、法兰组件补强插管、抗压环、内层橡胶结构和外层橡胶结构设置为空心橡胶球体结构。
[0015]
本实用新型结构合理，安装更加简单、方便、快捷，密封性能更加可靠，使用性能更加稳定。
附图说明
[0016]
图1为本实用新型主视图示意图；
[0017]
图2为图1中a向视图；
[0018]
图3为图1中b向视图；
[0019]
图4为图1中e向放大图；
[0020]
图5为图1中i向放大图；
[0021]
在图中：1、抗压环，2、内层橡胶结构，2-1、内层橡胶，2-2、内层增强补强层，3、外层橡胶结构，3-1、外层橡胶，3-2、外层增强补强层，4、锥形抗压圈，5、限位拉杆，5-1、限位拉杆套管，6、锁紧螺母，7、球形螺母，8、球形垫片，9、限位连接孔a，10、限位耳板a，11、限位连接孔b，12、限位耳板b，13、大径法兰组件，13-1、大径法兰组件本体，13-2、大径法兰组件补强插管，14.空心山型结构，15.小径法兰组件，15-1、小径法兰组件本体，15-2、小径法兰组件补强插管，16.橡胶膨胀节本体。
具体实施方式
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下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0023]
图中：一种抗真空多波偏心异径橡胶膨胀节，包括橡胶膨胀节本体16，其特征在于：所述橡胶膨胀节本体16上设置有若干个空心山型结构14，橡胶膨胀节本体16两端分别设置有大径法兰组件13和小径法兰组件15，大径法兰组件13中心沿小径法兰组件15中心向下偏移；所述大径法兰组件13包括大径法兰组件本体13-1，大径法兰组件本体13-1内圈设置有向内侧延伸的大径法兰组件补强插管13-2；所述小径法兰组件15包括小径法兰组件本体15-1，小径法兰组件本体15-1内圈设置有向内侧延伸的小径法兰组件补强插管15-2；所述大径法兰组件本体13-1和小径法兰组件本体15-1外圈分别均布有若干个限位耳板a10和限位耳板b12，若干个限位耳板a10和限位耳板b12沿大径法兰组件13中心均匀分布；限位拉杆5上套设有限位拉杆套管5-1，限位拉杆5两端分别连接有限位耳板a10和限位耳板b12通过球形垫片8、球形螺母7和锁紧螺母6紧固在一起；所述橡胶膨胀节本体16包括内层橡胶结构2和外层橡胶结构3，所述内层橡胶结构2设置有内层橡胶2-1，内层橡胶2-1之上设置有内层增强补强层2-2，内层橡胶2-1和内层增强补强层2-2延伸至大径法兰组件本体13-1和小径法兰组件本体15-1外侧密封面并沿密封面向外圈翻边，内层橡胶2-1和内层增强补强层2-2与大径法兰组件本体13-1和小径法兰组件本体15-1外侧密封面紧密贴合；所述空心山型结构14两侧内层橡胶结构2之上设置有抗压环1，空心山型结构14之间设置有锥形抗压圈4，所述小径法兰组件补强插管15-2、抗压环1、锥形抗压圈4、大径法兰组件补强插管13-2之间设置有一定间隔，间隔内设置有橡胶；所述小径法兰组件补强插管15-2、抗压环1、锥形抗压圈4、大径法兰组件补强插管13-2之上设置有外层橡胶结构3，外层橡胶结构3设置有外层橡胶3-1和外层增强补强层3-2。所述法兰组件本体与法兰组件补强插管采用一体成型或采用分体焊接成型方式。所述限位耳板与法兰组件本体圆周采用焊接形成整体结构或采用限位耳板与法兰组件本体采用连接螺栓紧固成分体固定方式。所述抗压环1与锥形抗压圈4同时成对使用或只采用锥形抗压圈4，采用锥形抗压圈4时，需要加长锥形抗压圈4或加长补强插管。所述锥形抗压圈4替换成多个间隙排列的抗压环1。所述抗压环1采用单根圆钢成型结构或采用单根钢丝多层成型结构。所述内层增强补强层2-2和外层增强补强层3-2采用锦纶帘布、聚酯帘布、芳纶帘布和柔性钢丝网中的一种或多种，层数为单层或多层。所述限位拉杆套管5-1两端设置为球状。所述锥形抗压圈4、法兰组件补强插管、抗压环1、内层橡胶结构2和外层橡胶结构3设置为空心橡胶球体结构。
[0024]
本实用新型主要作用原理
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1、位移补偿工作原理：利用膨胀节空心球形结构尺寸和错位间隙主要满足轴向、径向以及角向位移设计要求，防止膨胀节超过其弹性变形超范围使用，同时削弱系统振动传递、噪音传递，吸收系统变形、变位及附加应力。
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2、柔性曲挠工作原理：利用膨胀节空心山型结构有效伸缩和位移变位、空间错位以及橡胶本身的弹性变形和变形回弹、内外增强补强层的补强织物（如锦纶帘布或芳纶帘布等）的柔性、抗压环、锥形抗压圈之间的橡胶层连接来实现膨胀节的柔性曲挠功能，同时在反复曲挠疲劳过程中降低其疲劳生热，降低其生热引起性能下降，延长其使用寿命。
[0027]
3、抗压防真空吸瘪工作原理：膨胀节与工作介质接触的内层橡胶采用耐腐蚀、耐磨损的橡胶以抵抗工作介质的长期化学腐蚀作用和磨损作用以保持化学稳定性，内层增强补强层2-2和外层增强补强层3-2共同作用以抵抗系统压力冲击以保证橡胶膨胀节空心球体达到相应的抗压强度等级，橡胶与橡胶之间、橡胶与金属之间、增强补强层之间、增强补
强层与橡胶之间、增强补强层与金属之间等采用整体硫化粘接形成整体进一步提高抗压强度等级；抗压环、法兰组件补强插管和锥形抗压圈的使用对膨胀节抗压等级进一步提高有辅助和加强作用，同时利用其刚性强度解决了纯橡胶和增强补强层结构过于柔软使管道系统负压而产生吸瘪损坏；刚性材料之间通过橡胶与增强补强层柔性连接不影响其柔性弹性功能。
[0028]
4、限位工作原理：限位耳板上设置限位螺孔，限位耳板分别沿圆周对称位置均布，对于偏心异径的橡胶膨胀节，限位耳板上对应位置的限位连接孔在膨胀节自由状态下应保证其中心线位于同一直线，限位拉杆5穿过一端限位连接孔a9、限位拉杆套管5-1依据膨胀节压缩位移量确定长度，两端加工成球状、另一端限位连接孔b11与限位耳板配合固定，限位耳板两外侧均设置有球形垫片、球形螺母以及锁紧螺母，以保证膨胀节在任何情况下不会过度变形且不干涉各向位移运行，从而保证膨胀节的使用性能不会提前失效影响使用寿命；球形垫片和球形螺母配合使用以及限位拉杆套管两端的球状结构保证膨胀节在任何运行变位状态下不会产生运动和位移干涉。
[0029]
具体实施时，法兰组件、法兰组件补强插管、锥形抗压圈、抗压环、内层橡胶结构、外层橡胶结构采用整体粘接硫化一体固定式结构，法兰组件与橡胶层结构可采用整体粘接硫化一体固定式结构，也可采用活套圈与橡胶层整体粘接硫化，并与法兰组件本体形成的活套式可活动结构。将两侧法兰组件中心置于同一直线上实现的一种膨胀节，也称同心异径橡胶膨胀节，它是偏心异径橡胶膨胀节的一个特例，实施制作工艺更为简单方便。法兰组件与管道、设备（有不同心、不同径的顶平或底平安装要求的）配对法兰通过连接螺栓安装固定，成为其弹性曲挠连接元件。膨胀节自带橡胶密封面，安装不需另外增加密封垫片。本实用新型解决了连接时不同心、不同径以及补偿连接管道的位移、减震降噪、吸收振动等的实际工程问题，具有柔性和刚性良好组合功效，解决了现有偏心异径橡胶接头抗真空负压吸瘪和使用过程中的意外拉脱和密封泄漏等普遍技术问题。
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本发明的技术优势
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1、利用锥形抗压圈、抗压环、法兰组件补强插管的刚性强度和橡胶及增强补强层的柔性曲挠性能，并利用他们之间的刚柔并济的连接组合方式使其发挥各自不同功效组合，使其在增加抗压等级强度、抗真空吸瘪能力的前提下，发挥橡胶及其增强补强层的柔性软连接，使其柔性曲挠性能、运动疲劳性能、变形位移性能以及一切柔性橡胶膨胀节的性能并没有下降。
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2、法兰组件与橡胶整体粘接硫化一体结构保证即使管道意外压力也能保证橡胶与法兰组件不会发生分离而拉脱，使密封性能更可靠。
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3、抗压环设计使橡胶空心球体抗压强度和抗真空吸瘪能力得到显著提高，同时对橡胶空心球体的其他性能不会产生任何有害影响。
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4、锥形抗压圈设计和整体粘接一体硫化工艺解决了现有膨胀节制造工艺中胶料挤压无序流动穿破增强补强层排列，形成爆破穿破点，保证胶料沿模具和锥形抗压圈表面有序缓流动不破坏增强补强层排列，不会产生爆破穿破点，进一步提高抗压等级和抗真空吸瘪能力，使用性能更加稳定可靠。
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5、从产品结构上解决了工程中不同心、不同径的安装问题，同时由于自带橡胶密封面，使安装更加简单、方便、快捷，同时密封性能更加可靠
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本实用新型的上述实施例，仅仅是清楚地说明本实用新型所做的举例，但不用来限制本实用新型的保护范围，所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由各项权利要求限定。