專利名稱：絕緣接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種埋地式長輸管道，特別涉及一種具有優(yōu)越密封性能、應(yīng)力免疫及高壓自放電特性的絕緣接頭。
背景技術(shù)：
隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展需求，城市地下管道迅速增多。由于這些埋地長輸管 線(油、氣、水等)長期受到外部土壤和內(nèi)部介質(zhì)的強烈腐蝕而經(jīng)常發(fā)生腐蝕泄漏事故，尤 其是土壤中的咱散電流對管道造成的電化學(xué)腐蝕，大大縮短了管道的使用壽命，嚴(yán)重影響 了管道的安全運行工作。為了有效避免鋼質(zhì)管道發(fā)生事故，延長其使用壽命，除在管道上 做防護(hù)層保護(hù)外，還采取了基于電化學(xué)遠(yuǎn)離的陰極保護(hù)措施，這一點，已被各國法律明確規(guī) 定。“沒有絕緣就沒有陰極保護(hù)”。因此，采用絕緣接頭把外加電流(通過犧牲陽極或 外加電源)限定在被保護(hù)管道上，是實現(xiàn)有效陰極保護(hù)的技術(shù)保證。數(shù)百上千公里的長途管線，在加工、運輸、安裝和使用過程中難免在結(jié)構(gòu)材料中產(chǎn) 生一些應(yīng)力。應(yīng)力的存在可使結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)生變形，進(jìn)而可能造成破壞。對于管線和絕緣接 頭同樣應(yīng)高度重視應(yīng)力-應(yīng)變的問題。絕緣接頭是管道中的連接件，對它的安全要求很高， 即使管道在產(chǎn)生嚴(yán)重彎曲變形時也不能使絕緣接頭變形破壞，這就要求絕緣接頭始終保持 其密封性。對于直接埋地的鋼制長輸管線，由于外層包覆了防腐絕緣層，易在管道上產(chǎn)生靜 電積累(如閃電雷擊，地電場中的雜散電流等)。當(dāng)靜電電壓達(dá)到一定負(fù)荷時，將會使絕緣 接頭的絕緣破壞，這是絕對不允許的。因此，要求絕緣接頭設(shè)計結(jié)構(gòu)中應(yīng)防止其中的絕緣材 料免受破壞，以保證絕緣接頭的絕緣性能。一般是在絕緣接頭兩側(cè)引出電纜到地面，安裝地 面火花塞，以防絕緣接頭被擊穿。由此就規(guī)定了管理人員定期檢測絕緣接頭和地面火花塞 的絕緣性，經(jīng)常性更換火花塞。無論從絕緣接頭的絕緣可靠性和陰極保護(hù)有效性考慮，還是 從增加日常管理項目和日常檢測的頻繁勞動考慮，顯然不是一種科學(xué)的最佳方案。傳統(tǒng)的密封系統(tǒng)由密封材料和密封圈組成。根據(jù)系統(tǒng)壓力和介質(zhì)情況選用合適的 密封材料和密封圈。但是密封性的安全可靠，持久有效以及承受各種環(huán)境變化和應(yīng)力-應(yīng) 變能力，仍須從密封結(jié)構(gòu)設(shè)計安裝方面予以保證。傳統(tǒng)絕緣接頭的密封結(jié)構(gòu)的典型示例，即圓形的密封圈位于矩形密封槽中。在一 般的正常運行情況下可滿足使用要求。但當(dāng)遇到地層應(yīng)力，管道自身的工作應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng) 力變化，甚至地震等意外情況時，管道將產(chǎn)生嚴(yán)重的彎曲變形，由此造成密封裂開，高壓氣 體進(jìn)入密封槽，迫使密封圈變形而傾向密封槽內(nèi)側(cè)，從而導(dǎo)致密封性破壞和泄露。對于一些重要的長輸高壓管線，絕緣接頭設(shè)計者和制造廠商應(yīng)當(dāng)高度重視這種可 能由應(yīng)力-應(yīng)變引起密封破壞的潛在可能性。有的廠商認(rèn)識到這個問題的嚴(yán)重性，也擔(dān)憂 這種密封失效的嚴(yán)重后果。他們采取的改進(jìn)措施是，平行地再增加一組密封圈，這是一種不 正確的改進(jìn)措施。當(dāng)管道遭受彎曲應(yīng)力時，在密封部位的這種密封圈同樣將全部失效。由此這種結(jié)構(gòu)形式同樣可能產(chǎn)生密封泄漏的隱患，有的還甚至加上第三組或第四組密封圈。但 該些做法未從科學(xué)原理上解決問題，同樣不可能提高其安全性。對絕緣接頭的研究任重而
道遠(yuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種絕緣接頭，改善埋地長 輸管線尤其是接頭部位應(yīng)對地質(zhì)應(yīng)力影響的穩(wěn)定密封、絕緣性能，同時消除靜電積累造成 絕緣損壞的隱患。本發(fā)明的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)絕緣接頭，包括左、右法蘭及鉤形外套，所述鉤形外套的鉤部與左法蘭外表面之間 設(shè)有兼具防水性的絕緣填料及絕緣墊片I，所述鉤形外套遠(yuǎn)離鉤部的另一端與右法蘭間也 密封填設(shè)有絕緣填料，所述左、右法蘭的接合面上設(shè)有合并后為環(huán)形的密封溝槽，密封溝槽 內(nèi)設(shè)有分段式絕緣墊片和0形密封圈、U字形密封圈，其特征在于所述密封溝槽逆向絕緣 接頭頂端分別形成相互獨立的錐面U字形密封溝槽及水滴形袋狀密封溝槽，所述水滴形袋 狀密封溝槽朝向絕緣接頭頂端深度漸縮，一套裝有0形密封圈的絕緣墊片III嵌接于水滴 形袋狀密封溝槽內(nèi)，并貫通伸入錐面U字形密封溝槽，且錐面U字形密封溝槽頂端密封插設(shè) 有絕緣墊片II。進(jìn)一步地，前述的絕緣接頭，其中該絕緣接頭在鉤形外套、左法蘭、絕緣墊片I、II 之間形成有一個空腔，且朝向空腔內(nèi)設(shè)有放電火花間隙結(jié)構(gòu)。該放電火花間隙結(jié)構(gòu)為自左 法蘭或鉤形外套上延伸所設(shè)的鋼質(zhì)放電尖端，呈環(huán)形分布于空腔內(nèi)。進(jìn)一步地，前述的絕緣接頭，其中該鉤形外套與左、右法蘭的絕緣填料填設(shè)處也設(shè) 有內(nèi)徑朝向絕緣接頭外側(cè)漸縮的水滴形袋狀溝槽。本發(fā)明絕緣接頭的應(yīng)用實施，其突出效果為該絕緣接頭應(yīng)用于油、氣、水等埋地長輸管線中，其密封溝槽的雙重自密封結(jié)構(gòu)， 即錐面U字形密封溝槽及水滴形袋狀密封溝槽結(jié)合0形密封圈、U字形密封圈和絕緣墊片， 能有效抵御管線在遭受彎曲等意外情況下的應(yīng)力破壞，從而提高長輸管線的使用壽命及穩(wěn) 定性；同時，該絕緣接頭空腔內(nèi)放電火花間隙結(jié)構(gòu)的設(shè)計，也使得積累的靜電得以安全釋 放，保護(hù)了絕緣接頭的絕緣性能免受破壞。


圖1是本發(fā)明絕緣接頭的整體結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖2是圖1中密封結(jié)構(gòu)的放大示意圖。
具體實施例方式以下便結(jié)合實施例附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明 技術(shù)方案更易于理解、掌握。如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的一種絕緣接頭，其結(jié)構(gòu)及組裝方式從圖上體現(xiàn) 該絕緣接頭包括左法蘭1、右法蘭2及鉤形外套3，其中該鉤形外套3的鉤部31與左法蘭1外表面之間設(shè)有兼具防水性的絕緣填料4及絕緣墊片I 51，且該鉤形外套遠(yuǎn)離鉤部31的另一端32與右法蘭2間也密封填設(shè)有絕緣填 料4 ；該左法蘭1、右法蘭2的接合面上設(shè)有合并后為環(huán)形的密封溝槽，密封溝槽內(nèi)設(shè)有 分段式絕緣墊片及0形密封圈、U字形密封圈，其中密封溝槽逆向絕緣接頭頂端分別形成相 互獨立的錐面U字形密封溝槽61及水滴形袋狀密封溝槽62，該水滴形袋狀密封溝槽62朝 向絕緣接頭頂端呈深度漸縮，一套裝有0形密封圈7的絕緣墊片III 53嵌接于水滴形袋狀 密封溝槽62內(nèi)，并貫通伸入錐面U字形密封溝槽61，且該錐面U字形密封溝槽61頂端密封 插設(shè)有套裝U字形密封圈的絕緣墊片II 52。應(yīng)用上述絕緣接頭結(jié)構(gòu)形式的管線，在遭受到強大彎曲應(yīng)力而破壞密封面時，管 內(nèi)輸送的高壓氣體進(jìn)入密封面。它將頂推0形密封圈7向上，由于漸縮的水滴形袋狀密封溝 槽62結(jié)構(gòu)設(shè)計，會緊緊地把0形密封圈7壓在上密封面處。管內(nèi)氣體壓力越高，壓迫越緊， 密封越好。極限情況下一旦錐形密封結(jié)構(gòu)失效的話，錐面U字形密封溝槽能有效緩沖來自 于U形槽底部中央的應(yīng)力，起到很好的輔助作用。顯然，這是一種特殊的安全自密封結(jié)構(gòu)， 尤其是在遭受彎曲應(yīng)力等意外情況時更顯其優(yōu)越性。長輸高壓管線或管線的關(guān)鍵部位應(yīng)該 必須配備使用這種密封結(jié)構(gòu)的絕緣接頭。另一方面，該絕緣接頭在鉤形外套3、左法蘭1、絕緣墊片I 51及絕緣墊片II 52 之間形成有一個空腔8，且朝向空腔8內(nèi)設(shè)有放電火花間隙結(jié)構(gòu)。其可以自左法蘭1或鉤形 外套3上延伸所設(shè)的鋼質(zhì)放電尖端9，呈環(huán)形分布于空腔8內(nèi)。當(dāng)積累的或瞬間外來的(閃 電)靜電電壓達(dá)到一定電壓值時，此鋼質(zhì)放電尖端9處就自動在空腔8內(nèi)放電，而后絕緣接 頭未遭絲毫破壞，絕緣性完好如初。除上述實施結(jié)構(gòu)外，包括鉤形外套3與左、右法蘭的絕緣填料4填設(shè)處也可以設(shè)置 為內(nèi)徑朝向絕緣接頭外側(cè)漸縮的錐形溝槽。
權(quán)利要求
絕緣接頭，包括左、右法蘭及鉤形外套，所述鉤形外套的鉤部與左法蘭外表面之間設(shè)有兼具防水性的絕緣填料及絕緣墊片I，所述鉤形外套遠(yuǎn)離鉤部的另一端與右法蘭間也密封填設(shè)有絕緣填料，所述左、右法蘭的接合面上設(shè)有合并后為環(huán)形的密封溝槽，密封溝槽內(nèi)設(shè)有分段式絕緣墊片和O形密封圈、U字形密封圈，其特征在于所述密封溝槽逆向絕緣接頭頂端分別形成相互獨立的錐面U字形密封溝槽及水滴形袋狀密封溝槽，所述水滴形袋狀密封溝槽朝向絕緣接頭頂端深度漸縮，一套裝有O形密封圈的絕緣墊片III嵌接于水滴形袋狀密封溝槽內(nèi)，并貫通伸入錐面U字形密封溝槽，且錐面U字形密封溝槽頂端密封插設(shè)有絕緣墊片II。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣接頭，其特征在于所述絕緣接頭在鉤形外套、左法蘭、 絕緣墊片I、II之間形成有一個空腔，且朝向空腔內(nèi)設(shè)有放電火花間隙結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕緣接頭，其特征在于所述放電火花間隙結(jié)構(gòu)為自左法蘭 或鉤形外套上延伸所設(shè)的鋼質(zhì)放電尖端，呈環(huán)形分布于空腔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣接頭，其特征在于所述鉤形外套與左、右法蘭的絕緣填 料填設(shè)處也設(shè)有內(nèi)徑朝向絕緣接頭外側(cè)漸縮的水滴形袋狀溝槽。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種絕緣接頭，包括左、右法蘭及鉤形外套，兩法蘭的接合面上設(shè)有環(huán)形的密封溝槽，溝槽內(nèi)設(shè)有分段式絕緣墊片和O形及U字形密封圈，其中該密封溝槽逆向絕緣接頭頂端分別形成相互獨立的錐面U字形密封溝槽及水滴形袋狀密封溝槽，水滴形袋狀密封溝槽朝向絕緣接頭頂端深度漸縮，一套裝有O形密封圈的絕緣墊片III嵌接于水滴形袋狀密封溝槽內(nèi)，并貫通伸入錐面U字形密封溝槽，且U字形密封溝槽頂端密封插設(shè)有絕緣墊片II。該絕緣接頭應(yīng)用于油、氣、水等埋地長輸管線中，其密封溝槽的雙重自密封結(jié)構(gòu)，即結(jié)合O形密封圈、U字形密封圈和絕緣墊片，能有效抵御管線在遭受彎曲等意外情況下的應(yīng)力破壞，從而提高長輸管線的使用壽命及穩(wěn)定性。
文檔編號F16L25/02GK101813223SQ20101016641
公開日2010年8月25日 申請日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者張曉平, 張紅軍, 徐利民, 沈偉偉 申請人:蘇州市燃?xì)庠O(shè)備閥門制造有限公司