專利名稱：不銹鋼襯里復(fù)合管的液壓成型裝置及其成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)、民用復(fù)合管道加工的技術(shù)領(lǐng)域，是一種流體輸送襯里管道的加工工藝，具體地說，是不銹鋼襯里復(fù)合管液壓成型裝置及其液壓成型方法。
背景技術(shù)：
不銹鋼襯里復(fù)合管是用不銹鋼(內(nèi)層)和碳鋼(外層)兩種金屬材料復(fù)合而成，因而具備兩種材料的特性，在輸送流體過程中能適應(yīng)腐蝕性強(qiáng)、磨損大及壓力、溫度較高的環(huán)境，在石油、化工、核電、輕工及機(jī)械工程等工業(yè)部門有廣泛的應(yīng)用。與單材質(zhì)金屬管相比，可節(jié)省材料，降低成本。
液壓成型生產(chǎn)復(fù)合管的原理為將兩管套裝在一起，對(duì)內(nèi)層管加壓，隨著管內(nèi)壓力升高，內(nèi)層管由彈性變形進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，且兩管緊密貼合在一起，當(dāng)內(nèi)管壓力卸除后，如外層管彈性回復(fù)大于內(nèi)層管的彈性回復(fù)，則內(nèi)外管緊密貼合制成復(fù)合管。與其他方法相比較，可根據(jù)成型后所要達(dá)到的層間貼合殘余應(yīng)力水平，準(zhǔn)確地確定所需成型液壓，在產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率方面有較大的優(yōu)勢(shì)，目前世界上只有少數(shù)國(guó)家擁有此項(xiàng)技術(shù)。液壓成型生產(chǎn)復(fù)合管裝置的關(guān)鍵技術(shù)是管子兩端的液壓密封，國(guó)外技術(shù)中的兩端液壓密封都是采用金屬堵頭結(jié)構(gòu)來完成，如圖1所示，通過油缸沿管軸向?qū)Χ骂^施加外力使堵頭與復(fù)合管內(nèi)層管的端部形成線接觸或面接觸的接觸壓力，以達(dá)到承受管內(nèi)成型液壓不致泄漏的密封目的。該系統(tǒng)油缸及支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝置龐大，對(duì)焊接有縫不銹鋼內(nèi)層管難以實(shí)施有效的密封。而且實(shí)際上在復(fù)合管生產(chǎn)中由于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)無縫不銹鋼管直徑、厚度等尺寸難以與碳鋼管尺寸匹配，大都根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)碳鋼管的直徑尺寸采用焊接有縫不銹鋼管做襯里。
因此，設(shè)計(jì)出一種可以采用焊接有縫不銹鋼管做襯里的成型裝置成為本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題在于提供一種新型的液壓制造不銹鋼襯里復(fù)合管成型裝置以及液壓成型方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明是這樣構(gòu)思的，由于液壓成型制造復(fù)合管，需要一定的壓力。要得到這一壓力必須對(duì)復(fù)合管的兩端進(jìn)行有效的密封。本發(fā)明利用自緊密封的原理，即成型液壓越高其自緊密封效果越好，利用異形密封圈代替兩端強(qiáng)制密封堵頭，實(shí)施復(fù)合管的兩端的有效密封。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種不銹鋼襯里復(fù)合管液壓成型裝置，其特征在于，包括芯桿，芯桿兩端分別固定連接有左脹頭和右脹頭，所述芯桿的外徑小于所要復(fù)合的不銹鋼內(nèi)管的內(nèi)徑，左右脹頭上分別設(shè)有自緊密封圈，脹頭的端部設(shè)有固定裝置，兩側(cè)自緊密封圈、芯桿外徑以及不銹鋼內(nèi)管內(nèi)徑之間形成密封的脹合腔，所述每個(gè)自緊密封圈兩側(cè)面分別與固定裝置及相應(yīng)的脹頭貼緊，固定裝置與脹頭之間設(shè)有密封圈，所述脹頭內(nèi)設(shè)有通向密封圈內(nèi)腔的液流通道和排氣通道、以及通向脹合腔的液流通道和排氣通道。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述自緊密封圈為異型密封圈，固定裝置為固定螺母，所述螺母與脹頭之間密封圈為O型密封圈。左側(cè)脹頭設(shè)有通向脹合腔的液流通道，右側(cè)脹頭設(shè)有通向脹合腔的排氣通道，所述左右兩脹頭上均設(shè)有通向密封圈內(nèi)腔的液流通道，所述密封圈內(nèi)腔排氣通道分別設(shè)置在左脹頭和右脹頭的上部。
一種液壓成型不銹鋼襯里復(fù)合管的方法，包括如下步驟a).把不銹鋼內(nèi)層管與外層管套裝在一起；
b).將芯桿裝入內(nèi)層管內(nèi)，在脹頭的兩端依次裝上自緊密封圈及密封圈，旋緊兩端的固定裝置，使異形密封圈的兩側(cè)面與固定裝置及脹頭貼緊；c).向自緊密封圈凹腔注水，注滿水后關(guān)閉排氣閥，控制密封圈腔內(nèi)壓使其達(dá)到密封圈腔內(nèi)所需的設(shè)定內(nèi)壓，以滿足密封圈初始密封條件要求；d).密封圈發(fā)揮密封作用后，向脹合腔內(nèi)注入高壓液體水，待復(fù)合管脹合腔內(nèi)注滿水后關(guān)閉排氣閥門，脹合腔內(nèi)液壓與密封腔壓力迅速達(dá)到一致；e).逐步關(guān)小壓力閥門1，直至復(fù)合管脹合成型所需的最高壓力后，保壓一段時(shí)間；f).系統(tǒng)卸壓時(shí)，先脹合腔與密封圈腔同步卸壓，當(dāng)卸壓至設(shè)定密封壓力值后，先卸除脹合腔內(nèi)壓力，再卸除密封圈腔的壓力。
由以上公開的技術(shù)方案可知，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明采用一種徑向位移變形能力強(qiáng)的自緊式異形橡膠密封圈及芯桿結(jié)構(gòu)，取代兩端堵頭的密封結(jié)構(gòu)，因而取消了兩端的液壓油缸及笨重的支承裝置。采用高壓液體的液壓力脹合制造復(fù)合管，脹接力均勻，制造質(zhì)量容易保證。脹接制造復(fù)合管的液壓脹接力，可根據(jù)復(fù)合管內(nèi)外管的幾何參數(shù)、材料性能指標(biāo)精確計(jì)算確定。制造方法科學(xué)可靠。
(2)自緊式異形橡膠密封圈為軟性密封，其密封性能遠(yuǎn)高于金屬堵頭的硬性密封，不僅能適用于無縫內(nèi)襯的復(fù)合管生產(chǎn)，對(duì)焊接有縫內(nèi)襯的液壓成型也能保證可靠密封。
(3)芯桿結(jié)構(gòu)大大減少了液壓脹合成型時(shí)的充液量，可減少制造過程中的軸向力，既減少了高壓泵的負(fù)荷，節(jié)省能源消耗，又大大縮短充壓時(shí)間。
(4)采用自緊式異形橡膠密封圈，密封圈內(nèi)液壓等于成型液壓就可保證密封，因而只需要一個(gè)液壓源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從而省去了國(guó)外裝置所需的兩套壓力源之間的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，減少投資，且操作方便，提高復(fù)合管的生產(chǎn)效率。同時(shí)本發(fā)明裝置以及方法也可以生產(chǎn)如銅、鋁等其他貴金屬材料襯里的復(fù)合管。


圖1是現(xiàn)有錐形堵頭密封液壓脹合復(fù)合管裝置；圖2是本發(fā)明液壓成型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
參見圖2，本發(fā)明不銹鋼襯里復(fù)合管液壓成型裝置，包括芯桿1，芯桿1兩端分別固定連接有左脹頭2和右脹頭3，所述芯桿1的外徑小于所要復(fù)合的不銹鋼內(nèi)管8的內(nèi)徑，左右脹頭上分別設(shè)有自緊密封圈4，脹頭的端部設(shè)有固定裝置5，兩側(cè)自緊密封圈4、芯桿1外徑以及不銹鋼內(nèi)管8內(nèi)徑之間形成密封的脹合腔6，所述每個(gè)自緊密封圈4兩側(cè)面分別與固定裝置5及相應(yīng)的脹頭貼緊，固定裝置5與脹頭之間設(shè)有密封圈7，所述脹頭內(nèi)設(shè)有通向密封圈內(nèi)腔的液流通道10和排氣通道11、以及通向脹合腔的液流通道12和排氣通道13。
所述自緊密封圈4為異型密封圈，固定裝置5為固定螺母，所述螺母與脹頭之間密封圈7為O型密封圈。
左側(cè)脹頭設(shè)有通向脹合腔的液流通道12，右側(cè)脹頭設(shè)有通向脹合腔的排氣通道13，所述左右兩脹頭上均設(shè)有通向密封圈內(nèi)腔的液流通道，所述密封圈內(nèi)腔排氣通道11分別設(shè)置在左脹頭和右脹頭的上部。
本發(fā)明液壓成型不銹鋼襯里復(fù)合管的步驟如下把不銹鋼內(nèi)層管8與外層管9先套裝在一起，后將芯桿1裝入不銹鋼內(nèi)層管8內(nèi)，在左右脹頭2和3的兩端依次裝上異形密封圈4及O型密封圈7，旋緊兩端的固定螺母5，使每個(gè)異形密封圈4的兩側(cè)面與固定螺母5及同側(cè)的脹頭貼緊。
首先啟動(dòng)高壓水泵并開啟異形密封圈腔進(jìn)水閥門14、15，液體(水)通過左脹頭的上部液流通道10和右脹頭下部液流通道10同時(shí)進(jìn)入異形密封圈的凹腔22內(nèi)，待復(fù)合管兩端異形密封圈腔22內(nèi)注滿水后關(guān)閉排氣閥16、17。用壓力閥門18回流控制水泵出口壓力達(dá)到密封圈腔內(nèi)所需的設(shè)定內(nèi)壓，以滿足異形密封圈4初始密封條件要求。此時(shí)異形密封圈4徑向脹大，其外徑與不銹鋼內(nèi)管8的內(nèi)徑接觸形成密封面，同時(shí)在液壓下異形密封圈兩翼軸向張開，由于自緊密封原理，諸密封面比壓均遠(yuǎn)高于液壓，達(dá)到預(yù)緊密封的目的。異形密封圈4發(fā)揮密封作用后開啟閥門19，再將此高壓液體水從左脹頭的下部液流通道12注入不銹鋼內(nèi)層管8與芯桿1組成的脹合腔6內(nèi)，腔內(nèi)氣體從右脹頭3上部排氣通道13排除，待復(fù)合管脹合腔6內(nèi)注滿水后關(guān)閉排氣閥門20，脹合腔6內(nèi)液壓與異形密封腔22壓力迅速達(dá)到一致。逐步關(guān)小壓力閥門18，直至復(fù)合管脹合成型所需的最高壓力后，保壓一段時(shí)間。系統(tǒng)卸壓時(shí)，只要開啟閥門18，則脹合腔6與異形密封圈腔22同步卸壓，當(dāng)卸壓至設(shè)定密封壓力值后，關(guān)閉密封圈腔22進(jìn)水閥門14、15，完全開啟閥門19、21，并關(guān)閉高壓水泵，當(dāng)脹合腔內(nèi)壓力卸除后，再開啟密封圈腔閥門14、15，卸除密封圈腔22的壓力。完成不銹鋼襯里復(fù)合管的脹合成型過程。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明范圍所做的均等變化與修飾，均為本發(fā)明所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼襯里復(fù)合管液壓成型裝置，其特征在于，包括芯桿，芯桿兩端分別固定連接有左脹頭和右脹頭，所述芯桿的外徑小于所要復(fù)合的不銹鋼內(nèi)管的內(nèi)徑，左右脹頭上分別設(shè)有自緊密封圈，脹頭的端部設(shè)有固定裝置，兩側(cè)自緊密封圈、芯桿外徑以及不銹鋼內(nèi)管內(nèi)徑之間形成密封的脹合腔，所述每側(cè)自緊密封圈兩側(cè)面分別與固定裝置及相應(yīng)的脹頭貼緊，固定裝置與脹頭之間設(shè)有密封圈，所述脹頭內(nèi)設(shè)有通向密封圈內(nèi)腔的液流通道和排氣通道、以及通向脹合腔的液流通道和排氣通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼襯里復(fù)合管液壓成型裝置，其特征在于，所述自緊密封圈為異型密封圈，固定裝置為固定螺母，所述螺母與脹頭之間密封圈為O型密封圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不銹鋼襯里復(fù)合管液壓成型裝置，其特征在于，左側(cè)脹頭設(shè)有通向脹合腔的液流通道，右側(cè)脹頭設(shè)有通向脹合腔的排氣通道，所述左右兩脹頭上均設(shè)有通向密封圈內(nèi)腔的液流通道，所述密封圈內(nèi)腔排氣通道分別設(shè)置在左脹頭和右脹頭的上部。
4.一種利用權(quán)利要求1、2、3所述的不銹鋼襯里復(fù)合管液壓成型裝置液壓成型不銹鋼襯里復(fù)合管的方法，其特征在于，包括如下步驟a).把不銹鋼內(nèi)層管與外層管套裝在一起；b).將芯桿裝入內(nèi)層管內(nèi)，在脹頭的兩端依次裝上自緊密封圈及密封圈，旋緊兩端的固定裝置，使異形密封圈的兩側(cè)面與固定裝置及脹頭貼緊；c).向自緊密封圈凹腔注水，注滿水后關(guān)閉排氣閥，控制密封圈腔內(nèi)壓使其達(dá)到密封圈腔內(nèi)所需的設(shè)定內(nèi)壓，以滿足密封圈初始密封條件要求；d).密封圈發(fā)揮密封作用后，向脹合腔內(nèi)注入高壓液體水，待復(fù)合管脹合腔內(nèi)注滿水后關(guān)閉排氣閥門，脹合腔內(nèi)液壓與密封腔壓力迅速達(dá)到一致；e).逐步關(guān)小壓力閥門，直至復(fù)合管脹合成形所需的最高壓力后，保壓一段時(shí)間；f).系統(tǒng)卸壓時(shí)，先脹合腔與密封圈腔同步卸壓，當(dāng)卸壓至設(shè)定密封壓力值后，先卸除脹合腔內(nèi)壓力，再卸除密封圈腔的壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不銹鋼襯里復(fù)合管成型裝置。利用自緊密封的原理，即成型液壓越高其自緊密封效果越好，利用異形密封圈代替兩端強(qiáng)制密封堵頭，實(shí)施復(fù)合管的兩端的有效密封。本發(fā)明成型裝置，包括芯桿，芯桿兩端分別固定連接有左、右脹頭，芯桿的外徑小于所要復(fù)合的不銹鋼內(nèi)管的內(nèi)徑，左右脹頭上分別設(shè)有自緊密封圈，脹頭的端部設(shè)有固定裝置，兩側(cè)自緊密封圈、芯桿外徑以及不銹鋼內(nèi)管內(nèi)徑之間形成密封的脹合腔。還公開了一種利用該成型裝置生產(chǎn)不銹鋼襯里復(fù)合管的方法。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高、成型效果好等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于有縫不銹鋼管做襯里的復(fù)合管的制造，本發(fā)明裝置以及方法也可以生產(chǎn)如銅、鋁等其他貴金屬材料襯里的復(fù)合管。
文檔編號(hào)B21D26/033GK1651163SQ200510023829
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者王學(xué)生, 徐宏, 李培寧, 黃志榮, 侯峰, 惠虎, 譚曉勇 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)