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      用于雙壁的管的連接系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號(hào):5737257閱讀:207來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:用于雙壁的管的連接系統(tǒng)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種連接系統(tǒng),用于雙壁的管,所述管具有用不生銹材料制成的內(nèi)管 和包圍所述內(nèi)管的外管。
      背景技術(shù)
      雙壁的管用于使不同材料的有利特性彼此連接,尤其是用于一方面形成盡可能穩(wěn) 定的管并且另一方面可輸送侵蝕性或腐蝕性的介質(zhì)。雙壁的管在此例如通過(guò)內(nèi)高壓成形 方法制造,在該內(nèi)高壓成形方法中,將內(nèi)管插入到外管中并且使兩個(gè)管彼此機(jī)械連接,其方 式是這些管在被加載內(nèi)壓的情況下擴(kuò)張。接著將內(nèi)管與外管在管端部上以密封焊縫進(jìn)行熔 焊。通過(guò)管的端側(cè)上的密封焊縫,這些管彼此相對(duì)固定,由此,這種雙壁的管僅可用確定的 敷設(shè)方法敷設(shè)并且例如不可由大的轉(zhuǎn)鼓展開(kāi)。另外,管長(zhǎng)度的截短和匹配不可在不破壞密 封縫的情況下進(jìn)行,由此,在將雙壁的管截?cái)鄷r(shí)必須將密封縫重新熔焊。對(duì)于在大的拉力下的應(yīng)用而言通常很少使用用不生銹材料制成的管,因?yàn)檫@種材 料通常不具有足夠的強(qiáng)度并且在高的拉負(fù)荷下開(kāi)始屈服。為了可在大的拉力下使用不生銹的管,迄今必須使用高強(qiáng)度的不銹鋼。這種鋼具 有缺點(diǎn)這種鋼成本非常高并且難于支配。另外,這種高強(qiáng)度的不銹鋼通常僅當(dāng)這種鋼附加 地經(jīng)歷了提高強(qiáng)度的再處理時(shí)才可使用。強(qiáng)度的提高在此在多數(shù)情況下以膨脹為代價(jià)來(lái)進(jìn) 行。所謂黑鋼的使用經(jīng)常是不可以的,因?yàn)楹阡撛诟g性條件下尤其是對(duì)于輸送腐蝕 性介質(zhì)而言不可使用。兩種材料的組合即作為內(nèi)管的不銹鋼和作為外管的高強(qiáng)度黑鋼解決了該問(wèn)題。只 是這些管不可毫無(wú)問(wèn)題地彼此連接,因?yàn)檫@些管通常不可熔焊,因?yàn)檫@是一種伴隨著強(qiáng)度 損失的熱處理。出于該原因,必須螺紋連接這種管。用于雙壁的管的管連接已由DE 102 57 224 Al公知。但在此要使用不生銹的管端部段,這些管端部段一方面昂貴并且另一方面在 螺紋連接時(shí)對(duì)于管的豎直使用而言帶來(lái)問(wèn)題,因?yàn)樵谶@種使用中產(chǎn)生較大的垂直的負(fù)荷和 拉力并且用特種鋼制造的管端部段不可傳遞高的拉力。不可通過(guò)用普通鋼制成的管端部短來(lái)替換用特種鋼制成的管端部段,因?yàn)閷?duì)于這 種構(gòu)件不可保證腐蝕保護(hù)。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的任務(wù)在于,提供一種連接系統(tǒng),通過(guò)該連接系統(tǒng)一方面可傳遞高的拉力 并且另一方面可提供足夠的腐蝕保護(hù)。根據(jù)本發(fā)明,該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的連接系統(tǒng)來(lái)解決。本發(fā)明的有利 構(gòu)型和進(jìn)一步構(gòu)型在從屬權(quán)利要求中描述。根據(jù)本發(fā)明的連接系統(tǒng)用于雙壁的管,所述管具有用不生銹材料、尤其是不銹鋼 制成的內(nèi)管和包圍內(nèi)管的外管,所述外管具有比內(nèi)管的抗拉強(qiáng)度大的抗拉強(qiáng)度,該連接系統(tǒng)提出,在外管上在管端部上構(gòu)造有螺紋并且在具有構(gòu)造得與外螺紋相對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋的螺 旋套筒中設(shè)置有密封環(huán),該密封環(huán)由不生銹材料構(gòu)造并且在螺紋連接狀態(tài)中使套筒相對(duì)于 被輸送通過(guò)內(nèi)管的介質(zhì)密封。以此方式,一方面可通過(guò)外管傳遞高的拉力,另一方面可進(jìn)行 管端部之間的耐腐蝕的過(guò)渡,其方式是密封環(huán)提供管端部之間的盡可能平滑的過(guò)渡并且還 保護(hù)套筒以免與內(nèi)管中的要輸送的介質(zhì)接觸。
      本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步構(gòu)型提出,密封環(huán)在中央設(shè)置在套筒中,優(yōu)選固定在套筒中, 其中,在套筒內(nèi)部例如可設(shè)置槽或凹陷部,密封環(huán)配合到所述槽或凹陷部中。此外,固定可 機(jī)械地通過(guò)螺紋連接或者材料鎖合地通過(guò)熔焊或粘接來(lái)進(jìn)行。密封環(huán)在此優(yōu)選由內(nèi)管的材料構(gòu)成,即由不銹鋼構(gòu)成,作為替換方案,密封環(huán)也可 由塑料構(gòu)成。密封環(huán)在其端側(cè)上可設(shè)置有突出部或凹入部,以便形成在裝配狀態(tài)中靠置在管端 部的或相應(yīng)連接件的端側(cè)上并且防止介質(zhì)通過(guò)螺旋套筒排出的密封元件。密封環(huán)在此可這樣設(shè)置和構(gòu)造,使得該密封環(huán)在螺紋連接狀態(tài)中在端側(cè)靠置在被 螺紋連接的管的管端部上,由此在外管以及內(nèi)管的管端部與密封環(huán)之間產(chǎn)生直接接觸。在 此,內(nèi)管可以或者在端側(cè)與外管齊平地終止或者在外管的管端部前面結(jié)束。由此則在內(nèi)管 的管端部與外管的內(nèi)直徑之間得到一個(gè)縮進(jìn)部,該縮進(jìn)部可被密封環(huán)彌補(bǔ)取代被密封環(huán)彌補(bǔ),在密封環(huán)與管之間可設(shè)置耦合段,該耦合段例如與管端部的 特殊終止輪廓相匹配。該耦合段也由不生銹材料構(gòu)成,優(yōu)選由與內(nèi)管類型相同的材料構(gòu)成。密封環(huán)和耦合段的內(nèi)直徑基本上與內(nèi)管的內(nèi)直徑相應(yīng),以便保證通過(guò)管路的流動(dòng) 盡可能不受干擾。為了更好的密封,所述螺紋構(gòu)造成錐狀,由此還使螺紋連接容易;作為替換方案, 設(shè)置螺紋的圓柱狀構(gòu)型。套筒優(yōu)選由至少具有外管材料強(qiáng)度的材料構(gòu)成,也提出,套筒由與外管相同的材 料構(gòu)造,例如由高強(qiáng)度鋼構(gòu)造。為了避免在裝配期間密封環(huán)扭轉(zhuǎn),在密封環(huán)以及耦合段或管端部上構(gòu)造有形狀鎖 合元件,這些形狀鎖合元件避免密封環(huán)和耦合段或管端部在周向方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)。


      下面借助于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。附圖表示圖1兩個(gè)通過(guò)套筒連接的管的俯視圖;圖2根據(jù)圖1的管連接裝置的剖面視圖;圖3套筒的剖面視圖;圖4變型方案的部分剖切的視圖;圖5根據(jù)圖4的整體剖面視圖;以及圖6套筒與密封環(huán)的放大的部分剖面。
      具體實(shí)施例方式圖1中示出了兩個(gè)管1、2與其管端部。在管端部上設(shè)置有外螺紋13、23。兩個(gè)管 1、2通過(guò)螺旋套筒3彼此連接。
      在圖2中在剖面視圖中可看到,兩個(gè)管1、2構(gòu)造成雙壁的并且具有外管11、21以 及內(nèi)管12、22。內(nèi)管12、22由不生銹材料、優(yōu)選鋼構(gòu)成,而外管11、21由高強(qiáng)度材料、優(yōu)選黑 鋼構(gòu)成。在管1、2的端部區(qū)域上形成錐狀收縮的螺紋13、23。在所示實(shí)施形式中,內(nèi)管12、 22在外管11、21的管端部15、25前面結(jié)束。兩個(gè)管1、2通過(guò)螺旋套筒3彼此連接。在如在圖3中可看到的套筒3內(nèi)部形成向 外擴(kuò)展的錐狀的內(nèi)螺紋31、32,這些內(nèi)螺紋與管1、2的外螺紋13、23相對(duì)應(yīng)。一個(gè)密封環(huán)4 在中間配合在套筒3內(nèi)部,該密封環(huán)通過(guò)例如呈環(huán)繞的槽形式的形狀鎖合元件緊固以免軸 向移動(dòng),密封環(huán)4置入到所述環(huán)繞的槽中。除了通過(guò)槽來(lái)機(jī)械緊固之外也可將密封環(huán)4粘 接、釬焊或熔焊,也可設(shè)置附加的螺紋連接。在圖2的所示實(shí)施例中,在密封環(huán)4與管端部15、25之間設(shè)置有耦合段51、52,這 些耦合段靠置在密封環(huán)4的端側(cè)上。在背離密封環(huán)4的側(cè)上,耦合段51、52被構(gòu)造得與內(nèi) 管12、22和外管21、22齊平地終止。套筒3的材料是與外管11、21的材料相同的材料,而密封環(huán)4以及必要時(shí)耦合段 51、52的材料與內(nèi)管12、22的材料相應(yīng)。
      為了使一個(gè)管1上的力通過(guò)套筒3到另一個(gè)管2的傳遞不受橫截面變化的侵害, 套筒3中的用于嵌入密封環(huán)4的凹部不大于套筒3的內(nèi)螺紋31、32的深度。在端側(cè)在密封環(huán)4上在嵌入到套筒中之后可過(guò)切削或成形來(lái)施加另外的密封元 件。由此仍可產(chǎn)生型廓和橫截面變化。該系統(tǒng)的全部部件一彼此螺紋連接在一起,密封環(huán) 4與必要時(shí)存在的耦合段51、52 —起以匹配的輪廓保證由不生銹材料形成連貫的無(wú)縫隙的 表面。連貫的表面由內(nèi)管12、22、密封環(huán)4和必要時(shí)的耦合段51、52構(gòu)成。通過(guò)由于擠壓而 對(duì)于所輸送的介質(zhì)不可透過(guò)的、由不生銹材料構(gòu)成的表面保證在套筒3的內(nèi)側(cè)上不可發(fā)生 腐蝕。同時(shí)提供相同類型的足夠強(qiáng)的連接,該連接可傳遞管1、2之間所出現(xiàn)的拉力,由此, 例如在鉆探工程中對(duì)于管1、2的垂直安裝也可使用這樣的螺紋連接。圖4中示出了兩個(gè)連接好的管1、2的部分剖面視圖,這些管通過(guò)套筒3彼此螺紋 連接。兩個(gè)管1、2具有外螺紋13、23,這些外螺紋通過(guò)套筒3的相對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋朝設(shè)置在 螺紋套筒3的中間的密封環(huán)4的方向拉。一個(gè)耦合段在所示實(shí)施例中未示出。在此,螺紋 13,23也構(gòu)造成錐狀并且朝密封環(huán)4的方向收縮,作為對(duì)此的替換方案,設(shè)置圓柱狀的螺紋 構(gòu)型也是可以的。圖5中示出了根據(jù)圖4的變型方案的完整剖面視圖。圖5中所示的連接的結(jié)構(gòu)基 本上相應(yīng)于根據(jù)圖2的結(jié)構(gòu)。相同的參考標(biāo)號(hào)標(biāo)記相同的構(gòu)件。與圖2不同,在圖5中沒(méi) 有設(shè)置耦合段51、52,而是密封環(huán)4直接靠置在管端部15、25上并且因此使套筒3相對(duì)于所 輸送的介質(zhì)密封。在一個(gè)短的區(qū)域上——在該區(qū)域中內(nèi)管12、22不覆蓋外管11、21,所輸送 的介質(zhì)與對(duì)應(yīng)的外管11、21發(fā)生接觸。該區(qū)域中的內(nèi)直徑相應(yīng)于內(nèi)管12和密封環(huán)4的內(nèi) 直徑,由此可保證所輸送的介質(zhì)基本上不受干擾地流動(dòng)。在圖6中在一個(gè)剖面視圖中示出了螺紋套筒3的放大視圖。密封環(huán)4在中間固定 在套筒3內(nèi)部并且在朝向套筒3的外側(cè)上具有整圓的輪廓。一個(gè)接片向內(nèi)伸出,由此產(chǎn)生 一個(gè)蘑菇狀的橫截面。通過(guò)該橫截面形成一個(gè)在徑向方向上起作用的側(cè)凹,由此,密封環(huán)4 在接片的區(qū)域中自增強(qiáng)地壓緊在未示出的管端部15、25的靠置棱邊上。管端部15、25配備 有向內(nèi)指向的棱角,由此,管端部15、25擠入到密封環(huán)4中并且取代平滑靠置而發(fā)生存在于軸向方向上的覆蓋。 作為無(wú)耦合段的構(gòu)型的替換方案,可使用也具有耦合段的密封環(huán)4的幾何構(gòu)型,其中,耦合段51、52的對(duì)應(yīng)的端側(cè)端部具有與密封環(huán)4的橫截面相對(duì)應(yīng)的輪廓。
      權(quán)利要求
      連接系統(tǒng),用于雙壁的管(1,2),所述管具有用不生銹材料制成的內(nèi)管(12,22)和包圍所述內(nèi)管(12,22)的外管(11,21)以及螺旋套筒(3)和設(shè)置在該套筒(3)中的密封環(huán)(4),所述外管具有比所述內(nèi)管(12,21)的抗拉強(qiáng)度大的抗拉強(qiáng)度,其中,在所述外管(11,21)上在管端部上構(gòu)造有螺紋(13,23),該螺旋套筒具有內(nèi)螺紋(31,32),所述內(nèi)螺紋構(gòu)造得與所述外螺紋(13,23)相對(duì)應(yīng),該密封環(huán)由不生銹材料構(gòu)造并且在螺紋連接狀態(tài)中使該套筒(3)相對(duì)于被輸送通過(guò)所述內(nèi)管(12,22)的介質(zhì)密封。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1的連接系統(tǒng),其特征在于該密封環(huán)(4)在中央設(shè)置在該套筒(3)中。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的連接系統(tǒng),其特征在于該密封環(huán)⑷固定在該套筒(3)中。
      4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的連接系統(tǒng),其特征在于該密封環(huán)(4)由所述內(nèi)管(12,22) 的材料構(gòu)成。
      5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的連接系統(tǒng),其特征在于該密封環(huán)(4)在其端側(cè)上設(shè)置有 突出部或凹入部。
      6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的連接系統(tǒng),其特征在于該密封環(huán)(4)在螺紋連接狀態(tài)中 在端側(cè)靠置在被螺紋連接的管(1,2)的管端部(15,25)上。
      7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的連接系統(tǒng),其特征在于所述內(nèi)管(12,22)在所述外管 (11,21)的管端部前面結(jié)束。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7(如果該權(quán)利要求7引用權(quán)利要求1至5)的連接系統(tǒng),其特征在于 在該密封環(huán)(4)與所述管端部(15,25)之間設(shè)置有耦合段(51,52),所述耦合段由不生銹材 料構(gòu)成。
      9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的連接系統(tǒng),其特征在于該密封環(huán)(4)的內(nèi)直徑相應(yīng)于所 述內(nèi)管(12,22)的內(nèi)直徑。
      10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的連接系統(tǒng),其特征在于所述螺紋(13,23;31, 32)構(gòu)造成 錐狀或圓柱狀。
      11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的連接系統(tǒng),其特征在于該套筒(3)由至少具有所述外管 (11,21)的材料強(qiáng)度的材料構(gòu)成。
      12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的連接系統(tǒng),其特征在于在所述耦合段(51,52)或所述管 端部(15,25)和該密封環(huán)(4)上構(gòu)造有相對(duì)應(yīng)的形狀鎖合元件,這些形狀鎖合元件避免密 封環(huán)(4)和耦合段(51,52)或管端部(15,25)在周向方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
      13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的連接系統(tǒng),其特征在于所述內(nèi)管(12,22)由不銹鋼構(gòu)成。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種連接系統(tǒng),用于雙壁的管(1,2),所述管具有用不銹鋼制成的內(nèi)管(12,22)和包圍所述內(nèi)管(12,22)的外管(11,21)以及螺旋套筒(3)和設(shè)置在該套筒(3)中的密封環(huán)(4),所述外管具有比所述內(nèi)管(12,21)的抗拉強(qiáng)度大的抗拉強(qiáng)度,其中,在所述外管(11,21)上在管端部上構(gòu)造有螺紋(13,23),該螺旋套筒具有內(nèi)螺紋(31,32),所述內(nèi)螺紋構(gòu)造得與所述外螺紋(13,23)相對(duì)應(yīng),該密封環(huán)由不生銹材料構(gòu)造并且在螺紋連接狀態(tài)中使該套筒(3)相對(duì)于被輸送通過(guò)所述內(nèi)管(12,22)的介質(zhì)密封。
      文檔編號(hào)F16L58/18GK101836023SQ200880112412
      公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日
      發(fā)明者G·霍勒 申請(qǐng)人:布廷恩兩合公司
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