本實用新型涉及進(jìn)行管道連接的裝置，具體涉及的是可調(diào)節(jié)式管道磁性快速連接器。

背景技術(shù)：

氣體和液體的傳輸主要依靠管道，而管道之間的連接方法在其中起到至關(guān)緊要的作用。

在深海油氣田開發(fā)中，水下生產(chǎn)系統(tǒng)工作的環(huán)境通常是遠(yuǎn)洋深水，惡劣海況，不確定因素多，人工作業(yè)困難，采用傳統(tǒng)的管道連接技術(shù)，例如：水下焊接技術(shù)，其焊接難度大、焊接質(zhì)量無法保證、所需人工焊接費(fèi)用和技術(shù)成本高且存在一定的危險性和不可靠性；螺栓法蘭連接器，操作復(fù)雜，施工周期長。因此，深海油氣田的開發(fā)迫切急需對管道進(jìn)行連接水下機(jī)械連接技術(shù)。而目前國內(nèi)外現(xiàn)有的水下井口連接器多種多樣，連接技術(shù)主要采用液壓進(jìn)行驅(qū)動來達(dá)到連接器的緊縮和脫開。

在陸地石油管道系統(tǒng)中，有些地方的管道需要經(jīng)常斷開檢修，采用目前常規(guī)的焊接技術(shù)或螺栓法蘭連接的管道，操作費(fèi)時費(fèi)力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的一個目的是提供可調(diào)節(jié)式管道磁性快速連接器，這種可調(diào)節(jié)式管道磁性快速連接器用于解決現(xiàn)有的管道連接器進(jìn)行管道連接需要人工作業(yè)，操作費(fèi)時費(fèi)力且連接效果不好的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：這種可調(diào)節(jié)式管道磁性快速連接器包括連接體、可調(diào)節(jié)支架、卡鎖環(huán)、多個移動純鐵、上環(huán)形電永磁吸盤、下環(huán)形電永磁吸盤、上環(huán)形電磁鐵、下環(huán)形電磁鐵，可調(diào)節(jié)支架設(shè)置在連接體的下端，連接體為筒狀體，連接體的筒壁內(nèi)部具有環(huán)形腔，連接體的內(nèi)壁具有環(huán)形臺階，上環(huán)形電永磁吸盤固定在環(huán)形臺階上，環(huán)形臺階下為環(huán)形透槽，環(huán)形透槽一端的槽口與連接體的腔體相通，環(huán)形透槽的另一端槽口與環(huán)形腔相通，卡鎖環(huán)位于環(huán)形透槽處，多個移動純鐵均處于卡鎖環(huán)外緣的臺階上，下環(huán)形電磁鐵固定在環(huán)形腔底部，上環(huán)形電磁鐵固定在環(huán)形腔頂部；下環(huán)形電永磁吸盤固定在連接體內(nèi)壁上，下環(huán)形電磁鐵的上表面、環(huán)形透槽的側(cè)壁、下環(huán)形電永磁吸盤的上表面在同一平面上，并構(gòu)成卡鎖環(huán)的移動底座；多個移動純鐵順次排列成弧形，首尾兩個移動純鐵被環(huán)形腔內(nèi)的弧形限位體相隔開，每個移動純鐵均為圓柱形的，每個移動純鐵的直徑與環(huán)形腔的寬度大致相當(dāng)；卡鎖環(huán)的內(nèi)壁具有環(huán)形卡槽，環(huán)形臺階上設(shè)置有上管道沿和下管道沿，上管道沿處設(shè)置有第三密封圈，下管道沿處設(shè)置有第四密封圈；連接體的上端口筒壁上設(shè)置有螺栓孔，上端口處設(shè)置有第一密封圈，上環(huán)形電永磁吸盤上表面設(shè)置有第二密封圈，下環(huán)形電永磁吸盤下表面設(shè)置有第五密封圈；

可調(diào)節(jié)支架由三根均布在連接體底部的鋼制圓柱組成，其中一根鋼制圓柱設(shè)置于連接體外壁的凹槽中，該鋼制圓柱一端具有軸孔，轉(zhuǎn)軸穿過軸孔與鋼制圓柱轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)軸兩端分別設(shè)置于連接體外壁凹槽的槽壁上，另外兩根鋼制圓柱與連接體下端的連接孔卡固在一起，連接體的下端口是一個內(nèi)凹成喇叭形導(dǎo)向口。

上述方案中每個移動純鐵的上下兩個端面分別焊接5mm的彈簧，目的是為了減輕移動純鐵在運(yùn)動過程中對上下環(huán)形電磁鐵的撞擊作用。

本實用新型具有以下有益效果：

1、本實用新型不僅可用于海底生產(chǎn)系統(tǒng)的井口連接和最終連接或管道維修，還可用于陸地上管道系統(tǒng)中需要經(jīng)常斷開的管道連接中。本實用新型只需對被連接的兩管道做簡單的處理就可實現(xiàn)管道間快速有效的連接，連接快速、準(zhǔn)確、操作簡單、能無需人工輔助而進(jìn)行作業(yè)。

2、本實用新型中有一根支架腿可在一定角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)。因此，該連接器可連接在鉛直平面內(nèi)成一定角度的管道和水平管道。在連接偏離豎直方向一定角度的管道時，可根據(jù)被連接的下端管道角度分別調(diào)節(jié)支架腿的長度，使連接器和被連接管道在同一條直線上。此時安裝支架可達(dá)到對連接器支撐作用和對下端連接設(shè)備的導(dǎo)向作用。

3、本實用新型是一種適用于管道連接的磁性連接器，針對應(yīng)用管道系統(tǒng)輸送流體物質(zhì)的石油和化工等領(lǐng)域開發(fā)設(shè)計提供一種安全性高、可靠性高，采用電力系統(tǒng)控制的并且能實現(xiàn)管道之間快速連接和快速脫開的連接設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。

4、本實用新型中卡鎖環(huán)與下端管道采用齒槽嚙合方式進(jìn)行連接，該結(jié)構(gòu)具有較好的抗拉、抗彎曲的承載能力，實現(xiàn)卡鎖下部管道。

附圖說明

圖1是本實用新型的剖視圖；

圖2是本實用新型工作時連接管道后的剖視圖；

圖3是本實用新型的主視圖；

圖4是本實用新型的俯視圖；

圖5是本實用新型卡鎖時移動純鐵和卡鎖環(huán)的狀態(tài)圖；

圖6是本實用新型松開時移動純鐵和卡鎖環(huán)的狀態(tài)圖；

圖7是本實用新型卡鎖時移動純鐵、弧形限位體、上環(huán)形電永磁吸盤的狀態(tài)圖。

圖中：1支架 2連接體 3下環(huán)形電磁鐵 4移動純鐵 5弧形限位體 6上環(huán)形電磁鐵 7螺栓孔 8上環(huán)形電永磁吸盤 9第三密封圈 10第二密封圈 11環(huán)形腔 12第一密封圈 13第四密封圈 14卡鎖環(huán) 15下環(huán)形電永磁吸盤 16第五密封圈 17導(dǎo)向口 18轉(zhuǎn)軸 19上端管道 20下端管道。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明：

結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，這種可調(diào)節(jié)式管道磁性快速連接器包括連接體2、可調(diào)節(jié)支架1、卡鎖環(huán)14、多個移動純鐵4、上環(huán)形電永磁吸盤8、下環(huán)形電永磁吸盤15、上環(huán)形電磁鐵6、下環(huán)形電磁鐵3，可調(diào)節(jié)支架1設(shè)置在連接體2的下端，連接體2為筒狀體，連接體2的筒壁內(nèi)部具有環(huán)形腔11，連接體2的內(nèi)壁具有環(huán)形臺階，上環(huán)形電永磁吸盤8固定在環(huán)形臺階上，環(huán)形臺階下為環(huán)形透槽，環(huán)形透槽一端的槽口與連接體2的腔體相通，環(huán)形透槽的另一端槽口與環(huán)形腔11相通，卡鎖環(huán)14位于環(huán)形透槽處，多個移動純鐵4均處于卡鎖環(huán)14外緣的臺階上，下環(huán)形電磁鐵3固定在環(huán)形腔11底部，上環(huán)形電磁鐵6固定在環(huán)形腔11頂部，下環(huán)形電永磁吸盤15固定在連接體2內(nèi)壁上，下環(huán)形電磁鐵3的上表面、環(huán)形透槽的側(cè)壁、下環(huán)形電永磁吸盤15的上表面在同一平面上，并構(gòu)成卡鎖環(huán)14的移動底座；多個移動純鐵4順次排列成弧形，首尾兩個移動純鐵4被環(huán)形腔11內(nèi)的弧形限位體5相隔開；每個移動純鐵4均為圓柱形的，每個移動純鐵4的直徑與環(huán)形腔11的寬度大致相當(dāng)，是由多個高徑比為1.7的小型圓柱形純鐵通過焊接組合而成，工作工程中能上下移動，在緊鎖過程中對卡鎖環(huán)14起到抑制作用。環(huán)形臺階上設(shè)置有上管道沿和下管道沿，上管道沿和下管道沿處分別設(shè)置有第三密封圈9、第四密封圈13。連接體2的上端口筒壁上設(shè)置有螺栓孔7，上端口處設(shè)置有第一密封圈12，上環(huán)形電永磁吸盤8上表面設(shè)置有第二密封圈10，下環(huán)形電永磁吸盤15下表面設(shè)置有第五密封圈16。

上環(huán)形電永磁吸盤8、下環(huán)形電永磁吸盤15內(nèi)部都均勻分布著多個小型電永磁吸盤，上環(huán)形電永磁吸盤8、下環(huán)形電永磁吸盤15均與連接體2通過焊接方式做成一體，主要作用是利用電永磁吸盤的工作原理對上、下端管道外壁焊接的純鐵工件進(jìn)行吸附和脫開；吸附過程中：電永磁吸盤對上、下端管道外壁的純鐵工件進(jìn)行磁力吸引，產(chǎn)生的磁力可降低連接器中螺栓、螺紋之間的軸向應(yīng)力，可有效的避免螺紋的失效問題同時在安裝過程中，在磁力的作用下，對管道起到固定和導(dǎo)向作用；下電永磁吸盤在工作過程中不需要通電，只需在連接和脫開時分別通入1-2s的正反直流電即可，產(chǎn)生的磁力不會因為溫度、時間、撞擊等環(huán)境因素而發(fā)生改變；通電時間短，耗電量少，壽命長；使連接器具有較好的抗拉、抗彎曲的承載能力。

卡鎖環(huán)14采用彈簧鋼制作而成，其內(nèi)壁具有環(huán)形卡槽，環(huán)形卡槽與下端管道20的外壁凸緣相配合，卡鎖環(huán)14兩端內(nèi)部設(shè)有長方體電磁鐵組件，每個長方體電磁鐵組件由兩個小型螺管電磁鐵組成，卡鎖環(huán)14可沿徑向運(yùn)動。

上環(huán)形電磁鐵6和下環(huán)形電磁鐵3內(nèi)部都均勻分布著多個小型螺管電磁鐵，每個小型螺管電磁鐵與移動純鐵4一一對應(yīng)，與連接體2通過焊接方式做成一體，可簡化連接器結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)更加緊湊體積小巧，主要作用是控制移動純鐵4的運(yùn)動。

可調(diào)節(jié)支架1由三根均布在連接體2底部的鋼制圓柱組成，其中一根鋼制圓柱設(shè)置于連接體2外壁的凹槽中，該鋼制圓柱一端具有軸孔，轉(zhuǎn)軸18穿過軸孔與鋼制圓柱轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)軸18兩端分別設(shè)置于連接體2外壁凹槽的槽壁上，另外兩根鋼制圓柱與連接體2下端的連接孔卡固在一起，具體是連接孔內(nèi)有沿連接孔長度方向的條形突肋，兩根鋼制圓柱外壁均有條形凹槽，兩根鋼制圓柱插入到相應(yīng)的連接孔中并卡固在一起；連接體2的下端口是一個內(nèi)凹成喇叭形導(dǎo)向口17，使下部管道能快速且輕易的進(jìn)入連接器。

本實用新型用于連接管道時，準(zhǔn)備連接的上端管道19和下端管道20與通常的管道結(jié)構(gòu)有不同，具體是：上端管道19上焊接環(huán)形法蘭和環(huán)形純鐵工件，下端管道20上端焊接截面為三角形環(huán)狀凸緣，與卡鎖環(huán)14內(nèi)壁的卡槽相配合，凸緣下端焊接環(huán)形純鐵工件。

上端管道19插入連接器，向連接器中上環(huán)形電永磁吸盤通入1-2s正向直流電，產(chǎn)生強(qiáng)大的磁力吸附上端管道19的純鐵工件，在磁力的作用下，上端管道19底端擠壓第三密封圈9，上端管道19壁厚與該處的四級密封圈寬度相等，從而達(dá)到管道與連接體2的密封，之后通過管道上的法蘭與連接器進(jìn)行連接，在壓力的作用下，上端管道19與連接體2通過二者之間設(shè)置其它密封圈進(jìn)一步密封。

本實用新型與井口處管道的連接主要通過卡鎖環(huán)14、磁力驅(qū)動進(jìn)行連接和脫開。井口處管道插入連接器內(nèi)部，向連接器下環(huán)形電永磁吸盤15通入1-2s的正向直流電，產(chǎn)生強(qiáng)大的磁力，吸附井口管道上焊接的純鐵工件同時固定下端井口管道在連接器內(nèi)部的位置；向卡鎖環(huán)14兩端內(nèi)部的長方體電磁鐵組件輸入直流電，兩端電磁體組件相互產(chǎn)生磁力進(jìn)行吸引，在磁力的作用下卡鎖環(huán)14向軸心運(yùn)動，直至卡鎖環(huán)14內(nèi)壁的卡槽與管道外壁的凸緣相互嚙合，不再進(jìn)行運(yùn)動，向連接器下環(huán)形電磁鐵3輸入電流，對移動純鐵4產(chǎn)生磁力，在磁力和移動純鐵4本身的重力作用下，移動純鐵4向下運(yùn)動，到達(dá)底面后，斷開卡鎖環(huán)14和下環(huán)形電磁鐵3中的電流，此時，卡鎖環(huán)14與移動純鐵4相互接觸，在移動純鐵4的抑制作用下，卡鎖環(huán)14一直處于緊鎖狀態(tài)；在電永磁磁力、卡鎖環(huán)14的作用下，井口管道擠壓各處密封圈，使連接器與井口管道密封；移動純鐵4和卡鎖環(huán)14的運(yùn)動區(qū)域范圍較小，所以電磁鐵通電時間短。

遇到緊急情況如：臺風(fēng)、海嘯等，需撤離裝置時，需快速脫開連接器與井口管道的連接。同時向卡鎖環(huán)14和上環(huán)形電磁鐵6通入電流，向下環(huán)形電永磁吸盤15中通入1-2s的反向直流電，在磁力的作用下，卡鎖環(huán)14與移動純鐵4處于虛接觸狀態(tài)，移動純鐵4與卡鎖環(huán)14之間沒有力的作用；移動純鐵4向上端運(yùn)動，到達(dá)上端表面后，斷開卡鎖環(huán)14和上環(huán)形電磁鐵6中的電流，在自身的彈力作用下，卡鎖環(huán)14向四周運(yùn)動，直至卡鎖環(huán)14恢復(fù)原狀；向下環(huán)形電永磁吸盤15通入反向電流，產(chǎn)生的磁力在電永磁吸盤內(nèi)部相互抵消，對管道上的純鐵工件不產(chǎn)生作用；此時，井口管道與連接器處于一個虛接觸狀態(tài)，相互之間沒有力的作用，移動連接器可快速脫開井口管道。