一种抗震超高压管接头

技术领域

本发明涉及一种超高压水射流技术，尤其是一种超高压水射流的超高压水管连接技术，具体地说是一种抗震超高压管接头。

背景技术

目前，将超高压水射流切割技术与TBM盾构机技术进行结合，利用超高压水射流的超音速水高速能量束的切割功能和盾构机的碾压破碎技术相配合能大大提高盾构机的掘进效率，将这两种技术的有机结合。但在使用过程中申请人发现，由于这种应用不但需要超高压的水射流，通常使用压力达100～600 MPa，且在此种高压下，传统的高压管2与高压接头1的连接方式无法抵御接头因TBM盾构机的滚刀在碾压工作时产生的强烈震动，会导致固定高压管2上的螺套4因震动而发生松动的现象。

因此，为满足以上的功能，在超高压水射流工程技术领域，超高压水射流装置中的超高压水路管接头的联接要求较高，除具有高强度、耐疲劳等性能，还需具有耐压、防松、止退等功能。图1所示是现有的高压管2与高压接头1的连接方式，正、反牙双螺纹的倍程防松牙扣结构：当螺套4的右旋螺纹11向下压紧的同时，由于螺垫3是左旋螺纹10，因而在右旋螺套4的压力之下使得左旋螺垫3产生反向升程，从而产生双倍的螺纹锁紧力；圆锥面接触式密封：这是一种在100～600MPa压力环境下常用的一种硬密封结构，接头体之间的材料在螺纹锁紧力的作用下于圆锥面上产生弹性变形而形成密封；高压接头1设有安全泄压孔9：一旦在接头的圆锥面处产生泄漏，高压水会由接头上的安全泄压孔9流出从而泄压，防止高压接头1因困水而发生爆炸。原有的超高压水路管接头由高压接头1、高压管2、螺垫3、螺套4组成，一般在低频微振的工作环境中可以满足使用要求，但是在中频且振幅较大的工作环境下（如振频在10～1000Hz，振幅达1～10mm），此类结构的管接头会发生松动，由松动造成管接头的密封破坏而泄漏掉压，从而成为了（盾构机在掘进施工）工程应用中的难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的超高压水管接头抗震性能差，易因周向振动脱落造成安全隐患的问题，设计一种既能防止震动过程中造成轴向松动脱落又能防止周向震动松脱的抗震超高压管接头。

本发明的技术方案是：

一种抗震超高压管接头，它包括高压接头1、高压管2、螺垫3和螺套4。高压接头1出水孔的进水端呈锥台孔结构，高压管2的出水端呈锥台结构8，该锥台结构8与锥台孔结构配合实现锥面密封，高压管2中的高压水通过密封通道给高压接头1输送高压水；高压管2上套装有螺垫3，螺垫3定位在螺套4内腔中，螺套4通过螺纹11固定在高压接头4中，螺垫3的螺纹方向与螺套4的螺纹方向相反，在高压接头1上设有安全泄压孔9，其特征是：在高压管2上加装有锁紧套5，在锁紧套5与高压管2之间安装有增加摩擦力的橡胶圈7，锁紧套5的一端与螺套4相连。

所述的安全泄压孔9连通高压管2外侧、螺垫3和螺套4端部及高压接头1内孔底面组成的空间。

所述螺套4位于高压接头1外的一端呈六角螺母结构（如图3）。

所述的锁紧套5呈哈夫结构，哈夫结构的活动端通过螺栓6紧固。

所述的锁紧套5与螺套4为整体结构。

所述的锁紧套5与螺套4的一端焊接相连。

所述的锁紧套5与螺套4相对的一端设有端面齿轮12，螺套与螺纹套相对的一端也设有端面齿轮12，锁紧套5和螺套4的端面通过端面齿轮相啮合。

在锁紧套5与高压管2之间密配并安装有增加摩擦力的橡胶圈7构成防止轴向旋转的结构，在高压管接头组件中的螺套4在锁紧之后，再将锁紧套5和螺套4的端面齿圈相合并将锁紧套5上的哈夫螺栓6拧紧以防止螺套4因振动而会产生的松动。

在锁紧套5与高压管2之间的配合也可以采用单键、双键或花键等轴向防旋转结构。

本发明的有益效果：

本发明通过在管接头结构上加入了锁紧套5，并在其中加入了橡胶圈7吸收振动并增加与高压管2的摩擦力，同时锁紧套采用齿形结构或焊接结构与螺套4的齿槽相啮合或将锁紧套5与螺套4焊接或一体加工成形，以达到在上述情况下防松的目的。它不仅能耐100～600 MPa的高压，而且能承受振频在10～1000Hz，振幅达1～10mm的振动，完全能满足盾构机配套需要。

本发明结构简单，制备方便，安全可靠，使用寿命长。

附图说明

图1是现有的超高压管接头的结构示意图。

图2是本发明的超高压管接头的结构示意图。

图3是图2的A-A剖视图结构示意图和立体示意图。(a)为截面图；(b)为立体示意图。

图4是图2的B-B向的四种防转剖视结构示意图。其中（a）为橡胶圈防转结构；（b）为单键防转结构；（c）为双键防转结构；（d）为花键防转结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图2-4所示。

一种抗震超高压管接头，它包括高压接头1、高压管2、螺垫3和螺套4。高压接头1出水孔的进水端呈锥台孔结构，高压管2的出水端呈锥台结构8，该锥台结构8与锥台孔结构配合实现锥面密封，高压管2中的高压水通过密封通道给高压接头输送高压水；高压管2上套装有螺垫3，螺垫3定位在螺套4内腔中，螺套4通过螺纹固定在高压接头1中，所述螺套4位于高压接头1外的一端呈六角螺母结构（如图3），以便于旋紧，螺垫3的螺纹方向与螺套4的螺纹方向相反，在高压接头1上设有安全泄压孔9，所述的安全泄压孔9连通高压管2外侧、螺垫3和螺套4端部及高压接头1内孔底面组成的空间，以便当配合的锥面密封结构磨损损坏时高压水泄压，防止高压接头内压力过高而爆炸。为了防止类似于盾构机使用场所的高频高振幅振动（振频在10～1000Hz，振幅达1～10mm），导致高压管2与高压接头1的松动，本发明在高压管2上加装有锁紧套5，在锁紧套5与高压管2之间安装有增加摩擦力的橡胶圈7（图4中（a）所示），锁紧套5的一端与螺套4相连。具体实施时，为了便于将橡胶圈7压紧在高压管2上，通常可将锁紧套5设计成哈夫结构，哈夫结构的活动端通过螺栓6紧固，如图4所示。锁紧套5的一端与螺套4可通过以下三种方式中的任一种加以实现，一种是将锁紧套5与螺套4为设计成整体结构，一体性加工而成，另一种是通过焊接方式实现锁紧套5与螺套4的相连，还有一种是通过端面齿轮啮合的方式实现锁紧套5与螺套4的连接，如图3右侧立体图所示，即在锁紧套5与螺套4相对的一端设有端面齿轮或插齿13，螺套4与锁紧套5相对的一端也设有端面齿轮或齿槽12，锁紧套5和螺套4的端面通过端面齿轮相啮合或通过插齿插入齿槽中相即合。螺套4的周向振动通过端面齿轮传递到锁紧套5上，再通过橡胶圈7的作用克服所产生的转动力矩。三种方式均可有效防止因高压接头1的高频高幅值振动导致螺套4松动现象的发生，从本质上改变了高压水接头的安全性。

在锁紧套5与高压管2之间密配并安装有增加摩擦力的橡胶圈7构成防止轴向旋转的结构，使用时可在高压管接头组件中的螺套4锁紧之后，再将锁紧套5和螺套4的端面齿圈相合并将锁紧套5上的哈夫螺栓6拧紧以防止螺套4因振动而产生的松动。

实施例二。

本实施例与实施例一的区别是锁紧套5与高压管2之间的防转动结构采用单键（图4b）、双键(图4c)或花键结构以（图4d）而不是实施例一的橡胶圈7(图4a)的结构，这种键连接结构防转能力更强，效果更佳，为了保证高压管的强度，在键连接位置处最好作管壁加厚处理，端面处进行点焊处理。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。