一种高压自紧式管道封堵装置
阅读说明：本技术 一种高压自紧式管道封堵装置 (High-pressure self-tightening pipeline plugging device ) 是由 黄贤滨 单广斌 潘隆 刘艳 于 2019-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明属于管道配件技术领域,涉及一种用于管道管端的封闭装置。一种高压自紧式管道封堵装置,包括拉紧杆、密封环、管端套筒,所述管端套筒套装在管道的端部；所述拉紧杆设置于所述管端套筒的内部；所述的密封环套在拉紧杆的外部,其内环与拉紧杆外壁贴合,其外环与管道的内壁贴合；所述拉紧杆通过旋转自紧作用于密封环实现管端密封。本发明的高压自紧式管道封堵装置,用于工业管道和其他日常管道的管口封堵,结构简单,拆装方便,密封牢固,可适用于大部分管道。(The invention belongs to the technical field of pipe fittings, and relates to a sealing device for a pipe end of a pipeline. A high-pressure self-tightening pipeline plugging device comprises a tensioning rod, a sealing ring and a pipe end sleeve, wherein the pipe end sleeve is sleeved at the end part of a pipeline; the tensioning rod is arranged inside the pipe end sleeve; the sealing ring is sleeved outside the tensioning rod, the inner ring of the sealing ring is attached to the outer wall of the tensioning rod, and the outer ring of the sealing ring is attached to the inner wall of the pipeline; the tensioning rod acts on the sealing ring through rotation self-tightening to realize pipe end sealing. The high-pressure self-tightening pipeline plugging device is used for plugging the pipe orifices of industrial pipelines and other daily pipelines, has a simple structure, is convenient to disassemble and assemble, is firm in sealing, and can be suitable for most pipelines.)
技术领域
本发明属于管道配件技术领域，涉及一种用于管道管端的封闭装置。
背景技术
石油石化生产中，流程变更时，需要对管道进行封堵。由于物料易燃易爆，对管道端部密封的堵头密封性要求高，有时不能通过焊接方式进行封堵。现有技术中管道封堵主要盲板等方式实现管端密封，存在密封性不可靠，连接稳定性差，安装复杂，拆卸困难等问题。堵头，也称管帽，作为管道介质封堵，防止管道介质外流的工具，现有堵头，通过螺纹连接或焊接固定在管道上，一般需要对管道开口进行打磨、攻丝、套丝或焊接等方式才可实现密封，对于作业空间狭窄、动火作业实施困难、作业时间短的诸多条件限制环境下，不便于攻丝、焊接等作业，更不便于拆卸检查。
为解决如上问题，CN203809948U公开了一种新型管道与堵头密封连接结构，如图1所示，采用锥形密封胶垫和端部平垫，通过拧紧螺母与管道堵头连接，挤压锥形密封胶垫和端部平垫，与管道形成密封。该堵头能够快速安装，不需要动火作业。但CN203809948U公开的管道与堵头密封连接结构的密封性差，连接固定牢固性不强，锥形密封胶垫和端部平垫虽然具有密封和防滑效果，但是其锥形倾斜方向朝管口方向设置，不能形成自锁，安装时需要大型工装旋转在管道外部的拧紧螺帽，实现堵头与密封，所需拧紧力大，不宜操控。
CN207179029U公开了自锁型工业管道密封堵头，如图2所示，设计了两个螺纹套，通过拧紧管道堵头，将作用在管道堵头上的轴向力转化为抱紧环上的压力，从而实现管道的密封，具有一定的自紧作用，便于在空间狭小、要求高的环境内拆装。但CN207179029U公开的管道密封堵头在堵头侧主要是依靠密封凹槽内211的密封材料以及与管道堵头连接的内螺纹套形成密封，结构复杂，堵头体积大，加工精度高，对密封管道的同轴度有较高要求，垫片密封比压低，难以用于高压环境。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种高压自紧式管道堵头，该管道堵头结构简单，便于安装和拆卸，能够实现对管道的快速封堵。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种高压自紧式管道封堵装置，包括：
管端套筒，套装在管道的端部；
拉紧杆，设置于所述管端套筒的内部；
密封环，套装在所述拉紧杆的外部，其内环与拉紧杆外壁贴合，其外环与管道的内壁贴合；
所述拉紧杆通过旋转自紧作用于密封环实现管端密封。
作为本发明的一种优选方式，所述的管端套筒由内筒和外筒组成，所述外筒位于管道的外部，内筒位于管道的内部；所述的外筒位于管道末端的端部为封闭端，另一端为开口端，所述的拉紧杆置于所述内筒内部。
作为本方明进一步的改进，所述外筒内径是管道外径的1.01倍，内筒外径为管道内径的0.85倍，内筒内径为拉紧杆直径的1.1倍。
作为本发明的一种优选方式，所述的拉紧杆分为圆柱段和锥形段，圆柱段的末端设有外螺纹；所述密封环套在所述的锥形段上；所述外螺纹与螺帽连接或与管端套筒连接。
作为本发明的一种优选方式，所述拉紧杆的长度不小于所述外筒的长度；并且所述拉紧杆的外螺纹至少部分突出于管端套筒的端面。
作为本发明的一种优选方式，所述内筒的长度小于所述拉紧杆的长度。
作为本发明的一种优选方式，所述内筒的末端与套在所述锥形段上的密封环接触。
作为本发明的一种优选方式，所述的密封环不少于两组。
作为本发明的一种优选方式，所述不少于两组的密封环的外径相同，内径沿所述拉紧杆的锥形段直径变化而变化。
作为本发明的一种优选方式，所述密封环的最大内环直径小于拉紧杆锥形段的最大直径。
作为本发明的一种优选方式，所述的密封环为实体金属环形垫片。
作为本发明的一种优选方式，所述外筒开口端的内侧设有圆弧倒角。
作为本发明的一种优选方式，所述内筒的外壁为锥形面。
本发明的高压自紧式管道封堵装置，拉紧杆通过旋转自紧将密封环外环压紧在管道内壁以及将密封环内环压紧在拉紧杆外壁上实现管端密封。
本发明的高压自紧式管道封堵装置用于工业管道和其他日常管道的管口封堵，结构简单，拆装方便，密封牢固，可适用于大部分管道。
附图说明
图1是本发明的高压自紧式管道封堵装置沿管道轴向的剖面示意图；
图2是管端套筒的剖面图；
图3是拉紧杆的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的高压自紧式管道封堵装置进行详细的介绍。
如图1所示，本实施例的高压自紧式管道封堵装置，包括拉紧杆1、密封环2、管端套筒3。管端套筒3由内筒31和外筒32组成，管端套筒3安装在管道本体4的端部，外筒32位于管道本体4的外部，内筒31位于管道本体4的内部。如图2所示，外筒32位于管道本体4末端的端部为封闭端，另一端为开口端33。内筒31两端开口，其中一端的开口与管端套筒3上的孔34相接。管端套筒3中部的孔34为光孔或螺纹孔。
拉紧杆1安装于内筒31的内部。如图3所示，拉紧杆1由圆柱段11和锥形段12组成，在圆柱段11的末端设有外螺纹13。外螺纹13用于安装螺帽5。
作为更优选的一种实施方式，也可以不采用螺帽与外螺纹连接，而是在管端套筒3的孔34内设置内螺纹，与拉紧杆1上的外螺纹13配合，实现拉紧杆1的旋转自紧。
密封环2套在拉紧杆1的锥形段12外。密封环2的外环与管道本体4的内表面贴合。由于拉紧杆1的锥形段12直径沿管道轴向向内逐渐变大，因此，密封环2的内环直径也随之逐渐变大，但所有密封环的外环直径保持不变，所有密封环的内径呈等差数列。并且，密封环的最大内环直径小于拉紧杆的锥形段的最大直径，从而可避免最后一个密封环从锥形段上脱落。
作为一种优选的实施方式，密封环2的个数根据实际需要确定，一般为2个以上。密封环2采用实体金属环形垫片，密封环2的横截面为圆形或椭圆形。
拉紧杆1的长度大于或者等于管端套筒3的外筒32的长度。拉紧杆1的锥形段12的底面半径略小于管道本体4的内径。拉紧杆1的圆柱段11向外突出于管端套筒3的端面，使外螺纹13露在外面，便于螺帽5的安装拧紧。当拉紧杆1的外螺纹13与管端套筒3的孔34螺纹连接时，外螺纹13不需要突出于管端套筒3的端面，只要保证外螺纹13与孔34至少部分螺纹连接，以能够实现拉紧杆1旋转自紧为准。
为了限制密封环2沿管道轴向向外位移，本实施例中，内筒31的长度小于拉紧杆1的长度，并且内筒31的筒壁末端与密封环2接触。在内筒31的顶持作用下，密封环2被限制在拉紧杆的锥形段上。
管端套筒3的外筒32的内径略大于管道本体4的外径，本实施例中，外筒32内径是管道本体4外径的1.01倍，31内筒外径为管道本体4内径的0.85倍，内筒32内径为拉紧杆圆柱段11直径的1.1倍。
使管道本体4在受密封环2的作用下管径变大，管端套筒的外筒32内侧与管道本体4外侧之间形成紧密接触，限制管道本体4的过渡变形，保障密封环的密封作用。并且，为了方面套筒安装，在管端套筒3的外筒32开口端33内侧设有圆弧倒角35。
管道套筒3的内筒31外壁为锥形面，内筒31锥形面与管道本体4内表面形成一定密封比压，构成低压密封结构。
本实施例的高压自紧式管道封堵装置，自紧原理为：
（1）拉紧杆1插入管道本体4内；
（2）将密封环2按照内环直径大小依次套装在拉紧杆1上；
（3）移动密封环2至拉紧杆1的锥形段12上，使得密封环2第一次就位；
（4）将管端套筒3套装在管道本体4的端部，使得拉紧杆1穿过管端套筒3中部的孔34并露出外螺纹13，在管端套筒3的内筒31的顶持作用下，密封环2第二次就位；
（5）在拉紧杆1的外螺纹13上安装螺帽5，按照计算的预紧力拧紧螺栓后，密封环2与管道本体4以及拉紧杆1形成初始密封；
（6）管道本体4的内壁受到密封环的压力后，拉紧杆1端面受向管道外的轴向力，进一步增大了密封环2与拉紧杆1以及管道本体4之间的密封比压，使管道本体4的外壁与外筒32之间紧密贴合，实现了自紧密封。
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