一种复合材料管道接口组合件制造技术

本发明专利技术公开了一种复合材料管道接口组合件，其包括一内部组件、一外部组件和一密封环。内部组件为锥形管状部件，其外壁上设有环状凸起、外螺纹和扭矩施加部；外部组件为筒状部件，其外壁上设有高粗糙度表面段、环状法兰面、密封环和开缝槽，其内壁上设有内螺纹。该组合件可以插入复合材料管道的端部接口，并通过内部组件施加扭矩，使外部组件沿径向向外扩张，从而增加与复合材料管道的贴合程度和摩擦力，保证连接牢固。该组合件还通过挤压密封环，确保连接处的气密性，防止气体泄漏。该组合件还可以通过内部组件的复位环，实现外部组件的收缩，从而方便拆卸更换。本发明专利技术的复合材料管道接口组合件具有安装快捷、连接紧固、气密性好等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料管道接口组合件


[0001]本专利技术属于管道连接
，特别是复合材料管道连接
，涉及一种管道接口组合件，具体涉及一种复合材料管道接口组合件，本专利技术的可广泛应用于各种需要使用复合材料管道的场合，例如石油、化工、航空、航天、压缩空气储能等领域。本专利技术的复合材料管道接口组合件，能够满足高压下安全应用的要求，同时也便于安装和拆卸。

技术介绍

[0002]复合材料管道通常由纤维增强材料(如碳纤维、玻璃纤维等)和基体材料(如环氧树脂、聚合物等)加工制备而成。这种组合使得复合材料管道具有较低的密度和高强度，相比传统金属管道更轻便，同时具备更高的抗拉强度和弯曲强度。复合材料管道具有优异的耐腐蚀性能，可以在化学腐蚀、电化学腐蚀和海水腐蚀等恶劣的环境下运行，相对于金属管道而言，复合材料管道不会受到腐蚀、氧化和腐蚀性介质的影响，从而延长了管道的使用寿命。复合材料管道由于复合材料而具备较高的强度和良好的弹性模量，使其能够有效分散和吸收应力，减少疲劳损伤的积累，因而具有良好的抗疲劳性能，能够承受长期循环加载而不发生疲劳失效。同时，复合材料管道的失效模式安全，其失效模式通常是渐进性的，即在失效前会出现明显的预兆，如裂纹扩展、变形等，而相比之下，金属管道的失效模式往往是突然的，容易导致严重事故，复合材料管道的渐进性失效模式使得其具有更高的安全性。此外，复合材料管道制备的原材料丰富，可以根据不同的需求选择合适的纤维和基体材料，常用的纤维材料包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，而基体材料可以是环氧树脂、聚酯树脂、聚醚酮等，这种多样性使得复合材料管道能够满足不同工程项目的要求。而且制造复合材料管道的生产能耗低，且生产过程中不需要高温熔化和大量的金属加工，减少了能源消耗和环境污染。复合材料管道的上述优势，使其具有良好发展前景。而且，基于纤维增强的复合材料管道具有非常高的承压能力，应用广泛。
[0003]然而，由于复合材料管道特殊的材料性质，通常难以进行二次机械加工，如焊接、螺纹加工等。钢制接头通常由金属材料制成，具有较高的强度和可塑性，能够承受较大的压力。当前针对复合材料的连接，多采用钢制接头，通过外力挤压实现复合材料管道与其他管道或设备的固定以及密封，这种连接方式的优点是简单、可靠，并且能够满足一定的力学要求。然而，在循环充放工况下，由于钢制接头与复合材料管道之间的热膨胀系数差异较大，不同材质形变存在差异，并可能产生电化学腐蚀、热应力或机械应力等问题，导致管道连接处容易出现松动，引发密封失效等问题，甚至安全事故。因此，实际应用过程中，确保复合材料管道连接处的安全性和气密性非常关键。

技术实现思路

[0004](一)专利技术目的
[0005]针对现有技术的上述缺陷和不足，为解决复合材料管道难以进行二次机械加工而多采用钢制接头通过外力挤压实现固定以及密封，使得其在循环充放工况下由于不同材质
形变存在差异而导致管道连接处容易出现松动、引发密封失效甚至安全事故等技术问题，本专利技术提供了一种复合材料管道接口组合件。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现该专利技术目的，解决其技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种复合材料管道接口组合件，至少包括一内部组件、一外部组件以及一密封环，其特征在于，
[0009]‑‑
所述内部组件整体为一两端开口并沿轴向延伸的锥形管状部件，其沿轴向依次包括一外径较大的尾部大外径段、一整体呈倾斜状的中间过渡段和一外径较小的头部小外径段，其中，
[0010]所述尾部大外径段的外壁整体呈倾斜状，其起始端部的外壁上设有一环状凸起，所述环状凸起与尾部大外径段的外壁之间设有一光滑过渡结构，
[0011]所述中间过渡段的外壁整体呈倾斜状，其外壁倾斜度大于所述尾部大外径段的外壁倾斜度，其倾斜状外壁上设有一从其轴向头部延伸至其轴向尾部的外螺纹部，
[0012]所述头部小外径段的外壁整体呈平直状，其外壁表面经加工处理形成为一扭矩施加部，其内壁表面上设有用于扩展连接的一内螺纹部；
[0013]‑‑
所述外部组件整体为一两端开口并沿轴向延伸的筒状部件，其外壁表面整体呈平直状，其尾部外壁表面上设有一自端部沿轴向延伸并具有第一轴向长度的高粗糙度表面段，且其尾部外壁表面上沿其周向设有若干自端部沿轴向延伸且延伸长度大于所述第一轴向长度的尾部开缝槽，
[0014]所述外部组件的头部外壁表面的端部设有一向外翻折的环状法兰面，且所述头部外壁表面上沿轴向间隔设置有两环状凸棱，其中第一环状凸棱临近所述环状法兰面设置，第二环状凸棱设置在所述外部组件的外壁表面的轴向中部位置附近，所述第一环状凸棱和第二环状凸棱之间限定的轴向空间形成为密封槽以用于设置所述密封环，且所述头部外壁表面上沿其周向设有若干自所述环状法兰面向尾部沿轴向延伸并具有第二轴向长度的头部开缝槽，所述头部开缝槽的末端在轴向上位于两所述环状凸棱之间，
[0015]所述外部组件的内壁表面沿轴向划分为尾部内壁表面段和头部内壁表面段，其中，所述头部内壁表面段在轴向上自其端部延伸至所述外部组件的轴向中部位置附近，其轴向延伸长度与所述内部组件的中间过渡段的轴向延伸长度相当，且所述头部内壁表面段整体呈倾斜锥状，其内径沿轴向自尾部至头部而逐渐减小，其上设有与所述中间过渡段的外螺纹部相适配的内螺纹部，所述尾部内壁表面段的轴向延伸长度与所述内部组件的尾部大外径段的轴向延伸长度相当。
[0016]优选地，所述内部组件的尾部大外径段的外壁的轴向中部位置附近设有一复位环，所述复位环的内壁与尾部大外径段的外壁之间沿周向设有若干沿径向延伸的支撑肋，所述外部组件的尾部开缝槽的周向宽度不小于所述内部组件中复位环的支撑肋的周向宽度。
[0017]进一步地，处于装配状态时，所述外部组件整体插设在复合材料管道的端部接口中并通过其头部的环状法兰面进行轴向止挡定位，其上的密封槽中设置所述密封环，其上的各所述尾部开缝槽一一对应穿过所述内部组件中复位环的各支撑肋，其尾部内壁表面段的起始端部顶抵在所述内部组件的环状凸起的光滑过渡结构上，其头部内壁表面段的内螺
纹部与所述内部组件的中间过渡段的外螺纹部相互啮合，其外壁表面及所述复位环、密封环的外壁表面与复合材料管道的内壁表面相贴合。
[0018]进一步地，当需要加大所述外部组件的外壁表面与复合材料管道内壁表面之间的张紧贴合程度时，通过所述内部组件头部的扭矩施加部施加旋转扭矩，通过所述内部组件的中间过渡段外壁上的外螺纹部与所述外部组件的头部内壁表面段的内螺纹部之间的相互啮合，使所述内部组件整体沿轴向不断向外伸出，所述内部组件的环状凸起及其光滑过渡结构不断加大对所述外部组件的尾部内壁表面段的张紧顶抵程度，从而使所述外部组件的尾部外壁表面在其尾部开缝槽的配合下沿径向不断向外扩张以加大其与复合材料管道内壁表面之间的张紧贴紧程度，同时由于所述内部组件的中间过渡段沿轴向不断向外移动，所述外部组件的头部内壁表面段在其头部开缝槽的配合下沿径向不断向外扩张，使得位于所述外部组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料管道接口组合件，至少包括一内部组件、一外部组件以及一密封环，其特征在于，
‑‑
所述内部组件整体为一两端开口并沿轴向延伸的锥形管状部件，其沿轴向依次包括一外径较大的尾部大外径段、一整体呈倾斜状的中间过渡段和一外径较小的头部小外径段，其中，所述尾部大外径段的外壁整体呈倾斜状，其起始端部的外壁上设有一环状凸起，所述环状凸起与尾部大外径段的外壁之间设有一光滑过渡结构，所述中间过渡段的外壁整体呈倾斜状，其外壁倾斜度大于所述尾部大外径段的外壁倾斜度，其倾斜状外壁上设有一从其轴向头部延伸至其轴向尾部的外螺纹部，所述头部小外径段的外壁整体呈平直状，其外壁表面经加工处理形成为一扭矩施加部，其内壁表面上设有用于扩展连接的一内螺纹部；
‑‑
所述外部组件整体为一两端开口并沿轴向延伸的筒状部件，其外壁表面整体呈平直状，其尾部外壁表面上设有一自端部沿轴向延伸并具有第一轴向长度的高粗糙度表面段，且其尾部外壁表面上沿其周向设有若干自端部沿轴向延伸且延伸长度大于所述第一轴向长度的尾部开缝槽，所述外部组件的头部外壁表面的端部设有一向外翻折的环状法兰面，且所述头部外壁表面上沿轴向间隔设置有两环状凸棱，其中第一环状凸棱临近所述环状法兰面设置，第二环状凸棱设置在所述外部组件的外壁表面的轴向中部位置附近，所述第一环状凸棱和第二环状凸棱之间限定的轴向空间形成为密封槽以用于设置所述密封环，且所述头部外壁表面上沿其周向设有若干自所述环状法兰面向尾部沿轴向延伸并具有第二轴向长度的头部开缝槽，所述头部开缝槽的末端在轴向上位于两所述环状凸棱之间，所述外部组件的内壁表面沿轴向划分为尾部内壁表面段和头部内壁表面段，其中，所述头部内壁表面段在轴向上自其端部延伸至所述外部组件的轴向中部位置附近，其轴向延伸长度与所述内部组件的中间过渡段的轴向延伸长度相当，且所述头部内壁表面段整体呈倾斜锥状，其内径沿轴向自尾部至头部而逐渐减小，其上设有与所述中间过渡段的外螺纹部相适配的内螺纹部，所述尾部内壁表面段的轴向延伸长度与所述内部组件的尾部大外径段的轴向延伸长度相当。2.根据权利要求1所述的复合材料管道接口组合件，其特征在于，所述内部组件的尾部大外径段的外壁的轴向中部位置附近设有一复位环，所述复位环的内壁与尾部大外径段的外壁之间沿周向设有若干沿径向延伸的支撑肋，所述外部组件的尾部开缝槽的周向宽度不小于所述内部组件中复位环的支撑肋的周向宽度。3.根据权利要求2所述的复合材料管道接口组合件，其特征在于，处于装配状态时，所述外部组件整体插设在复合材料管道的端部接口中并通过其头部的环状法兰面进行轴向止挡定位，其上的密封槽中设置所述密封环，其上的各所述尾部开缝槽一一对应穿过所述内部组件中复位环的各支撑肋，其尾部内壁表面段的起始端部顶抵在所述内部组件的环状凸起的光滑过渡结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：周学志，郭丁彰，徐玉杰，索文辉，刘长春，陈海生，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：