[实用新型]弹力胀管装置

说明书

本实用新型涉及金属管子与管板胀接加工的胀管装置，特别涉及以高分子材料弹性体为胀管媒体的胀管装置。

换热器是一种用途极广的化工设备，管式换热器的损坏大都发生于管子与管板的联接处，提高其联接质量可直接提高换热器的可靠性和使用寿命。在目前的制造业中，普遍采用机械滚胀装置进行胀接，其缺点是胀接力不均匀、局部的高应力造成应力腐蚀裂纹以及存在油污染等。近年来，一种采用高分子弹性材料为胀管媒体的弹力胀管装置的研究取得了很有成效的进展，如专利CN87205452、JK53－144453和JK54－8155等，由于能获得较高的胀接质量，在制造业中已开始有小规模的应用。

这种已有的胀管装置主要由一个胀头组件及其动力机构组成，胀头组件包括中心杆、一对密封圈、一段管状高分子材料弹性体和一个外径大于被加工管子直径的支撑环。前密封圈、管状弹性体、后密封圈、支撑环依次串装于中心杆的前端部位，中心杆的顶端有一紧固件，后端与动力机构中的一个作往返运动的构件联接。

进行胀接作业时，先将胀头组件伸入管子至与管板的联接部位，支撑环紧贴被加工管子的端面或管板外表面，当动力机构将中心杆向后拉动时，顶端的紧固件迫使前密封圈向后移动，并挤压弹性体，由于后密封圈受支撑环的顶压，弹性体便产生径向的扩胀形变，从而扩胀管壁，使其被管板胀紧。胀接完成后中心杆复位，弹性体则依靠自身的弹力复元。

由于施胀时支撑环依靠管子的端面或管板支撑定位，弹性体后端仅仅受到静止的顶压，移动挤压弹性体的只是前密封圈，因此弹性体被挤压后所产生形变从前至后呈逐步递减的趋势，所产生的径向扩胀同样也呈逐步递减。特别在施胀的后期，弹性体因发生较大的径向形变而与管子内壁产生极大的摩擦力，形变将完全集中于弹性体的前端。由此便产生了两个不良后果，其一是在胀接的长度范围内胀紧力前后有差异，造成胀接后总的拉拔力降低，胀接质量不均匀；二是由于弹性体总的形变量相对集中于前端，造成弹性体因反复形变其复元能力的降低或是疲劳损坏的程度前后差异很大，最终导致弹性体的整体使用寿命大大减少。上述原因限制了这种弹力胀管机在工业上大规模的推广应用。

本实用新型的目的是提供一种改进的弹力胀管装置，它在施胀时，弹性体的形变分布均匀。胀接后在胀接长度范围内胀紧力前后一致，拉拔力和胀接质量明显提高，弹性体的使用寿命也可成倍增加。

根据以上对已有的弹力胀管装置所存在问题的分析，可见如何使胀头组件中弹性体的两端在施胀时同时受到方向相反的移动挤压，以尽量使得弹性体的径向形变均匀分布，这是解决问题的关键所在。为此，本实用新型在已有的弹力胀管装置的基础上，对胀管装置的胀头组件作了改进。

本实用新型也主要由一个胀头组件及其动力机构组成，胀头组件包括中心杆1、一对密封圈2a及2b和一段管状高分子材料弹性体3，前密封圈2a、管状弹性体3、后密封圈2b依次串装于中心杆的前端部位，中心杆顶端有一紧固件4，其改进之处在于动力机构具备两个作反向同速往返运动的构件7和8。中心杆上位于后密封圈后串装有一撑管5，撑管外径等于或略小于密封圈外径，其前端紧贴后密封圈2b，中心杆和撑管的后端分别与动力机构中的两个作反向运动的构件联接。

撑管外还可套有一压簧6，其后端支撑于动力机构中与撑管联接的构件上，前端支撑于或通过刚性构件支撑于被加工管子10的端面或管板9的外表面。压簧6用于施胀时使得与撑管联接的构件7始终不与管子端面或管板刚性接触，从而保证撑管能始终自由地撑顶后密封圈。

上述动力机构可以是一油缸，油缸的活塞12与所述的中心杆1联接，缸体11与所述的撑管联接。也可以为一用螺旋付传动的动力机构，其中丝杆与所述的中心杆联接，螺母与所述的撑管联接。

管状高分子材料弹性体的材料可选择丁腈橡胶或聚氨酯塑料。

附图1是本胀管装置的胀头组件在施胀前的剖面结构示意图；

附图2是本胀管装置的胀头组件在施胀状态的剖面示意图；

附图3是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2中箭头A表示与中心杆联接的构件的运动方向，箭头B表示与撑管联接的构件的运动方向。

在附图3所示的实施例中，动力机构采用油缸。中心杆穿过油缸前端盖的中心孔与活塞12联接，配合面装有密封圈。近前端盖的油缸壁开有注油孔13，注油孔通过软性高压油管与一油压系统连接。油缸腔中，活塞与油缸后端盖之间装有一压簧14，当油压释放时，活塞将借助压簧14的弹力复位。