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                      卡箍式柔性管道接頭工作原理

                    上海申弘閥門有限公司

卡箍式柔性管道接頭，是卡箍卡在管子的定位環(huán)上,保證承載足夠的軸向拉力時不被拉開，見圖1。一般情況下，管徑在DN426以下的卡箍只需2個螺栓；管徑在DN426以上的卡箍需4個螺栓，即可鎖緊。與法蘭相比，螺栓緊固簡單、方便、可靠。用卡箍連接的管子留有接管間隙，以保證管道柔性和松弛鋼管應力。接管間隙的密封是靠被卡緊的橡膠圈來實現(xiàn)的。卡箍是連接帶溝槽的管件、閥門以及管路配件的一種連接裝置。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥,電動球閥,氣動球閥,電動閘閥,氣動閘閥,電動調(diào)節(jié)閥,氣動調(diào)節(jié)閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門用在對快接頭之間起緊箍作用，一般兩個接頭帶有墊片，有橡膠，和硅膠，四氟。

1、是用兩根鋼絲環(huán)繞成環(huán)狀的卡箍。卡箍具有造型美觀，使用方便，緊箍力強、密封性能好等特點。 主要用于車輛、船舶、柴油機、汽油機、機床、 消防、等各種機械設(shè)備、化工設(shè)備的普通全膠管、尼龍塑料軟管、夾布膠管、水帶等接口處的連接緊固及密封；
鋼絲卡箍
鋼絲卡箍
2、鑄鐵卡箍，即直接鑄造而成。多用于建筑管道安裝，其性能良
鑄鐵卡箍
鑄鐵卡箍
好，密封度高，安裝簡易。
國內(nèi)目前較為廣泛使用的卡箍式柔性管道接頭，有環(huán)型、肩型和溝槽式3種。
1.1.1卡箍式環(huán)型管接頭
卡箍式環(huán)型管接頭結(jié)構(gòu)見圖2。在管道上附有特制的環(huán)形凸起的鋼帶，和產(chǎn)品配套供應。環(huán)型管接頭的伸縮間隙一般大于肩型管接頭，但安裝允許偏轉(zhuǎn)角稍小。
. A 卡箍式肩型管接頭結(jié)構(gòu)見圖3。這種管接頭除螺栓和密封圈外，還附有端管，用于卡箍與管道的連接。安裝時，將連接管道直接插入端管之中進行焊接，非常方便。
6 } 當公稱尺寸在DN250以下時，肩型管接頭較輕；當公稱尺寸在DN250以上時，環(huán)型管接頭較輕。
1.1.3溝槽式管接頭
溝槽式管接頭需要采用的滾槽機，在所要連接管道的管端壓制一圈寬約8mm,深約2mm的凹槽。裝配結(jié)構(gòu)見圖4。
1.2 管卡的工作原理
1.2.1卡箍式柔性管道接頭的安裝
在安裝前，先把密封膠圈套在管道上，再上卡箍和螺栓。管內(nèi)介質(zhì)進入膠圈內(nèi)，利用介質(zhì)的壓力，使膠圈壓緊在管端，阻止介質(zhì)外漏。介質(zhì)的壓力通過膠圈作用在卡箍內(nèi)腔。
1.2.2膠圈密封機理,
密封膠圈的結(jié)構(gòu)為“C"型。利用膠圈的彈性能夠?qū)苈菲鸬揭欢ǖ拿芊庾饔谩?br>當卡箍安裝后，膠圈的高度高于管、卡箍的高度，受卡箍內(nèi)部空間的限制，膠圈被進一步擠壓，產(chǎn)生的內(nèi)壓遍及膠圈的整個表面，密封效果進一步增強。-
管道存在介質(zhì)時，介質(zhì)進入“C"型腔，反作用于膠圈的密封唇上，更增加了膠圈與管道的貼緊力，從而達到了自密封作用。管道內(nèi)流體壓力越大，膠圈的壓力越大，密封性能越好。
1.2.3卡箍密封與法蘭密封的區(qū)別
法蘭密封是靠墊片材料被螺栓壓緊起作用。由于螺栓的緊力很難在整個圓周達到均勻一致，因此，管道中運行的流體極易破壞已有的平衡。特別是增大壓力后，問題更加突出，跑、冒、滴、漏嚴重。
卡箍密封中，卡箍將膠圈封在管子的接口處，*處在單面壓緊狀態(tài)。當管道承受流體的壓力時，膠圈內(nèi)表面也將受力，與接觸表面貼得更緊，產(chǎn)生的密封效果更好。
1.3 卡箍連接的特點
1.3.1結(jié)構(gòu)合理，受力強度高
卡箍的工作狀態(tài)相當于受壓容器，介質(zhì)的軸向力*由卡箍承擔，螺栓僅承受卡箍的徑向力。由于密封圈的寬度有限，徑向力遠遠小于軸向力。法蘭連接時，螺栓卻承擔著全部的軸向力和墊圈的壓緊力。
1.3.2良好的自封密作用:
密封作用靠管道內(nèi)介質(zhì)對膠圈的壓緊力，壓力越大，密封性能越好。為防止無壓時介質(zhì)的泄漏，膠圈的內(nèi)徑要小于管端接口的外徑，膠圈在端管接口上有預緊力，可防止介質(zhì)在無壓時外漏。與法蘭相比，管徑越大，壓力越高，優(yōu)點越突出。
1.3.3 管道連接處在柔性狀態(tài)
卡箍與管端之間有間隙，管子在卡箍中可有少量的活動。因此，相鄰兩個端管允許有20?30的轉(zhuǎn)角。鋼管連接后，兩鋼管管端之間留有間隙，允許管路軸向移動，可適應管道的膨脹、收縮；管子之間的膠圈連接，可有效降低70%以上的機械振動。
1.3.4 安裝使用方便
當管道需要翻轉(zhuǎn)時，只需把接頭的4只螺栓拆除即可翻轉(zhuǎn)任意角度，不需要割開和焊接，節(jié)約了大量輔助工作量和費用，減輕了勞動強度，縮短了施工工期。與法蘭連接相比，提高工效6?8倍，且維護的工作量很小。
2 卡箍的使用與制造
2.1 卡箍的使用情況
2.1.1 卡箍使用情況簡介
上世紀70年代，卡箍式柔性管道接頭首先在我國煤炭行業(yè)的井下排水中使用，逐漸拓展到發(fā)電廠的除灰管道上使用。目前，煤炭、電力、建筑、[wiki]化工[/wiki]、消防等領(lǐng)域已經(jīng)推廣使用。輸送介質(zhì)包括冷、熱水、風、油、化工原料等。
GB8259?87 《卡箍式柔性管接頭技術(shù)條件》、GB8260?87 《卡箍式柔性環(huán)型管接頭》、GB8261?87 《卡箍式柔性肩型管接頭》是原煤炭工業(yè)部批準，1991年列為煤炭工業(yè)部100項推廣項目之一；2001年，原建設(shè)部制定了行業(yè)標準 CJ/T156?2001《溝槽式管接頭》，對建筑行業(yè)使用及技術(shù)要求進行了規(guī)范；中國工程建設(shè)標準協(xié)會于2001年和2003年分別出版了CECS 125：2001《建筑給水鋼壁復合管管道工程技術(shù)規(guī)程》、CECS 151：2003《溝槽式連接管道工程技術(shù)規(guī)程》，為管道連接提供了一套較全面地、正確地安裝方法；GB50084?2001《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：系統(tǒng)管道的連接，應采用溝槽式連接件（卡箍），或絲扣、法蘭連接。明確了管卡在自動噴水滅火系統(tǒng)中的使用；GB50242?2002《建筑給水及采暖工程質(zhì)量驗收規(guī)范》，十分明確地將卡箍連接方式納入驗收范圍；我國新編的標準GB5135.11?2006《自動噴水滅火系統(tǒng)第11部分：溝槽式管件》，對自動噴水滅火系統(tǒng)的橡膠密封圈也提出了質(zhì)量要求。
國內(nèi)各個行業(yè)制定的技術(shù)規(guī)范，有力地推動了卡箍式柔性管道接頭使用和發(fā)展。

2.1.2 卡箍連接在我國油脂設(shè)備中應用很少的原因
卡箍式柔性管道接頭，在我國首先使用于煤礦井下的排水系統(tǒng)，繼而在發(fā)電廠用于煤灰的輸送、建筑工程的供、排水及自動噴水滅火系統(tǒng)。但是，在油脂設(shè)備中的使用極少見到。分析其原因大致有以下幾點：
（1） 法蘭連接已經(jīng)標準化，并大批量的生產(chǎn)使用至今已有400多年的歷史，簡化了管路的設(shè)計程序；
（2） 法蘭制造方便，對制造的精度要求也不高。卡箍式柔性管道接頭的形狀比法蘭復雜一些，制造上來講也要復雜；
（3） 法蘭連接，使用和維護都有豐富的經(jīng)驗。卡箍連接在油脂行業(yè)應用較少，沒有使用經(jīng)驗，不容易被接受。
因此，卡箍式柔性管道接頭在油脂加工領(lǐng)域的使用，還要有個相當長的認知過程。

2.2 卡箍的生產(chǎn)制造
2.2.1 卡箍內(nèi)腔形狀的設(shè)計
卡箍內(nèi)腔有些采用的是梯形斷面形狀，經(jīng)過計算，梯形斷面形狀的兩個頂點應力集中很嚴重。將內(nèi)腔梯形斷面圓角半徑由4mm增加到8mm，應力能降低7.1%。把卡箍內(nèi)腔的梯形斷面形狀改為橢圓形斷面，應力能降低11.8%。橢圓形斷面卡箍內(nèi)腔見圖5。
. j: K; R8 在鑄造工藝要求上，卡箍的橢圓形斷面內(nèi)腔也優(yōu)于梯形斷面形狀。
我公司采用消失模鑄造工藝生產(chǎn)，取得了成功。消失模鑄造工藝又稱干砂實型負壓鑄造，國外稱之謂EPC，是目前上的鑄造工藝之一。與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比，消失模鑄造技術(shù)具有的優(yōu)勢，1999年，國家科技部把消失模鑄造技術(shù)列為國家重點推廣的高新技術(shù)，被國內(nèi)外鑄造界譽為“21世紀的鑄造技術(shù)"、“鑄造工業(yè)的綠色革命"。
消失模鑄造生產(chǎn)卡箍，是將與卡箍鑄件尺寸形狀相似的泡沫塑料（EPS）模型粘結(jié)組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中微震緊實造型，在負壓下澆注，使泡沫塑料模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。
3 結(jié)語; 
（1） 目前使用的卡箍式柔性管接頭包括環(huán)式、肩式和卡槽式3種，適用于輸送水、天然氣、石油、煤灰、化工液體等；
（2） 卡箍連接結(jié)構(gòu)合理、受壓強度高，具有良好的自封密作用，管道連接處于柔性狀態(tài)，安裝使用方便。
（3） 卡箍在我國的技術(shù)條件要求趨于規(guī)范，推動了在煤炭、電力、建筑、消防等領(lǐng)域的廣泛應用，在油脂加工領(lǐng)域有著極其廣闊的應用前景。與本文相關(guān)的論文有：礦山電動插板閥