白酒管道连接装置的设计及其结构特点对比分析

张 杰，程 伟，潘天全，李 娜，丁鹏飞

（安徽金种子酒业股份有限公司，安徽阜阳 236023）

随着我国科学技术的发展，在管道连接装置领域的技术也得到了长足的发展，快速管道连接领域不断有技术创新，但我国在该技术领域仍然有较大空间[1]。危险化学品分为固态、液态、气态三大类，不同状态下的危险化学品具有特殊的生产操作规范与运输特殊条件[2]。白酒属于液态危化品，具有易燃、易爆、易挥发等特性，对于此类危化品而言，如果发生泄漏事故，液体会流出存储容器进入环境之中，一旦遇见火星便会造成大面积燃烧甚至爆炸事故[3]。在白酒生产过程中经常会遇见白酒传输或介质置换等作业，此时需要由快速连接装置将管道连接以保证白酒正常传输。管道连接装置在管件中充当着不可或缺的重要角色，本文介绍几种快速连接装置工作原理、结构特点及应用分析，为白酒行业的灌装、运输、置换等操作提供参考依据。

1 白酒管道连接装置的设计要求

现代白酒企业正在规模化发展，白酒库区是白酒贮存管理和勾调生产的核心区域，在灌装生产中采用固定管道输送白酒，但白酒库区内白酒种类多、数量大，输酒时很难做到专管专用，因此通常转换输送管道[4]，与此同时牵扯到管道快速连接的现象。白酒企业根据不同白酒的市场需求量设计不同粗细白酒运输管道，在更换白酒输送管道时应考虑到管道变径、增设管口、阀门泄漏等方面的问题[5]。其次管道经长期使用磨损以及危化品腐蚀作用下产生裂纹，若不能及时抢修堵漏则可能发生危化品泄漏事故。针对上述问题，需要设计操作安全可靠、灵活快捷的管道连接装置，确保白酒企业的安全生产。

2 几种管道连接装置的设计及其结构特点

2.1 危化品容器管道快速连接装置[6]

如图1所示，危化品容器管道快速连接装置包括标准法兰一（2）、标准法兰二（3）、中间连接管道（4）等部分；其中，标准法兰一安装于需要连接管道（1）端部，标准法兰二安装于中间连接管道两端，标准法兰一和标准法兰二之间垫有垫圈（5）并通过紧固螺丝固定连接。在装配过程中，所需要连接管道的端口应伸入中间连接管道内30～100 mm为宜。首先分别将两端的危化品容器管道套上外径大于法兰5 mm左右的密封圈，随着紧固螺丝的紧固外力作用，密封圈在标准法兰作用下产生轴向位移，从而达到密封的效果。

2.2 可调节危化品管道快速堵漏装置[7]

如图2所示，可调节的危化品管道快速堵漏装置包括橡胶垫101、弧形卡环102、卡条带103、主齿轮104、辅齿轮105、定位卡孔106、转动把手107、齿轮挡板108、固定板109等部分。其原理是利用橡胶垫、不锈钢卡条、弧形卡环对泄漏点进行快速封堵。装置中不锈钢卡条带、弧形卡环的可调节性适用于任何直径的管道，橡胶垫与管道破损处配合，弧形卡环外侧设有与其配合且用于拉紧弧形卡环的卡条带，且卡条带位于另一侧与弧形卡环对称。卡条带上均布有间隔设置的定位卡孔，卡条带与其对应的弧形卡环两端之间分别通过齿轮组件传动过渡连接且位于齿轮组件的主齿轮和辅齿轮之间，定位卡孔供主齿轮和辅齿轮啮合传动，以实现管道的快速堵漏，减少物质的流失、泄漏以及带来的安全隐患。

2.3 可调节多功能白酒输送管道快速连接装置[8]

如图3、图4所示，可调节的多功能白酒输送管道快速连接装置包括连接环1、连接外环101、连接内环102、待连接管道2、垫片3、上垫片301、下垫片302、紧固螺丝4、紧固头5、旋转螺丝6、百合叶7等部分。其中，连接环（1）套设在待连接管道（2）上，连接环（1）与待连接管道（2）之间设置有垫片（3），紧固螺丝（4）的一端贯穿连接外环（101）的一侧并与连接内环（102）接触。两个连接环(1)通过百合叶(7)连接，垫片(3)包括相互独立的上垫片(301)和下垫片(302)。上垫片(301)与连接外环(101)接触，下垫片(302)与连接内环(102)接触。两个紧固头(5)通过旋转螺丝(6)固定连接，旋紧以稳固连接内环（102）防止其发生位移。该管道快速连接装置不必再依照管道直径规格或调整连接装置的规格，在当管道口径变化较小时可继续使用，放置好垫片后将该装置放置于管道连接处，拧紧旋转螺丝固定上半部装置，最后拧紧下方的紧固螺丝即完成整个管道连接操作。

安装结构示意图

2.4 口径相近输酒管道的快速联接装置

如图5所示，一种口径相近输酒管道的快速连接装置主要由套环（1）、橡胶塞（2）和套环（3）构成。套环（1）由半环体（1-1）、紧固螺丝（1-2）、旋转环（1-3）和垫片（1-4）等部分组成。橡胶塞（2）呈圆台形，左右打通且一端开口小，一端开口大，套环（3）由半环体（3-1）、紧固螺丝（3-2）、旋转钩（3-3）和旋转杆（3-4）等部分构成。在使用过程中，将套环垫上橡胶垫固定于管道，通过橡胶塞将两个不同口径管道连接，再将套环上旋转钩连接旋转环完成不同口径输酒管道连接。

2.5 不锈钢输酒管道对接装置

如图6所示，不锈钢输酒管道对接装置由接头卡环（1）、凹槽对接头（2）、对接勾环（3）等部分组成。接头卡环由弹簧卡钩（101）、旋丝（102）、凸挡三角扣（103）、弹簧（104）、垫片槽（105）、环形垫片（106）等部分组成。对接装置固定于管道上，不可拆卸。凸挡三角扣与卡环由弹簧连接，可上下弹动。凹槽对接头在进入中，凸挡三角扣由于压力弹簧收缩使凹槽对接头顺利与管道端口对接。凸挡三角扣失去压力，弹簧恢复嵌入对接头的凹槽中，旋转对接头使接头卡环与凹槽对接头通过旋丝进行拧合。在输酒过程中仅用一人就可完成管道的对接工作，且装置结构简单易操作、密封性能好。

2.6 白酒运输罐车卸酒管道对接装置

如图7所示，一种白酒运输罐车卸酒管道对接装置由接头一（1）、接头二（2），所述接头一（1）由环形垫片（101）、凸起卡环（102）、凹槽对接头组成（103）、接头二（2）由环形垫片（101）、凸起卡环（102）、联结环（201）等部分组成。接头一的上接口与罐车相连，内部有环形垫片可防止酒液渗出。下接口嵌入接头二上接口中，接头二上接口内亦有环形垫片保证其密封性，下接口上的活动联结环与输酒管道通过旋丝拧合进行联结。接头一的凸起卡环拉起时，罐车上的凹槽对接头插入接头一的上接口内；凸起拉环放下，凸起嵌入凹槽内完成装置的联结固定；同理，接头一与接头二之间通过同样步骤实现联结。

3 几种连接装置的应用分析

白酒、酒精等危化品输送管道中，由于一些管道埋于地下具有不可移动性；同时，要求不停产和其他条件限制不可施工时，可解决在不可动火及不可移动状况下，管道的变径、增设管口、阀门泄漏处理等方面的问题。如图8（a）所示的危化品容器管道快速连接装置，该装置主要针对上述问题，该装置的应用或安装操作不需要进行动火、罐内介质置换等作业，安装与应用具有操作方便、密封性能可靠、安全性高等特点。

如图8（b）所示的可调节的危化品管道快速堵漏装置的实物图，该装置的应用操作主要包括：（1）将橡胶垫按照管道损点裁剪出合适的大小，将橡胶垫光滑的一侧对着管道破损处的漏点，随后把不锈钢卡条带按压在橡胶垫上；（2）将弧形卡环套在不锈钢卡带的对面，卡条带的两端分别插入弧形卡环两端的主辅齿轮之间，并咬合置于不锈钢卡条带弧形的定位卡孔处；（3）转动主齿轮上的旋转把手，上端顺时针转动，下端逆时针转动，直至不锈钢卡带收紧齿轮不再转动；（4）将齿轮挡板放下，并卡在主辅齿轮之间，固定齿轮以防止橡胶垫回复而带来的外力造成卡条带的松动。

口径相近输酒管道的快速连接装置的操作包括：（1）使用前先清理橡胶塞、输酒管道，防止在白酒输送过程中出现污染现象；（2）清理完毕后，在套环内侧垫上橡胶垫，两瓣套环由紧固螺丝固定于细输酒管；（3）将细输酒管插入橡胶塞小口径一端，再将粗输酒管插入橡胶塞大口径一端；（4）完成上述操作后，将套环的旋转钩与套环上的旋转环连接，拉紧，再如套环相同操作固定于粗输酒管上。

不锈钢输酒管道对接装置的操作步骤包括：（1）放置环形垫片于垫片槽之中；（2）通过压力弹簧收缩使凹槽对接头顺利与管道端口对接；（3）旋转对接头使接头卡环与凹槽对接头通过旋丝进行拧合；（4）在对接完成后搬动把手将卡钩扣入对接勾环中进一步加固。

如图9（a）所示的可调节的多功能管道快速连接装置的实物图，该装置的应用操作主要包括：（1）在待连接管道或破损处上包裹一圈垫片3，提高装置的密封性；（2）将连接环套在垫片上，来回伸缩内环调整连接环粗细；（3）旋转紧固螺丝4，避免连接后的内环发生位移；（4）拧紧紧固螺丝6使连接环固定在管道上。

如图9（b）所示的白酒运输罐车卸酒管道对接装置实物图，该装置的应用操作主要包括：（1）接头一置于接头二的内部放置环形垫片；（2）拉起凸起拉环使罐车上的凹槽对接头插入接头一的上接口内；（3）凸起拉环放下，凸起嵌入凹槽内完成装置的联结固定；（4）下接口上的活动联结环与输酒管道通过旋丝拧合进行联结。

4 讨论与总结

近年来，随着国家经济建设的快速发展，作为化工生产的原料、中间体及产品的危化品种类不断增多，加强危化品安全事故防控对于城市整体的安全有序运行至关重要。危化品安全事故类型主要为泄漏、燃烧，围绕致灾因子、灾害源、承灾体等三大要素，采取及时的救援措施可减少事故发生、降低危害性后果[9]。快速连接的管接头与快速堵漏装置广泛应用于气体和液体的运输管路中，其采用快速连接、堵漏装置的方式，可以实现管路的快速连接和堵漏，提高工作效率并具有良好的密封性能。本文根据白酒具有易挥发、易燃等特点，结合应用实际情况或问题，提供了几种管道快速连接或堵漏装置；其中，可调节的危化品管道快速堵漏装置与口径相近输酒管道的快速连接装置是根据橡胶填充的原理达到密封的效果，并且这两个装置对管道粗细的一致性要求低，所需橡胶必须达到食品级别；其他4种连接装置均根据压力挤压橡胶垫达到理想的密封效果，装置稳定性能高。管道连接装置长时间曝露在外界环境中，会发生腐蚀、渗漏等现象，需定时进行检查维修。综上所述，本文分析的几类白酒管道连接或堵漏装置均具有结构简单、操作方便、应用范围广等特点，可有效提高管道连接的工作效率，为酒类产品的管道输送提供了应用借鉴。