專利名稱：雙密封耐高壓旋轉補償器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雙密封耐高壓旋轉補償器，屬于熱力管道補償裝置的技 術領域，具體說屬于石油、化工、輕工、熱力、冶金等行業(yè)中使用的熱力管 道補償裝置結構的技術領域。
背景技術：
熱力管道因傳輸?shù)慕橘|(zhì)溫度變化，必然引起管道的熱脹冷縮，管道伸縮 變形是以不利于管道安全運行的軸向推力或軸向位移形式出現(xiàn)。常規(guī)情況下， 熱力管道中都設有管道補償裝置以吸收或補償管道變形?，F(xiàn)有技術的管道補 償器有多種結構形式，都具有吸收或補償管道變形的能力，其中，旋轉補償
器性能最突出。目前市場上最具有代表性的旋轉補償器產(chǎn)品有 中國專利號ZL02258709.8改進的旋轉補償器 中囯專利號ZL200520074933. 1免維護旋轉補償器， 中國專利號ZL200720128801. 1精密旋轉補償器 中國專利號ZL200720033902. 0地埋式免維護旋轉補償器 上述幾種產(chǎn)品技術盡管結構有所不同，都具有補償量大布置靈活等特
點，但還是存在不足
中國專利號ZL02258709. 8改進的旋轉補償器存在不足
1. 內(nèi)管與變徑管的接合部位間隙過大，流體介質(zhì)運動中在該部位會產(chǎn)生 渦流，增加了流體介質(zhì)的壓力損失。
2. 內(nèi)管與變徑管的接合部位介質(zhì)流向受到約東。
3. 填料法蘭內(nèi)環(huán)凹槽內(nèi)的鋼球與內(nèi)管外側為線型接觸，接觸面過小，加 上鋼球與內(nèi)管外側存在一定間隙，軸心扶正功效差。4. 填料法蘭內(nèi)環(huán)凹槽內(nèi)鋼球與外套管內(nèi)承壓臺、內(nèi)管外環(huán)之間的鋼球兩 者之間距離過小，軸心控制差，容易造成內(nèi)管在旋轉運動時自身扭距過大， 無法承受旋轉運動中橫向扭力和管道熱膨脹的巨大盲板力，造成對填料的偏 心磨，形成流體介質(zhì)泄漏通道。
5. 變徑管延伸部位為曲線型管段，該部位與管道連接的焊縫無法進行正 常的質(zhì)量檢測。
中國專利號ZL200520074933. 1免維護旋轉補償器， 中國專利號ZL200720128801. 1精密旋轉補償器 中國專利號ZL200720033902. 0地埋式免維護旋轉補償器 以上三個產(chǎn)品存在不足
1. 外管尾端的變徑管為臺階式，產(chǎn)品組裝時工藝復雜而且只能是單面焊 接，承壓力及結構應力較差。
2. 彈簧壓緊法蘭、填料壓蓋法內(nèi)圈不放鋼珠的話，要保證內(nèi)管軸心度只 能把法蘭內(nèi)圈與內(nèi)管外圈間的間隙控制在最小范圍內(nèi)，雖軸心度得到了保證 但會形成相互旋轉時摩阻過大，加上外套管內(nèi)承壓臺與內(nèi)管外環(huán)間的滾動環(huán) 雖然呈線型接觸，摩阻也較大。這樣在熱補償運行時容易造成因定點鋼梁變 形，甚至造成管道拱起及管道焊接部位爆裂。
3. 外管尾端臺階式變徑內(nèi)側腔內(nèi)壓力通道明顯，造成壓力對柔性石墨填 料的直接沖擊。由于釆用的是單一密封方式直接降低了密封材料的耐久性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種雙密封耐高壓旋轉補償器。以實現(xiàn)解決現(xiàn)有旋轉補償 器的軸心度不精確、自身扭距、摩擦系數(shù)過大，密封形式單一，流體介質(zhì)及 介質(zhì)流向受限、結構造成增加壓力損失等問題，并同時消除了內(nèi)壓力對密封 填料的直接沖擊，提高密封材料耐久性問題的目的。
為達到上述目的本發(fā)明的技術方案是
一種雙密封耐高壓旋轉補償器包括內(nèi)管、軸心扶正環(huán)、鋼球、填料壓帽、柔性石墨填料、密封外套管、外套管內(nèi)承壓臺、鋼球、內(nèi)管凸外環(huán)、柔性 石墨填料、異形密封環(huán)、變徑管承臺與變徑延伸管組成。其中填料壓帽形
狀為U型橫位，密封外套管上設外套管內(nèi)承壓臺，內(nèi)管凸外環(huán)設于內(nèi)管上； 柔性石墨填料置于內(nèi)管與密封外套管之間的腔內(nèi)，其一端面抵持外套管內(nèi)承 壓臺，另一端面抵持填料壓帽U型一端；密封外套管伸入填料壓帽U型口內(nèi) ，填料壓帽相對U型口另一端外側頂?shù)州S心扶正環(huán)，變徑管承臺內(nèi)側呈階梯 狀，并設有錐形槽；密封外套管與變徑管承臺結構為密封外套管的一端順直 插入與變徑管承臺的外端口對接后與變徑管承臺焊接連接并延伸構成變徑延 伸管；變徑延伸管變徑部位只是外徑變化，未變徑部位內(nèi)徑與內(nèi)管內(nèi)徑相同 ，內(nèi)管與變徑延伸管接縫處有間隙；變徑延伸管延伸部位為直管段，同軸對 應對接；內(nèi)管凸外環(huán)的環(huán)端面與內(nèi)管外環(huán)面、密封外套管內(nèi)側及變徑管承臺 結合自然形成的 一空間區(qū)域內(nèi)設有柔性石墨填料與異形密封環(huán)，異形密封環(huán) 形擬L形，L形短端為錐形，異形密封環(huán)的內(nèi)環(huán)緊扣內(nèi)管外環(huán)，異形密封環(huán)L形
短端插入變徑管承臺的錐形槽內(nèi)，異形密封環(huán)另一面和外環(huán)面嵌入柔性石墨 填料中，內(nèi)管凸外環(huán)環(huán)端面與密封外套管和外套管內(nèi)承壓臺一側端面結合圓 角之間設有鋼球，軸心扶正環(huán)設于內(nèi)管外側，內(nèi)管外側與軸心扶正環(huán)內(nèi)側為 精加工緊密結合，軸心扶正環(huán)與填料壓帽之間設有鋼球。 該填料壓帽與密封外套管釆用螺紋緊扣連接。
該變徑延伸管變徑部位只是外徑變化，未變徑部位內(nèi)徑與內(nèi)管內(nèi)徑相同 ,兩者同軸對應對接且兩者之間端面間隙為3mm-6mm。 該變徑延伸管延伸部位為直管段。
該內(nèi)管凸外環(huán)一側端環(huán)面設有凹部，鋼球沉于此凹部且與密封外套管內(nèi) 側及外套管內(nèi)承壓臺頂?shù)帧?br> 該柔性石墨填料與異形密封環(huán)置于內(nèi)管凸外環(huán)、變徑管承臺階梯狀端面 之間。
該異形密封環(huán)材質(zhì)為金屬，包括不銹鋼和合金材料。 該軸心扶正環(huán)內(nèi)側與內(nèi)管外側以焊接方式緊密結合。該軸心扶正環(huán)環(huán)面端口設一凹部，鋼球設于所述凹部與填料壓帽之間。 該柔性石墨填料和柔性石墨填料分別設于外套管內(nèi)承壓臺和內(nèi)管凸外環(huán) 兩側邊，外套管內(nèi)承壓臺和內(nèi)管凸外環(huán)各有一側端面相互緊密接觸。
釆用本發(fā)明的技術方案由于包括內(nèi)管、軸心扶正環(huán)、填料壓帽、密封外 套管、變徑管和密封材料，內(nèi)管與密封外套管之間的腔內(nèi)裝有柔性石墨填料, 柔性石墨填料的一端面抵持外套管內(nèi)承壓臺，柔性石墨填料的另一端面裝有 填料壓帽，填料壓帽與外套管一端采用螺紋緊扣，軸心扶正環(huán)外側與填料壓 帽之間設有鋼球、內(nèi)管凸外環(huán)環(huán)面與外套管內(nèi)側和外套管內(nèi)承壓臺端面結合 圓角之間設有鋼球，在所述的外套管承臺的 一 端順直插入與變徑管承臺的外 端口與變徑管承臺焊接連接。這樣的結構使變徑管內(nèi)徑與內(nèi)管內(nèi)徑相同，兩 者之間端面間隙小，特別是變徑部位只是外徑變化，變徑部位內(nèi)徑與內(nèi)管同 軸對應似一根管，變徑部位結構的改變大大提高了承壓能力，消除了壓力損 失。變徑延伸管延伸部位為直管段，便于與管道連接焊縫的檢測，其鋼球起 到內(nèi)管限位和軸心度控制，減小摩阻三重功效。其軸心扶正環(huán)與內(nèi)管外側緊 密結合，異形密封環(huán)起到環(huán)面與端面機械密封的功效又消除了壓力對柔性石 墨填料的直接沖擊，填料密封加機械密封，密封性能更可靠。
釆用本技術方案便于與管道連接焊縫的質(zhì)量檢測，具有軸心控制精度高， 摩擦系數(shù)、自身扭距小，抗彎能力、承壓能力強，密封可靠，壓力損失小， 介質(zhì)流向不受限，性能優(yōu)良，管道運行安全可靠的特點。


圖l 為本發(fā)明結構示意圖2 為本發(fā)明局部結構放大示意圖。
附圖標記說明
1.內(nèi)管、2.軸心扶正環(huán)、3.鋼球、4.填料壓帽、5.柔性石墨填料、6.密封外套管、7.外套管內(nèi)承壓臺、8.鋼球、9.內(nèi)管凸外環(huán)、10.柔性石墨填料、 ll.異形密封環(huán)、12.變徑管承臺、13.變徑延伸管。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明的技術方案詳細描述如下。
如圖l 、圖2所示為本發(fā)明結構示意圖及局部放大示意圖，從圖中可看 出雙密封耐高壓旋轉補償器由內(nèi)管1、軸心扶正環(huán)2、鋼球3、填料壓帽4、 柔性石墨填料5、密封外套管6、外套管內(nèi)承壓臺7、鋼球8、內(nèi)管凸外環(huán)9、 柔性石墨填料IO、異形密封環(huán)ll、變徑管承臺12、變徑延伸管13組成。其 中密封外套管6上設外套管內(nèi)承壓臺7，外套管內(nèi)承壓臺7橫截面為矩形凸 起結構，設于密封外套管6內(nèi)側中部；內(nèi)管凸外環(huán)9設于內(nèi)管1上靠近外套 管內(nèi)承壓臺7并與之接觸，使內(nèi)管1和密封外套管6以接觸處自然分形成兩 個容納空間，柔性石墨填料5和柔性石墨填料10分別置于兩個容納空間之中， 內(nèi)管凸外環(huán)9與外套管內(nèi)承壓臺7截面形狀均可為矩形。密封外套管6套附 在內(nèi)管l上，填料壓帽4的形狀為U型橫位，U型側為長短端，相對U型開 口另一側外面有一朝向內(nèi)管1方向的凹部，軸心扶正環(huán)2嵌入該凹部內(nèi)；密 封外套管6伸入填料壓帽4U型口內(nèi)并分別與U型側的長短端有重疊部分。 柔性石墨填料5置于內(nèi)管l與密封外套管6之間，柔性石墨填料IO置于內(nèi) 管凸外環(huán)9 一端面、內(nèi)管外環(huán)端面與密封外套管6的內(nèi)側結合自然形成的區(qū) 域內(nèi)，異形密封環(huán)11置于柔性石墨填料10與變徑管承臺12之間，異形密封 環(huán)11的內(nèi)環(huán)緊扣內(nèi)管1外環(huán)， 一端面抵持變徑管承臺12端面，另一坡面與 外環(huán)面嵌入柔性石墨填料10內(nèi)。填料壓帽4、柔性石墨填料5和密封外套管 內(nèi)承壓臺7三者間呈頂壓或抵壓狀，且柔性石墨填料5位于另兩者間。柔性 石墨填料5 —端面抵持填料壓帽4U型一端或U型短端，填料壓帽4相對U 型口另一端外側頂?shù)州S心扶正環(huán)2;密封外套管6與變徑管承臺12端口處設 便于焊接的倒角或坡口，密封外套管6與變徑管承臺12結構為密封外套管6 的一端(倒角端)順直插入與變徑管承臺12的外端口 (倒角端)對接后與變徑管承臺12焊接連接使形成延伸構成變徑延伸管13。內(nèi)管凸外環(huán)9 一側端
面(或外端面、外端環(huán)面)與密封外套管6內(nèi)側(具體說為靠近外套管內(nèi)承 壓臺7凸起的根部圓角)之間設有鋼球8。內(nèi)管1與變徑延伸管13接縫處為 同內(nèi)徑，兩者同軸對應。軸心扶正環(huán)2設于內(nèi)管l外側，內(nèi)管l外側與軸心 扶正環(huán)2內(nèi)側為精加工緊密配合，例如可焊接 該軸心扶正環(huán)2內(nèi)側與內(nèi)管 1外側可采用精加工方式緊密結合。該軸心扶正環(huán)2外側與填料壓帽4結合 部位設有鋼球3，具體說軸心扶正環(huán)2內(nèi)環(huán)端部設有一凹部使端部截面呈一 缺口狀，該凹部與填料壓帽4之間設有鋼球3，鋼球3等于嵌在軸心扶正環(huán) 2上并埋入填料壓帽4凹部內(nèi)。該填料壓帽4U型長端內(nèi)側設螺紋，例如內(nèi) 螺紋；變徑管外套管6端部外側設螺紋，例如外螺紋；填料壓帽4與外套管 6釆用螺紋緊扣連接。該變徑延伸管13與內(nèi)管1內(nèi)徑相同，外徑延伸至與變 徑管承臺12結合處止，之后開始變徑，通過變徑管承臺12部分和密封外套 管6部分套附在內(nèi)管l之上，因此說變徑部位只是外徑變化，未變徑部位內(nèi) 徑與內(nèi)管l內(nèi)徑相同，外徑與密封外套管6相同，同軸對應對接且兩者之間 (即同內(nèi)徑結合處)端面間隙為3mm-6mm。變徑延伸管13延伸部位為直管段。 變徑管承臺12端截面呈階梯狀，其階梯端面上設一錐形槽；異形密封環(huán) ll形擬L形，L形短端為錐形，異形密封環(huán)11的內(nèi)環(huán)緊扣內(nèi)管1外環(huán)，異形密 封環(huán)IIL形短端插入變徑管承臺12的錐形槽內(nèi)，異形密封環(huán)11另一面和外 環(huán)面嵌入柔性石墨填料10中，異形密封環(huán)11材質(zhì)可為金屬，包括不銹鋼和 合金材料。
本發(fā)明的技術方案在實施時由于內(nèi)管l與密封外套管6之間的腔內(nèi)裝有 柔性石墨填料5和10。柔性石墨填料5 —端面抵持密封外套管內(nèi)承壓臺7， 柔性石墨填料5的另一端面頂?shù)痔盍蠅好?，填料壓帽4與密封外套管6 — 端采用螺紋緊扣，軸心扶正環(huán)2外側與填料壓帽4之間設有鋼球3、內(nèi)管1外 環(huán)面、內(nèi)管凸外環(huán)9一端面、密封外套管6內(nèi)側與變徑管承臺12結合自然形 成的區(qū)域內(nèi)設有柔性石墨填料10與異形密封環(huán)11,異形密封環(huán)11的內(nèi)環(huán)緊 扣內(nèi)管l外環(huán)，異形密封環(huán)(11)L形短端插入變徑管承臺(12)的錐形槽內(nèi)，另一端面與外環(huán)面嵌入柔性石墨填料10。變徑延伸管13順延變徑管承臺12及 密封外套管6與料壓帽4U套附通過螺紋形成連接，這種連接結構使
1、 所述的變徑延伸管13內(nèi)徑與內(nèi)管l內(nèi)徑相同，兩者之間端面間隙小、 同軸對應似一根管。
2、 所述的鋼球3、鋼球8、起到內(nèi)管1限位和軸心度控制，減小摩阻三 重功效。
3、 所述的軸心扶正環(huán)2與內(nèi)管l外側緊密結合，軸心控制精確。
4、 內(nèi)管凸外環(huán)9外環(huán)面與密封外套管6內(nèi)壁之間設有鋼球8。
5、 所述的內(nèi)管l外環(huán)面、內(nèi)管凸外環(huán)9一端面、密封外套管6內(nèi)側結合 自然形成的區(qū)域內(nèi)設有柔性石墨填料IO。
6、 所述的柔性石墨填料10與變徑管承臺12之間設有異形密封環(huán)11。
7、 所述的異形密封環(huán)11的內(nèi)環(huán)緊扣內(nèi)管1外環(huán)，異形密封環(huán)(11)L形短 端插入變徑管承臺(12)的錐形槽內(nèi)，另一端面與外環(huán)面嵌入柔性石墨填料10。
8、 所述的異形密封環(huán)11起到環(huán)面與端面機械密封的功效又消除了壓力 對柔性石墨填料5的直接沖擊，填料密封加機械密封使密封性能更好。
9、 所述的變徑延伸管13延伸部位為直管段，更便于與管道連接焊縫的
10、 所述的具有軸心控制精度高，摩擦系數(shù)、自身扭距小，抗彎能力、 承壓能力強，密封可靠，壓力損失小，介質(zhì)流向不受限，性能優(yōu)良，管道運 行安全可靠的特點。
權利要求1.一種雙密封耐高壓旋轉補償器包括內(nèi)管(1)、軸心扶正環(huán)(2)、鋼球(3)、填料壓帽(4)、柔性石墨填料(5)、密封外套管(6)、外套管內(nèi)承壓臺(7)、鋼球(8)、內(nèi)管凸外環(huán)(9)、柔性石墨填料(10)、異形密封環(huán)(11)、變徑管承臺(12)與變徑延伸管(13)組成。其特征在于填料壓帽(4)形狀為U型橫位，密封外套管(6)上設外套管內(nèi)承壓臺(7)，內(nèi)管凸外環(huán)(9)設于內(nèi)管(1)上；柔性石墨填料(5)置于內(nèi)管(1)與密封外套管(6)之間的腔內(nèi)，其一端面抵持外套管內(nèi)承壓臺(7)，另一端面抵持填料壓帽(4)U型一端；密封外套管(6)伸入填料壓帽(4)U型口內(nèi)，填料壓帽(4)相對U型口另一端外側頂?shù)州S心扶正環(huán)(2)，變徑管承臺(12)內(nèi)側呈階梯狀，并設有錐形槽；密封外套管(6)與變徑管承臺(12)結構為密封外套管(6)的一端順直插入與變徑管承臺(12)的外端口對接后與變徑管承臺(12)焊接連接并延伸構成變徑延伸管(13)；變徑延伸管(13)變徑部位只是外徑變化，未變徑部位內(nèi)徑與內(nèi)管(1)內(nèi)徑相同，內(nèi)管(1)與變徑延伸管(13)接縫處有間隙；變徑延伸管(13)延伸部位為直管段，同軸對應對接；內(nèi)管凸外環(huán)(9)的環(huán)端面與內(nèi)管(1)外環(huán)面、密封外套管(6)內(nèi)側及變徑管承臺(12)結合自然形成的一空間區(qū)域內(nèi)設有柔性石墨填料(10)與異形密封環(huán)(11)，異形密封環(huán)(11)形擬L形，L形短端為錐形，異形密封環(huán)(11)的內(nèi)環(huán)緊扣內(nèi)管(1)外環(huán)，異形密封環(huán)(11)L形短端插入變徑管承臺(12)的錐形槽內(nèi)，異形密封環(huán)(11)另一面和外環(huán)面嵌入柔性石墨填料(10)中，內(nèi)管凸外環(huán)(9)環(huán)端面與密封外套管(6)和外套管內(nèi)承壓臺(7)一側端面結合圓角之間設有鋼球(8)，軸心扶正環(huán)(2)設于內(nèi)管(1)外側，內(nèi)管(1)外側與軸心扶正環(huán)(2)內(nèi)側為精加工緊密結合，軸心扶正環(huán)(2)與填料壓帽(4)之間設有鋼球(3)
2. 根據(jù)權利要求l所述的雙密封耐高壓旋轉補償器，其特征在于該填料 壓帽(4)與密封外套管(6)釆用螺紋緊扣連接。
3. 根據(jù)權利要求l所述的雙密封耐高壓旋轉補償器，其特征在于該變徑延伸管(13)變徑部位只是外徑變化，未變徑部位內(nèi)徑與內(nèi)管(l)內(nèi)徑相同，兩者同軸對應對接且兩者之間端面間隙為3mm-6腿。
4. 根據(jù)權利要求l所述的雙密封耐高壓旋轉補償器，其特征在于該變徑 延伸管(13)延伸部位為直管段。
5. 根據(jù)權利要求l所述的雙密封耐高壓旋轉補償器，其特征在于該內(nèi)管 凸外環(huán)(9)一側端環(huán)面設有凹部，鋼球(8)沉于此凹部且與密封外套管(6)內(nèi)側 及外套管內(nèi)承壓臺(7)頂?shù)帧?br> 6. 根據(jù)權利要求l所述的雙密封耐高壓旋轉補償器，其特征在于該柔性 石墨填料(10)與異形密封環(huán)(11)置于內(nèi)管凸外環(huán)(9)、變徑管承臺(12)階梯狀 端面之間。
7. 根據(jù)權利要求l所述的雙密封耐高壓旋轉補償器，其特征在于該異形 密封環(huán)(ll)材質(zhì)為金屬，包括不銹鋼和合金材料。
8. 根據(jù)權利要求l所述的雙密封耐高壓旋轉補償器，其特征在于該軸心 扶正環(huán)(2)內(nèi)側與內(nèi)管(1)外側以焊接方式緊密結合。
9. 根據(jù)權利要求l所述的雙密封耐高壓旋轉補償器，其特征在于該軸心 扶正環(huán)(2)環(huán)面端口設一 凹部，鋼球(3)設于所述凹部與填料壓帽(4)之間。
10. 根據(jù)權利要求l所述的雙密封耐高壓旋轉補償器，其特征在于該柔 性石墨填料(5)和柔性石墨填料(10)分別設于外套管內(nèi)承壓臺(7)和內(nèi)管凸外 環(huán)(9)兩側邊，外套管內(nèi)承壓臺(7)和內(nèi)管凸外環(huán)(9)各有一側端面相互緊密接 觸。
專利摘要本實用新型公開了一種雙密封耐高壓旋轉補償器，屬于熱力管道補償裝置的技術領域。包括內(nèi)管1、軸心扶正環(huán)2、鋼球3、填料壓帽4、柔性石墨填料5、密封外套管6、外套管內(nèi)承壓臺7、鋼球8、內(nèi)管凸外環(huán)9、柔性石墨填料10、異形密封環(huán)11、變徑管承臺12與變徑延伸管13組成。其中柔性石墨填料10端面與變徑管承臺12之間裝有L形狀的異形密封環(huán)11，內(nèi)管1與密封外套管6之間的腔內(nèi)裝有柔性石墨填料5，密封外套管6伸入填料壓帽4U型口內(nèi)，填料壓帽4U型口另一端外側頂?shù)州S心扶正環(huán)2，密封外套管6與變徑管承臺12結構為密封外套管6的一端順直插入與變徑管承臺12的外端口與變徑管承臺12焊接連接并延伸構成變徑延伸13。采用這樣的結構具有精度高，摩擦系數(shù)、扭距小，抗彎力、承壓力強，密封可靠，使用性能優(yōu)良，便于與管道連接焊縫的質(zhì)量檢測、壓力損失小，介質(zhì)流向不受限，管道運行安全可靠的特點。
文檔編號F16L27/00GK201359160SQ20092000706
公開日2009年12月9日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權日2009年3月10日
發(fā)明者陳墅庚 申請人:陳墅庚