CN201359156Y - 耐高压精密旋转补偿器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耐高压精密旋转补偿器，属于热力管道补偿装置的技术领域。包括内管(1)、压料法兰(2)、外套管法兰(3)、螺栓螺母(4)、外套管(5)、变径延伸管(6)、钢球(7)、变径管承台(8)、内管凸外环(9)、塔形密封片(10)、柔性石墨填料(11)、外套管内承压台(12)、柔性石墨填料(13)、钢球(14)、轴心扶正环(15)组成，其中：外套管(5)的一端顺直***与变径管承台(8)的外L端口与之焊接连接并延伸构成变径延伸管(6)，内管凸外环(9)设于内管(1)上，塔形密封片(10)塔座端面抵置内管凸外环(9)和变径管承台(8)形成的同一个端平面上，塔形密封片(10)塔顶端面与环面嵌入柔性石墨填料(11)中，内管凸外环(9)外端面与变径管承台(8)之间设有钢球(7)，轴心扶正环(15)与压料法兰(2)之间设有钢球(14)。采用这样的结构更便于与管道连接焊缝的质量检测，具有精度高，摩擦系数、自身扭距小，抗弯能力、承压能力强，密封可靠，压力损失小，介质流向不受限，性能优良，管道运行安全可靠的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐高压精密旋转补偿器，属于热力管道补偿装置的技术领域，具体说属于石油、化工、轻工、热力、冶金等行业中使用的热力管道补偿装置结构的技术领域。
背景技术
热力管道因传输的介质温度变化，必然引起管道的热胀冷缩，管道伸缩变形是以不利于管道安全运行的轴向推力或轴向位移形式出现。常规情况下，热力管道中都设有管道补偿装置以吸收或补偿管道变形。现有技术的管道补偿器有多种结构形式，都具有吸收或补偿管道变形的能力，其中，旋转补偿器性能最突出。目前市场上最具有代表性的旋转补偿器产品有：
中国专利号ZL02258709.8改进的旋转补偿器
中国专利号ZL200520074933.1免维护旋转补偿器，
中国专利号ZL200720128801.1精密旋转补偿器
中国专利号ZL200720033902.0地埋式免维护旋转补偿器
上述几种产品技术、结构尽管有所不同，都具有补偿量大、布置灵活等特点。
但还是存在不足：
中国专利号ZL02258709.8改进的旋转补偿器存在不足：
1.内管与变径管的接合部位间隙过大，流体介质运动中在该部位会产生涡流，增加了流体介质的压力损失。
2.内管与变径管的接合部位介质流向受到约束。
3.填料法兰内环凹槽内的钢球与内管外侧为线型接触，接触面过小，加上钢球与内管外侧存在一定间隙，轴心扶正功效差。
4.填料法兰内环凹槽内钢球与外套管内承压台、内管外环之间的钢球两者之间距离过小，轴心控制差，容易造成内管在旋转运动时自身扭距过大，无法承受旋转运动中横向扭力和管道热膨胀的巨大盲板力，造成对填料的偏心磨，形成流体介质泄漏通道。
5.变径管延伸部位为曲线型管段，该部位与管道连接的焊缝无法进行正常的质量检测。
中国专利号ZL200520074933.1免维护旋转补偿器，
中国专利号ZL200720128801.1精密旋转补偿器
中国专利号ZL200720033902.0地埋式免维护旋转补偿器
以上三个产品存在不足：
1.外管尾端的变径管为台阶式，产品组装时工艺复杂而且只能是单面焊接，承压力及结构应力较差。
2.压紧法兰、填料法兰内圈不放钢珠的话，要保证内管轴心度只能把法兰内圈与内管外圈间的间隙控制在最小范围内，虽轴心度得到了保证但会形成相互旋转时摩阻过大，加上外套管内承压台与内管外环间的滚动环虽然呈线型接触，摩阻仍较大。这样在热补偿运行时容易造成因定点钢梁变形，甚至造成管道拱起及管道焊接部位爆裂。
3.外管尾端台阶式变径内侧腔内压力通道明显，造成压力对柔性石墨填料的直接冲击。由于采用的是单一密封方式直接降低了密封材料的耐久性。
发明内容
本发明提供了一种耐高压精密旋转补偿器。以实现解决现有技术中所有旋转补偿器的轴心度不精确、自身扭距、摩擦系数过大，密封形式单一，流体介质及介质流向受限、结构造成增加压力损失等问题，并同时消除了内压力对密封填料的直接冲击，提高密封材料耐久性问题的目的。
为达到上述目的本发明的技术方案是：
一种耐高压精密旋转补偿器包括内管、压料法兰、外套管法兰、螺栓螺母、外套管、变径延伸管、钢球、变径管承台、内管凸外环、塔形密封片、柔性石墨填料、外套管内承压台、柔性石墨填料、钢球和轴心扶正环组成，其中：外套管法兰、外套管与变径管承台结构为外套管的一端顺直***与变径管承台的外端口对接连接并延伸构成变径延伸管，外套管内侧设外套管内承压台，内管凸外环设于内管上，与外套管内承压台一侧端面、外套管内侧和变径管承台围覆形成一容纳空间，柔性石墨填料与塔形密封片设于该容纳空间区域内，塔形密封片塔座端面抵置内管凸外环和变径管承台对接形成的同一侧端面上，塔形密封片塔顶端面与环面嵌入柔性石墨填料中，内管凸外环一侧与变径延伸管接缝处端面之间设有钢球；压料法兰形状为L型，柔性石墨填料置于内管与外套管之间的腔内，柔性石墨填料一端面抵持外套管内承压台，另一端面抵持压料法兰L型端，相对压料法兰L型另一端外侧顶抵轴心扶正环，轴心扶正环部分嵌入压料法兰L型另一端外侧内，轴心扶正环与压料法兰接触面之间设有钢球；内管与变径延伸管接缝处为同内径，两者同轴对应，轴心扶正环设于内管外侧，轴心扶正环与内管结合处为精加工紧密结合。
该压料法兰与外套管法兰上分别设通孔，通过螺栓螺母的螺栓依次穿过以螺栓螺母的螺母紧扣连接。
该变径延伸管变径部位只是外径变化，未变径部位内径与内管内径同，同轴对应对接，变径延伸管延伸部位为直管段。
该内管凸外环设于内管顶部，截面呈矩形凸起，一侧端面为阶梯状，与所述的塔形密封片抵顶，另一侧端面设一凹部，矩形凸起环面与变径管承台内侧呈接触状态。
该内管凸外环环面内侧呈阶梯状的直角槽内侧与外套管内侧之间设有柔性石墨填料，柔性石墨填料与内管凸外环之间设有塔形密封片。
该轴心扶正环内侧与内管外侧以焊接方式紧密配结合。
该轴心扶正环一侧端设有一凹部，钢球置入此凹部并与压料法兰顶抵。
该内管凸外环环侧面根部外侧与变径延伸管接缝处端面之间设有钢球。
该柔性石墨填料和柔性石墨填料位于外套管内承压台两侧。
采用本发明的技术方案由于包括内管、压料法兰、外套管法兰、螺栓、螺母、外套管、变径延伸管、钢球、变径管承台、内管凸外环、塔形密封片、柔性石墨填料、外套管内承压台、柔性石墨填料、钢球和轴心扶正环。内管与外套管之间的腔内装有柔性石墨填料，柔性石墨填料抵持外套管内承压台，柔性石墨填料的另一端面装有压料法兰，压料法兰与外套管法兰通过螺栓、螺母固定，轴心扶正环环面与压料法兰之间设有钢球、内管凸外环与内管和外套管内侧与变径管承台结合形成的区域空间内设有柔性石墨填料和塔形密封片，塔形密封片塔座端面抵置内管凸外环和变径管承台形成的同一个端平上，塔形密封片塔顶端面与环面嵌入柔性石墨填料中，外套管的一端顺直***与变径管承台的外端口与变径管承台焊接连接。变径管内径与内管内径相同，两者之间端面间隙小，特别是变径部位只是外径变化，变径部位内径与内管同轴对应似一根管，这样的结构大大提高了承压能力，消除了压力损失。其钢球起到内管限位和轴心度控制，减小摩阻三重功效。其轴心扶正环与内管外环为环面结合，避免了线型接触对内管外环局部的摩损，而且钢球与钢球的间距长，轴心控制更精确。内管一端外侧与变径管承台内侧环面间隙小。塔形密封片起到了机械密封功效又消除了压力对柔性石墨填料的直接冲击，柔性石墨填料密封加机械密封，密封性能更可靠，变径延伸管延伸部位为直管段。
采用本技术方案便于与管道连接焊缝的质量检测，具有精度高，摩擦系数、自身扭距小，抗弯能力、承压能力强，密封可靠，压力损失小，介质流向不受限，性能优良，管道运行安全可靠的特点。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明局部结构放大示意图
附图标记说明：
1.内管、2.压料法兰、3.外套管法兰、4.螺栓螺母、5.外套管、6.变径延伸管、7.钢球、8.变径管承台、9.内管凸外环、10.塔形密封片、11.柔性石墨填料、12.外套管内承压台、13.柔性石墨填料、14.钢球、15.轴心扶正环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案详细描述如下。
如图1、图2所示为本发明结构示意图和局部放大示意图，从图中可看出耐高压精密旋转补偿器由内管1、压料法兰2、外套管法兰3、螺栓螺母4、外套管5、变径延伸管6、钢球7、变径管承台8、内管凸外环9、塔形密封片10、柔性石墨填料11、外套管内承压台12、柔性石墨填料13、钢球14、轴心扶正环15组成。其中：外套管法兰3、外套管5为一体结构，与变径管承台8连接结构为密封外套管5的一端顺直***与变径管承台8的外端口对接，两对接端口分别设便于焊接的倒角，焊接连接后，延伸构成变径延伸管6。内管凸外环9设于内管1外侧上，可设于接近内管端口处，形状可为矩形凸起，矩形环面与变径管承台8一侧端面(例如内侧端面)呈对接接触状态，中间可留有缝隙，其矩形凸起一端(内端)设阶梯状，塔形密封片10塔底可直接顶抵其阶梯处，阶梯处自然形成的直角区域对塔形密封片10形成卡抵；矩形凸起另一端(外端)面设一凹部可供钢球7置入；外套管内承压台12呈矩形凸起且设于外套管5内侧，外套管5内侧顺延至变径管承台8端部形成L形直角，L短端面与内管凸外环9端面对接形成的同一端平面与塔形密封片10顶抵，塔形密封片10的塔顶端面与塔形环面沿柔性石墨填料11一侧端面嵌入柔性石墨填料11中，柔性石墨填料11另一端面顶抵外套管内承压台12，柔性石墨填料11设于外套管内承压台12一侧。压料法兰2截面形状为L型，其L型长边端面上设通孔供螺栓螺母4之螺栓穿入。柔性石墨填料13置于内管1与外套管5之间，其一端顶抵外套管内承压台12一侧端面，柔性石墨填料11和柔性石墨填料13分别设在外套管内承压台12两侧且分别与两侧端面顶抵接触；柔性石墨填料13另一端面(与外套管内承压台12端面不接触端面)抵持压料法兰2L型端或L型短端；外套管法兰3上设有通孔，压料法兰2与外套管法兰3通过螺栓螺母4的螺栓依次穿过各自的通孔再通过螺栓螺母4的螺母紧扣锁固连接固定。压料法兰2外侧(相对与外套管法兰3接触端面为内侧)向内管1方向设凹台部，轴心扶正环15可部分嵌入压料法兰2所述的凹台部内，轴心扶正环15环端面一侧设其截面似缺口的凹部，钢球14置于其中，钢球14等于置于轴心扶正环15上并埋入压料法兰2所述的凹台部内。内管1与变径延伸管6接缝处为同内径，两者同轴对应，轴心扶正环15设于内管1外侧，内管1外侧与轴心扶正环15内侧为精加工紧密结合，例如焊接结合。变径延伸管6变径部位只是外径变化，未变径部位内径与内管1内径相同，变径延伸管6延伸部位为直管段同轴对应对接。塔形密封片10可起到机械密封功效又消除了压力对柔性石墨填料11的直接冲击，柔性石墨填料密封加机械密封，密封性能可靠，钢球7顶抵压置于内管凸外环9与变径管承台8之间。
采用本发明的技术方案由于包括内管1、压料法兰2、外套管法兰3、螺栓螺母4、外套管5、变径延伸管6、钢球7、变径管承台8、内管凸外环9、塔形密封片10、柔性石墨填料11、外套管内承压台12、柔性石墨填料13、钢球14、轴心扶正环15，内管1与密封外套管5之间的腔内装有柔性石墨填料13。柔性石墨填料13一端面抵持外套管内承压台12，柔性石墨填料13的另一端面装有压料法兰2，压料法兰2与外套管法兰3通过螺栓螺母4固定，轴心扶正环15环面端与压料法兰2之间设有钢球14、柔性石墨填料11与变径管承台8和内管凸外环9端面对应形成的端平面之间设有塔形密封片10。这种结构形式使：
1、所述的变径延伸管6内径与内管1内径相同，两者之间端面间隙小、同轴对应似一根管。
2、所述的变径延伸管6延伸部位为直管段，更便于与管道连接焊缝的质量检测。
3、所述的变径管承台8内径与内管1内径相同，变径管承台8外径与密封外套管5外径相同。
4、所述的钢球7、与钢球14起到内管1限位和轴心度控制，减小摩阻三重功效。
5、所述的轴心扶正环15与内管1外侧紧密结合，而且钢球7与钢球14间距长，轴心控制精确。
6、所述的塔形密封片10起到机械密封的功效又消除了压力对柔性石墨填料10的直接冲击，柔性石墨填料密封加机械密封，密封性能更可靠。
7、所述的技术方案便于与管道连接焊缝的质量检测，具有精度高，摩擦系数、自身扭距小，抗弯能力、承压能力强，密封可靠，压力损失小，介质流向不受限，性能优良，管道运行安全可靠的特点。
Claims (9)
1.一种耐高压精密旋转补偿器包括内管(1)、压料法兰(2)、外套管法兰(3)、螺栓螺母(4)、外套管(5)、变径延伸管(6)、钢球(7)、变径管承台(8)、内管凸外环(9)、塔形密封片(10)、柔性石墨填料(11)、外套管内承压台(12)、柔性石墨填料(13)、钢球(14)和轴心扶正环(15)组成，其特征在于：外套管法兰(3)、外套管(5)与变径管承台(8)结构为外套管(5)的一端顺直***与变径管承台(8)的外端口对接连接并延伸构成变径延伸管(6)，外套管(5)内侧设外套管内承压台(12)，内管凸外环(9)设于内管(1)上，与外套管内承压台(12)一侧端面、外套管(5)内侧和变径管承台(8)围覆形成一容纳空间，柔性石墨填料(11)与塔形密封片(10)设于该容纳空间区域内，塔形密封片(10)塔座端面抵置内管凸外环(9)和变径管承台(8)对接形成的同一侧端面上，塔形密封片(10)塔顶端面与环面嵌入柔性石墨填料(11)中，内管凸外环(9)一侧与变径延伸管(6)接缝处端面之间设有钢球(7)；压料法兰(2)形状为L型，柔性石墨填料(13)置于内管(1)与外套管(5)之间的腔内，柔性石墨填料(13)一端面抵持外套管内承压台(12)，另一端面抵持压料法兰(2)L型端，相对压料法兰(2)L型另一端外侧顶抵轴心扶正环(15)，轴心扶正环(15)部分嵌入压料法兰(2)L型另一端外侧内，轴心扶正环(15)与压料法兰(2)接触面之间设有钢球(14)；内管(1)与变径延伸管(6)接缝处为同内径，两者同轴对应，轴心扶正环(15)设于内管(1)外侧，轴心扶正环(15)与内管(1)结合处为精加工紧密结合。
2.根据权利要求1所述的耐高压精密旋转补偿器，其特征在于该压料法兰(2)与外套管法兰(3)上分别设通孔，通过螺栓螺母(4)的螺栓依次穿过以螺栓螺母(4)的螺母紧扣连接。
3.根据权利要求1所述的耐高压精密旋转补偿器，其特征在于该变径延伸管(6)变径部位只是外径变化，未变径部位内径与内管(1)内径同，同轴对应对接，变径延伸管(6)延伸部位为直管段。
4.根据权利要求1所述的耐高压精密旋转补偿器，其特征在于该内管凸外环(9)设于内管(1)顶部，截面呈矩形凸起，一侧端面为阶梯状，与所述的塔形密封片(10)抵顶，另一侧端面设一凹部，矩形凸起环面与变径管承台(8)内侧呈接触状态。
5.根据权利要求1所述的耐高压精密旋转补偿器，其特征在于该内管凸外环(9)环面内侧呈阶梯状的直角槽内侧与外套管(5)内侧之间设有柔性石墨填料(11)，柔性石墨填料(11)与内管凸外环(9)之间设有塔形密封片(10)。
6.根据权利要求1所述的耐高压精密旋转补偿器，其特征在于该轴心扶正环(15)内侧与内管(1)外侧以焊接方式紧密配结合。
7.根据权利要求1所述的耐高压精密旋转补偿器，其特征在于该轴心扶正环(15)一侧端设有一凹部，钢球(14)置入此凹部并与压料法兰(2)顶抵。
8.根据权利要求1所述的耐高压精密旋转补偿器，其特征在于该内管凸外环(9)环侧面根部外侧与变径延伸管(6)接缝处端面之间设有钢球(7)。
9.根据权利要求1所述的耐高压精密旋转补偿器，其特征在于该柔性石墨填料(13)和柔性石墨填料(11)位于外套管内承压台(12)两侧。
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Assignee: Jiangsu Beite Fittings Co., Ltd. Assignor: Chen Shugeng Contract record no.: 2010320000995 Denomination of utility model: High-voltage resistant precise rotary compensator Granted publication date: 20091209 License type: Exclusive License Record date: 20100721 |
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