CN102466102A - 管道用耐腐蚀旋转式位移调节器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，属于热网管道补偿装置结构的技术领域。包括内管、内管压件承台、变径芯管、变径芯管凸外环、外套管、外套管内承台等组成，变径芯管凸外环设置在变径芯管的一端；内管压件承台设置在内管的外环；该内管一端顺直插入该变径芯管外凸环内并与变径芯管的内壁搭接；外套管整体套设于该变径芯管外环，外套管内承台凸设置于该外套管内环面上，变径芯管内、外环表面、内管内环表面及内管靠内端外环表面上黏附设置耐腐包覆层。采用这样的结构具有耐腐蚀，密封可靠，摩擦系数、扭距小，承压强，无压力损失，介质流向不受限，性能优良，管道运行安全可靠的效果。

Description

管道用耐腐蚀旋转式位移调节器

技术领域

本发明涉及一种管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，属于热网管道补偿装置结构的技术领域，具体说属于石油、化工、轻工、冶金等行业中使用的热网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。虽然各种产品尽管有所不同，且具有补偿量大、布置灵活、安装方便等特点，但还是存在诸如缺点和不足之处：

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，介质流向受到约束，增加了流体介质的压力损失；

2.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；

3.填料法兰内环凹槽内钢球与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，形成流体介质泄漏的通道；

4.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，而且不适应有腐介质；

5.产品组装时工序复杂而且只能是单面焊接，承压力及结构应力较差；

6.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；

7.由于采用的多是单一密封方式，则直接降低了密封材料的耐久性，而且也不适应有腐介质。

如何采用更好的结构以尽量克服或改善由于现有技术的不足所带来的高成本和低效率一直是本行业技术人员努力的方向。

发明内容

本发明提供了一种管道用耐腐蚀旋转式位移调节器。以实现解决现有旋转补偿器轴心度不精确、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及可有效防腐蚀的目的。

为达到上述目的本发明的技术方案是：

一种管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，包括外部连接法兰A、内管、螺栓A、螺母A、弹簧A、内管结构法兰、外套管法兰A、密封件B、密封件A、弹簧B、螺母B、螺栓B、变径芯管、外部连接法兰B、耐腐包覆层A、钢球、压件套管法兰、密封件D、外套管法兰B、外套管内承台、密封件C、外套管、耐腐包覆层B、变径芯管凸外环、内管压件承台和耐腐包覆层C组成，其中：

所述的变径芯管为整体成阶梯状阔口的管结构，一端沿外环一体或螺旋紧固连接设置外部连接法兰B，另一端紧固连接设置截面为横L形的变径芯管凸外环；所述的内管为直管结构，一端外环一体设置外部连接法兰A，沿外环中部一体成型凸设置成阶梯状连接的内管压件承台和内管结构法兰；该内管一端顺直插入该变径芯管凸外环内并与变径芯管的内壁搭接；所述的变径芯管凸外环和所述的内管插入部分之间形成一中空空间；该密封件A填充设置于所述的空间内并分别顶抵该变径芯管凸外环内表面和内管外环以及内管压件承台；

所述的内管结构法兰一体设置在该内管外环并位于该外部连接法兰A和内管压件承台之间；

所述的外套管整体套设于该变径芯管外环，该外套管的一端沿外环一体设置外套管法兰A，该外套管法兰A通过至少一对螺栓A、螺母A和弹簧A与所述的内管结构法兰紧固连接；该外套管的另一端沿外环一体设置外套管法兰B；所述的外套管内承台凸设置于该外套管内环面并位于该外套管法兰A和该外套管法兰B之间；

所述的内管结构法兰和所述的外套管法兰A相对端面间设有密封件B；

所述的压件套管法兰截面呈T形结构整体以T形横端套设于该变径芯管外环面上，该压件套管法兰T形竖端通过至少一对螺母B、螺栓B和弹簧B与所述的外套管法兰B紧固连接；至少一个所述的钢球顶抵设置于该压料套管法兰T形横端与变径芯管外环面之间；

所述的密封件C环扣在变径芯管外环面并分别顶抵位于该变径芯管凸外环和该外套管内承台之间；

所述的密封件D环扣在变径芯管外环面并分别顶抵位于该外套管内承台和该压件套管法兰T形横端之间；

所述的变径芯管内、外环表面上黏附设置耐腐包覆层A；所述的内管内、外环表面上黏附设置耐腐包覆层C；所述的外套管内环表面上黏附设置耐腐包覆层B。

该内管一端插入至该变径芯管阶梯状阔口处，形成该内管与所述的变径芯管非阔口处部分为内、外径相同的结构。

该密封件A截面形状为矩形；该密封件B截面形状为矩形；该密封件D截面形状为矩形。

该压件套管法兰T形横端顶抵该密封件D的端头部分两侧分别设置有凹槽使端头部分的截面呈T型结构。

该压件套管法兰T形横端内表面设置一环形凹槽，至少一个所述的钢球设置于该凹槽中并与该变径芯管外环面成滚动式顶抵。

该外套管内承台截面形状为矩形。

该内管结构法兰与该外套管法兰A相对的端面上黏附设置耐腐包覆层C；该外套管法兰A与该内管结构法兰相对的端面上黏附设置耐腐包覆层B。

该变径芯管凸外环表面黏附设置耐腐包覆层B；该内管插入变径芯管部分的外表面和延伸连接至内管压件承台表面黏附设置耐腐包覆层C。

该外部连接法兰B端面上延伸黏附设置耐腐包覆层A；该外部连接法兰A端面上延伸黏附设置耐腐包覆层C。

该弹簧A为碟式弹簧或弹簧垫圈，设置于所述的内管结构法兰外端面与螺母A之间；该弹簧B为碟式弹簧或弹簧垫圈，设置于所述的压件套管法兰外端面与螺母B之间。

采用本发明的技术方案由于变径芯管与内管为顺直对插重叠搭接，利用同轴向外套管和压料套管(即压件套管法兰)的结合，并辅助有密封件的轴向扶正，同时消除了内压力对密封件的直接冲击，使接合部位的间隙更适合流体介质运动中的介质流向同时提高了轴心扶正功效；可缓减旋转运动中横向扭力和管道热膨胀的巨大盲板力。

另外，由于采用的是多级密封方式，提高了密封性能，同时整体管道表面黏附的耐腐层可适应有腐介质的输送。具有耐腐蚀，密封可靠，摩擦系数、扭距小，承压强，无压力损失，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为本发明整体结构的剖面示意图。

图中标记说明：

1、外部连接法兰A

2、内管

3、螺栓A

4、螺母A

5、弹簧A

6、内管结构法兰

7、外套管法兰A

8、密封件B

9、密封件A

10、弹簧B

11、螺母B

12、螺栓B

13、变径芯管

14、外部连接法兰B

15、耐腐包覆层A

16、钢球

17、压件套管法兰

18、密封件D

19、外套管法兰B

20、外套管内承台

21、密封件C

22、外套管

23、耐腐包覆层B

24、变径芯管凸外环

25、内管压件承台

26、耐腐包覆层C

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所示，一种管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，包括外部连接法兰A1、内管2、螺栓A3、螺母A4、弹簧A5、内管结构法兰6、外套管法A7、密封件B8、密封件A9、弹簧B10、螺母B11、螺栓B12、变径芯管13、外部连接法兰B14、耐腐包覆层A15、钢球16、压件套管法兰17、密封件D18、外套管法兰B19、外套管内承台20、密封件C21、外套管22、耐腐包覆层B23、变径芯管凸外环24、内管压件承台25、耐腐包覆层C26组成，其中：

所述的变径芯管13为整体成阶梯状阔口的管结构，所谓的阶梯状阔口为变径芯管13沿一个端头(例如靠近外部连接法兰B14处的端头)向另一端延伸时采用阶梯形(弧形过渡)阔口，如图1所示，即一端的直径小于另一端的直径；变径芯管13的一端(端头)沿外环一体或螺旋紧固连接设置外部连接法兰B14，另一端紧固连接设置截面为横L形的变径芯管凸外环24(该变径芯管凸外环24截面为L型结构，该变径芯管凸外环24的直径大于变径芯管13的直径)；该外部连接法兰B14为环状刚性结构，与变径芯管13一体成型或者通过螺旋或焊接方式紧固连接成一体；沿该外部连接法兰B14的端面呈均匀分布设置至少一个通孔。

所述的内管2为直管结构，一端外环一体设置外部连接法兰A1，沿外环中部一体成型凸设置成阶梯状连接的内管压件承台25和内管结构法兰6，即内管压件承台25一体设置在内管结构法兰6根部与内管2结合的部位，内管压件承台25截面为直角状与内管2插入部分的外侧形成一个截面为横L形的结构；该内管2一端顺直插入该变径芯管凸外24内并与变径芯管13的内壁搭接，搭接后变径芯管凸外环24的端头可搭上内管压件承台25直角状上端面；所述的变径芯管凸外环24和所述的内管2插入部分(与内管压件承台25直角状侧端面)之间形成一中空空间(如图1)；该密封件A9填充设置于所述的空间内并分别顶抵该变径芯管凸外环24内表面，内管2和内管压件承台25(侧端面)；该外部连接法兰A1为环状刚性结构，与内管2一体成型；沿该外部连接法兰A1的端面呈均匀分布设置至少一个通孔。

该内管2整体顺直插入该变径芯管凸外环24内并与变径芯管13的内壁重叠搭接；由于内管2整体顺直插入直至接触到变径芯管13的内壁(如图1)，所述的变径芯管凸外环24(根部)和所述的内管2成搭接状态，两个L型结构(变径芯管凸外环24的L形结构和内管2与内管压件承台25形成的L形结构)互成180度对接后之间形成一中空空间(截面为矩形的中空空间)；该密封件A9设置于所述的中空空间内并分别顶抵该内管外凸环24(L型结构的内壁)和该内管2与内管压件承台25形成的L形结构(L型结构的外环)；

所述的内管结构法兰6一体设置在该内管2外环并位于该外部连接法兰A1和该内管压件承台25之间；内管结构法兰6沿端面均匀分布至少一个通孔，通孔与内管2同轴向。

该内管2一端插入至该变径芯管13阶梯状阔口处，形成该内管2与所述的变径芯管13非阔口处部分为内、外径相同的结构。

所述的外套管22整体套设于该变径芯管13外环，该外套管22的一端沿外环一体设置外套管法兰A7(该外套管法兰A7沿端面均匀分布有至少一个通孔，通孔与外套管22同轴向)，该外套管法兰A7通过至少一对螺母A4和穿过通孔的螺栓A 3(螺母A4与内管结构法兰6之间可加垫片，弹簧垫片或碟式弹簧A5，这样密封性能会更稳定)与所述的内管结构法兰6紧固连接；该外套管22的另一端沿外环一体设置(端面均匀分布有至少一个通孔的)外套管法兰B19；所述的外套管内承台20凸设置于该外套管22内环面并位于该外套管法兰A7和该外套管法兰B19之间；该外套管内承台20截面形状为矩形。

所述的内管结构法兰6和所述的外套管法兰A7相对端面间设置密封件B8。

所述的压件套管法兰17截面呈T形结构整体以T形横端套设于该变径芯管13外环面上，该压件套管法兰17T形竖端(设有呈均匀分布的通孔)通过至少一对螺母B11和(穿过通孔的)螺栓B12与所述的外套管法兰B19紧固连接；螺母B11和压件套管法兰17端面之间设置垫片B10或碟式弹簧(加碟式弹簧，这样密封性能会更优秀)；至少一个所述的钢球16顶抵设置于该压料套管法兰17T形横端与变径芯管13外环面之间。

该弹簧A5为碟式弹簧，设置于所述的内管结构法兰6外端面(朝向外部连接法兰A1一侧的端面)与螺母A4之间；该弹簧B10为碟式弹簧，设置于所述的压件套管法兰17外端面(朝向外部连接法兰B14一侧的端面)与螺母B11之间。

该压料套管法兰17T形横端表面设置一环形凹槽，至少一个所述的钢球16设置于该凹槽中并与该变径芯管13外环面成滚动式顶抵(如图1所示)。

所述的密封件C21环扣在变径芯管13外环面并分别顶抵位于该变径芯管凸外环24(阶梯状外环处)和该外套管内承台20之间；

所述的密封件D18环扣在变径芯管13外环面并分别顶抵位于该外套管内承台20和该压件套管法兰17T形横端(端头)之间；

所述的变径芯管13内、外环表面上黏附设置耐腐包覆层A15；所述的内管2内环表面上黏附设置耐腐包覆层C26；所述的外套管22内环表面上黏附设置耐腐包覆层B23。

该密封件A9截面形状为矩形；该密封件B8截面形状为矩形；该密封件C21截面形状为矩形；该密封件D18截面形状为矩形。

该压件套管法兰17T形横端顶抵该密封件D18的端头部分两侧分别设置有凹槽使端头部分的截面呈T型结构。

该内管结构法兰6与该外套管法兰A7相对的端面上黏附设置耐腐包覆层C26；该外套管法兰A7与该内管结构法兰6相对的端面上黏附设置耐腐包覆层B23。

该变径芯管凸外环24表面黏附设置耐腐包覆层B15；该内管压件承台25表面黏附设置耐腐包覆层C26。

该外部连接法兰B14端面上延伸黏附设置耐腐包覆层A15；该外部连接法兰A1端面上延伸黏附设置耐腐包覆层C26。

采用这种连接结构使内管与变径接管的接合部位的间隙适合流体介质运动中的介质流向同时提高了轴心扶正功效；可缓减旋转运动中横向扭力和管道热膨胀的巨大盲板力。

另外，由于采用的是多级密封方式，提高了密封材料的耐久性，同时整体管道用耐腐蚀旋转式位移调节器表面黏附的耐腐层可适应有腐介质的输送。具有耐腐蚀，密封可靠，摩擦系数、扭距小，承压强，无压力损失，介质流向不受限，性能优良，管道运行安全可靠的特点。

Claims (10)

1.一种管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，包括外部连接法兰A(1)、内管(2)、螺栓A(3)、螺母A(4)、弹簧A(5)、内管结构法兰(6)、外套管法兰A(7)、密封件B(8)、密封件A(9)、弹簧B(10)、螺母B(11)、螺栓B(12)、变径芯管(13)、外部连接法兰B(14)、耐腐包覆层A(15)、钢球(16)、压件套管法兰(17)、密封件D(18)、外套管法兰B(19)、外套管内承台(20)、密封件C(21)、外套管(22)、耐腐包覆层B(23)、变径芯管凸外环(24)、内管压件承台(25)和耐腐包覆层C(26)组成，其特征在于：

所述的变径芯管(13)为整体成阶梯状阔口的管结构，一端沿外环一体或螺旋紧固连接设置外部连接法兰B(14)，另一端紧固连接设置截面为横L形的变径芯管凸外环(24)；所述的内管(2)为直管结构，一端外环一体设置外部连接法兰A(1)，沿外环中部一体成型凸设置成阶梯状连接的内管压件承台(25)和内管结构法兰(6)；该内管(2)一端顺直插入该变径芯管凸外环(24)内并与变径芯管(13)的内壁搭接；所述的变径芯管凸外环(24)和所述的内管(2)插入部分之间形成一中空空间；该密封件A(9)填充设置于所述的空间内并分别顶抵该变径芯管凸外环(24)内表面和内管(2)外环以及内管压件承台(25)；

所述的内管结构法兰(6)一体设置在该内管(2)外环并位于该外部连接法兰A(1)和内管压件承台(25)之间；

所述的外套管(22)整体套设于该变径芯管(13)外环，该外套管(22)的一端沿外环一体设置外套管法兰A(7)，该外套管法兰A(7)通过至少一对螺栓A(3)、螺母A(4)和弹簧A(5)与所述的内管结构法兰(6)紧固连接；该外套管(22)的另一端沿外环一体设置外套管法兰B(19)；所述的外套管内承台(20)凸设置于该外套管(22)内环面并位于该外套管法兰A(7)和该外套管法兰B(19)之间；

所述的内管结构法兰(6)和所述的外套管法兰A(7)相对端面间设有密封件B(8)；

所述的压件套管法兰(17)截面呈T形结构整体以T形横端套设于该变径芯管(13)外环面上，该压件套管法兰(17)T形竖端通过至少一对螺母B(11)、螺栓B(12)和弹簧B(10)与所述的外套管法兰B(19)紧固连接；至少一个所述的钢球(16)顶抵设置于该压料套管法兰(17)T形横端与变径芯管(13)外环面之间；

所述的密封件C(21)环扣在变径芯管(13)外环面并分别顶抵位于该变径芯管凸外环(24)和该外套管内承台(20)之间；

所述的密封件D(18)环扣在变径芯管(13)外环面并分别顶抵位于该外套管内承台(20)和该压件套管法兰(17)T形横端之间；

所述的变径芯管(13)内、外环表面上黏附设置耐腐包覆层A(15)；所述的内管(2)内、外环表面上黏附设置耐腐包覆层C(26)；所述的外套管(22)内环表面上黏附设置耐腐包覆层B(23)。

2.如权利要求1所述的管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，其特征在于该内管(2)一端插入至该变径芯管(13)阶梯状阔口处，形成该内管(2)与所述的变径芯管(13)非阔口处部分为内、外径相同的结构。

3.如权利要求1所述的管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，其特征在于该密封件A(9)截面形状为矩形；该密封件B(8)截面形状为矩形；该密封件D(18)截面形状为矩形。

4.如权利要求1所述的管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，其特征在于该压件套管法兰(17)T形横端顶抵该密封件D(18)的端头部分两侧分别设置有凹槽使端头部分的截面呈T型结构。

5.如权利要求1所述的管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，其特征在于该压件套管法兰(17)T形横端内表面设置一环形凹槽，至少一个所述的钢球(16)设置于该凹槽中并与该变径芯管(13)外环面成滚动式顶抵。

6.如权利要求1所述的管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，其特征在于该外套管内承台(20)截面形状为矩形。

7.如权利要求1所述的管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，其特征在于该内管结构法兰(6)与该外套管法兰A(7)相对的端面上黏附设置耐腐包覆层C(26)；该外套管法兰A(7)与该内管结构法兰(6)相对的端面上黏附设置耐腐包覆层B(23)。

8.如权利要求1所述的管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，其特征在于该变径芯管凸外环(24)表面黏附设置耐腐包覆层B(15)；该内管(2)插入变径芯管(13)部分的外表面和延伸连接至内管压件承台(25)表面黏附设置耐腐包覆层C(26)。

9.如权利要求1所述的管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，其特征在于该外部连接法兰B(14)端面上延伸黏附设置耐腐包覆层A(15)；该外部连接法兰A(1)端面上延伸黏附设置耐腐包覆层C(26)。

10.如权利要求1所述的管道用耐腐蚀旋转式位移调节器，其特征在于该弹簧A(5)为碟式弹簧或弹簧垫圈，设置于所述的内管结构法兰(6)外端面与螺母A(4)之间；该弹簧B(10)为碟式弹簧或弹簧垫圈，设置于所述的压件套管法兰(17)外端面与螺母B(11)之间。

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