CN103047505B - 对夹式高温高压旋转补偿器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对夹式高温高压旋转补偿器，包括主体、外壳、端盖和密封材料，所述主体外表面设有旋转球筒，密封材料设在旋转球筒与外壳之间，密封材料两端分别设有左右端盖，左右端盖之间连接有拉杆。密封材料包括两个间隔设置的金属支承密封环，两个密封环之间设有密封填料，密封填料对应的外壳上设有注填杯，左右端盖与密封环之间设有金属密封片。本发明旋转球筒两侧的金属支承密封环，能有效保证球筒的位置、防拉脱，密封可靠，双支承结构可以承受较大的转动力矩，摩擦阻力小，使用寿命长，无需维护；应用于高温高压的热力动力管道，解决了热力动力管道补偿元件敷设难的问题，能保证热力管网长期高效运行。

Description

对夹式高温高压旋转补偿器

技术领域

本发明涉及管道补偿器，尤其是一种用于热力管网的位移补偿量大、密封性能好的对夹式高温高压旋转补偿器及其补偿系统。 

背景技术

城市热网、电力、冶金、石化等行业热力管网输送蒸汽、热水或高温水介质时，由于管道受介质温度影响形成热胀冷缩，一般采用套筒式伸缩节补偿位移。套筒伸缩节主要由外壳、滑动芯管和密封填料构成，由于套筒式伸缩节，它的补偿管道的位移靠滑动芯管伸缩来补偿，补偿能力受到结构的限制，且滑动芯管与填料之间的密封不能持久保持良好状态，长期使用后容易产生泄漏，使管道产生热力损失，影响经济效益和环境保护，因此套筒伸缩节的补偿能力和密封便成了技术上的关键问题。目前，用于热力管网中的套筒式伸缩节，其补偿管道的热胀冷缩的方式靠伸缩节的滑动芯管的伸缩来实现，由于受结构制约，其补偿能力受到限制，单个伸缩节的补偿能力仅在300mm以内，且其密封通常采用石墨盘根作为密封填料，靠增加预紧力，才能保证密封性能，其次由于结构原因使套筒式补偿器不能耐高温和高压，制约热力管网的应用和发展。特别是套筒式补偿器一个采暖期下来，滑动芯管补偿复位，又将密封填料拉松动而产生泄漏，因此必须再加入填料进行维护，其工作又累又危险，但终究是密封性能不理想而使热力管网运行效果不佳甚至停车维护，造成很大损失。

中国专利CN101694259A于2010年4月14日公开了“免维护双向旋转补偿器”，该专利申请的结构较为复杂，主要功能仍然是吸收两侧管道的轴向推力和补偿轴向位移，其位移补偿量相对较小，不能实现立体补偿。

发明内容

针对以上现有管道补偿器的不足，本发明的目的是提供一种适用于高温高压热力管网，并且位移补偿量大、密封性能好的对夹式高温高压旋转补偿器及其补偿系统。

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的： 

对夹式高温高压旋转补偿器，包括主体、外壳、端盖和密封材料，所述主体和外壳之间设有密封材料，密封材料的两端设有端盖，所述主体的外表面设有外凸的球面结构，球面结构围绕主体构成环形的旋转球筒，旋转球筒与主体焊接为整体结构；

所述密封材料设在主体的旋转球筒与外壳之间，密封材料的两端分别设有左端盖和右端盖，左端盖和右端盖之间连接有拉杆；

所述左端盖设有连接管并与连接管设为整体结构，所述右端盖套设在主体管壁的外表面。

作为本发明的优选技术方案，所述密封材料包括两个间隔设置的金属支承密封环，两个金属支承密封环之间设有密封填料，所述密封填料对应的外壳上设有注填杯；

所述左端盖和右端盖与两个金属支承密封环之间分别设有金属密封片。

作为本发明的优选技术方案，所述外壳上均布设有四个以上注填杯。

作为本发明的优选技术方案，所述金属支承密封环与旋转球筒的接触面构成等曲率球面密封副。

作为本发明的优选技术方案，所述密封填料是石墨膨胀剂。

作为本发明的优选技术方案，所述左端盖和右端盖与所述主体管壁的外表面之间分别设有滚柱。

对夹式高温高压旋转补偿器系统，所述系统包括至少两个对夹式高温高压旋转补偿器和至少一个连接管，所述连接管设在相邻两个对夹式高温高压旋转补偿器之间，并且所述连接管与所述对夹式高温高压旋转补偿器的轴线不在同一条直线上。

作为本发明的优选技术方案，所述系统由三个依次连接的对夹式高温高压旋转补偿器组成，并且三个对夹式高温高压旋转补偿器构成V形结构。

本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明补偿器旋转球筒的两侧部位设有金属支承密封环，能有效保证旋转球筒的位置、防拉脱，且支承密封环与环面制成等曲率球面密封副，既能支承旋转球筒又具有硬密封，在左右端盖与旋转球筒之间设有滚柱，能有效地减少旋转球筒的摩擦力，两支承密封环之间加注石墨膨胀剂，使密封更充分更可靠，支承密封环在拉杆的预紧力作用下压紧密封，左右两端盖内表面与旋转球筒外表面设有两道定心滚柱，成为双支点支承，保证旋转球筒旋转时的同轴度和减少旋转球筒旋转时的摩擦力，其特点是摩擦阻力小，使用寿命长，无需维护，其最高工作温度可达550℃,最高工作压力可达10.0Mpa，可应用于高温高压的热力动力管道，解决了高温高压的热力动力管道补偿元件敷设难的问题，能保证热力管网长期高效运行。

本发明补偿器由金属支承密封环、石墨膨胀剂构成的密封结构，密封性能更好，旋转球筒与管道等直径，无压力推力，管道内介质流动阻力小，无压力损失；本发明同轴度高、抗弯强度高、转副摩擦力小；采用的双支承结构，可以承受较大的转动力矩。

本发明补偿器系统由三个对夹式高温高压旋转补偿器组成V型转臂，可吸收轴向转换的角向转动位移，使用寿命是现有套筒式伸缩节的4～6倍，补偿能力是现在套筒式伸缩节的2～4倍，最高工作温度可达550℃,最高工作压力可达10.0Mpa，能保证热力管网长期高效运行，使敷设管道需要的补偿器数量大大减少，节省投资，提高经济效益，并且有利于保护环境。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、左端盖，2、金属密封片，3、金属支承密封环，4、旋转球筒，5、注填杯，6、密封填料，7、拉杆，8、外壳，9、右端盖，10、滚柱，11、主体。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，对夹式高温高压旋转补偿器，包括主体11、外壳8、左端盖1、右端盖9和密封材料，所述主体11和外壳8之间设有密封材料，密封材料的两端设分别设有左端盖1和右端盖9。主体11的外表面设有外凸的球面结构，球面结构围绕主体构成环形的旋转球筒4，旋转球筒4与主体11焊接为整体结构。所述密封材料设在主体的旋转球筒4与外壳8之间，左端盖1和右端盖9之间连接有拉杆7。所述左端盖1设有连接管并与连接管设为整体结构，所述右端盖9套设在主体11管壁的外表面；左端盖1和右端盖9与主体11管壁的外表面之间分别设有滚柱10。

本实施例中，所述密封材料包括两个间隔设置的金属支承密封环3，金属支承密封环3与旋转球筒4的接触面构成等曲率球面密封副。两个金属支承密封环3之间设有石墨膨胀剂密封填料6，密封填料6对应的外壳8上设有注填杯5。所述左端盖1和右端盖9与两个金属支承密封环3之间分别设有金属密封片2。根据管道直径的大小，外壳8上均布设置两个以上注填杯5，用于注填石墨膨胀剂。

实施例二

对夹式高温高压旋转补偿器系统，包括两个上述的对夹式高温高压旋转补偿器和一个连接管，连接管设在相邻两个对夹式高温高压旋转补偿器之间，连接管与对夹式高温高压旋转补偿器的轴线不在同一条直线上。本实施例中，两个对夹式高温高压旋转补偿器和连接管构成V形或U形结构。

实施例三

对夹式高温高压旋转补偿器系统，由三个上述的对夹式高温高压旋转补偿器依次连接组成，并且三个对夹式高温高压旋转补偿器构成V形结构。

对夹式高温高压旋转补偿器的金属支承密封环材质为铜或高强度复合材料，与旋转球筒球面制成等曲率球面密封副，旋转球筒外表面与密封填料、金属支承密封环相接触的部位有镀铬抛光层，表面粗糙度达                                                ，左右两端盖内表面与旋转球筒主体外表面设有两道定心滚柱，成为双支点支承，能有效地减少旋转球筒的摩擦力，保证旋转球筒旋转时的同轴度，并可以承受较大的转动力矩，其特点是摩擦阻力小，使用寿命长，无需维护。旋转球筒与管道等直径，无压力推力，介质流动阻力小，无压力损失。

本发明克服了现有套筒式伸缩节的不足，将补偿器的密封形式由软密封变为硬密封与石墨膨胀剂组合，密封性能好。将补偿方式变滑动为转动，即三个旋转补偿器组合成V型转臂，将管线轴向膨胀产生的位移转换为绕轴线的偏转，通过转臂角度的改变实现轴向位移的转换，转动角度可达90度，其补偿能力大、耐高温和高压，并且密封可靠，最大可吸收管道轴向伸长量1000mm。旋转球筒球面两侧部位设有金属支承密封环，能有效保证旋转球筒的位置，防拉脱，支承密封环在拉杆的预紧力作用下压紧密封。本发明最高工作温度可达550℃，最高工作压力可达10.0Mpa，可以应用于高温高压的热力动力管道，解决了热力动力管道补偿元件敷设难的问题，能保证热力动力管道及热力管网长期高效运行。

本发明使用寿命为现有套筒式伸缩节补偿器的4～6倍，补偿能力是现在套筒式伸缩节补偿器的2～4倍，使管道敷设应用的补偿器数量大大减少，节省投资，提高经济效益，有利于环境保护。

Claims (2)

1.一种对夹式高温高压旋转补偿器，包括主体、外壳、端盖和密封材料，所述主体和外壳之间设有密封材料，密封材料的两端设有端盖，其特征是：所述主体的外表面设有外凸的球面结构，球面结构围绕主体构成环形的旋转球筒，旋转球筒与主体焊接为整体结构；所述密封材料设在主体的旋转球筒与外壳之间，密封材料的两端分别设有左端盖和右端盖，左端盖和右端盖之间连接有拉杆；所述左端盖设有连接管并与连接管设为整体结构，所述右端盖套设在主体管壁的外表面；

所述密封材料包括两个间隔设置的金属支承密封环，两个金属支承密封环之间设有密封填料，所述密封填料对应的外壳上设有注填杯；所述左端盖和右端盖与两个金属支承密封环之间分别设有金属密封片；

所述外壳上均布设有四个以上注填杯；所述金属支承密封环与旋转球筒的接触面构成等曲率球面密封副；所述密封填料是石墨膨胀剂。

2.根据权利要求1所述的对夹式高温高压旋转补偿器，其特征是：所述左端盖和右端盖与所述主体管壁的外表面之间分别设有滚柱。