CN103292108B - 自密封非金属补偿器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自密封非金属补偿器，它包括机架和蒙皮，两者通过压板和螺栓组件固定连接，所述蒙皮的断面中包括连续的三段，位于两端的为连接段，中间的为密封段，连接段的两侧面分别与机架和压板配合，连接段中与机架配合的侧面上设置有密封圈，蒙皮通过连接段与压板和机架相连，密封段对管道进行密封并承受管道的变形量。由于密封圈与蒙皮为一体成型结构，在压板的压力作用下，利用蒙皮本身具有的弹性，与现有技术相比，在同样的压板压紧压力下，使密封圈处产生大于原压板五倍以上的压强，有效地防止了腐蚀性介质的渗漏，密封性能是传统复合蒙皮的5倍以上，完全解决了密封问题。

Description

自密封非金属补偿器

技术领域

本发明涉及的是一种自密封非金属补偿器，用于电力、冶金和建材等行业中。

背景技术

非金属补偿器（也称织物补偿器或柔性补偿器）主要用于输送含有粉尘的热风及腐蚀性烟气的烟风管道系统中，它的主要功能是吸收该系统中热胀冷缩产生的管道变形量，保障管道的正常运行，同时又能满足密封性要求。

非金属补偿器主要由两部分组成，即蒙皮部分（又称为圈带）和金属框架部分。其中，蒙皮部分多采用硅胶布/氟胶布、无碱玻璃纤维布、聚四氟乙烯膜等材料通过缝合组成，或采用单一的橡胶板；框架部分多采用碳钢材料制成的型钢，然后由螺栓组件通过压板将蒙皮与框架压紧组合。

上述结构形式的非金属补偿器主要存在如下缺点：

1、蒙皮破损：蒙皮为多层结构，虽然柔软，但其每层的强度较低，每层蒙皮的厚度为1.2mm左右。施工过程中残留的杂物很难清理，同时介质本身中包含的细小颗粒容易在长期的气流冲刷中划破蒙皮的内层，由于单层蒙皮的耐冲刷强度较低，依次类推，就加快了蒙皮的破损。另外，采用螺栓组件、压板方式来压紧和密封蒙皮，由于蒙皮本身弹性较低，其压紧密封的效果较差，由此容易造成局部泄漏，短期虽不影响使用，但会在该处形成风道，使热风顺延该风道冲刷蒙皮，也加快了蒙皮的开裂破损。

2、蒙皮腐蚀：当输送的烟气介质存在较大温差时，其管道内就容易形成结露，结露产生的水与输送介质本身融合，容易在管道底部形成酸液，酸液将流向非金属补偿器的底部，将蒙皮浸泡在其中。上述多层结构的复合蒙皮中，其单层的厚度较薄。最内层通常采用耐腐蚀的聚四氟乙烯薄膜，但其厚度通常仅有0.3mm～0.5mm，其耐腐蚀时间较短，若采用较厚的四氟乙烯，其硬度大，无弹性，易开裂。另外，上述蒙皮中采用的其它材料，如硅胶布、无碱玻璃纤维布等在酸液的浸泡中，其耐腐蚀周期更短。

3、输送具有腐蚀性的烟气介质时，多数用户对机架采用树脂磷片防腐等措施，以提高机架的耐腐蚀性。防腐处理后，其防腐材料表面风干硬化后，会在表面形成细小的沟槽，造成用于压紧的密封表面不平整，同时由于蒙皮含胶量较低，无弹性，很难与防腐材料的表面贴紧，容易导致浆液顺着沟槽向外流，腐蚀机架外侧，易造成渗漏。

发明内容

本发明要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种密封性能好的自密封非金属补偿器。

本方案是通过如下技术措施来实现的：该自密封非金属补偿器包括机架和蒙皮，两者通过压板和螺栓组件固定连接，所述蒙皮的断面中包括连续的三段，位于两端的为连接段，中间的为密封段，连接段的两侧面分别与机架和压板配合，连接段中与机架配合的侧面上设置有密封圈，且密封圈与蒙皮为一体成型结构。

上述连接段为水平状、垂直状或倾斜状，密封段为拱形。其中，（1）当连接段为水平状时，连接段中与机架配合的侧面上设置有密封圈，连接段中与压板配合的侧面设置有加强筋，加强筋和密封圈与蒙皮为一体成型结构，且密封圈和加强筋的材质与蒙皮的材质相同。采用这种结构以后，与现有技术相比，在同样的压板压紧压力下，使密封圈处能产生现有技术中压板5倍以上的压强，使腐蚀性介质无法渗漏，其耐压性能和密封性能均达到现有技术中复合蒙皮的5倍以上，经测试，耐压可达到±0.1MPa，是其烟风管道设计压力的5倍以上，完全解决了密封问题。（2）当连接段为垂直状时，连接段中与机架配合的侧面上设置有密封圈，与压板配合的侧面上设置有加强筋，加强筋和密封圈与蒙皮的材质相同，且为一体成型结构。（3）当连接段为倾斜状时，连接段中与机架配合的侧面上设置有密封圈，连接段中与压板配合的侧面设置有加强筋，密封圈和加强筋与蒙皮为一体成型结构，密封圈和加强筋的材质与蒙皮的材质相同。另外，在该机架与安装机架的管道之间设置有加强板，以保证机架的强度。

上述蒙皮包括自内向外依次间隔排列的防腐层和增强层，增强层的数量为N（N≥2），防腐层的数量为N+1，蒙皮采用硫化工艺整体成型，成型后蒙皮的厚度为6-10mm，其厚度是现有技术中单层蒙皮厚度的6倍以上，其耐腐蚀和冲刷的能力较强，即使蒙皮的内表面被划伤，也不会影响其长期使用，其耐腐蚀周期长。将防腐层和增强层排列好后放入成型模具，通过高温高压的硫化工艺，将其硫化成整体型蒙皮，其厚度比现有技术中单层蒙皮的厚度厚，耐腐蚀周期长，只有全部腐蚀完毕后才需更换。该蒙皮通过高温高压硫化定型，其表面光洁，强度高，耐冲刷能力强。

上述防腐层为氟橡胶或硅橡胶，以保证防腐层具有较好的防腐性能，可以根据具体工况灵活选择。

上述增强层为无碱玻璃纤维布或帘子布，以保证增强层的强度，从而保证蒙皮的整体强度较高。

上述机架的内侧面涂覆有防腐层，防腐层可以对机架的内表面进行防护，以延长机架的使用寿命，降低生产成本。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，该自密封非金属补偿器中，蒙皮的断面中包括连续的三段，位于两端的为连接段，中间的为密封段，连接段的两侧面分别与机架和压板配合，连接段中与机架配合的侧面上设置有密封圈，蒙皮通过连接段与压板和机架相连，密封段对管道进行密封并承受管道的变形量。由于密封圈与蒙皮为一体成型结构，在压板的压力作用下，利用蒙皮本身具有的弹性，与现有技术相比，在同样的压板压紧压力下，使密封圈处产生大于原压板五倍以上的压强，有效地防止了腐蚀性介质的渗漏，密封性能是传统复合蒙皮的5倍以上，完全解决了密封问题。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明具体实施方式一的结构示意图。

图2为本发明具体实施方式二的结构示意图。

图3为本发明具体实施方式三的结构示意图。

图4为图1中蒙皮的俯视结构示意图。

图5为图4中A-A剖视图。

图6为图2中蒙皮的断面结构示意图。

图7为图3中蒙皮的断面结构示意图。

图8为图7中B部的放大图。

图中，1为蒙皮，2为压板，3为防腐层，4为管道，5为机架，6为螺栓组件，7为加强板，8为加强筋，9为密封圈，10为密封段，11为连接段。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

自密封非金属补偿器，如图1-图3所示，它包括机架5和蒙皮1，两者通过压板2和螺栓组件6固定连接，机架5中与输送介质接触的内侧面涂覆有防腐层3，通过防腐层3对机架5内侧面进行防护，以延长机架5的使用寿命。所述蒙皮1包括自内向外依次间隔排列的防腐层和增强层，防腐层为氟橡胶或硅橡胶等防腐性能强的材料，增强层为无碱玻璃纤维布或帘子布等强度较高的材料，增强层的数量为N（N≥2），防腐层的数量为N+1，形成3胶2布或4胶3布的结构，可根据具体的工况灵活确定防腐层和增强层的数量，确定好防腐层和增强层的数量后，将两者按间隔排列的顺序放入成型模具，通过高温高压的硫化工艺，将两者硫化成整体厚度为6～10毫米的整体型蒙皮1，该蒙皮1通过高温高压硫化定型，其表面光洁，强度高，耐冲刷能力强。蒙皮1采用硫化工艺整体成型，成型后蒙皮1的厚度为6-10mm，该厚度是现有技术中单层蒙皮1厚度的6倍以上，即使内层表面被划伤，也不会影响其长期使用，延长了蒙皮1的耐腐蚀周期，只有全部腐蚀完毕后才需更换蒙皮1。

蒙皮1的断面中包括连续的三段，位于两端的为连接段11，位于中间的为密封段10。连接段11的一面与压板2配合，另一面与机架5配合，通过螺栓组件6将三者固定连接在一起；密封段9对输送介质进行密封，并承受管道4的变形量。

蒙皮1的断面结构形状可以采用如下三种：

1、该蒙皮本身为条形，如果与圆形管道配合，则它可围成圆形，如果与方形管道配合，则可围成方形。该蒙皮断面中的连接段11为水平状，密封段10为拱形，密封段10具有自然弧度，其膨胀量大，可提高蒙皮1承受管道4变形的能力。连接段11中与机架5配合的侧面上设置有密封圈9，优选密封圈9的数量≥2，该实施例以采用三圈密封圈9为例进行说明，密封圈9分别设置在连接段11的两端，为了达到更好的密封效果，将其中两圈密封圈9相邻设置于连接段11中靠近密封段10的一端、剩余一圈位于连接段11中远离密封段10的一端，这样可以形成多道线密封结构，有效地防止了输送介质的泄露。连接段11中与压板2配合的侧面设置有加强筋8，优选加强筋8的数量≥2，该实施例以采用两圈加强筋8为例进行说明，加强筋8与蒙皮1为一体成型结构，这样可以提高连接段11承受压强的能力，且密封圈9和加强筋8的材质与蒙皮1的材质相同，采用这种结构以后，在压板2的作用下，利用含有橡胶成分的密封圈9本身较好的弹性，与现有技术相比，在同样的压板2压紧压力作用下，使密封圈9处能产生大于现有技术中压板2五倍以上的压强，从根本上杜绝了腐蚀性介质的渗漏，其耐压性能和密封性能均达到现有技术中传统复合蒙皮1的五倍以上，经测试，耐压可达到±0.1MPa，是其烟风管道4设计压力的五倍以上，完全解决了密封问题。

2、该蒙皮为矩形，其连接段11为垂直状，密封段10为拱形，密封段10具有自然弧度，其膨胀量大，可提高蒙皮1承受管道4变形的能力。连接段11中与机架5配合的侧面上设置有密封圈9，优选密封圈9的数量≥2，该实施例以采用三圈密封圈9为例进行说明，密封圈9分别设置在连接段11的两端，其中两圈密封圈9相邻设置于连接段11中靠内侧的一端、剩余一圈位于连接段中靠外侧的一端，这样可以形成多道线密封结构，有效地防止了输送介质的泄露。连接段11中与压板2配合的侧面上设置有加强筋8，优选加强筋8的数量≥2，该实施例以采用两圈加强筋8为例进行说明，加强筋8和密封圈9与蒙皮1的材质相同，且为一体成型结构，使密封圈9与蒙皮1保持相同的伸缩性能，以保证在压板2的作用力下，可以使蒙皮1与机架5保持良好的密封性能，并能增加蒙皮1的耐压性能。

3、该蒙皮为圆形，其连接段11为倾斜状，且两段连接段11相互平行，连接段11中与机架5配合的侧面上设置有密封圈9，优选密封圈9的数量≥2，该实施例以采用四圈密封圈9为例进行说明，密封圈9分别设置在连接段11的两端，其中两圈密封圈9相邻设置在连接段11中靠内侧的一端，另两圈密封圈9相邻设置在连接段11中靠外侧的一端，这样可以形成多道线密封结构，有效地防止了输送介质的泄露。密封段10为拱形，密封段10具有自然弧度，其膨胀量大，可提高蒙皮1承受管道4变形的能力。连接段11中与压板2配合的侧面设置有加强筋8，优选加强筋8的数量≥2，该实施例以采用两圈加强筋8为例进行说明，加强筋8与蒙皮1为一体成型结构，这样可以提高连接段11承受压强的能力。密封圈9和加强筋8的材质与蒙皮1的材质相同，使密封圈9和加强筋8与蒙皮1保持相同的伸缩性能，在压板2的作用下，利用含有橡胶成分的密封圈9本身较好的弹性，与现有技术相比，在同样的压板2压紧压力作用下，可以使蒙皮1与机架5保持良好的密封性能，使密封圈9处能产生大于现有技术中压板2五倍以上的压强，从根本上杜绝了腐蚀性介质的渗漏，其耐压性能和密封性能均达到现有技术中传统复合蒙皮的五倍以上，经测试，耐压可达到±0.1MPa，是其烟风管道4设计压力的五倍以上，完全解决了密封问题。为了保证机架5的连接强度，在机架5与安装机架5的管道4之间设置有加强板7。

上述三种实施例中，密封圈的断面形状可以为弧形凸起、矩形凸台、梯形凸台或齿形等形状。加强筋的断面形状可以为弧形凸起、矩形凸台或梯形凸台等形状。

该产品无需长期维护，性价比较高。我国目前有上百家企业每年生产近10万台非金属补偿器，满足我国各行业的需要。由于传统产品使用寿命较短，使该产品变成了易损件，增加了用户的生产成本。本专利申请中的非金属补偿器，其产品寿命是原来的3～5倍，成为一种耐用的产品，极大地节约了用户的运行成本，创造了巨大的社会效益。

本发明中未经描述的技术特征可以通过现有技术实现，在此不再赘述。本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种非金属补偿器，它包括机架和蒙皮，两者通过压板和螺栓组件固定连接，其特征是：所述蒙皮的断面中包括连续的三段，位于两端的为连接段，中间的为密封段，连接段的两侧面分别与机架和压板配合，连接段中与机架配合的侧面上设置有密封圈，且密封圈与蒙皮为一体成型结构，所述连接段中与压板配合的侧面上设置有加强筋，加强筋与蒙皮为一体成型结构，所述蒙皮包括自内向外依次间隔排列的防腐层和增强层，增强层的数量为N，N≥2，防腐层的数量为N+1，所述防腐层为氟橡胶或硅橡胶。

2.根据权利要求1所述的非金属补偿器，其特征是：所述连接段为水平状、垂直状或倾斜状，密封段为拱形。

3.根据权利要求2所述的非金属补偿器，其特征是：所述密封圈和加强筋的材质与蒙皮的材质相同。

4.根据权利要求2所述的非金属补偿器，其特征是：与所述倾斜状连接段配合的机架与安装机架的管道之间安装有加强板。

5.根据权利要求1所述的非金属补偿器，其特征是：所述蒙皮采用硫化工艺整体成型，成型后蒙皮的厚度为6-10mm。

6.根据权利要求1所述的非金属补偿器，其特征是：所述增强层为无碱玻璃纤维布或帘子布。

7.根据权利要求1所述的非金属补偿器，其特征是：所述机架的内侧面涂覆有防腐层。