CN104019313A - 耐高压一体化无泄漏套筒补偿器 - Google Patents

耐高压一体化无泄漏套筒补偿器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐高压一体化无泄漏套筒补偿器，包括内管、连接管、套装在内管上的外套管和填料法兰，填料法兰的一端伸入外套管内，外套管的内表面上设有环形内凸台，在该环形内凸台与填料法兰伸入外套管的一端之间设在密封填料，内管的外表面设有环形内凸台，构成内管的轴向限位结构，填料法兰与外套管通过紧固件连接，连接管与外套管为一体成型的一体化结构，密封填料与环形内凸台之间设有抗冲击板，密封填料与内管的外表面之间、密封填料与外套管的内表面之间均设有耐磨碳纤维层。本发明彻底解决了现有的焊接方式所带来的焊缝探伤难、甚至无法检测的问题，同时，抗冲击板和耐磨碳纤维层设置，可以有效抗击介质对密封填料的冲击。

Description

耐高压一体化无泄漏套筒补偿器
技术领域
本发明涉及一种耐高压一体化无泄漏套筒补偿器。
背景技术
电力、石油、化工、热力等行业的管道中一般都需要安装使用补偿装置，现有的补偿装置通常包括旋转补偿器、波纹补偿器、套筒补偿器、球形补偿器等，用于补偿管道轴向和径向的位移。当管道输送的是高温、高压介质时，对于旋转补偿器的要求更高：不仅要有足够的位移补偿量，还要求具有良好的密封性能和较长的使用寿命。
现有套筒补偿器的外套管与连接管都采用焊接的方法对接为一体(参见图1)，申请人经研究发现，这种焊接对接方式不可避免地使得外套管与连接管之间的环状焊缝与内管有部分重叠，X射线等无损探测方法很难准确检测焊接的质量，也就无法保证焊缝质量。基于此，国家相关标准GB/T150.4-2011中规定“对容器直径不超过800mm的圆筒与封头的最后一道环向封闭焊接，当采用不带垫板的单面焊对接接头，且无法进行射线或超声检测时，允许不进行检测，但需采用气体保护焊打底。”虽然国家标准对外套管与连接管的焊接工艺作了规定，但仍无法确保外套管与连接管的焊接质量。当旋转补偿器应用在高温高压管道上时，其质量直接关系到人命关天的安全责任。
申请人经研究又发现，由于套筒补偿器安装在管道中后需长期的运行，最长运行时间可达30年。在长期的使用过程中，外套管与内管之间的密封填料在所输送介质的长期冲击下会产生损耗(所输送的介质是高温高压介质时更为明显)，导致密封效果下降或失效，从而影响的整个套筒补偿器的密封性能。
申请人经研究还发现，由于套筒补偿器安装在管道中后需长期的运行，最长运行时间可达30年。在长期的使用过程中，由于外套管和内管之间的相对运动，会使密封填料产生损耗(所输送的介质是高温高压介质时更为明显)，导致密封效果下降或失效，从而影响的整个旋转补偿器的密封性能。
因此，彻底解决旋转补偿器中外套管与变径管因采用焊接对接而带来的安全隐患；解决套筒补偿器在长期的使用过程中，外套管与内管之间的密封填料在所输送介质的长期冲击下产生的损耗所导致的密封效果下降或失效，从而影响的整个旋转补偿器的密封性能的问题；解决因外套管和内管之间的相对运动使密封填料产生损耗所导致的密封效果下降或失效，从而影响的整个旋转补偿器的密封性能的问题，成为本领域技术人员孜孜以求的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题如下：
一是现有的管道用套筒补偿器的外套管与变径管采用焊接方式对接所带来的安全隐患问题。
二是套筒补偿器在长期的使用过程中，外套管与内管之间的密封填料在所输送介质的长期冲击下产生的损耗所导致的密封效果下降或失效，从而影响的整个旋转补偿器的密封性能的问题；
三是套筒补偿器因外套管和内管之间的相对运动使密封填料产生损耗所导致的密封效果下降或失效，从而影响的整个旋转补偿器的密封性能的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种耐高压一体化无泄漏套筒补偿器，包括内管、连接管、套装在内管上的外套管和填料法兰，填料法兰的一端伸入外套管内，外套管的内表面上设有环形内凸台，在该环形内凸台与填料法兰伸入外套管的一端之间设在密封填料，内管的外表面设有环形内凸台，构成内管的轴向限位结构，填料法兰与外套管通过紧固件连接，于连接管与外套管为一体成型的一体化结构，密封填料与环形内凸台之间设有抗冲击板，密封填料与内管的外表面之间、密封填料与外套管的内表面之间均设有耐磨碳纤维层。
为了避免密封填料在长期使用中因正常磨损产生空隙，从而影响整个套筒补偿器的密封性能，填料法兰的外侧还设有压紧法兰，压紧法兰与填料法兰之间沿同一圆周均布有轴向排列的弹簧，压紧法兰、填料法兰和外套管通过同一个紧固件连接。
为了避免密封填料在长期使用中因正常磨损产生空隙，从而影响整个套筒补偿器的密封性能，还可在外套管上设置填料加注装置。
为了改善套筒补偿器内管的移动导向性能，显著提高内管与外套管相对运动时的平稳性，防止内管发生侧向磨损，内管上的环形外凸台有两个，两个环形外凸台之间的间隔为单个环形外凸台宽度的1.5倍。
为了确保抗冲击板的抗冲击性能，抗冲击板的内径尺寸大于内管外径1-0.5mm，外径小于外套管内径1-0.5mm。
为了便于与不同口径的管道相连，连接管为变径管。
本发明取得了如下技术进步：
1、由于外套管与连接管采用一体成型的一体化结构，产品无需再进行射线探伤，彻底解决了现有的焊接方式所带来的焊缝探伤难、甚至无法检测的问题，提高的产品的质量和安全性，且节约了生产成本，提高了产品的生产效率。
2、通过在密封填料与内管的外表面之间、密封填料与外套管的内表面之间设置耐磨碳纤维层，可以有效抗击由于外套管和内管之间的相对运动对密封填料造成的磨损，从而减少密封材料的流失，提高了整个旋转补偿器的密封性。
3、通过抗冲击板的设置，可以有效抗击介质对密封填料的冲击，从而减少密封材料的
流失，进一步提高了整个旋转补偿器的密封性。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图。
图2为本发明实施例1的结构示意图。
图3为本发明实施例2的结构示意图。
图4为本发明实施例3的结构示意图。
图5为本发明实施例4的结构示意图。
图1-图5中，1为内管、2为紧固件、3为填料法兰、4为外套管、5为密封填料、6
为填料加注装置、7为环形内凸台、8为环形外凸台、9为连接管、10为连接外套管与连接管的环形焊缝、11、环形外凸台、12为弹簧、13为压紧法兰、14为抗冲击板、15为抗磨碳纤维层。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，本实施例所述耐高压一体化无泄漏套筒补偿器包括内管1、连接管9、套装在内管1上的外套管4和填料法兰3、连接管8为变径管，与外套管4为一体成型的一体化结构。填料法兰3的一端伸入外套管4内，外套管的4内表面上设有环形内凸台7，在该环形内凸台7与填料法兰3伸入外套管4的一端之间设有密封填料5，密封填料5与环形内凸台7之间设有抗冲击板14，密封填料5与内管1的外表面之间、密封填料5与外套管4的内表面之间均设有抗磨碳纤维层15。内管1的外表面设有环形外凸台8，构成内管1的轴向限位结构，填料法兰3与外套管4之间通过紧固件2连接。
上述抗冲击板10的内径尺寸大于内管外径1-0.5mm，外径小于外套管内径1-0.5mm。
实施例2
如图3所示，本实施例在实施例1的基础上增加了一个填料加注装置6，具体实施方式是在外套管4上与密封填料相对应的位置上沿同一圆周均布4-30只注入口，每个注入口内置的径向通孔和腰部的横向孔相通，径向通孔外端设有螺塞，横向孔中安装的螺塞横穿径向通孔构成阀结构的填料加注装置6。套筒补偿器在使用过程中，若密封性能下降出现泄露漏，可在线卸掉注入口外端安装的螺塞和横向孔中的螺塞，用压枪对着注入口补充密封填料。补充完毕后首先旋紧横向孔内的螺塞，然后拔掉压枪，再在入口外端重新安装螺塞。这样，通过在线补充密封填料，可以及时的恢复套筒补偿器的密封性能。
上述填料加注装置为现有技术。
实施例3
如图4所示，本实施例在实施例2的基础上，在填料法兰的外侧增设了一个压紧法兰13，压紧法兰13与填料法兰3之间沿同一圆周均布有轴向排列的弹簧12，压紧法兰13、填料法兰3和外套管4通过同一个紧固件2连接。
本实施例所述套筒补偿器在正常使用时，弹簧12处于压缩状态，这样，密封填料5即使经长期的使用发生磨损，由于弹簧12的弹性力可以推动填料法兰3持续压实密封填料5，套筒补偿器的密封性能也不会因密封填料5的正常磨损而降低。
实施例4
如图5所示，本实施例和实施例3的基本结构相同，不同之处是在内管上设有两个环形外凸台8和11，两个环形外凸台之间的间隔为单个环形外凸台宽度的1.5倍。这样，内管1和外套管4之间的配合面积可较单只环形内凸台增加250％，因此就明显改善了套筒补偿器内管1的移动导向性能，显著提高内1管与外套管4相对运动时的平稳性，防止内管1发生侧向磨损。

Claims (6)

1.一种耐高压一体化无泄漏套筒补偿器，包括内管、连接管、套装在内管上的外套管和填料法兰，填料法兰的一端伸入外套管内，外套管的内表面上设有环形内凸台，在该环形内凸台与填料法兰伸入外套管的一端之间设在密封填料，内管的外表面设有环形内凸台，构成内管的轴向限位结构，填料法兰与外套管通过紧固件连接，其特征在于连接管与外套管为一体成型的一体化结构，密封填料与环形内凸台之间设有抗冲击板，密封填料与内管的外表面之间、密封填料与外套管的内表面之间均设有耐磨碳纤维层。
2.如权利要求1所述的耐高压一体化无泄漏套筒补偿器，其特征在于填料法兰的外侧还设有压紧法兰，压紧法兰与填料法兰之间沿同一圆周均布有轴向排列的弹簧，压紧法兰、填料法兰和外套管通过同一个紧固件连接。
3.如权利要求1或2所述的耐高压一体化无泄漏套筒补偿器，其特征在于外套管上设有填料加注装置。
4.如权利要求1或2所述的耐高压一体化无泄漏套筒补偿器，其特征在于内管上的环形外凸台有两个，两个环形外凸台之间的间隔为单个环形外凸台宽度的1.5倍。
5.如权利要求1或2所述的耐高压一体化无泄漏套筒补偿器，其特征在于抗冲击板的内径尺寸大于内管外径1-0.5mm，外径小于外套管内径1-0.5mm。
6.如权利要求1或2所述的耐高压一体化无泄漏套筒补偿器，其特征在于连接管为变径管。
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