CN104075058B - 精密型复式管道补偿器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精密型复式管道补偿器，属于热力管道补偿装置的技术领域；包括固定成一体的内管和内管凸外环与固定成一体的变径接管、芯管、外套管、密封件A压帽、密封件B压紧法兰、密封件B架构以及密封件A和密封件B；当受到轴向热膨胀力挤推时上述两个固定体可沿轴向同轴同步整体相对移动；采用本发明的技术方案具有精度高，摩擦系数、自身扭距、压力损失小，介质流向不受限，密封可靠，性能优良，管道运行更安全，维护方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种精密型复式管道补偿器，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
现有技术的管道补偿方式多采用原始自然补偿方式，投资及压力损失都较大；补偿器的结构与密封性能欠佳，泄漏现象较严重，在防腐环节方面也较薄弱；旋转补偿器性能较优秀；具有补偿量大、布置灵活、特别是在长输架空管道中应用优势化较明显；但也存在不足：一是内管与变径管的接合部位两者间隙过大，流体介质运动中在该部位会产生涡流，这样就增加了流体介质的压力损失。二是旋转补偿器由于结构是径向工作原理，在管道中应用布置时必须占用额外的一定空间；且每组补偿器安装点都必须加设疏水阀；这样又增加了管网的造价和压损；而且在埋地管道上根本无法普遍应用；特别是现有的球形补偿器、套筒式补偿器、波纹补偿器、旋转补偿器采用的都是单一的密封形式，在使用上：流体介质与承压能力等方面均受到一定局限。
发明内容
本发明提供了一种精密型复式管道补偿器，以实现解决现有技术的不足，达到减小管道应力，增强密封性能，提高承压能力，实现大补偿量，适用范围更广；同时又能节省投资和运行成本，真正使管网既运行安全可靠，又符合环保节能要求的目的。
为达到上述目的本发明的技术方案是：
一种精密型复式管道补偿器，包括：内管，螺栓，螺母，外套管，外套管架构，芯管，变径接管，钢球B，密封件B压紧法兰，密封件B架构，密封件B，密封件A压帽，密封件A，钢球A，芯管内承台和内管凸外环；
其中：
所述的内管为一圆管结构，一体同轴插入该芯管内，插入一端端头处沿外环凸设有成环形凸起状的内管凸外环；
所述的内管沿外环表面依次环套有一该密封件B压紧法兰，一该密封件B，一该密封件A压帽，一该密封件A和一体设置在该芯管内壁的一该芯管内承台；该密封件B位于该密封件B压紧法兰和该密封件A压帽之间并分别与之顶抵；该密封件A位于该密封件A压帽和该芯管内承台之间并分别与之顶抵；该芯管内承台位于该密封件A和该内管凸外环之间；
所述的密封件B架构为截面呈T形的环形结构，T形横边环套在该密封件B的外环，T形纵边沿环形表面成均匀分布状态固定有复数个垂直于环形表面的螺栓；该T形纵边的端头沿外环与该外套管的内环紧固连接成一体；
所述的密封件B压紧法兰通过螺栓和螺母与密封件B架构紧固连接；该密封件B压紧法兰的外端面与螺母之间设置有蝶簧；
所述的变径接管为大小头管状结构，大径一端与直管结构的该芯管的一端同径同轴对接，小径一端的内径与内管的内径相同；
所述的芯管一端的端头与该变径接管同轴紧固连接，另一端头的外环设置有外螺纹；该芯管靠近外螺纹一端沿内环凸设有截面为矩形的该芯管内承台；该芯管的外环表面成凸出状固定设置环形的外套管架构；该芯管与变径接管整体为一体同轴的结构；
所述的芯管内承台沿内环表面设有环形凹槽，复数个该钢球A位于该凹槽内并与该内管外环表面成滚动顶抵状态；
所述的外套管为直管结构，同轴环套在该密封件B压紧法兰，密封件B架构和该密封件A压帽的外环；该外套管的一端与该外套管架构外环端面固定连接成一体，另一端内环表面搭套在该密封件B压紧法兰的外环；
形成该内管连同与其固定成一体的内管凸外环与该变径接管连同与其固定成一体的该芯管、该外套管、该密封件A压帽、该密封件B压紧法兰、该密封件B架构以及该密封件A和该密封件B在受到轴向热膨胀力挤推时可沿轴向同轴同步整体相对移动的结构。
该密封件B压紧法兰为截面呈L形的环形刚性结构，L形长端沿圆周均匀分布复数个供该螺栓穿入的通孔，L形短端顶抵该密封件B；该密封件B压紧法兰沿内环表面设置有环形凹槽，复数个该钢球B位于该凹槽内并与该内管外环表面成滚动顶抵状态。
该密封件B压紧法兰L形短端端头为弧面或球面；该密封件B压紧法兰L形短端端头的内环设有环形凹部。
该密封件B架构T形纵边沿圆周均匀分布复数个供该螺栓旋入的沉头螺孔；该T形横边一端顶抵该密封件A压帽，另一端搭套在该密封件B压紧法兰L形短端的外环。
该密封件A压帽截面为凹槽横置形状的刚性结构；该凹槽为长短边槽口，该槽口长边和槽口短边与该内管同轴设置；该槽口长边沿内环设置内螺纹与该芯管螺旋连接；该槽口短边端头顶抵该密封件A；该槽口短边内环表面设置有环形凹槽，该槽口短边端头为平面。
该密封件A压帽槽口短边内外表面分别开有环形凹部；该密封件A压帽槽口短边端头为锤头形状。
采用本发明的技术方案具有同轴精度高，摩擦系数、自身扭距、压力损失更小，抗弯能力、承压能力更强，介质流向不受限，密封可靠，性能优良，管道运行更安全，维护方便的优点。
附图说明
图1为本发明采用轴向工作原理安装时结构示意图；
图2为本发明采用轴向工作原理吸收热位移后结构示意图；
图3为本发明采用径向工作原理安装时结构示意图。
图中标号说明
1、内管
2、螺栓
3、螺母
4、外套管
5、外套管架构
6、芯管
7、变径接管
8、钢球B
9、密封件B压紧法兰
10、密封件B架构
11、密封件B
12、密封件A压帽
13、密封件A
14、钢球A
15、芯管内承台
16、内管凸外环
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案详细说明如下。
如图1，图2和图3所示；一种精密型复式管道补偿器，包括：内管1，螺栓2，螺母3，外套管4，外套管架构5，芯管6，变径接管7，钢球B8，密封件B压紧法兰9，密封件B架构10，密封件B11，密封件A压帽12，密封件A13，钢球A14，芯管内承台15和内管凸外环16；
其中：
所述的内管1为一圆管结构，一体同轴插入该芯管6内(例如从左向右同轴插入该芯管6内)，插入一端(例如右端)端头处沿外环凸设有成环形凸起状的内管凸外环16，该内管凸外环16的截面形状可为矩形或多边形；
所述的内管1沿外环表面依次环套(这里的依次环套可理解为自左至右的顺序，如图1-图3)有一该密封件B压紧法兰9，一该密封件B11，一该密封件A压帽12，一该密封件A13和一体设置在该芯管6内壁的一该芯管内承台15；该密封件B11位于该密封件B压紧法兰9和该密封件A压帽12之间并分别与之顶抵；该密封件A13位于该密封件A压帽12和该芯管内承台15之间并分别与之顶抵；该芯管内承台15位于该密封件A13和该内管凸外环16之间；该密封件B11和该密封件A13的截面形状可为矩形。
所述的密封件B架构10为截面呈T形的环形结构，T形横边环套在该密封件B11的外环并箍紧该密封件B11，而该密封件B11箍紧内管1的外环；T形纵边沿环形表面成均匀分布状态固定(例如焊接固定)有复数个垂直于环形表面的螺栓2；该T形纵边的端头(即T形的底或底面)沿外环与该外套管4的内环紧固连接(例如焊接连接)成一体；该密封件B架构10T形纵边沿圆周可均匀分布复数个供该螺栓2旋入的沉头螺孔；该密封件B架构10的T形横边一端顶抵该密封件A压帽12，另一端搭套在该密封件B压紧法兰9L形短端的外环(使该密封件B架构10的T形横边盖严该密封件B11)。
所述的密封件B压紧法兰9通过螺栓2和螺母3与密封件B架构10紧固连接；该密封件B压紧法兰9为截面呈L形的环形刚性结构，L形长端沿圆周均匀分布复数个供该螺栓2穿入的通孔，L形短端顶抵该密封件B11；该密封件B压紧法兰9沿内环表面设置有环形凹槽，该凹槽可设置在靠近L形根部(即L形短端和L形长端交接处)的位置，复数个该钢球B8位于该凹槽内并与该内管1外环表面成滚动顶抵状态。该密封件B压紧法兰9L形短端端头为弧面或球面；该密封件B压紧法兰9L形短端端头的内环设有环形凹部；该密封件B压紧法兰9的外端面与螺母3之间设置有蝶簧；
所述的变径接管7为大小头管状结构或大小头管状一体结构，大径一端与直管结构的该芯管6的一端(例如右端)同径同轴对接，小径一端的内径与内管1的内径相同；
所述的芯管6一端的端头与该变径接管7同轴紧固连接(例如焊接连接)，另一端头的外环设置有外螺纹；该芯管6靠近外螺纹一端沿内环凸设有截面为矩形的该芯管内承台15；该芯管6的外环表面成凸出状固定设置环形的外套管架构5；该外套管架构5整体为圆环结构或法兰盘结构；该芯管6与变径接管7整体为一体同轴的结构；
所述的芯管内承台15沿内环表面设有环形凹槽，复数个该钢球A14位于该凹槽内并与该内管1外环表面成滚动顶抵状态；所述的芯管内承台15内环表面设有的环形凹槽可设置在该芯管内承台15内环面横向偏左1/3处；
所述的外套管4为直管结构，同轴环套在该密封件B压紧法兰9，密封件B架构10和该密封件A压帽12的外环；该外套管4的一端与该外套管架构5外环端面固定连接(例如焊接连接)成一体，另一端内环表面搭套在该密封件B压紧法兰9的外环并与该外环的外端面取齐；
该密封件A压帽12截面为凹槽横置形状的刚性结构(例如凹槽横置开口向右，图1-图3)；该凹槽为长短边槽口，该槽口长边和槽口短边与该内管1同轴设置；该槽口长边沿内环设置内螺纹与该芯管6螺旋连接(该芯管6端头的外环设置有外螺纹的一端)；该槽口短边端头顶抵该密封件A13；该槽口短边内环表面设置有环形凹槽或环形凹部，该槽口短边端头为平面。该密封件A压帽12槽口短边内外表面分别开有环形凹部；该密封件A压帽12槽口短边端头为锤头形状。
形成该内管1连同与其固定成一体的内管凸外环16与该变径接管7连同与其固定成一体的该芯管6、该外套管4、该密封件A压帽12、该密封件B压紧法兰9、该密封件B架构10以及该密封件A13和该密封件B11在受到轴向热膨胀力挤推时可沿轴向同轴同步整体相对移动的结构。
采用本发明的技术方案的有益效果为：
1.连续设置的密封件A13与密封件B11形成双重密封结构，彻底消除了密封件A13的氧化腐蚀，提高了密封件的耐久性能；
2.长距离的钢球A14与钢球B8的设置进一步提高了内管1在进行左右位移时的同轴度，同时也消除了密封件A13与密封件B11的偏心磨损；进一步提高了密封件的耐久性和密封可靠性；
这样的结构使整体钢性得到了提高，密封性能和耐久性得到了可靠保证；埋地管道与架空管道都适用，特别是在工业管廊上的管道和大口径管道上使用优势更为突出；同轴布置，安装简单，无需占用额外空间，管道无应力、无压损、密封性能可靠、承压能力强；能实现长距离补偿，投资省，运行成本低，真正实现节能减排的特点。
需要说明的是本发明图3，即采用径向工作原理安装时，他的运行原理实际上是和旋转补偿器是一样的，之所以这样的结构特点也在于：既可以同轴布置安装运行，又可以作为旋转补偿器一样布置安装在立管上运行。
本发明具有如下优点：
1.结构简单，可实现大补偿量，耐腐蚀，性能可靠且适用范围广；
2.不锈钢材质的钢球A、钢球B起到了最佳的同轴控制和减少摩阻的双重功效；
3.既可用作轴向安装运行吸收热位移又可用作径向安装运行吸收热位移；
4.可用作热水管道、蒸汽管道、腐蚀介质管道和火炬管道；既可用作直埋管道又可用作架空管道；即可选用与管道法兰连接方式又可选用与管道焊接连接方式；
5.可靠的双重密封-密封件A和密封件B确保了管道运行的长期安全稳定性。
Claims (6)
1.一种精密型复式管道补偿器，包括：内管(1)，螺栓(2)，螺母(3)，外套管(4)，外套管架构(5)，芯管(6)，变径接管(7)，钢球B(8)，密封件B压紧法兰(9)，密封件B架构(10)，密封件B(11)，密封件A压帽(12)，密封件A(13)，钢球A(14)，芯管内承台(15)和内管凸外环(16)；
其特征在于：
所述的内管(1)为一圆管结构，一体同轴插入该芯管(6)内，插入一端端头处沿外环凸设有成环形凸起状的内管凸外环(16)；
所述的内管(1)沿外环表面依次环套有一该密封件B压紧法兰(9)，一该密封件B(11)，一该密封件A压帽(12)，一该密封件A(13)和一体设置在该芯管(6)内壁的一该芯管内承台(15)；该密封件B(11)位于该密封件B压紧法兰(9)和该密封件A压帽(12)之间并分别与之顶抵；该密封件A(13)位于该密封件A压帽(12)和该芯管内承台(15)之间并分别与之顶抵；该芯管内承台(15)位于该密封件A(13)和该内管凸外环(16)之间；
所述的密封件B架构(10)为截面呈T形的环形结构，T形横边环套在该密封件B(11)的外环，T形纵边沿环形表面成均匀分布状态固定有复数个垂直于环形表面的螺栓(2)；该T形纵边的端头沿外环与该外套管(4)的内环紧固连接成一体；
所述的密封件B压紧法兰(9)通过螺栓(2)和螺母(3)与密封件B架构(10)紧固连接；该密封件B压紧法兰(9)的外端面与螺母(3)之间设置有蝶簧；
所述的变径接管(7)为大小头管状结构，大径一端与直管结构的该芯管(6)的一端同径同轴对接，小径一端的内径与内管(1)的内径相同；
所述的芯管(6)一端的端头与该变径接管(7)同轴紧固连接，另一端头的外环设置有外螺纹；该芯管(6)靠近外螺纹一端沿内环凸设有截面为矩形的该芯管内承台(15)；该芯管(6)的外环表面成凸出状固定设置环形的外套管架构(5)；该芯管(6)与变径接管(7)整体为一体同轴的结构；
所述的芯管内承台(15)沿内环表面设有环形凹槽，复数个该钢球A(14)位于该凹槽内并与该内管(1)外环表面成滚动顶抵状态；
所述的外套管(4)为直管结构，同轴环套在该密封件B压紧法兰(9)，密封件B架构(10)和该密封件A压帽(12)的外环；该外套管(4)的一端与该外套管架构(5)外环端面固定连接成一体，另一端内环表面搭套在该密封件B压紧法兰(9)的外环；
形成该内管(1)连同与其固定成一体的内管凸外环(16)与该变径接管(7)连同与其固定成一体的该芯管(6)、该外套管(4)、该密封件A压帽(12)、该密封件B压紧法兰(9)、该密封件B架构(10)以及该密封件A(13)和该密封件B(11)在受到轴向热膨胀力挤推时可沿轴向同轴同步整体相对移动的结构。
2.如权利要求1所述的精密型复式管道补偿器，其特征在于该密封件B压紧法兰(9)为截面呈L形的环形刚性结构，L形长端沿圆周均匀分布复数个供该螺栓(2)穿入的通孔，L形短端顶抵该密封件B(11)；该密封件B压紧法兰(9)沿内环表面设置有环形凹槽，复数个该钢球B(8)位于该凹槽内并与该内管(1)外环表面成滚动顶抵状态。
3.如权利要求2所述的精密型复式管道补偿器，其特征在于该密封件B压紧法兰(9)L形短端端头为弧面或球面；该密封件B压紧法兰(9)L形短端端头的内环设有环形凹部。
4.如权利要求1所述的精密型复式管道补偿器，其特征在于该密封件B架构(10)T形纵边沿圆周均匀分布复数个供该螺栓(2)旋入的沉头螺孔；该T形横边一端顶抵该密封件A压帽(12)，另一端搭套在该密封件B压紧法兰(9)L形短端的外环。
5.如权利要求1所述的精密型复式管道补偿器，其特征在于该密封件A压帽(12)截面为凹槽横置形状的刚性结构；该凹槽为长短边槽口，该槽口长边和槽口短边与该内管(1)同轴设置；该槽口长边沿内环设置内螺纹与该芯管(6)螺旋连接；该槽口短边端头顶抵该密封件A(13)；该槽口短边内环表面设置有环形凹槽，该槽口短边端头为平面。
6.如权利要求5所述的精密型复式管道补偿器，其特征在于该密封件A压帽(12)槽口短边内外表面分别开有环形凹部；该密封件A压帽(12)槽口短边端头为锤头形状。
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- 2014-06-24 CN CN201410288800.8A patent/CN104075058B/zh not_active Expired - Fee Related
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