CN107270001A - 高压双流向旋转补偿器 - Google Patents
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Abstract
本发明创造涉及高压双流向旋转补偿器，包括旋转芯管、填料压盖和旋转座，旋转座设有整体结构锥形管，旋转芯管相应设有锥形结构，填料压盖与旋转芯管外表面以及旋转座内表面形成第一密封腔，第一密封腔内设有环面填料；旋转芯管端面与旋转座相对面形成第二密封腔，第二密封腔内设有密封环。第二密封腔相对面上分别设有球面凸体，密封环设在球面凸体之间。密封环由软质金属材料制成，旋转座及其锥形管通过整体锻造和机加工成型。本发明有以下特点：1、金属密封填料无磨损，无需更换，密封效果好。2、内径相同，不产生额外流阻，安装无方向要求。3、整体无焊接，承压强度大。本发明适用于高压热力管网，密封性能好，使用安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及管道补偿器技术领域，尤其是一种高压双流向旋转补偿器。
背景技术
目前，现有的热力管网输送热水、蒸汽等高温介质时，由于管道受介质温度影响形成热胀冷缩，一般采用套筒伸缩式补偿器或旋转补偿器来补偿管道的位移量。套筒伸缩节由于补偿管道的位移是靠滑动芯管伸缩来补偿的，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。旋转补偿器的结构通常采用套管式，内外管之间设有密封填料腔，密封填料装进密封腔内，通过填料压盖压紧密封填料来实现密封。
现有的旋转补偿器在高温高压环境中一般存在以下问题：旋转部件之间的配合间隙较大，受管道推力作用，内外管相对旋转的稳定性差，易产生不同轴偏心偏转，增加旋转阻力，降低旋转补偿的灵活性。现有技术通常采用钢球作为滚动摩擦副来控制内外管的同轴转动，其结构复杂，加工难度大。钢球的承载负荷较小，用于高压管道中容易磨损或被压坏，使用一段时间后即会影响密封填料的密封性能，导致密封失效，出现泄漏。从而使管道产生热力损失，甚至于发生安全生产事故，不仅直接影响经济效益，而且还会产生环境问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于高压热力管网，补偿器整体无焊接，密封性能好，承压强度大，安装无方向性要求，使用安全可靠的高压双流向旋转补偿器。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
高压双流向旋转补偿器，包括旋转芯管、填料压盖和旋转座，旋转芯管套设在旋转座内，旋转座的一侧设为口径逐渐收缩的锥形管，所述锥形管与旋转座设为整体结构，旋转芯管靠近所述锥形管的一端相应设为相配合的锥形结构，所述填料压盖的端面与旋转芯管外表面以及旋转座的内表面形成第一密封腔，第一密封腔内设有环面填料；所述旋转芯管锥形结构凸台的端面与旋转座的相对面之间形成第二密封腔，第二密封腔内设有密封环。
作为本发明的优选技术方案，所述第二密封腔两侧的旋转芯管和旋转座的相对面上分别设有球面凸体，所述密封环设在两侧的球面凸体之间。
作为本发明的优选技术方案，所述密封环设有中心孔。
作为本发明的优选技术方案，所述密封环的两侧面分别设有与所述球面凸体相配合的凹面。
作为本发明的优选技术方案，所述密封环由软质金属材料制成。
作为本发明的优选技术方案，所述密封环是铜环；所述环面填料由相互间隔设置的非金属填料环与铜环组合而成。
作为本发明的优选技术方案，所述填料压盖与旋转座之间通过高强度螺栓连接和固定。
作为本发明的优选技术方案，所述旋转座及其锥形管通过整体锻造和机加工成型。
本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明具有以下特点：1、金属密封填料在补偿器的全寿命期内几乎无磨损，不会产生传统密封填料因损耗而失效的问题，因此无需更换金属密封填料。2、金属密封环与球面凸体的接触密封面摩擦力小，并会随着管道压力的增加产生更高的密封压力，密封环几乎不会产生磨损，因此密封效果显著。3、补偿器旋转芯管与旋转座的内径相同，不产生额外的流阻，安装无方向性要求。4、补偿器整体无焊接，承压强度大，能够保证高压使用的安全性。本发明适用于高压热力管网，位移补偿量较大、无偏心、密封性能好，使用寿命长，安全可靠。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A处的局部放大示意图。
图中：1、旋转芯管，2、高强度螺栓，3、填料压盖，4、旋转座，5、环面填料，6、密封环，7、球面凸体，8、密封环中心孔，41、旋转座锥形管。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，高压双流向旋转补偿器，包括旋转芯管1、填料压盖3和旋转座4，旋转芯管1套设在旋转座4内，旋转座4的一侧设为口径逐渐收缩的锥形管41，所述锥形管41与旋转座4设为整体结构，旋转芯管1靠近所述锥形管41的一端相应设为相配合的锥形结构，填料压盖3的端面与旋转芯管1外表面以及旋转座4的内表面形成第一密封腔，第一密封腔内设有环面填料5；所述旋转芯管1锥形结构凸台的端面与旋转座4的相对面之间形成第二密封腔，第二密封腔内设有密封环6。
实施例一
本实施例中，所述第二密封腔两侧的旋转芯管1和旋转座4的相对面上分别设有球面凸体7，所述密封环6设在两侧的球面凸体7之间。本发明第二密封腔两侧相对面上的球面凸体7与中间放置的平面金属耐磨密封环6的两边形成线性接触，摩擦力较小。该结构在转动摩擦副中呈线接触，能够承受较大的转动力矩，同时比点接触的钢球承载能力更强，接触表面经硬化处理后，其承载能力和耐磨能力进一步提高，并能达到良好的密封效果。
实施例二
作为另一种较好的实施方式，密封环6开设有中心孔8，密封环6的两侧面分别设有与球面凸体7相配合的凹面。这样的设计不仅能够使密封环6与球面凸体7的接触密封面摩擦力小，长期使用密封环6也不会产生磨损，密封效果显著提高。
本发明密封环6是由软质金属材料制成，优选为铜材制成的铜环。作为更好的实施方式，所述第一密封腔内的环面填料5采用铜环间隔设置在非金属填料环之间的组合密封方式，该密封方式能够在高温高压的环境中长期保持良好的密封效果。本发明所述填料压盖3与旋转座4之间通过高强度螺栓2连接和固定，旋转座4及其锥形管41通过整体锻造和机加工成型，无焊缝，强度更高，从而能够承受更高的工作压力，保证补偿器使用的安全可靠。
本发明旋转芯管1将传统分体结构的挡环和芯管锻造为整体结构，并经拉伸延长到与补偿器进出口同直径，不会对介质产生额外的流动阻力，不产生漩涡，减小管线震动，保证管线安全运行。本发明外套旋转座4采用业内领先的热缩成型工艺，保证旋转座4的抗拉强度。环面密封填料采用气缸密封原理，金属填料不会损耗，实现免维护。
上述实施例仅限于说明本发明的构思和技术特征，其目的在于让本领域的技术人员了解发明的技术方案和实施方式，并不能据此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明技术方案所作的等同替换或等效变化，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高压双流向旋转补偿器，包括旋转芯管、填料压盖和旋转座，旋转芯管套设在旋转座内，旋转座的一侧设为口径逐渐收缩的锥形管，其特征是：所述锥形管与旋转座设为整体结构，旋转芯管靠近所述锥形管的一端相应设为相配合的锥形结构，所述填料压盖的端面与旋转芯管外表面以及旋转座的内表面形成第一密封腔，第一密封腔内设有环面填料；所述旋转芯管锥形结构凸台的端面与旋转座的相对面之间形成第二密封腔，第二密封腔内设有密封环。
2.根据权利要求1所述的高压双流向旋转补偿器，其特征是：所述第二密封腔两侧的旋转芯管和旋转座的相对面上分别设有球面凸体，所述密封环设在两侧的球面凸体之间。
3.根据权利要求2所述的高压双流向旋转补偿器，其特征是：所述密封环设有中心孔。
4.根据权利要求3所述的高压双流向旋转补偿器，其特征是：所述密封环的两侧面分别设有与所述球面凸体相配合的凹面。
5.根据权利要求1至4任一项所述的高压双流向旋转补偿器，其特征是：所述密封环由软质金属材料制成。
6.根据权利要求5所述的高压双流向旋转补偿器，其特征是：所述密封环是铜环；所述环面填料由相互间隔设置的非金属填料环与铜环组合而成。
7.根据权利要求1所述的高压双流向旋转补偿器，其特征是：所述填料压盖与旋转座之间通过高强度螺栓连接和固定。
8.根据权利要求1所述的高压双流向旋转补偿器，其特征是：所述旋转座及其锥形管通过整体锻造和机加工成型。
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