CN110657308A - 组合式多道端面密封旋转补偿器 - Google Patents

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Abstract

本发明创造涉及组合式多道端面密封旋转补偿器，包括旋转座、旋转芯管和填料压盖，密封腔内设有密封填料，旋转座内壁设有内凸环，旋转芯管右端设有台阶形外凸台，外凸台与内凸环之间的装配间隙位于密封腔底部中间位置；旋转芯管外凸台至少设有两级台阶，台阶侧面与内凸环之间嵌设有端面密封环。密封填料包括压变式金属环和非金属柔性填料，压变式金属环在外力作用下产生径向扩张和变形，其内外两侧边与密封腔侧壁紧密配合。本发明旋转芯管外凸台与外套管内凸环之间设有多级端面密封环，密封环随着管道介质压力的变化形成正相关自密封作用，从而达到增强密封的效果。本发明具有较强耐高温、高压性能，密封效果好，使用寿命长，安装方便。

Description

组合式多道端面密封旋转补偿器
技术领域
本发明涉及管道补偿器技术领域，尤其是一种组合式多道端面密封旋转补偿器。
背景技术
管道补偿器一般都需要采用密封填料来保持管道密封，防止介质泄漏。现有的套筒补偿器通过滑动芯管的伸缩补偿管道的位移，滑动芯管与填料之间的密封不能持久保持良好状态，长期使用容易产生泄漏。旋转补偿器的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。旋转补偿器的旋转部件之间配合间隙较大，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，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。如果发现和维护不及时，甚至会引发安全生产事故。
现有管道补偿器一般采用石墨盘根或石棉盘根作为密封填料，在普通工况下具有较好的密封效果。对于输送高温、高压介质的管道来说，由于管道补偿器不可避免的装配间隙以及传统密封填料强度较低的原因，加上高温、高压介质的作用，盘根材料在补偿器的偏转和位移过程中损耗较大。另一方面，传统管道补偿器的装配间隙通常设计为紧贴内芯管的外表面，工作过程中，介质会沿着装配间隙向密封填料的根部渗透，并使密封填料加速流失和吹散。这样的设计较易引起阻止介质泄漏作用的“迷宫效应”失效，导致补偿器的密封填料损耗大，易泄漏，使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有较强耐高温、高压性能，密封效果好，运转灵活，使用寿命长，安装方便的组合式多道端面密封旋转补偿器。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
组合式多道端面密封旋转补偿器，包括旋转座、旋转芯管和填料压盖，旋转芯管套设在旋转座内，填料压盖的端面与旋转座的内表面、旋转芯管的外表面构成填料密封腔，密封腔内设有密封填料，所述旋转座的内壁设有内凸环，旋转芯管的右端设有与所述内凸环相配合的台阶形外凸台，所述外凸台与内凸环之间形成的装配间隙位于密封腔底部的中间位置；所述旋转芯管的外凸台至少设有两级台阶，台阶的侧面与内凸环相对面之间嵌设有端面密封环。
作为本发明的优选技术方案，所述密封填料包括压变式金属环和非金属柔性填料，压变式金属环在外力作用下产生径向扩张和变形，使其内外两侧边与所在密封腔的侧壁紧密配合；同时，压变式金属环与非金属柔性填料紧密结合，从而达到密封效果。
作为本发明的优选技术方案，所述压变式金属环由金属空心管弯曲构成，或者由截面为半圆形、弧形、V形的金属片弯曲构成；所述金属空心管包括空心圆管或椭圆形空心管。
作为本发明的优选技术方案，所述压变式金属环包括封闭式金属环或一侧开口的C形金属环。
作为本发明的优选技术方案，所述密封填料包括至少两层压变式金属环和两层非金属柔性填料，第一压变式金属环设在密封腔的底部，然后依次是第一非金属柔性填料、第二压变式金属环、第二非金属柔性填料。
作为本发明的优选技术方案，所述第一压变式金属环由金属空心管弯曲构成，第二压变式金属环由弧形或V形金属片弯曲构成。
作为本发明的优选技术方案，所述第一压变式金属环是端口焊接的封闭式金属环，第二压变式金属环是一侧开口的C形金属环。
作为本发明的优选技术方案，所述压变式金属环是铜环或铝合金环，所述非金属柔性填料是石墨盘根或石棉盘根。
作为本发明的优选技术方案，所述旋转芯管的外凸台设有上、中、下三级台阶，上、中台阶的侧面与内凸环相对面之间分别嵌设的端面密封环是金属平面密封环；所述旋转芯管的右端面设为弧形面。
作为本发明的优选技术方案，所述旋转座是一体化成型的整体结构变径管，旋转座左端设有左法兰，旋转座右端设有直径逐渐收缩减小的锥形管所述填料压盖与左法兰之间通过螺栓螺母组件连接和固定。
本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明采用软质易拉伸的压变式金属环与非金属柔性填料在外力作用下压紧形成复合密封结构，使金属环及柔性填料在径向得到扩张，其内外两侧的边沿与所在密封腔侧壁紧密配合；同时，旋转芯管外凸台与外套管内凸环之间嵌设有多级端面金属密封环，多级端面密封环能够随着管道介质压力的高低变化形成正相关自密封作用，从而达到进一步增强密封的效果。
补偿器工作时，多级端面密封环和压变式金属环能够阻隔高温、高压介质与柔性密封填料的直接接触，有效减少柔性填料的损耗，同时达到延长密封填料使用寿命和加强密封的效果。多级金属密封环在承压状态下形成端面密封，摩擦力小，密封效果好，有利于补偿器的灵活运转。既形成端面密封，又能起到防脱和减摩作用。
本发明具有较强耐高温、高压性能，密封效果好，承压强度大，使用寿命长，安装方便。特别适用于高温、高压热力管网，使用安全可靠，并且有利于节能和保护环境。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、旋转芯管，2、填料压盖，3、旋转座，4、螺栓螺母组件，5、压变式金属环，6、端面密封环，7、非金属柔性填料，11、外凸台，31、左法兰，32、内凸环，33、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所示，组合式多道端面密封旋转补偿器，包括旋转座3、旋转芯管1和填料压盖2，旋转芯管1套设在旋转座3内，填料压盖2的端面与旋转座3的内表面、旋转芯管1的外表面构成填料密封腔，密封腔内设有密封填料，所述旋转座3的内壁设有内凸环32，旋转芯管1的右端设有与所述内凸环32相配合的台阶形外凸台11，所述外凸台11与内凸环32之间形成的装配间隙位于密封腔底部的中间位置；所述旋转芯管1的外凸台11至少设有两级台阶，台阶的侧面与内凸环32相对面之间嵌设有端面密封环6。
本实施例中，所述密封填料包括压变式金属环5和非金属柔性填料7，压变式金属环5在外力作用下产生径向扩张和变形，使其内外两侧边与所在密封腔的侧壁紧密配合；同时，压变式金属环5与非金属柔性填料7紧密结合，从而达到密封效果。压变式金属环5由金属空心管弯曲构成，或者由截面为半圆形、弧形、V形的金属片弯曲构成；所述金属空心管包括空心圆管或椭圆形空心管。压变式金属环5包括封闭式金属环或一侧开口的C形金属环。
本实施例所述密封填料包括至少两层压变式金属环5和两层非金属柔性填料7，第一压变式金属环设在密封腔的底部，然后依次是第一非金属柔性填料、第二压变式金属环、第二非金属柔性填料。所述第一压变式金属环由金属空心管弯曲构成，第二压变式金属环由弧形或V形金属片弯曲构成。第一压变式金属环是端口焊接的封闭式金属环，第二压变式金属环是一侧开口的C形金属环。所述压变式金属环5是铜环或铝合金环，非金属柔性填料7是石墨盘根或石棉盘根。
本实施例旋转芯管1的外凸台11设有上、中、下三级台阶，上台阶和中台阶的侧面与内凸环32相对面之间分别嵌设端面密封环6，端面密封环6是铜平面环或铝合金平面环。所述旋转芯管1的右端面设为弧形面，旋转座3是一体化热成型的整体结构变径管，旋转座3左端设有左法兰31，旋转座3右端设有直径逐渐收缩减小的锥形管；所述填料压盖2与左法兰31之间通过螺栓螺母组件4连接和固定。
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 (10)

1.一种组合式多道端面密封旋转补偿器，包括旋转座、旋转芯管和填料压盖，旋转芯管套设在旋转座内，填料压盖的端面与旋转座的内表面、旋转芯管的外表面构成填料密封腔，密封腔内设有密封填料，其特征是：所述旋转座的内壁设有内凸环，旋转芯管的右端设有与所述内凸环相配合的台阶形外凸台，所述外凸台与内凸环之间形成的装配间隙位于密封腔底部的中间位置；
所述旋转芯管的外凸台至少设有两级台阶，台阶的侧面与内凸环相对面之间嵌设有端面密封环。
2.根据权利要求1所述的组合式多道端面密封旋转补偿器，其特征是：所述密封填料包括压变式金属环和非金属柔性填料，压变式金属环在外力作用下产生径向扩张和变形，使其内外两侧边与所在密封腔的侧壁紧密配合；同时，压变式金属环与非金属柔性填料紧密结合，从而达到密封效果。
3.根据权利要求2所述的组合式多道端面密封旋转补偿器，其特征是：所述压变式金属环由金属空心管弯曲构成，或者由截面为半圆形、弧形、V形的金属片弯曲构成；所述金属空心管包括空心圆管或椭圆形空心管。
4.根据权利要求2所述的组合式多道端面密封旋转补偿器，其特征是：所述压变式金属环包括封闭式金属环或一侧开口的C形金属环。
5.根据权利要求2所述的组合式多道端面密封旋转补偿器，其特征是：所述密封填料包括至少两层压变式金属环和两层非金属柔性填料，第一压变式金属环设在密封腔的底部，然后依次是第一非金属柔性填料、第二压变式金属环、第二非金属柔性填料。
6.根据权利要求5所述的组合式多道端面密封旋转补偿器，其特征是：所述第一压变式金属环由金属空心管弯曲构成，第二压变式金属环由弧形或V形金属片弯曲构成。
7.根据权利要求6所述组合式多道端面密封旋转补偿器，其特征是：所述第一压变式金属环是端口焊接的封闭式金属环，第二压变式金属环是一侧开口的C形金属环。
8.根据权利要求2至7任一项所述组合式多道端面密封旋转补偿器，其特征是：所述压变式金属环是铜环或铝合金环，所述非金属柔性填料是石墨盘根或石棉盘根。
9.根据权利要求1所述组合式多道端面密封旋转补偿器，其特征是：所述旋转芯管的外凸台设有上、中、下三级台阶，上、中台阶的侧面与内凸环相对面之间分别嵌设的端面密封环是金属平面密封环；所述旋转芯管的右端面设为弧形面。
10.根据权利要求1所述组合式多道端面密封旋转补偿器，其特征是：所述旋转座是一体化成型的整体结构变径管，旋转座左端设有左法兰，旋转座右端设有直径逐渐收缩减小的锥形管所述填料压盖与左法兰之间通过螺栓螺母组件连接和固定。
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