CN111594677A - 用于旋转补偿器的端面密封结构及旋转补偿器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于旋转补偿器的端面密封结构及采用该结构的旋转补偿器。所述旋转补偿器用端面密封结构，包括设置在外套管(6)内表面上的环形内凸台(10)、设置在密封压紧法兰(5)与环形内凸台(10)之间的密封填料(8)，密封压紧法兰(5)与密封填料(8)之间设置有密封压环(7)，所述密封压环(7)截面呈凹字形，密封压紧法兰(5)与密封填料(8)相邻的一端伸入密封压环(7)的凹字形槽口内；环形内凸台(10)与密封填料(8)相邻一面开有一个环形凹槽，前述环形凹槽内安装有密封抗压环(9)。本发明可以有效延缓密封材料在高温下的烧蚀量，减少了旋转补偿器在工作状态下密封材料在装配间隙中的流失，且密封效果有显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于旋转补偿器的端面密封结构及旋转补偿器。
背景技术
目前，旋转补偿器在热力管道上运用的越来越广泛。旋转补偿器有着安全性能高、设计方便、补偿量大、管道运行经济性高、安装方式及型式多样化等众多优点，一直是设计院的设计首选及热电厂等使用单位优先考虑、选用的产品。旋转补偿器主要技术核心在于密封技术，虽然人们一直在改进旋转补偿器的密封性能，但旋转补偿器在工作过程中仍有发生泄漏的可能，究其原因有如下几点：
1、高温有氧状态下的烧蚀。
旋转补偿器长期在高温状态下工作，密封材料(石墨等)在高温有氧状态下，其烧蚀量会因为跟氧气的接触导致体积减少，从而发生泄漏。所以控制密封填料和氧气接触量的大小是保证长效密封的至关重要的手段之一。
2、工作时填料磨损。
旋转补偿器的内管与外套管无法做到绝对光滑(即摩擦系数＝0)，因此旋转补偿器工作时内管与外套管的相对旋转会使填料产生磨损，部分密封填料因此出现碎片粉末状态，易从装配间隙中流失，导致密封腔内填料体积减少，密封压紧力下降，从而发生泄漏。
3、密封腔表面氧化造成的磨损。
旋转补偿器长期使用后，受管道中介质不利因素(如氯离子、湿度、温度)的影响，会使密封腔和密封材料的接触面发生腐蚀，形成凹凸不平，在旋转补偿器工作状态下容易造成填料产生磨损量，导致部分密封填料呈碎片粉末状态，易从装配间隙中流失，导致密封腔内填料体积减少，密封压紧力下降，从而发生泄漏。
4、密封填料与介质(高温水蒸气、高温热水等)的化学反应流失。
因介质在高温状态下会与密封填料产生化学反应(例如：C+H2O(高温)＝CO+H2)，使密封填料固态体积减少，密封性能下降，容易发生泄漏。
5、高压状态下介质对密封填料的冲刷。
工作状态下，旋转补偿器内高温高压状态的介质容易从装配间隙进入密封腔，对密封填料形成强大的冲击力，长期使用后密封填料在高温高压介质冲刷下会产生损失，从而造成密封性能下降。
因此，进一步提高旋转补偿器的密封性能是本领域技术人员孜孜以求的目标。
发明内容
为了有效延缓密封材料在高温下的烧蚀量，减少了旋转补偿器在工作状态下密封材料在装配间隙中的流失，本发明提出一种具有更好密封性能的用于旋转补偿器的端面密封结构及旋转补偿器。
本发明所述用于旋转补偿器的端面密封结构包括设置在外套管内表面上的环形内凸台、设置在密封压紧法兰与环形内凸台之间的密封填料，密封压紧法兰与密封填料之间设置有密封压环，所述密封压环截面呈凹字形，密封压紧法兰与密封填料相邻的一端伸入密封压环的凹字形槽口内。环形内凸台与密封填料相邻一面的内壁上开有环形凹槽，前述环形凹槽内安装有密封抗压环。
本发明所述旋转补偿器采用了前述端面密封结构，包括内管、外套管、变径管、密封压紧法兰，内管的一端伸入外套管中，密封压紧法兰套装在内管上，其一端伸入外套管内；外套管的内表面上设有环形内凸台，内管的外表面上设有环形外凸台，在环形内凸台与密封压紧法兰伸入外套管的一端之间设有密封填料，在环形外凸台与环形内凸台之间形成的空腔内设置有滑动件或端面密封件；密封压紧法兰与密封填料之间设置有密封压环，所述密封压环截面呈凹字形，密封压紧法兰与密封填料相邻的一端伸入密封压的凹字形槽口内。环形内凸台与密封填料相邻一面的内壁上开有环形凹槽，前述环形凹槽内安装有密封抗压环
为了解决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，外套管和变径管为一体成型的一体化结构。
为了避免密封填料在长期使用中因正常磨损产生空隙，从而影响整个旋转补偿器的密封性能，外套管上设有密封填料加注装置。
为了防止产品在工程安装过程中产生反方向脱位，防止内、外环形凸台之间设置的滑动件或端面密封件移位，变径管内设置有限位块
所述滑动件是滚珠或滑动环。
由于本发明在密封压紧法兰与密封填料之间设置的了密封压环，填充并减少法兰与外套管和内管之间的装配间隙，达到隔绝或减少密封填料与氧气接触的目的，从而有效的延缓密封填料石墨在高温下的烧蚀量，同时也可以有效减少旋转补偿器在工作状态下密封材料从装配间隙中的流失。
同时，本发明通过在环形内凸台与密封填料相邻一面的内壁上开设环形凹槽，并在该环形凹槽内安装密封抗压环，并使密封抗压环与内管贴合、填充内管和外套管之间的装配间隙，从而进一步隔绝或减少空气与密封填料的接触，有效地延缓密封填料在高温下的烧蚀量，减少了旋转补偿器在工作状态下密封材料从装配间隙中的流失，减少介质在管内压力驱使下对密封填料的冲刷，从而进一步保证旋转补偿器的密封性能。
由于本发明采用了以上双重密封结构，因此无论旋转补偿器采用何种安装方式(内管朝上亦或朝下)，密封压环和密封抗压环都可以牢牢锁住密封填料，防止因接触空气而氧化的外层密封填料因重力作用下从原先的装配间隙中流失，从而有效防止密封腔填料体积减少，确保产品密封性能不下降，避免泄漏的发生。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为本发明实施例2的结构示意图。
图1-图3中，1为内管、2为螺柱，3为螺母，4为垫片、5为密封压紧法兰、6为外套管、7为密封压环、8为密封填料、9为密封压环、10为环形内凸台、11为滑动件、12为环形外凸台、13为限位块、14为变径管、15加注装置。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出实施例的主旨。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例所述旋转补偿器内管1、外套管6、变径管14、密封压紧法兰3，内管1的一端伸入外套管4中，密封压紧法兰3套装在内管1上，其一端伸入外套管6内，两者之间通过螺注2、螺母3、垫片4连接。外套管6的内表面上设有环形内凸台10，内管1的外表面上设有环形外凸台12，在环形内凸台10与密封压紧法兰5伸入外套管6的一端之间设有密封填料8，在环形外凸台与环形内凸台之间形成的空腔内设置有滑动件11，密封压紧法兰5与密封填料8之间设置有密封压环7，所述密封压环7截面呈凹字形，密封压紧法兰5与密封填料8相邻的一端伸入密封压环7的凹字形槽口内。环形内凸台(10)与密封填料8相邻一面的内壁上开有环形凹槽，前述环形凹槽内安装有密封抗压环9。
为了防止产品在工程安装过程中产生反方向脱位，防止内、外环形凸台之间设置的滑动件11移位，变径管14内设置有限位块13。
在本实施例中，滑动件11采用的是滑动环。
实施例2
如图3所示，本实施例的基本结构与实施例1相同，不同之处是：
为了保持良好的密封性能，在外套管6上与密封填料8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，径向通孔外端设有带孔的螺塞，横向孔中安装的螺塞横穿径向通孔构成阀结构的密封填料加注装置15。旋转补偿器在使用过程中，若密封性能下降出现泄漏，可在线卸掉注入口外端安装的螺塞，然后旋转横向孔中的螺塞，使螺塞上的孔与径向通孔相通，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，可以及时的恢复旋转补偿器的密封性能。
在本实施例中，在环形外凸台与环形内凸台之间形成的空腔内设置用端面密封件替代滑动件11，该端面密封件采用石墨等柔性材料制成，可进一步保证旋转补偿器的密封性能。
Claims (6)
1.一种用于旋转补偿器的端面密封结构，包括设置在外套管(6)内表面上的环形内凸台(10)、设置在密封压紧法兰(5)与环形内凸台(10)之间的密封填料(8)，其特征在于密封压紧法兰(5)与密封填料(8)之间设置有密封压环(7)，所述密封压环(7)截面呈凹字形，密封压紧法兰(5)与密封填料(8)相邻的一端伸入密封压环(7)的凹字形槽口内；环形内凸台(10)与密封填料(8)相邻一面开有一个环形凹槽，前述环形凹槽内安装有密封抗压环(9)。
2.一种旋转补偿器，包括内管(1)、外套管(6)、变径管(14)、密封压紧法兰(5)，内管(1)的一端伸入外套管(6)中，密封压紧法兰(5)套装在内管(1)上，其一端伸入外套管(6)内，外套管(6)的内表面上设有环形内凸台(10)，内管(1)的外表面上设有环形外凸台(12)，在环形内凸台(10)与密封压紧法兰(5)伸入外套管(6)的一端之间设有密封填料(8)，在环形外凸台(12)与环形内凸台之间形成的空腔内设置有滑动件(11)或端面密封件，其特征在于：密封压紧法兰与密封填料之间设置有密封压环(7)，所述密封压环(7)截面呈凹字形，密封压紧法兰(5)与密封填料(8)相邻的一端伸入密封压环(7)的凹字形槽口内；环形内凸台(10)与密封填料(8)相邻一面的内壁上开有环形凹槽，前述环形凹槽内安装有密封抗压环(9)。
3.如权利要求2所述的旋转补偿器，其特征在于外套管(6)和变径管(13)为一体成型的一体化结构。
4.如权利要求2所述的旋转补偿器，其特征在于外套管(6)上设有密封填料加注装置(15)。
5.如权利要求2所述的旋转补偿器，其特征在于变径管(13)内设置有限位块。
6.如权利要求2所述的旋转补偿器，其特征在于所述滑动件(11)是滚珠或滑动环。
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