CN113007471A - 精密型复式旋转补偿器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密型复式旋转补偿器，属于机械产品结构中主要应用于石油、化工等行业需要长距离输送具有高温高压特性的流体物质的管道结构的技术领域。包括设置在本体上的一套连接装置，一套密封结构和至少4个加注装置；该加注装置为直立结构呈均匀分布状或对称状设置在本体的外套管上；形成当旋转补偿器所处的管道遇到热源源头出现特殊工况或其他原因造成旋转补偿器出现泄漏的情况时，可以在不停运的工况下对旋转补偿器进行密封件修复工作的结构；本发明改变了现有旋转补偿器密封结构形式及密封结构的单一，导致承压不稳定、介质适应范围窄，长期运行不可靠等缺陷，具备了耐高温、耐高压，介质适应范围广，可以确保管道长期运行安全、可靠又节能的优点。

Description

精密型复式旋转补偿器

技术领域

本发明涉及了一种精密型复式旋转补偿器，属于机械产品结构的技术领域，具体说属于机械产品结构中主要应用于石油、化工等行业需要长距离输送具有高温高压特性的流体物质的管道结构的技术领域。

背景技术

现有的旋转补偿器存在密封结构形式及材质的单一，导致承压不稳定，且介质适应范围窄，长期运行不可靠等缺陷；且密封件出现故障需要完全停工才能进行必要的维修工作。

发明内容

本发明提供了一种精密型复式旋转补偿器，以实现更好的具备耐高温、耐高压、耐腐蚀，适应介质广，可以确保管道长期运行安全、可靠同时具有节能功能的更佳效果的目的。

为实现所述目的本发明采用的技术方案是：

一种精密型复式旋转补偿器，包括一管状的本体，一套连接装置，一套密封结构和至少一对或至少4个加注装置；所述的连接装置视其作用和位置关系由本体的部分零部件组成；所述的密封结构为本体的零部件构成；所述的加注装置为直立结构呈均匀分布状或对称状设置在本体的外表面；且其中心轴线与本体中心轴线垂直；

形成当旋转补偿器所处的管道遇到热源源头出现特殊工况或其他原因造成旋转补偿器出现泄漏的情况时，可以在不停运的工况下对旋转补偿器进行密封件修复工作的结构。

该本体包括：内管，密封件B压兰，密封件B，加注装置，外套管，密封件B承台，滑动环，内管凸外环，密封件A，密封件A承台，变径延伸管，外套管法兰，紧固件，弹簧，弹簧压兰；

所述的内管插入所述的外套管中；该内管与该外套管之间形成一环状空间，该环状空间内依照前后顺序设置有该密封件B，该滑动环和该密封件A；

所述的加注装置整体为中心设置有通孔的圆柱状结构，沿该圆柱的一端外圆呈收进状形成一级阶梯状结构，该阶梯状小端穿入该外套管的外管直至与该密封件B或该密封件A直接接触；该加注装置与该外套管固定连接；该阶梯状大端沿端面设置有加注口压盖螺栓；沿该阶梯状大端外表面设置有一密闭螺栓，该密闭螺栓的中心轴线与该阶梯状大端的中心轴线呈垂直状且穿入该阶梯状大端中；

所述的密封件B承台呈环状一体凸设在该外套管的内环表面；

所述的内管凸外环呈环状一体凸设在该内管的外环表面；

所述的密封件A承台整体为环状，其内径与该内管的内径相同且对接在该内管插入所述的外套管中插入端的端头；该密封件A承台与该外套管紧固连接成一体；

所述的密封件B压兰或该密封件B压兰与该外套管法兰，该紧固件或该密封件B压兰与该外套管法兰，该紧固件，该弹簧，该弹簧压兰可分别构成所述的连接装置；该连接装置与该外套管紧固连接成一体；

所述的密封结构由该连接装置结合该密封件B，该加注装置，该外套管，该密封件B承台，该滑动环，该内管凸外环，该密封件A，该密封件A承台的不同位置及外形结构组合所构成。

该密封件A承台截面为L型形状或T型形状；该密封件B承台截面为矩形型形状或梯型形状；该内管凸外环截面为矩形型形状；该滑动环位于该密封件B承台和该内管凸外环之间并环套在该内管的外环表面。

该密封件B为截面为梯形形状或矩形形状的环状结构，位于该密封件B压兰和该密封件B承台之间并环套在该内管的外环表面；该密封件A为截面为矩形形状的环状结构，位于该内管凸外环和该密封件A承台之间并环套在该内管的外环表面。

该外套管整体为直管结构，一端可一体延伸连接或紧固连接一变径延伸管，连接后的该变径延伸管的变径小端的内径与该内管的内径相同；该外套管套接该内管外环的一端端头处设置有该外套管法兰，沿该外套管法兰的端面均匀分布偶数个通孔。

该密封件A承台与该内管端头的间隔尺寸与该内管内径之比为1:20。

该密封件B压兰为截面为线型环状结构或L型形状的法兰结构，沿该法兰结构的端面均匀分布偶数个通孔，环套在该内管外环表面；该弹簧压兰为法兰结构，沿该法兰结构的端面均匀分布偶数个通孔且环套在该内管外环表面。

该密封件B采用柔性石墨材料；该密封件A采用金属材料制成的N个圈叠加与柔性石墨相结合的复合式密封材料，其中N为自然数，即N＝1,2,3,4…；或者是该密封件A采用柔性石墨添加了金属丝或碳纤维压制成型一体的密封件材料。

该密封件A采用金属材料制成的N个圈叠加与柔性石墨相结合的复合式密封材料其金属材料制成的N个圈叠加层与柔性石墨层呈下上结构或左右结构设置。

该密封件A采用金属材料制成的N个圈叠加与柔性石墨相结合的复合式密封材料其金属材料制成的N个圈叠加层位于该密封件A承台与该内管端头的间隔之中。

一种基于如上所述的精密型复式旋转补偿器的使用加注装置的加注方法，其填料加注流程为：

第一步，拧开加注口压盖螺栓；

第二步，连接加注设备；

第三步，拧开密闭螺栓；

第四步，启动压力泵进行填料加注；加注完成的同时拧紧密闭螺栓；

第五步，拆除加注相关部件，并拧上加注口压盖螺栓。

采用本发明的技术方案由于改变了现有旋转补偿器密封结构形式及材质的单一，导致承压不稳定、介质适应范围窄，长期运行不可靠等缺陷；其结构采用柔性密封与机械密封相结合的密封手段，其介质压力首先冲击接触的是金属材料制成的机械密封结构，机械密封为N多层金属圈叠加形成。旋转补偿器本体上加装了加注装置4，当旋转补偿器所处的管道遇到热源源头出现特殊工况或其他原因造成旋转补偿器出现泄漏情况时，可以在不停运的工况下对旋转补偿器进行密封件的修复。以上密封结构形式的特性是：改变了现有旋转补偿器密封结构形式及材质的单一，导致承压不稳定、介质适应范围窄，长期运行不可靠等缺陷，具备了耐高温、耐高压、耐腐蚀，适应介质广，并且有应急预案，可以确保管道长期运行安全、可靠又节能的更佳效果。

附图说明

图1为本发明整体结构形式一示意图；

图2为本发明整体结构形式二示意图；

图3为本发明整体结构形式三示意图；

图4为本发明整体结构形式四示意图；

图5为本发明整体结构形式五示意图；

图6为以图1为例的加注装置位置设置示意图；

图7为以图1为例的加注装置另一位置设置示意图；

图8为本发明填料加注流程示意图(一)；

图9为本发明填料加注流程示意图(二)；

图10为以图1为例的密封结构形式一的局部放大示意图；

图11为以图1为例的密封结构形式二的局部放大示意图；

图12为以图1为例的密封结构形式三的局部放大示意图；

图13为以图1为例的密封结构形式四的局部放大示意图。

图中标号说明

1.内管

2.密封件B压兰

3.密封件B

4.加注装置

5.外套管

6.密封件B承台

7.滑动环

8.内管凸外环

9.密封件A

10.密封件A承台

11.变径延伸管

12.外套管法兰

13.紧固件

14.弹簧

15.弹簧压兰。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案详细描述如下，以利对本发明的技术方案有一个全面整体的了解。

如图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7，图8，图9，图10，图11，图12和图13所示。

一种精密型复式旋转补偿器，包括一管状的本体(即本体的整体外观形状为圆管状)，一套连接装置，一套密封结构和至少一对或至少2对(4个)加注装置；所述的连接装置视其作用和位置关系由本体的部分零部件组成(如图1至图5显示了3种连接关系：由密封件B压兰2，外套管法兰12，弹簧14和弹簧压兰15通过紧固件13锁定与外套管5固定成一体形成的连接装置，如图1；由密封件B压兰2，外套管法兰12通过紧固件13锁定与外套管5固定成一体形成的连接装置，如图2，图3；由密封件B压兰2直接与外套管5固定成一体形成的连接装置，如图4，图5)；所述的密封结构为本体的零部件构成(如图10至图13显示了4种密封结构，主要变化在密封件A9，其中3种带金属圈并设置在不同的位置，1种为内管1插入外套管5插入端与密封件A承台10成螺纹连接，如图13；另以上所述的4种密封结构其内管1插入外套管5插入端与密封件A承台10连接处其内管1外环成楔形设置，其楔形夹角为5度，)；所述的加注装置为直立结构呈均匀分布状或对称状或呈交错状或呈折线状设置在本体的外表面(或外套管5的外表面)；且其中心轴线与本体中心轴线垂直；

形成当旋转补偿器所处的管道遇到热源源头出现特殊工况或其他原因造成旋转补偿器出现泄漏的情况时，可以在不停运的工况下对旋转补偿器进行密封件修复工作的结构。

该本体包括：内管1，密封件B压兰2，密封件B3，加注装置4，外套管5，密封件B承台6，滑动环7，内管凸外环8，密封件A9，密封件A承台10，变径延伸管11，外套管法兰12，紧固件13，弹簧14，弹簧压兰15；

所述的内管1插入(或一端插入)所述的外套管5中；插入后该内管1与该外套管5之间形成一环状空间，该环状空间内依照前后顺序设置有该密封件B3，该滑动环7和该密封件A9；依照前后顺序可理解为当内管1插入所述的外套管5后的状态若水平放置则从左至右(内管1在左外套管5在右)；若直立放置则从上至下(内管1在上外套管5在下)。

所述的加注装置4整体为中心设置有通孔的圆柱状结构，沿该圆柱的一端外圆呈收进状形成一级阶梯状结构，该阶梯状小端穿入该外套管5的外管直至与该密封件B3或该密封件A9直接接触(这是加注装置4可设置的2种不同的位置，如图6和图7所示；需要说明的一点是：若加注装置4位于该密封件B3处该密封件B3的截面形状为矩形；若加注装置4位于该密封件A9处则该密封件B3的截面形状为梯形且该密封件A9的金属圈部分与该密封件A承台10呈顶抵状态设置)；该加注装置4与该外套管5固定连接(例如焊接连接固定)；该阶梯状大端(暴露在外面的部分)沿端面(或上端面)设置有加注口压盖螺栓；沿该阶梯状大端外表面设置有一密闭螺栓，该密闭螺栓的中心轴线与该阶梯状大端的中心轴线呈垂直状且穿入该阶梯状大端中；该密闭螺栓的中心轴线设置位置位于该阶梯状大端(即暴露在外面的部分)上1/3处设置；上1/3处为从该外套管5表面起该阶梯状大端长度的2/3处。

所述的密封件B承台6呈环状一体凸设在该外套管5的内环表面；

所述的内管凸外环8呈环状一体凸设在该内管1的外环表面；

所述的密封件A承台10整体为环状，其内径与该内管1的内径相同且对接在该内管1插入所述的外套管5中插入端的端头；该密封件A承台10与该外套管5紧固连接成一体；

所述的密封件B压兰2或该密封件B压兰2与该外套管法兰12，该紧固件13或该密封件B压兰2与该外套管法兰12，该紧固件13，该弹簧14，该弹簧压兰15可分别构成所述的连接装置(如上所述)；该连接装置与该外套管5紧固连接成一体；

所述的密封结构由该连接装置结合该密封件B3，该加注装置4，该外套管5，该密封件B承台6，该滑动环7，该内管凸外环8，该密封件A9，该密封件A承台10的不同位置及外形结构组合所构成，如图10，图11，图12，图13所示。

该密封件A承台10整体为环形；该密封件B承台6整体为环形；该密封件A承台10截面为L型形状或T型形状；该密封件B承台6截面为矩形型形状或梯型形状；该内管凸外环8截面为矩形型形状；该滑动环7位于该密封件B承台6和该内管凸外环8之间并环套在该内管1的外环表面。

该密封件B3为截面为梯形形状或矩形形状的环状结构，位于该密封件B压兰2和该密封件B承台6之间并环套在该内管1的外环表面；该密封件B3与该密封件B压兰2接触面可视该密封件B压兰2接触端面配套设置，该接触面可设置成直面、斜面、呈阶梯状斜面或凸面或凹面。

该密封件A9为截面为矩形形状的环状结构，位于该内管凸外环8和该密封件A承台10之间并环套在该内管1的外环表面。

该外套管5整体为直管结构，一端可一体延伸连接或紧固连接一变径延伸管11，连接后的该变径延伸管11的变径小端的内径与该内管1的内径相同；该外套管5套接该内管1外环的一端端头处(相对于可一体延伸连接或紧固连接一变径延伸管端的另一端)设置有该外套管法兰12，沿该外套管法兰12的端面均匀分布偶数个通孔(用以穿接紧固件13，该紧固件13为螺栓或双头螺栓)。

该密封件A承台10与该内管1端头的间隔尺寸与该内管1内径之比为1:10-30，较佳比为1:20。

该密封件B压兰2为截面为线型环状结构(即圆环结构)或L型形状的法兰结构(即中部带有凸台的法兰盘结构)，沿该法兰结构的端面均匀分布偶数个通孔，环套在该内管1外环表面；该弹簧压兰15为法兰结构，沿该法兰结构的端面均匀分布偶数个通孔且环套在该内管1外环表面。

该密封件B3采用柔性石墨材料；该密封件A9采用金属材料制成的N个圈叠加与柔性石墨相结合的复合式密封材料，其中N为自然数，即N＝1,2,3,4…；或者是该密封件A9采用柔性石墨添加了金属丝或碳纤维压制成型一体的密封件材料。

该密封件A9采用金属材料制成的N个圈叠加与柔性石墨相结合的复合式密封材料其金属材料制成的N个圈叠加层与柔性石墨层呈下上结构或右左结构设置，所谓的下为接触内管1外表面的位置，即从内管1外表面起依次为金属材料制成的N个圈叠加层和柔性石墨层；所谓的右左结构为水平设置的本体从左至右依次为柔性石墨层，金属材料制成的N个圈叠加层，该密封件A承台10。

如图10，图11，图12三个密封结构形式的示意图中可以看出：

一、密封结构形式1(图10)：密封件A9，是一个内侧(紧贴内管1外表面)带有金属材料制成的N个圈与柔性石墨相结合的复合式密封件；

二、密封结构形式2(图11)：密封件A9，是一个右侧端部(紧贴该密封件A承台10侧面)带有金属材料制成的N个环与柔性石墨相结合的复合式密封件；

三、密封结构形式3(图12)：密封件A 9，是一个金属材料制成的环嵌入内管1端面与密封件A承台10对接形成的间隙中或者是柔性石墨添加了金属丝或碳纤维压制成型一体的密封件；

该密封件A9采用金属材料制成的N个圈叠加与柔性石墨相结合的复合式密封材料其金属材料制成的N个圈叠加层位于该密封件A承台10与该内管1端头的间隔之中。

如图8，图9所示，一种基于如上所述的任一旋转补偿器的使用加注装置的加注方法，其填料加注流程为：

第一步，拧开加注口压盖螺栓；

第二步，连接加注设备；

第三步，拧开密闭螺栓；

第四步，启动压力泵进行填料加注；加注完成的同时拧紧密闭螺栓；

第五步，拆除加注相关部件，并拧上加注口压盖螺栓。

旋转补偿器本体上加装了加注装置4，带压堵漏装置，这也是一个应急预案设置，即旋转补偿器所处的管道遇到热源源头出现特殊工况或其他原因造成旋转补偿器出现泄漏情况时，可以在不停运的工况下对旋转补偿器进行密封件的修复。以上密封结构形式的特性是：改变了现有旋转补偿器密封结构形式及材质的单一，导致承压不稳定、介质适应范围窄，长期运行不可靠等缺陷，具备了耐高温、耐高压、耐腐蚀，适应介质广，并且有应急预案，可以确保管道长期运行安全、可靠又节能的更佳效果。

加注装置4，提供了一种新的应急预案配置件，是用于添加密封填料的，提高密封性能，设置在某个密封腔所对应的外套管上的这个部位；

其中加注装置4侧面的螺栓是起密闭作用的；加注装置4顶部的螺栓可以称呼他为加注口压盖螺栓,把压盖螺栓拧开后是一个加注口；当补偿器出现密封效果欠佳时，可以采用专用设备/部件通过与拧开顶部拧的加注口相连接，接着拧开加注装置侧面的密闭螺栓，即可通过压力泵进行填料加注，以此手段提高密封腔内的充实度，并解决泄漏问题。

Claims (11)

1.一种精密型复式旋转补偿器，其特征在于包括一管状的本体，一套连接装置，一套密封结构和至少一对加注装置；所述的连接装置视其作用和位置关系由本体的部分零部件组成；所述的密封结构为本体的零部件构成；所述的加注装置为直立结构呈均匀分布状或对称状设置在本体的外表面；且其中心轴线与本体中心轴线垂直；

形成当旋转补偿器所处的管道遇到热源源头出现特殊工况或其他原因造成旋转补偿器出现泄漏的情况时，可以在不停运的工况下对旋转补偿器进行密封件修复工作的结构。

2.如权利要求1所述的旋转补偿器，其特征在于该本体包括：内管(1)，密封件B压兰(2)，密封件B(3)，加注装置(4)，外套管(5)，密封件B承台(6)，滑动环(7)，内管凸外环(8)，密封件A(9)，密封件A承台(10)，变径延伸管(11)，外套管法兰(12)，紧固件(13)，弹簧(14)，弹簧压兰(15)；

所述的内管(1)插入所述的外套管(5)中；该内管(1)与该外套管(5)之间形成一环状空间，该环状空间内依照前后顺序设置有该密封件B(3)，该滑动环(7)和该密封件A(9)；

所述的加注装置(4)整体为中心设置有通孔的圆柱状结构，沿该圆柱的一端外圆呈收进状形成一级阶梯状结构，该阶梯状小端穿入该外套管(5)的外管直至与该密封件B(3)或该密封件A(9)直接接触；该加注装置(4)与该外套管(5)固定连接；该阶梯状大端沿端面设置有加注口压盖螺栓；沿该阶梯状大端外表面设置有一密闭螺栓，该密闭螺栓的中心轴线与该阶梯状大端的中心轴线呈垂直状且穿入该阶梯状大端中；

所述的密封件B承台(6)呈环状一体凸设在该外套管(5)的内环表面；

所述的内管凸外环(8)呈环状一体凸设在该内管(1)的外环表面；

所述的密封件A承台(10)整体为环状，其内径与该内管(1)的内径相同且对接在该内管(1)插入所述的外套管(5)中插入端的端头；该密封件A承台(10)与该外套管(5)紧固连接成一体；

所述的密封件B压兰(2)或该密封件B压兰(2)与该外套管法兰(12)，该紧固件(13)或该密封件B压兰(2)与该外套管法兰(12)，该紧固件(13)，该弹簧(14)，该弹簧压兰(15)可分别构成所述的连接装置；该连接装置与该外套管(5)紧固连接成一体；

所述的密封结构由该连接装置结合该密封件B(3)，该加注装置(4)，该外套管(5)，该密封件B承台(6)，该滑动环(7)，该内管凸外环(8)，该密封件A(9)，该密封件A承台(10)的不同位置及外形结构组合所构成。

3.如权利要求1或2所述的任一旋转补偿器，其特征在于该密封件A承台(10)截面为L型形状或T型形状；该密封件B承台(6)截面为矩形型形状或梯型形状；该内管凸外环(8)截面为矩形型形状；该滑动环(7)位于该密封件B承台(6)和该内管凸外环(8)之间并环套在该内管(1)的外环表面。

4.如权利要求1或2所述的任一旋转补偿器，其特征在于该密封件B(3)为截面为梯形形状或矩形形状的环状结构，位于该密封件B压兰(2)和该密封件B承台(6)之间并环套在该内管(1)的外环表面；该密封件A(9)为截面为矩形形状的环状结构，位于该内管凸外环(8)和该密封件A承台(10)之间并环套在该内管(1)的外环表面。

5.如权利要求1或2所述的任一旋转补偿器，其特征在于该外套管(5)整体为直管结构，一端可一体延伸连接或紧固连接一变径延伸管(11)，连接后的该变径延伸管(11)的变径小端的内径与该内管(1)的内径相同；该外套管(5)套接该内管(1)外环的一端端头处设置有该外套管法兰(12)，沿该外套管法兰(12)的端面均匀分布偶数个通孔。

6.如权利要求1或2所述的任一旋转补偿器，其特征在于该密封件A承台(10)与该内管(1)端头的间隔尺寸与该内管(1)内径之比为1:20。

7.如权利要求1或2所述的任一旋转补偿器，其特征在于该密封件B压兰(2)为截面为线型环状结构或L型形状的法兰结构，沿该法兰结构的端面均匀分布偶数个通孔，环套在该内管(1)外环表面；该弹簧压兰(15)为法兰结构，沿该法兰结构的端面均匀分布偶数个通孔且环套在该内管(1)外环表面。

8.如权利要求1或2所述的任一旋转补偿器，其特征在于该密封件B(3)采用柔性石墨材料；该密封件A(9)采用金属材料制成的N个圈叠加与柔性石墨相结合的复合式密封结构件，其中N为自然数，即N＝1,2,3,4…；或者是该密封件A(9)采用柔性石墨添加了金属丝或碳纤维压制成型一体的密封结构件。

9.如权利要求8所述的旋转补偿器，其特征在于该密封件A(9)采用金属材料制成的N个圈叠加与柔性石墨相结合的复合式密封材料其金属材料制成的N个圈叠加层与柔性石墨层呈下上结构或左右结构设置。

10.如权利要求8所述的旋转补偿器，其特征在于该密封件A(9)采用金属材料制成的N个圈叠加与柔性石墨相结合的复合式密封材料其金属材料制成的N个圈叠加层位于该密封件A承台(10)与该内管(1)端头的间隔之中。

11.一种基于如权利要求1或2所述的任一旋转补偿器的使用加注装置的加注方法，其特征在于其填料加注流程为：

第一步，拧开加注口压盖螺栓；

第二步，连接加注设备；

第三步，拧开密闭螺栓；

第四步，启动压力泵进行填料加注；加注完成的同时拧紧密闭螺栓；

第五步，拆除加注相关部件，并拧上加注口压盖螺栓。

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