CN201359169Y - 新型耐腐管道旋转补偿器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型耐腐管道旋转补偿器，属于热力管道补偿装置的技术领域。其中包括：内管连接法兰1、内管2、填料压盖法兰3、密封外套管法兰4、螺母螺栓5、密封外套管6、变径延伸管连接法兰7、耐腐包覆层A8、轴心扶正环9、钢球10、柔性石墨填料11、密封外套管内承压台12、钢球13、内管凸外环14、复合密封环15、变径管承台16、变径延伸管17、耐腐包覆层B18组成。其中：密封外套管法兰4、密封外套管6与变径管承台16结构为密封外套管6带有外丝口的一端顺直拧入变径管承台16外圈的内丝口与变径管承台通过螺纹紧扣连接并延伸构成变径延伸管17。内管凸外环7外端面与变径管承台16之间设有复合密封环15，从内管连接法兰1端面起顺延内管2内侧及端面和外环面到内管凸外环7外端面再顺延到密封外套管6内测及端面和变径管承台16的阶梯端面和环面再顺延到变径延伸管17的内侧直至变径延伸管连接法兰7的端面整个形成了一道耐腐蚀包覆层。采用这样的结构具有耐腐蚀，密封可靠，摩擦系数、扭距小，承压强，压损小，介质流向不受限，性能优良，管道运行安全可靠的特点。

Description

新型耐腐管道旋转补偿器

技术领域

本发明涉及一种新型耐腐管道旋转补偿器，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

热力管道因传输的介质温度变化，必然引起管道的热胀冷缩，管道伸缩变形是以不利于管道安全运行的轴向推力或轴向位移形式出现。常规情况下，热力管道中都设有管道补偿装置以吸收或补偿管道变形。现有技术的管道补偿器有多种结构形式，都具有吸收或补偿管道变形的能力，其中，旋转补偿器性能最突出。目前市场上最具有代表性的旋转补偿器产品有：

中国专利号ZL02258709.8改进的旋转补偿器

中国专利号ZL200520074933.1免维护旋转补偿器，

中国专利号ZL200720128801.1精密旋转补偿器

中国专利号ZL200720033902.0地埋式免维护旋转补偿器

上述几种产品技术、结构尽管有所不同，都具有补偿量大、布置灵活、安装方便等特点。

但还是存在不足：

中国专利号ZL02258709.8改进的旋转补偿器存在不足：

1.内管与变径管的接合部位间隙过大，流体介质运动中在该部位会产生涡流，增加了流体介质的压力损失。

2.内管与变径管的接合部位存在大，介质流向受到约束。

3.填料法兰内环凹槽内的钢球与内管外侧为线型接触，接触面过小，加上钢球与内管外侧存在一定间隙，轴心扶正功效差。

4.填料法兰内环凹槽内钢球与内管外环之间的钢球两者之间距离过小，轴心控制差，容易造成内管在旋转运动时自身扭距过大，无法承受旋转运动中横向扭力和管道热膨胀的巨大盲板力，造成对填料的偏心磨，形成流体介质泄漏通道。

5.变径管延伸部位为曲线型管段，该部位与管道连接的焊缝无法进行正常的质量检测，而且不适应有腐介质。

中国专利号ZL200520074933.1免维护旋转补偿器，

中国专利号ZL200720128801.1精密旋转补偿器

中国专利号ZL200720033902.0地埋式免维护旋转补偿器

以上三个产品存在不足：

1.外管尾端的变径管为台阶式，产品组装时工艺复杂而且只能是单面焊接，承压力及结构应力较差。

2.压紧法兰、填料法内圈不放钢珠的话，要保证内管轴心度只能把法

兰内圈与内管外圈间的间隙控制在最小范围内，虽轴心度得到了保证但会形成相互旋转时摩阻过大，加上外套管内承台与内管外环间的滚动环虽然呈线型接触，摩阻也较大。这样在热补偿运行时容易造成因定点钢梁变形，甚至造成管道拱起及管道焊接部位爆裂。

3.外管尾端台阶式变径内侧腔内压力通道明显，造成压力对柔性石墨填料的直接冲击。由于采用的是单一密封方式直接降低了密封材料的耐久性，而且不适应有腐介质。

发明内容

本发明提供了一种新型耐腐管道旋转补偿器。以实现解决现有旋转补偿器的轴心度不精确、自身扭距、摩擦系数过大，密封形式单一，流体介质及介质流向受限、结构造成增加压力损失等问题，并同时消除了内压力对密封填料的直接冲击，提高密封材料耐久性问题及可有效防腐蚀的目的。

为达到上述目的本发明的技术方案是：

一种新型耐腐管道旋转补偿器包括：内管连接法兰、内管、填料压盖法兰、密封外套管法兰、螺栓螺母、密封外套管、变径延伸管连接法兰、耐腐包覆层A、轴心扶正环、钢球、柔性石墨填料、密封外套管内承压台、钢球、内管凸外环、复合密封环、变径管承台、变径延伸管与耐腐包覆层B组成，其中：外套管法兰、密封外套管与变径管承台结构为密封外套管带外丝口的一端顺直拧入变径管承台上的内丝口通过螺纹紧扣连接延伸构成变径延伸管；密封外套管上设密封外套管内承压台，内管凸外环设于内管上，其端口环面一端设有一凹槽、凹槽内设有钢球抵置密封外套管内壁与密封外套管内承压台端面结合圆角处；柔性石墨填料置于内管与密封外套管之间的腔内，填料压盖法兰形状为L型，L型一端顶压柔性石墨填料一端面，L型另一端外侧顶抵轴心扶正环；柔性石墨填料另一端面抵置密封外套管内承压台一侧；内管凸外环端面与变径管承台之间设有复合密封环；内管与变径管承台接缝处为同内径，两者同轴对应；轴心扶正环设于内管外侧，内管外侧与轴心扶正环内侧为精加工紧密结合，轴心扶正环与填料压盖法兰接触面之间设有钢球；内管法兰端面、内管内侧均设有耐腐包覆层A，内管延伸与变径延伸管接缝处及环绕复合密封环的内管、内管凸外环和密封外套管部分与复合密封环之间均设有耐腐包覆层A；与复合密封环环绕的变径管承台结合面之间均设有耐腐包覆层B，变径延伸管的内侧和变径延伸管连接法兰的端面均设有耐腐包覆层B；耐腐包覆层A和耐腐包覆层B连接形成一封闭结构。

该内管连接法兰与内管采用螺纹紧扣连接加定位点焊。

该填料压盖法兰L型外侧设与内管相通之凹部，其轴心扶正环部分嵌入所述凹部内。

该轴心扶正环环端面一侧设一直角凹型部，钢球置于所述凹部与填料压盖法兰之间。

该填料压盖法兰和外套管法兰上均设有通孔，螺栓螺母的螺栓依次穿过所述的通孔以螺栓螺母的螺母使填料压盖法兰和外套管法兰紧扣连接。

该复合密封环及钢球分别顶抵在内管凸外环两个不同的端面上。

该变径管承台内设阶梯状凸起，复合密封环的内环紧扣内管的外环，其一端面顶压变径管承台的所述凸起处。

该变径延伸管变径部位只是外径变化，未变径部位内径与内管内径、外径与密封外套管外径相同，同轴对应对接；该变径延伸管一端与变径延伸管连接法兰连接，变径延伸管连接法兰上设通孔。

该内管连接法兰端面上设通孔且从内管连接法兰端面起顺延内管内侧及与变径延伸管接缝处的内管端面和外环面到内管凸外环外端面再顺延到密封外套管内侧设耐腐蚀包覆层A和变径管承台的内端面再到变径延伸管的内侧直至变径延伸管连接法兰的端面设有耐腐蚀包覆层B；所述的耐腐蚀包覆层A和耐腐蚀包覆层B环覆在复合密封环上；该耐腐蚀包覆层A和耐腐蚀包覆层B为一体结构且材质包括聚四氟乙烯或橡胶。

该复合密封环其复合的结构为柔性石墨填料加聚四氟乙烯或橡胶。

采用本发明的技术方案由于包括内管连接法兰、内管、填料压盖法兰、密封外套管法兰、螺母、螺栓、密封外套管、变径延伸管连接法兰、耐腐包覆层A、轴心扶正环、钢球、柔性石墨填料、密封外套管内承压台、内管凸外环、变径管承台、复合密封环、变径延伸管和耐腐蚀包覆层B组成。内管与密封外套管之间的腔内装有柔性石墨填料，柔性石墨填料一抵置密封外套管内承压台，柔性石墨填料的另一端面装有填料压盖法兰，填料压盖法兰与外套管法兰通过螺栓、螺母固定，内管连接法兰与内管采用螺纹紧扣连接加定位点焊，轴心扶正环环面与填料压盖法兰之间设有钢球，内管凸外环环面与密封外套管内侧和密封外套管内承压台端面结合圆角之间设有钢球，内管凸外环外端面与变径管承台之间设有复合密封环和，密封外套管带有外丝口的一端顺直拧入变径管承台外圈的内丝口与变径管承台通过螺纹紧扣连接并延伸构成变延伸管。这样的结构使变径管内径与内管内径相同，两者之间端面间隙小，特别是变径部位只是外径变化，变径部位内径与内管同轴对应似一根管，变径部位结构的改变大大提高了承压能力，并消除了压力损失。其钢球起到内管限位和轴心度控制，减小摩阻三重功效。其轴心扶正环与内管外环为环面结合，避免了线型接触对内管外环局部的摩损，而且钢球与钢球的间距长，轴心控制更精确。内管连接法兰端面起顺延内管内测及与变径延伸管接缝处的端面和外环面到内管凸外环外端面再顺延到密封外套管内测和变径管承台的端面再到变径延伸管的内测直至变径延伸管连接法兰的端面形成了一道严紧的耐腐蚀包覆层。

采用本技术方案具有耐腐蚀，密封可靠，摩擦系数、扭距小，承压强，压损小，介质流向不受限，性能优良，管道运行安全可靠的特点。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明局部放大示意图

附图标记说明：

1.内管连接法兰、2.内管、3.填料压盖法兰、4.密封外套管法兰、5.螺母螺栓、6.密封外套管、7.变径延伸管连接法兰、8.耐腐包覆层A、9.轴心扶正环、10.钢球、11.柔性石墨填料、12.密封外套管内承压台、13.钢球、14.内管凸外环、15.复合密封环、16.变径管承台、17.变径延伸管、18.耐腐包覆层B。

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。

如图1、图2所示为本发明结构示意图和局部放大示意图，从图中可看出新型耐腐管道旋转补偿器由内管连接法兰1、内管2、填料压盖法兰3、密封外套管法兰4、螺栓螺母5、密封外套管6、变径延伸管连接法兰7、耐腐包覆层A8、轴心扶正环9、钢球10、柔性石墨填料11、密封外套管内承压台12、钢球13、内管凸外环14、复合密封环15、变径管承台16、变径延伸管17与耐腐包覆层B18组成。其中：内管连接法兰1端面设复数通孔；密封外套管法兰4端面设复数通孔；变径延伸管连接法兰7端面设复数通孔；密封外套管法兰4和密封外套管6可为一体结构；变径管承台16和变径延伸管17可为一体结构；密封外套管6上内侧部设呈矩形凸起的密封外套管内承压台12，位置可处于密封外套管6内侧中部；填料压盖法兰3横截面呈一L型，其上(比如在L型长端上)设通孔；复合密封环15截面形状为一角状或直角状。变径管承台16截面呈阶梯型或阶梯型凸起状。

密封外套管法兰4、密封外套管6与变径管承台16结构为密封外套管6带有丝口(比如外丝口或外螺纹)的一端顺直拧入变径管承台16外圈的丝口(比如内丝口或内螺纹)，这样密封外套管6与变径管承台16通过螺纹紧扣连接并延伸构成变径延伸管17。内管连接法兰1与内管2采用螺纹紧扣连接加定位点焊；内管凸外环14设于内管2上，形状可为矩形凸起，可设在靠近内管端口处，内管凸外环14矩形凸起环端面一侧设一凹槽，凹槽内设有钢球13或可嵌入、置入钢球13，钢球13顶抵密封外套管内承压台12或密封外套管6或他们的连接处，钢球13顶抵后可滑动或滚动；密封外套管6上内侧部设密封外套管内承压台12，密封外套管内承压台12一端面与内管2外环和密封外套管6内侧共同形成的空间内设有柔性石墨填料11，柔性石墨填料11一端面抵置外套管内承台12，另一端面顶置填料压盖法兰3(比如L型短端)；内管凸外环14外端面与密封外套管6内侧和内管2外环及变径管承台16自然结合形成的空间之间装有复合密封环15，复合密封环15一端面(比如直角部)顶置密封外套管6内侧及内管凸外环14的外端面，相当与复合密封环15直角部吃进密封外套管6内侧及内管凸外环14的外端面；复合密封环15的一端面(比如非角度端面或称直角外端面)压置变径管承台16端面或端面的阶梯处或阶梯状凸起处；填料压盖法兰3L型端或L型短端与柔性石墨填料11顶抵；填料压盖法兰3L型另一端(L型长端)面上设可供螺栓螺母5穿入的通孔；填料压盖法兰3与密封外套管法兰4通过螺栓螺母5依次穿过再通过螺栓螺母5紧扣锁固连接固定。填料压盖法兰3外侧(相对与密封外套管法兰4接触端面为内侧)向内管2方向设凹台部，轴心扶正环9可部分嵌入填料压盖法兰3所述的凹台部内，轴心扶正环9外环端面一侧设其截面似缺口的凹部，钢球10置于其中，钢球10等于置于轴心扶正环9上并埋入填料压盖法兰3所述的凹台部内，所述的钢球10可滑动或滚动。变径延伸管17变径部位只是外径变化，变径延伸管18与内管2接缝处为同内径，两者同轴对应对接。轴心扶正环9设于内管2外侧，内管2外侧与轴心扶正环9内侧为精加工紧密结合，例如可考虑采用磨削工艺或焊接工艺；内管连接法兰1端面设复数通孔且内管连接法兰1端面起顺延内管2内侧及与变径延伸管17接缝处的端面和外环面到内管凸外环14外端面再顺延到密封外套管6内侧和变径管承台16的端面再到变径延伸管17内侧直至变径延伸管连接法兰7的端面形成了一道严紧的耐腐蚀包覆层，所述复合密封15与内管凸外环14、内管2、密封外套管6和变径管承台16相抵处之间设有耐腐蚀包覆层8、18。

内管法兰1端面、内管2内侧均设有耐腐包覆层A8，内管2延伸与变径延伸管17接缝处及环绕复合密封环15的内管2、内管凸外环14和密封外套管6部分与复合密封环15之间均设有耐腐包覆层A8；与复合密封环15环绕的变径管承台16结合面之间均设有耐腐包覆层B18，变径延伸管17的内侧和变径延伸管连接法兰7的端面均设有耐腐包覆层B18；耐腐包覆层A8和耐腐包覆层B18连接形成一封闭结构。该内管连接法兰1端面上设通孔且从内管连接法兰1端面起顺延内管2内侧及与变径延伸管17接缝处的内管2端面和外环面到内管凸外环14外端面再顺延到密封外套管6内侧设耐腐蚀包覆层A8和变径管承台16的内端面再到变径延伸管17的内侧直至变径延伸管连接法兰7的端面设有耐腐蚀包覆层B18；所述的耐腐蚀包覆层A8和耐腐蚀包覆层B18环覆在复合密封环15上；该耐腐蚀包覆层A8和耐腐蚀包覆层B18为一体结构且材质包括聚四氟乙烯或橡胶。该复合密封环15其复合的结构为柔性石墨填料加聚四氟乙烯或橡胶。

采用本发明的技术方案由于包括内管连接法兰1、内管2、填料压盖法兰3、密封外套管法兰4、螺母螺栓5、密封外套管6、变径延伸管连接法兰7、耐腐包覆层A8、轴心扶正环9、钢球10、柔性石墨填料11、密封外套管内承压台12、钢球13、内管凸外环14、复合密封环15、变径管承台16、变径延伸管17和耐腐包覆层A18。内管2与密封外套管6之间的腔内装有柔性石墨填料11，内管凸外环14

槽内设有钢球13，复合密封环15置于内管凸外环14端面与内管2外环和密封外套管6内侧以及变径管承台16共同形成的直角区域间，复合密封环15一端面压置变径管承台端面，复合密封环15内环紧扣内管2外环，填料压盖法兰3与密封外套管法兰4通过螺栓、螺母5固定，轴心扶正环9环面端与填料压盖法兰3之间设有钢球14，内管连接法兰1端面起顺延内管2内测及与变径延伸管17接缝处的端面和外环面到内管凸外环14外端面再顺延到密封外套管6内测和变径管承台16的端面再到变径延伸管16的内测直至变径延伸管连接法兰7的端面形成了一道严紧的耐腐蚀包覆层A8、B18。

这种连接结构使：

1、所述的变径延伸管17内径与内管2内径相同，两者之间端面间隙小、同轴对应似一根管。

2、所述的变径延伸管17、内管2的外端都带有与管道连接的法兰。

3、所述的钢球10、与钢球13起到内管2限位和轴心度控制，减小摩阻三重功效。而且钢球10与钢球13间距长，轴心控制精确。

4、所述的密封外套管6带有外丝的一端顺直拧入变径管承台16外圈的内丝与变径管承台通过螺纹紧扣连接并延伸构成变延伸17。

5、所述的内管连接法兰与内管采用螺纹紧扣连接加定位点焊。

6、所述的轴心扶正环9外侧与内管2外侧为紧密结合。

7、所述的内管连接法兰1端面、内管2内测均设有耐腐包覆层。

8、所述的内管2与变径延伸管17接缝处的端面和外环及变径管承台16端面及内管凸外环外端面均设有耐腐包覆层。

9、所述的密封外套管6与变径延伸管17接合处的内测均设有耐腐包覆层。

10、所述的变径延伸管17与内管2接缝处的端面和内侧及变径延伸管连接法兰7的端面均设有耐腐包覆层。

11、所述的技术方案具有具有耐腐蚀，密封可靠，摩擦系数、扭距小，承压强，无压力损失，介质流向不受限，性能优良，管道运行安全可靠的特点。

Claims (10)

1.一种新型耐腐管道旋转补偿器包括：内管连接法兰(1)、内管(2)、填料压盖法兰(3)、密封外套管法兰(4)、螺栓螺母(5)、密封外套管(6)、变径延伸管连接法兰(7)、耐腐包覆层A(8)、轴心扶正环(9)、钢球(10)、柔性石墨填料(11)、密封外套管内承压台(12)、钢球(13)、内管凸外环(14)、复合密封环(15)、变径管承台(16)、变径延伸管(17)与耐腐包覆层B(18)组成，其特征在于：外套管法兰(4)、密封外套管(6)与变径管承台(16)结构为密封外套管(6)带外丝口的一端顺直拧入变径管承台(16)上的内丝口通过螺纹紧扣连接延伸构成变径延伸管(18)；密封外套管(6)上设密封外套管内承压台(12)，内管凸外环(14)设于内管(2)上，其端口环面一端设有一凹槽、凹槽内设有钢球(13)抵置密封外套管(6)内壁与密封外套管内承压台(12)端面结合圆角处；柔性石墨填料(11)置于内管(2)与密封外套管(6)之间的腔内，填料压盖法兰(3)形状为L型，L型一端顶压柔性石墨填料11一端面，L型另一端外侧顶抵轴心扶正环(9)；柔性石墨填料11另一端面抵置密封外套管内承压台(12)一侧；内管凸外环(14)端面与变径管承台(16)之间设有复合密封环(15)；内管(2)与变径管承台(16)接缝处为同内径，两者同轴对应；轴心扶正环(9)设于内管(2)外侧，内管(2)外侧与轴心扶正环(9)内侧为精加工紧密结合，轴心扶正环(9)与填料压盖法兰(3)接触面之间设有钢球(10)；内管法兰(1)端面、内管(2)内侧均设有耐腐包覆层A(8)，内管(2)延伸与变径延伸管(17)接缝处及环绕复合密封环(15)的内管(2)、内管凸外环(14)和密封外套管(6)部分与复合密封环(15)之间均设有耐腐包覆层A(8)；与复合密封环(15)环绕的变径管承台(16)结合面之间均设有耐腐包覆层B(18)，变径延伸管(17)的内侧和变径延伸管连接法兰(7)的端面均设有耐腐包覆层B(18)；耐腐包覆层A(8)和耐腐包覆层B(18)连接形成一封闭结构。

2.根据权利要求1所述的新型耐腐管道旋转补偿器，其特征在于该内管连接法兰(1)与内管(2)采用螺纹紧扣连接加定位点焊。

3.根据权利要求1所述的新型耐腐管道旋转补偿器，其特征在于该填料压盖法兰(3)L型外侧设与内管(2)相通之凹部，其轴心扶正环(9)部分嵌入所述凹部内。

4.根据权利要求1所述的新型耐腐管道旋转补偿器，其特征在于该轴心扶正环(9)环端面一侧设一直角凹型部，钢球(10)置于所述凹部与填料压盖法兰(3)之间。

5.根据权利要求1所述的新型耐腐管道旋转补偿器，其特征在于该填料压盖法兰(3)和外套管法兰(4)上均设有通孔，螺栓螺母(5)的螺栓依次穿过所述的通孔以螺栓螺母(5)的螺母使填料压盖法兰(3)和外套管法兰(4)紧扣连接。

6.根据权利要求1所述的新型耐腐管道旋转补偿器，其特征在于该复合密封环(15)及钢球(13)分别顶抵在内管凸外环(14)两个不同的端面上。

7.根据权利要求1所述的新型耐腐管道旋转补偿器，其特征在于该变径管承台(16)内设阶梯状凸起，复合密封环(15)的内环紧扣内管(2)的外环，其一端面顶压变径管承台(16)的所述凸起处。

8.根据权利要求1所述的新型耐腐管道旋转补偿器，其特征在于该变径延伸管(17)变径部位只是外径变化，未变径部位内径与内管(2)内径、外径与密封外套管(6)外径相同，同轴对应对接；该变径延伸管(17)一端与变径延伸管连接法兰(7)连接，变径延伸管连接法兰(7)上设通孔。

9.根据权利要求1所述的新型耐腐管道旋转补偿器，其特征在于该内管连接法兰(1)端面上设通孔且从内管连接法兰(1)端面起顺延内管(2)内侧及与变径延伸管(17)接缝处的内管(2)端面和外环面到内管凸外环(14)外端面再顺延到密封外套管(6)内侧设耐腐蚀包覆层A(8)和变径管承台(16)的内端面再到变径延伸管(17)的内侧直至变径延伸管连接法兰(7)的端面设有耐腐蚀包覆层B(18)；所述的耐腐蚀包覆层A(8)和耐腐蚀包覆层B(18)环覆在复合密封环(15)上；该耐腐蚀包覆层A(8)和耐腐蚀包覆层B(18)为一体结构且材质包括聚四氟乙烯或橡胶。

10.根据权利要求1所述的新型耐腐管道旋转补偿器，其特征在于该复合密封环(15)其复合的结构为柔性石墨填料加聚四氟乙烯或橡胶。

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