CN201606616U - 新型复合式补偿器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型复合式补偿器，属于热力管道及其他管道补偿装置的技术领域。包括外套管一端的外环设有外套管法兰；内侧设有外套管内承台；外套管另一端连接变径管承台及变径延伸管。内管外环分别设有内管凸外环和防腐套管固定梁；外套管与导流管之间设有波纹管，波纹管的一端与内管连接固定，波纹管的另一端与变径管承台连接固定。导流管的一端插入内管与变径延伸管内，一端与变径延伸管接连接固定。外套管法兰和压料法兰的相对靠外环端面设有相对应的二个L型凹口形成的凹槽内置B密封填料。采用这样的结构具有可使得内管以及防腐套管可随波纹管伸缩进行同步左右位移；密封性能更可靠；而且热损小、耐腐蚀，适用介质范围广，可实现大补偿量，确保管道运行安全；具有既可作为埋地使用运行，又可作为架空管道使用运行的多功能。

Description

新型复合式补偿器

技术领域

本发明涉及一种新型复合式补偿器，属于热力管道及其他介质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及其它介质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。目前市场上常见的有以下几种补偿器：1.球形补偿器、2.波纹补偿器、3.套筒式补偿器、4.旋转补偿器。其中：进口球形补偿器造价过高，而国内生产球形补偿器性能一般，且压损较大。波纹补偿器在实际应用中管道应力较大，运行时始终处在受力状态，易爆裂；而且与采用∏型自然补偿方式一样投资及压力损失都很大。套筒式补偿器结构单一，密封性能不稳定，泄漏现象较普遍，在防腐环节方面也很薄弱。旋转补偿器性能良好；具有补偿量大、布置灵活、特别是在长输架空管道中应用优势较明显；但也存在不足：其一是内管与变径管的接合部位两者间隙过大，流体介质运动中在该部位会产生涡流，这样就增加了流体介质的压力损失。其二是旋转补偿器由于结构是径向工作原理，在管道中应用布置时必须占用一定空间；每组补偿器安装点都必须加设疏水阀；这样又增加了管网的造价和压损；特别在埋地管道上根本无法得到普遍应用，另外套筒补偿器与旋转补偿器都是采用的填料密封形式，在使用上介质受到局限。

发明内容

本发明提供了一种新型复合式补偿器。以实现解决目前市场现有的几种补偿器的不足，达到能进一步实现消除管道应力，增强密封性能，具备防腐功效，能实现大补偿量，扩大适用范围和多功能的特点；节省投资和运行成本，真正使管道运行安全、可靠和节能的目的。

为达到上述目的本发明的技术方案是：

一种新型复合式补偿器是双密封结构，包括：内管和外套管，其中：还包括波纹管、导流管、变径管承台、变径延伸管、内管凸外环、外套管内承台、螺栓螺母、A密封填料、外套管法兰、压料法兰、B密封填料、钢球、防腐套管、防腐套管固定梁、平基螺栓与绝热垫片。

所述的外套管套附在波纹管和内管的外环；外套管的一端外环设有外套管法兰，该外套管法兰外环一端面设有一L型的凹口；外套管的内侧一体设有横截面为矩形的外套管内承台；该外套管法兰上均匀分布复数通孔；

所述的内管一端外环设有防腐套管固定梁；另一端设有截面为矩形的内管凸外环；

所述的波纹管一端搭接在内管及内管凸外环的端头，另一端与变径管承台及变径延伸管紧固结合。

所述的压料法兰设于所述的内管外环面并位于该防腐套管固定梁和外套管内承台之间，该压料法兰的内侧设有凹槽，凹槽内置有复数钢球顶抵内管外环面。压料法兰约端面均匀分布有通孔，至少一个所述的螺栓螺母位于两者之间并穿过所述的通孔，通过螺母与外套管法兰紧扣连接固定。

所述的A密封填料设置于外套管内承台、压料法兰、内管外环面和外套管内侧围成的空间内。该A密封填料一端紧压外套管内承台，另一端顶抵压料法兰的压料端(压料端即截面呈L型压料法兰一侧L型端口)。

所述的压料法兰与外套管法兰靠外环的端面设有两者相对应的L型凹口；B密封填料设于相对应的二个L型凹口形成的凹槽内。

所述的防腐套管套设于压料法兰和外套管法兰的外环面，该防腐套管轴向截面呈L型，一端与所述的外套管法兰搭接并与所述的B密封填料呈扣紧状态；该防腐套管一侧端面上均匀分布至少一个通孔，所述的平基螺栓(或沉头螺栓)通过防腐套管固定梁端面上均匀分布的对应螺栓孔与该防腐套管固定梁紧扣连接固定。

所述的防腐套管固定梁和防腐套管接触端面之间设有绝热垫片，该绝热垫片为环状，截面形状为矩形。

所述的防腐套管材质为玻璃钢聚脂或合成材料或钢材包覆耐腐材料(包括)防腐涂层材料。

所述的变径管承台与变径延伸管为一整体结构，该变径延伸管与内管内外径相同，变径管承台外环与外套管的内环相吻合。该变径管承台的外环设有坡口与外套管一端紧固连接使变径延伸管与外套管、外套管内承台、外套管法兰成为一整体；并使变径延伸管与内管形成同轴同径的结构。

所述的导流管的一端插入内管，导流管的另一端插入变径延伸管内，并与变径延伸管紧固连接。

所述的内管和与其固定连接的防腐套管和波纹管形成可同步进行左右位移的结构。

采用本发明的技术方案由于变径延伸管整体同轴在变径管承台上，与外套管的一端搭接，同时波纹管一端搭接在内管及内管凸外环的端头，另一端通过变径管承台与变径延伸管紧固结合，导流管的一端插入内管与变径延伸管内，同时导流管与变径延伸管紧固连接成一体。防腐套管又同轴套在外套管法兰外环上并与内管固定成一体，(波纹管、内管与防腐套管)在相对位移时能充分保证同轴和同步。由于他们是分别同轴套在一起，因此在吸收热澎胀的过程中会产生从内管和防腐套管一端同轴同步地随波纹管的伸缩向其另一端方向的相对位移，轴向移动，以减缓热澎胀压力对管道的破坏。采用这样的结构具有既可作为埋地管道运行使用，又可作为架空管道使用。既可带着防腐套管固定梁、绝热垫片、B密封填料以及防腐套管进行使用；又可不带着防腐套管固定梁、绝热垫片、B密封填料以及防腐套管进行使用；多重密封的可靠性能，而且具备防腐功效，能实现大补偿量，适用范围广，压力损失小，投资省的特点；真正使管道运行安全、可靠、节能的特点。

附图说明

图1为本发明吸收热位移前的结构示意图；

图2为本发明吸收热位移后的结构示意图。

附图标记说明：

1.变径延伸管

2.导流管

3.变径管承台

4.波纹管

5.外套管

6.外套管内承台

7.内管凸外环

8.A密封填料

9.螺栓螺母

10.压料法兰

11.外套管法兰

12.钢球

13.B密封填料

14.防腐套管固定梁

15.防腐套管

16.绝热垫片

17.平基螺栓

18.内管

19.保温层

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所示为本发明吸收热位移前的结构示意图，从图中可看出一种新型复合式补偿器，包括管状外型的变径延伸管1、导流管2、波纹管4、外套管5、防腐套管15和内管18，外型为圆环状的变径管承台3、外套管内承台6、内管凸外环7、压料法兰10、外套管法兰11、防腐套管固定梁14和绝热垫片16，外型为环状的A密封填料8和B密封填料13，及螺栓螺母9、钢球12、平基螺栓17。(波纹管为用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件。它的开口端固定，密封端处于自由状态，并利用辅助的螺旋弹簧或簧片增加弹性。工作时在内部压力的作用下沿管子长度方向伸长，使活动端产生与压力成一定关系的位移。波纹管主要分为金属(不锈钢、碳钢)波纹管、塑料波纹管。金属波纹管主要应用于补偿管线热变形、减震、吸收管线沉降变形等作用，广泛应用于石化、仪表、航天、化工、电力、水泥、冶金等行业。塑料等其他材质波纹管在介质输送、电力穿线、机床、家电等领域有着不可替代的作用。)

所述的导流管2为管状结构，一端插入内管18的一端，另一端插入变径延伸管1的一端并与之紧固连接，例如焊接连接；该变径延伸管1一端口的外环面一体延伸凸设置有变径管承台3，使该变径延伸管1整体截面为L型，所述的变径管承台3与该外套管5紧固连接。该变径管承台3的外径与外套管5的内径相吻合；变径管承台3的外环设置坡口面与外套管5内侧一端相对应设置的坡口采用焊接连接使变径延伸管1、变径管承台3与外套管5、外套管内承台6、外套管法兰11成为一体结构。

该波纹管4为可伸缩结构，并套设在该导流管2外环面，该波纹管4两端口分别与内管18的一端和变径延伸管1的一端顶抵并紧固连接，例如焊接连接；所述的外套管5环套在波纹管4外环面，一端与变径延伸管1紧固连接，另一端滑套在内管18上，所述的外套管法兰11一体设置在该外套管5的一端，该外套管5内环面一体凸设置有截面为矩形的外套管内承台6，因此实际上是外套管内承台6滑套在内管18外表面上；所述的内管18外环面紧固设置有至少一个防腐套管固定梁14，防腐套管固定梁14为环状结构，截面形状可为矩形或圆形；该压料法兰10环套在内管18外环面并位于该外套管法兰11和该防腐套管固定梁14之间；所述的防腐套管15一端分别套设于该外套管法兰11和压料法兰10的外环面，另一端与防腐套管固定梁14紧固连接；该内管18端头外环紧固连接有截面为矩形的内管凸外环7，所述的外套管内承台6位于该内管凸外环7和防腐套管固定梁14之间。

所述的波纹管4的一端与内管18的端头连接固定，实际上是与内管18的端头和设在其上的内管凸外环7连接固定，例如焊接固定；波纹管4另一端与变径延伸管1紧固连接，实际上是与变径延伸管1上延伸设置的变径管承台3焊接连接固定；分别形成内管18、波纹管4和防腐套管15为可同轴同步移动的一体结构，及变径延伸管1、外套管5、外套管内承台6、外套管法兰11为可同轴同步移动的一体结构。

所述的压料法兰10为环状，截面形状为L形，L形一端顶抵设置于由外套管5一端内侧、内管18外环面和外套管内承台6之间形成的腔空间内的A密封填料8，L形另一端面均匀设置复数个通孔，该外套管法兰11端面均匀设置相应复数个通孔，至少一个螺栓螺母9穿过所述的通孔，将该外套管法兰11和该压料法兰10紧扣连接固定。

所述的A密封填料8的一端面扣压在外套管内承台6上。

所述的压料法兰10与内管18接触表面向内设有环形凹槽，所述凹槽内设置有至少一个钢球12顶抵内管18的外环。

所述的外套管法兰11和压料法兰10相对端面分别设有相对应的L型凹口，该相对应的二个L型凹口共同形成的凹槽内置有B密封填料13。

所述的防腐套管15轴向截面呈L型，L型一端套设在压料法兰10和外套管法兰11的外环面，并与所述的B密封填料13呈扣紧状态；L型另一端与防腐套管固定梁14通过平基螺栓17紧固连接，所述的防腐套管固定梁14与防腐套管15接触端面之间设有绝热垫片16。

所述的防腐套管15为玻璃钢聚脂或合成材料或钢材包覆耐腐材料或钢材涂涮防腐层构成。

图2所示为本发明吸收热位移后的结构示意图，位移后随着波纹管4的压缩和内管18的相对位移可于外套管5与防腐套管15空出的空间内填入保温层19。

综上所述，外套管5一端沿外环表面凸出设置了外套管法兰11，并延伸设有横截面为矩形的外套管内承台6，外套管内承台6设置在该端的内壁；另一端通过外套管5延伸与变径管承台3紧固连接(比如采用焊接的方式)。该外套管法兰11上均匀分布复数通孔；靠外环一端面设有一L型的凹口。内管18一端头外环设有内管凸外环7；内管18靠外端的外环面设有防腐套管固定梁14。波纹管4设在外套管与导流管之间；波纹管的一端与内管18和内管凸外环7的端头焊接连接固定，另一端与变径管承台3焊接连接固定。导流管2的一端插入内管18中，另一端插入变径延伸管1中并与变径延伸管1焊接连接固定。外套管5靠近外套管法兰11的内侧与内管18外环之间的腔内设有A密封填料8，A密封填料8的一端面扣压在外套管内承台6上，另一端顶抵压料法兰10的压料端。压料法兰10设于内管外环面并位于该防腐外管固定梁14和外套管内承台6之间，压料法兰10端面均匀分布有通孔，至少一个所述的螺栓螺母9位于两者之间并穿过所述的通孔，通过螺母紧扣连接固定。所压料法兰10的内侧设有一凹槽，凹槽内置有复数钢球12顶抵内管18的外环。外套管法兰11和压料法兰10采用螺栓螺母9紧扣连接固定。外套管法兰11和压料法兰10靠外环的端面设有相对应的L型凹口，相对应的二个L型凹口共同形成的凹槽内置有B密封填料13。防腐套管15套设在压料法兰10和外套管法兰11的外环面，防腐套管15轴向截面呈L型，一端与外套管法兰11搭接并与B密封填料13呈扣紧状态，另一端与防腐套管固定梁14采用平基螺栓17紧固连接，防腐套管固定梁14与防腐套管15接触端面之间设有绝热垫片16。

所述的内管和与其固定连接的防腐套管和波纹管形成可同步进行左右位移的结构。

本发明的技术方案在实施时由于外套管5与变径管承台3通过焊接连接，使外套管5外套管法兰11、外套管内承台6、变径管承台3与变径延伸管1最终为一体结构；内管18外环靠内端处设有内管凸外环7，内管18外环靠外端处设有防腐套管固定梁14；外套管5与导流管2之间设有波纹管4；

第一步先把波纹管4与内管凸外环7及变径延伸管1进行焊接连接固定；然后把带着内管凸外环7及波纹管4的内管18一起插入加工好的半成品外套管5的筒体内，并使内管凸外环7抵至外套管内承台6；同时将变径管承台3与外套管5进行焊接连接固定。

第二步将A密封填料8嵌入靠外套管法兰11端的外套管5与内管18之间的槽内，使A密封填料8内端面紧压外套管内承台6的端面，然后在压料法兰10内侧的凹槽内放置放置乳状黄油及钢球12，接着把带着钢球12的压料法兰10从内管18外环套入，使压料法兰10的压料端面抵至A密封填料8的端面；接着在压料法兰10与外套管法兰11两者相对应的凹口共同形成的凹槽内放置B密封填料13；然后采用油压机对压料法兰10进行施压，当压力达到一定等级时使压料法兰10的压料端面紧扣A密封填料8的端面，同时使B密封填料13也达到一定的密实状态；即有由螺栓螺母9中的螺栓依次穿过外套管法兰11与压料法兰10二者端面设有相对应的数孔内，再通过螺栓螺母9中的螺母进行紧扣连接固定。

第三步将防腐套管固定梁14焊接在内管18外环的指定位置，并在防腐套管固定梁14外端面放套置绝热垫片16；接着将防腐套管15套置到外套管法兰11及压料法兰10二者的外环，使防腐套管15L形长端内环紧扣B密封填料13的外环面，同时使防腐套管15L形端边的端面紧抵防腐套管固定梁14；然后通过防腐套管15L形端边的端面上设有的数孔，采用平基螺栓17使防腐套管15与防腐套管固定梁14紧固连接。

第四步将导流管2的插入内管18与变径延伸管1中；同时将导流管2与变径延伸管1焊接连接固定。使导流管2与变径延伸管1成一体结构。

最后进行金属外露部位在内的耐腐包覆层工作；(包括涂涮耐腐材料)。

这种工艺与结构使：

1、所述的钢球12、起到了内管18及防腐外套管15在左右位移时起到了同轴扶正、减小摩阻的多重功效。

2、所述的变径管承台3为实现变径延伸管1与内管18内外径相同提供了必要的条件；变径延伸管1与变径管承台3为一整体。

3、所述的变径管承台3与外套管5采用焊接连接使变径延伸管1和变径管承台3与外套管5、外套管内承台6、外套管法兰11成为一体结构。

4、所述的A密封填料8、B密封填料13称之为：固定密封件，它具有防腐套管15与内管18在左右位移时的良好润滑作用

5、所述的波纹管4、再加上A密封填料8和B密封填料13具备了环面结合端面的多重密封；使密封性能更可靠。

6、所述的绝热垫片16起到了防腐套管15与内管18的隔热、保温、节能的效功。

7、所述的防腐套管15起到了对主结构件真正的防腐功效。

8、所述的防腐套管15可与内管18进行同步左右位移；

9、防腐性能得了充分保证。密封的可靠性能，而且具备防腐功效，能实现大补偿量，扩大适用范围和多功能的特点；节省投资和运行成本，真正使管道运行安全、可靠、节能的特点。

Claims (10)

1.一种新型复合式补偿器，其特征在于：包括变径延伸管(1)、导流管(2)、变径管承台(3)、波纹管(4)、外套管(5)、外套管内承台(6)、内管凸外环(7)、A密封填料(8)、螺栓螺母(9)、压料法兰(10)、外套管法兰(11)、钢球(12)、B密封填料(13)、防腐套管固定梁(14)、防腐套管(15)、绝热垫片(16)、平基螺栓(17)与内管(18)；

所述的导流管(2)为管状结构，一端插入内管(18)的一端，另一端插入变径延伸管(1)的一端并与之紧固连接；该波纹管(4)套设在该导流管(2)外环面，两端口分别与内管(18)的一端和变径延伸管(1)的一端顶抵；所述的外套管(5)环套在波纹管(4)外环面，一端与变径延伸管(1)紧固连接，另一端滑套在内管(18)上，所述的外套管法兰(11)一体设置在该外套管(5)的一端，该外套管(5)内环面一体凸设置有截面为矩形的外套管内承台(6)；所述的内管(18)外环面紧固设置有至少一个防腐套管固定梁(14)，该压料法兰(10)环套在内管(18)外环面并位于该外套管法兰(11)和该防腐套管固定梁(14)之间；所述的防腐套管(15)一端分别套设于该外套管法兰(11)和压料法兰(10)的外环面，另一端与防腐套管固定梁(14)紧固连接；

所述的波纹管(4)的一端与内管(18)的端头连接固定，另一端与变径延伸管(1)紧固连接；分别形成内管(18)、波纹管(4)和防腐套管(15)为可同轴同步移动的一体结构，及变径延伸管(1)、外套管(5)、外套管内承台(6)、外套管法兰(11)为可同轴同步移动的一体结构。

2.如权利要求1所述的补偿器，其特征在于所述的变径延伸管(1)一端口的外环面一体延伸凸设置有变径管承台(3)，使该变径延伸管(1)整体截面为L型，所述的变径管承台(3)与该外套管(5)紧固连接。

3.如权利要求1所述的补偿器，其特征在于所述的内管(18)端头外环紧固连接有截面为矩形的内管凸外环(7)，所述的外套管内承台(6)位于该内管凸外环(7)和防腐套管固定梁(14)之间。

4.如权利要求1所述的补偿器，其特征在于所述的压料法兰(10)为环状，截面形状为L形，L形一端顶抵设置于由外套管(5)一端内侧、内管(18)外环面和外套管内承台(6)之间形成的腔空间内的A密封填料(8)，L形另一端面均匀设置复数个通孔，该外套管法兰(11)端面均匀设置相应复数个通孔，至少一个螺栓螺母(9)穿过所述的通孔，将该外套管法兰(11)和该压料法兰(10)紧扣连接固定。

5.如权利要求4所述的补偿器，其特征在于所述的A密封填料(8)的一端面扣压在外套管内承台(6)上。

6.如权利要求1所述的补偿器，其特征在于所述的压料法兰(10)与内管(18)接触表面向内设有环形凹槽，所述凹槽内设置有至少一个钢球(12)顶抵内管(18)的外环。

7.如权利要求1或4所述的补偿器，其特征在于所述的外套管法兰(11)和压料法兰(10)相对端面分别设有相对应的L型凹口，该相对应的二个L型凹口共同形成的凹槽内置有B密封填料(13)。

8.如权利要求1所述的补偿器，其特征在于所述的防腐套管(15)轴向截面呈L型，L型一端套设在压料法兰(10)和外套管法兰(11)的外环面，并与所述的B密封填料(13)呈扣紧状态；L型另一端与防腐套管固定梁(14)通过平基螺栓(17)紧固连接，所述的防腐套管固定梁(14)与防腐套管(15)接触端面之间设有绝热垫片(16)。

9.如权利要求2所述的补偿器，其特征在于所述的变径管承台(3)的外径与外套管(5)的内径相吻合；变径管承台(3)的外环设置坡口面与外套管(5)内侧一端相对应设置的坡口采用焊接连接使变径延伸管(1)、变径管承台(3)与外套管(5)、外套管内承台(6)、外套管法兰(11)成为一体结构。

10.如权利要求1所述的补偿器，其特征在于所述的防腐套管(15)为玻璃钢聚脂或合成材料或钢材包覆耐腐材料或钢材涂涮防腐层构成。

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