CN209444958U - 一种旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构，旋转补偿器包括内管、紧固件、填料压紧法兰、外套管、密封填料和滑动件，还包括采用延展性好的金属材料制成的金属密封件，在内管一端的外管壁上设置内管环形外凸台，在外套管的内管壁上设置外套管环形内凸台，在外套管环形内凸台的一侧环面上开设环形的台阶型缺口；外套管套装在内管上，滑动件设置外套管环形内凸台与内管环形外凸台之间；台阶型缺口与内管之间形成一个环形凹槽；填料压紧法兰套装在内管上，金属密封件呈环状，金属密封件一部分装入环形凹槽内。优点：本密封结构，减少旋转补偿器泄漏的机率，延长使用寿命，结构简单，易于实现。

Description

一种旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构。

背景技术

热力管道因输送具有温度和压力变化的介质，引起管道产生轴向推力及变形，均需要使用补偿器。其中旋转补偿器具体耐高压、耐高温、补偿量大等特点，能够适应各种环境及地形的影响，广泛应用于电力、化工、热力、供暖等行业中。旋转补偿器主要靠密封填料来密封，因旋转补偿器需要内管与外套管相互旋转才能进行补偿，固外套管上的密封填料腔与内管之间存在间隙，介质从内管端部的间隙进入，经滑动环部位进入密封腔，对密封填料形成冲击，当介质穿透密封腔到达填料法兰部位时，补偿器就发生泄漏。

现旋转补偿器主要泄漏点就在内管与填料法兰之间的间隙。

中国专利CN201610041301.4公开了一种“管道用耐高压旋转补偿器”，它包括芯管(内管)、密封压盖、密封座(外套管)、连接管，芯管的一端插入连接管中，连接管与密封座的一端固定连接并套装在芯管上，在芯管上设有环形外凸台，在密封座上设有环形内凸台，密封压盖套装在芯管上并插入密封座的另一端中与环形密封件相抵，密封压盖和密封座通过连接件相连，其特征是在密封座与芯管之间形成一个密封腔，在所述密封腔中装有端面密封件。

这种结构的旋转补偿器存在不足：

1、当旋转补偿器装在管道上，来自于外力对于芯管力的作用力和弯头及旋转力臂的自重使两凸台之间间隙不可控，而推动两凸台之间的推力的要素温度、压力、流量在运行过程中均是不稳定的值，所以两凸台对端面密封件的压紧力是不稳定的值，因此端面密封件并不能紧密贴合两凸台，端面密封件达不到其专利所想实现的密封技术效果，介质会通过所谓的端面密封腔和芯管与密封座内凸台之间的间隙流入，由于介质的压力对密封腔进行冲击所以无法保证端面密封的密封性。

2、在旋转补偿器工作中环面密封件自身柔性材料的特性，刚性的密封座和芯管相对于柔性的密封材料旋转，使环面密封材料表面部分会研磨成粉末状，由于管道在初始运行状态会产生负压，所有粉末状的环面密封材料会顺着密封座内凸台和芯管之间的间隙流失到芯管凸台和密封座之间的间隙中，在通过芯管凸台和密封座之间的间隙流失到管道内，从而降低产品的密封性能。

3、旋转补偿器使用时均是成对竖直安装的，粉末状态的环面密封材料也会在没有负压的状态下顺着密封座内凸台和芯管之间的间隙流失到芯管凸台和密封座之间的间隙中，在通过芯管凸台和密封座之间的间隙流失到管道内。

实用新型内容

本实用新型针的目的是，提出一种通过改变密封结构，能够减少杜绝高温高压介质冲击密封填料件而产生泄漏，有效延长密封件使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构，采用的技术方案是：

一种旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构，所述旋转补偿器包括内管、紧固件、填料压紧法兰、外套管、密封填料和滑动件，还包括采用延展性好的金属材料制成的金属密封件，

在内管一端的外管壁上设置内管环形外凸台，在外套管的内管壁上设置外套管环形内凸台，外套管环形内凸台截面呈矩形，在外套管环形内凸台的一侧环面上开设环形的台阶型缺口；

外套管套装在内管上，外套管环形内凸台与内管环形外凸台相互扣住，滑动件设置外套管环形内凸台与内管环形外凸台之间；台阶型缺口与内管之间形成一个环形凹槽；填料压紧法兰套装在内管上，填料压紧法兰一端的压嘴伸入外套管内，外套管与内管之间的环形面层通过填料压紧法兰的压嘴构成密封腔，密封填料装入密封腔内，环形凹槽位于密封腔内；

金属密封件呈环状，金属密封件一部分装入环形凹槽内，金属密封件另一部分凸出环形凹槽；金属密封件在液压操作平台上通过压延模具进行压延，使金属密封件延展变形紧密贴合内管；

在外套管上靠近填料压紧法兰一端的外管壁上设置环形的外套管外法兰，紧固件连接填料压紧法兰与外套管外法兰，调节紧固件使填料压紧法兰的压嘴压紧密封填料。

本实用新型密封结构，外套管环形内凸台用来密封密封填料的一侧环面上加工出台阶型缺口，台阶型缺口与内管形成环形凹槽，在环形凹槽内放入环形金属密封件，金属密封件高于环形凹槽，金属密封件在液压平台上用压延模具进行压延，使之延展变形，紧密贴合内管，减少内管和外套管内凸台之间的装配和加工误差间隙，杜绝介质冲击密封腔，能够减少密封填料粉末的流失。

本实用新型技术方案中，将放入环形凹槽内的环形金属密封件在液压平台上用压延模具进行压延，使之延展变形，紧密贴合内管。这个工艺技术为现有技术中的常规工艺，无需详细介绍。

对本实用新型技术方案的改进，滑动件为滚珠或滑动环。

对本实用新型技术方案的改进，金属密封件采用紫铜制成。金属密封件可为紫铜密封件，也可为具有塑性好，具有耐磨、耐压、密封性能好等特点的金属密封件。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

1、本实用新型的旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构的使用，通过大量的现场泄漏数据得知，发现旋转补偿器的主要泄漏点为内管与填料法兰之间，通过停汽打开压紧法兰发现其密封腔里面的填料无明显的减少，只需要稍微紧紧螺栓就能止住泄漏。通过型式试验分析得知，旋转补偿器在运行中需要转动，当内管与密封填料之间转动摩擦后会产粉末，这些粉末在高温状态下极易氧化，当长时间运行或多次旋转动作后会密封填料与内管形成极小的间隙，介质通过内管端部的间隙进入密封腔里面，对密封腔里面的填料形成冲击，当密封填料不能于内管之间形成密封后就产生了泄漏。而且旋转补偿器旋转时产生的粉末会从内管与外套管环形内凸台之间的间隙流走，增加了补偿器泄漏的机率。本实用新型就是改变外套管环形内凸台的形状，增加个金属密封件，使金属密封件紧密贴合内管，减少内管和外套管内凸台之间的装配和加工误差间隙，杜绝介质冲击密封腔，能够减少密封填料粉末的流失。

2、本实用新型的旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构，能够减少了内管和外套管内凸台之间的装配和加工误差间隙，从而减少或杜绝密封填料的流失以及介质通过内管端部进入密封腔对密封填料的冲击。有效延长密封填料的使用寿命，减少旋转补偿器泄漏的机率。

3、本实用新型的旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构，结构简单，易于实现。

附图说明

图1是采用本密封结构的旋转补偿器的半剖视图。

图2是金属密封件准备压延的示意图。

图3是金属密封件压延延展后的示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1-3和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

如图1所示，一种旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构，所述旋转补偿器包括内管1、紧固件2、填料压紧法兰3、外套管4、密封填料5和滑动件8，其特征在于，还包括采用延展性好的金属材料制成的金属密封件6。金属密封件6采用紫铜制成。

如图1所示，在内管1一端的外管壁上设置内管环形外凸台9，在外套管4的内管壁上设置外套管环形内凸台7，外套管环形内凸台7截面呈矩形，在外套管环形内凸台7的一侧环面上开设环形的台阶型缺口。

如图2所示，外套管4套装在内管1上，外套管环形内凸台7与内管环形外凸台9相互扣住，滑动件8设置外套管环形内凸台7与内管环形外凸台9之间；滑动件8为滚珠，便于内管1与外套管4之间的相对旋转。台阶型缺口与内管1之间形成一个环形凹槽；填料压紧法兰3套装在内管1上，填料压紧法兰3一端的压嘴伸入外套管4内，外套管4与内管1之间的环形面层通过填料压紧法兰3的压嘴构成密封腔，密封填料5装入密封腔内，环形凹槽位于密封腔内。

如图2和3所示，金属密封件6呈环状，金属密封件6一部分装入环形凹槽内，金属密封件6另一部分凸出环形凹槽；金属密封件6在液压操作平台上通过压延模具进行压延，使金属密封件6延展变形紧密贴合内管1。

如图1所示，在外套管4上靠近填料压紧法兰3一端的外管壁上设置环形的外套管外法兰，紧固件2连接填料压紧法兰3与外套管外法兰，调节紧固件2使填料压紧法兰3的压嘴压紧密封填料5。

采用本实施例密封结构的旋转补偿器，在使用时，外套管4与连接管相连接，连接管为变径管，与外套管4为一体成型的一体化结构。为了防止在工程安装过程中产生反方向脱位和滚球移位、脱落，连接管内设置有限位块10。在外套管4的外管壁上粘贴有铭牌11。

本实施例密封结构，外套管环形内凸台，经过加工成台阶型，通过装配与内管形成一个环形凹槽，放入金属密封件，金属密封件为圆棒卷制成圆环或方形的圆环，其内径略大于内管的外径，只要能放进去。外套管环形内凸台的台阶宽度略大于金属密封件，使之能完全放进去，深度小于金属密封件，使金属密封件高于台阶，在液压操作平台上用压延模具14进行压延(图2)，使金属密封件延展变形，填充满凹槽，使金属密封件紧贴合内管(图 3)，减少内管和外套管内凸台之间的装配和加工误差间隙，杜绝介质冲击密封腔，能够减少密封填料粉末的流失。

实施例2：

如图1所示，一种旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构，所述旋转补偿器包括内管1、紧固件2、填料压紧法兰3、外套管4、密封填料5和滑动件8，其特征在于，还包括采用延展性好的金属材料制成的金属密封件6。金属密封件6采用紫铜制成。

如图1所示，在内管1一端的外管壁上设置内管环形外凸台9，在外套管4的内管壁上设置外套管环形内凸台7，外套管环形内凸台7截面呈矩形，在外套管环形内凸台7的一侧环面上开设环形的台阶型缺口。

如图2所示，外套管4套装在内管1上，外套管环形内凸台7与内管环形外凸台9相互扣住，滑动件8设置外套管环形内凸台7与内管环形外凸台9之间；滑动件8为滑动环，便于内管1与外套管4之间的相对旋转。台阶型缺口与内管1之间形成一个环形凹槽；填料压紧法兰3套装在内管1上，填料压紧法兰3一端的压嘴伸入外套管4内，外套管4与内管1之间的环形面层通过填料压紧法兰3的压嘴构成密封腔，密封填料5装入密封腔内，环形凹槽位于密封腔内。

如图2和3所示，金属密封件6呈环状，金属密封件6一部分装入环形凹槽内，金属密封件6另一部分凸出环形凹槽；金属密封件6在液压操作平台上通过压延模具进行压延，使金属密封件6延展变形紧密贴合内管1。

如图1所示，在外套管4上靠近填料压紧法兰3一端的外管壁上设置环形的外套管外法兰，紧固件2连接填料压紧法兰3与外套管外法兰，调节紧固件2使填料压紧法兰3的压嘴压紧密封填料5。

采用本实施例密封结构的旋转补偿器，在使用时，外套管4与连接管相连接，连接管为变径管，与外套管4为一体成型的一体化结构。为了防止在工程安装过程中产生反方向脱位和滚球移位、脱落，连接管内设置有限位块10。

在外套管4的外管壁上粘贴有铭牌11。

本实施例密封结构，外套管环形内凸台，经过加工成台阶型，通过装配与内管形成一个环形凹槽，放入金属密封件，金属密封件为圆棒卷制成圆环或方形的圆环，其内径略大于内管的外径，只要能放进去。外套管环形内凸台的台阶宽度略大于金属密封件，使之能完全放进去，深度小于金属密封件，使金属密封件高于台阶，在液压操作平台上用压延模具14进行压延(图2)，使金属密封件延展变形，填充满凹槽，使金属密封件紧贴合内管(图 3)，减少内管和外套管内凸台之间的装配和加工误差间隙，杜绝介质冲击密封腔，能够减少密封填料粉末的流失。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (3)

1.一种旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构，所述旋转补偿器包括内管(1)、紧固件(2)、填料压紧法兰(3)、外套管(4)、密封填料(5)和滑动件(8)，其特征在于，还包括采用延展性好的金属材料制成的金属密封件(6)，

在内管(1)一端的外管壁上设置内管环形外凸台(9)，在外套管(4)的内管壁上设置外套管环形内凸台(7)，外套管环形内凸台(7)截面呈矩形，在外套管环形内凸台(7)的一侧环面上开设环形的台阶型缺口；

外套管(4)套装在内管(1)上，外套管环形内凸台(7)与内管环形外凸台(9)相互扣住，滑动件(8)设置外套管环形内凸台(7)与内管环形外凸台(9)之间；台阶型缺口与内管(1)之间形成一个环形凹槽；填料压紧法兰(3)套装在内管(1)上，填料压紧法兰(3)一端的压嘴伸入外套管(4)内，外套管(4)与内管(1)之间的环形面层通过填料压紧法兰(3)的压嘴构成密封腔，密封填料(5)装入密封腔内，环形凹槽位于密封腔内；

金属密封件(6)呈环状，金属密封件(6)一部分装入环形凹槽内，金属密封件(6)另一部分凸出环形凹槽；金属密封件(6)在液压操作平台上通过压延模具进行压延，使金属密封件(6)延展变形紧密贴合内管(1)；

在外套管(4)上靠近填料压紧法兰(3)一端的外管壁上设置环形的外套管外法兰，紧固件(2)连接填料压紧法兰(3)与外套管外法兰，调节紧固件(2)使填料压紧法兰(3)的压嘴压紧密封填料(5)。

2.根据权利要求1所述的旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构，其特征在于，滑动件(8)为滚珠或滑动环。

3.根据权利要求1所述的旋转补偿器在外套管内凸台上带台阶的密封结构，其特征在于，金属密封件(6)采用紫铜制成。