CN214662857U - 双密封腔密封结构及双密封腔套筒补偿器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双密封腔密封结构及双密封腔套筒补偿器。所述双密封腔密封结构包括设置在外套管内表面上的第一环形内凸台和第二环形内凸台，第一环形内凸台和第二环形内凸台之间形成第一密封腔，其内设有密封填料；第二环形内凸台与填料法兰伸入外套管的一端之间形成第二密封腔，其内设有复合密封结构，所述复合密封结构包括N个密封圈和N‑1个密封环，N为大于等于2的自然数，前述密封圈和密封环相间设置。本发明通过采用双密封腔结构，可有效解决现有套筒补偿器只有一个密封腔且密封件仅采用柔性石墨填料所带来的容易氧化、烧失和磨损、长时间使用会增加补偿器泄漏几率的问题，可进一步提高套筒补偿器的密封性能，延长其使用寿命。

Description

双密封腔密封结构及双密封腔套筒补偿器

技术领域

本实用新型涉及一种密封结构，具体是一种用于管道补偿器的双密封腔密封结构及采用该密封结构套筒补偿器。

背景技术

电力、石油、化工、热力等行业的管道中一般都需要安装使用补偿装置，现有的补偿装置通常包括套筒补偿器、波纹补偿器、套筒补偿器、球形补偿器等，用于补偿管道因热胀冷缩而产生的轴向或径向的位移。由于管道输送的介质一般都有一定的温度和压力，因此对补偿器的密封性能有较高的要求，尤其是输送高温、高压介质时，对于补偿器的要求更高：不仅要有足够的热胀冷缩补偿量，还要求具有良好的密封性能和较长的使用寿命。

现有管道补偿器如套筒补偿器通常只在外套管内表面上的环形内凸台和填料法兰伸入外套管的一端之间设置密封件，该密封件一般采用柔性石墨材质，柔性石墨密封具有耐高温且润滑性好，摩擦系数小，不硬化、不挥发、不流动、无毒、无污染、耐老化等特点，但柔性石墨容易氧化、烧失和磨损，长时间使用会增加补偿器泄漏几率。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题就是现有的管道用套筒补偿器的密封件由于采用柔性石墨填料，长时间使用后会因氧化、烧失和磨损而增加补偿器泄漏几率的问题，以进一步提供套筒补偿器的密封性能。

本实用新型所述用于套筒补偿器的双密封腔密封结构包括设置在外套管内表面上的第一环形内凸台和第二环形内凸台，第一环形内凸台和第二环形内凸台之间形成第一密封腔，其内设有密封填料；第二环形内凸台与填料法兰伸入外套管的一端之间形成第二密封腔，其内设有复合密封结构，所述复合密封结构包括N个密封圈和N减一个密封环，N为大于等于2的自然数，前述密封圈和密封环相间设置。

本实用新型所述双密封腔套筒补偿器，包括内管、连接管、套装在内管上的外套管和填料法兰，填料法兰的一端伸入外套管内，填料法兰与外套管通过紧固件连接，外套管的内表面上设有第一环形内凸台和第二环形内凸台，第一环形内凸台和第二环形内凸台之间形成第一密封腔，其内设有密封填料；第二环形内凸台与填料法兰伸入外套管的一端之间形成第二密封腔，其内设有复合密封结构，所述复合密封结构包括N个密封圈和N减一个密封环，N为大于等于2的自然数，前述密封圈和密封环相间设置。

所述复合密封结构中，除与第二环形内凸台相邻的密封圈外，其余的密封圈的两侧面均内凹形成截面呈V形的空腔，填料法兰伸入外套管的一端截面形状为与前述V形空腔相适配的三角形；相邻两个密封圈之间形成菱形空腔，相应的密封环的截面形状为菱形，两端分别伸入与其相邻密封圈的V形空腔内；与第二环形内凸台相邻的密封圈一端内凹形成V形空腔，另一端内凹形成的空腔形状与第二环形内凸台的相邻端的截面形状相适配。

所述密封圈由弹性材料制成，如橡胶。

为了避免复合密封结构中的密封圈在长期使用后因正常磨损产生空隙，从而影响套筒补偿器的密封性能，填料法兰的外侧还设有弹簧法兰，弹簧法兰与填料法兰之间沿同一圆周均布有轴向排列的弹簧，弹簧法兰、填料法兰和外套管通过同一个紧固件连接。当密封圈长期使用后因正常磨损产生空隙时，填料法兰可以弹簧的作用下进一步伸入外套管，从而消除复合密封结构中的密封圈在长期使用后因正常磨损而产生的空隙。

为了避免密封填料在长期使用中因正常磨损产生空隙，从而影响整个套筒补偿器的密封性能，外套管上设置有填料加注装置，从而实现在线加注密封填料。

本实用新型在现有技术的基础上通过增加复合密封结构，形成双密封腔。所述复合密封结构的密封环两侧面均内凹形成截面有锥度的空腔，该空腔和菱形密封环两侧的锥度相互配合，在装配后只需要相对很小的力就可以使密封环在菱形密封环的顶压下和内管外壁以及外套管内壁相互贴合密封，可有效解决现有套筒补偿器只有一个密封腔且密封件仅采用柔性石墨填料所带来的使用时容易氧化、烧失和磨损，长时间使用会增加补偿器泄漏几率的问题，并且，通过双密封腔，可以进一步提高套筒补偿器的密封性能，延长其使用寿命。

本实用新型所述双密封腔复合自密封结构不仅可以应用于套筒补偿器，还可应用于旋转补偿器。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图

图2为图1的A部剖视放大图。

图3为本实用新型实施例2的结构示意图。

图4为本实用新型实施例3的结构示意图。

图1-图4中，1为内管、2为紧固件、3为填料法兰、4为外套管、5密封环、6密封圈、7填料加注装置、8为石墨填料、9为连接管、10为第一环形内凸台、11为环形外凸台、12为弹簧法兰、13为弹簧、14、第二环形内凸台。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例所述双密封腔密封套筒补偿器由内管1、连接管9、套装在内管上的外套管4和填料法兰3，外套管4和连接管10为一体化结构，填料法兰3的一端伸入外套管4内，填料法兰3与外套管4通过紧固件2连接。外套管4的内表面上设有第一环形内凸台10和第二环形内凸台14，内管1的外表面上设有环形外凸台11，环形外凸台 11和第一环形外凸台10间隔一定距离，便于内管1相对于外套管4轴向移动，以适应管道因热胀冷缩而产生的伸缩量。

第一环形内凸台10和第二环形内凸台14之间形成第一密封腔，其内设有密封填料8，第二环形内凸台14与填料法兰3伸入外套管4的一端之间形成第二密封腔，其内设置有复合密封结构，所述复合密封结构包括N个密封圈6和N-1个密封环5，N为大于等于2 的自然数，前述密封圈6和密封环5相间设置，即每两个相邻的密封圈之间有一个密封环。本实施例为三个密封圈、两个密封环。

在本实施例中，密封填料8采用的是石墨；密封圈为硅橡胶材质，也可采用其他弹性材料制成；密封环采用的是不锈钢材料，当然也可以采用其他金属材料。

如图2所示，上述复合密封结构中，除与第二环形内凸台14相邻的密封圈6外，其余的密封圈6的两侧面均内凹形成截面呈V形的空腔，填料法兰3伸入外套管4的一端截面形状为与前述V形空腔相适配的三角形；相邻两个密封圈6之间形成菱形空腔，相应的密封环5的截面形状为菱形，两端分别伸入与其相邻密封圈6的V形空腔内；与第二环形内凸台14相邻的密封圈6一端内凹形成V形空腔，另一端内凹形成的空腔形状与第二环形内凸台14的相邻端的截面形状相适配。

本实用新型所述复合密封结构的密封原理是：

由于密封环采用弹性材料制成，且其两侧面均内凹形成截面有锥度的空腔，该空腔和菱形密封环两侧的锥度相互配合，在装配后只需要相对很小的力就可以使密封圈在菱形密封环的顶压下和内管外壁以及外套管内壁相互贴合密封。

套筒补偿器工作时，由于摩擦力的作用，当内管有向内压缩的趋势时，密封环和右侧的菱形密封环会更加贴合，当内管有向外拔出的趋势时，密封环和左侧的菱形密封环就更加贴合，从而可以实现自密封的功能。

实施例2

如图3所示，为了避免第一密封腔内的密封填料在长期使用中因正常磨损产生空隙，从而影响整个套筒补偿器的密封性能，本实施例在实施例1的基础上在外套管4上设置有填料加注装置7。具体是在外套管4上与密封填料相对应的位置上沿同一圆周均布2-30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7。套筒补偿器在使用过程中，当第一密封腔内的密封填料在长期使用中因正常磨损产生空隙，从而导致套筒补偿器密封性能下降时，可在线卸掉注入口外端安装的螺塞和横向孔中的螺塞，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，增加密封腔里密封填料的体积，从而及时的恢复套筒补偿器的密封性能。

上述填料加注装置为现有技术。

在本实施例中，密封填料采用的是柔性石墨；密封圈为硅橡胶材质，也可采用其他弹性材料制成；密封环采用的是不锈钢材料，当然也可以采用其他金属材料。

实施例3

如图4所示，为了避免复合密封结构中的密封圈在长期使用后因正常磨损产生空隙，从而影响套筒补偿器的密封性能，本实施例在实施例1的基础上在填料法兰3的外侧设有弹簧法兰12，弹簧法兰12与填料法兰3之间沿同一圆周均布有轴向排列的弹簧13，弹簧法兰12、填料法兰3和外套管4通过同一个紧固件连接。弹簧13在正常工作状态下处于压缩状态，当密封圈6长期使用后因正常磨损产生空隙时，填料法兰3可以弹簧13的弹力作用下进一步伸入外套管4，从而消除复合密封结构中的密封圈6在长期使用后因正常磨损而产生的空隙，使菱形密封环保持对密封圈的挤压，使密封圈持续紧密贴合内管与外套管。

在本实施例中，密封填料采用的是柔性石墨；密封圈为硅橡胶材质，也可采用其他弹性材料制成；密封环采用的是不锈钢材料，当然也可以采用其他金属材料。

Claims (10)

1.一种双密封腔密封结构，其特征在于包括设置在外套管内表面上的第一环形内凸台和第二环形内凸台，第一环形内凸台和第二环形内凸台之间形成第一密封腔，其内设有密封填料；第二环形内凸台与填料法兰伸入外套管的一端之间形成第二密封腔，其内设有复合密封结构，所述复合密封结构包括N个密封圈和N-1个密封环，N为大于等于2的自然数，前述密封圈和密封环相间设置。

2.如权利要求1所述的双密封腔密封结构，其特征在于除与第二环形内凸台相邻的密封圈外，其余的密封圈的两侧面均内凹形成截面呈V形的空腔，填料法兰伸入外套管的一端截面形状为与前述V形空腔相适配的三角形；相邻两个密封圈之间形成菱形空腔，相应的密封环的截面形状为菱形，两端分别伸入与其相邻密封圈的V形空腔内；与第二环形内凸台相邻的密封圈一端内凹形成V形空腔，另一端内凹形成的空腔形状与第二环形内凸台的相邻端的截面形状相适配。

3.如权利要求1或2所述的双密封腔密封结构，其特征在于密封圈由弹性材料制成。

4.如权利要求3所述的双密封腔密封结构，其特征在于密封圈由橡胶制成。

5.一种双密封腔套筒补偿器，其特征在于包括内管、连接管、套装在内管上的外套管和填料法兰，填料法兰的一端伸入外套管内，填料法兰与外套管通过紧固件连接，其特征在于外套管的内表面上设有第一环形内凸台和第二环形内凸台，第一环形内凸台和第二环形内凸台之间形成第一密封腔，其内设有密封填料；第二环形内凸台与填料法兰伸入外套管的一端之间形成第二密封腔，其内设有复合密封结构，所述复合密封结构包括N个密封圈和N-1个密封环，N为大于等于2的自然数，前述密封圈和密封环相间设置。

6.如权利要求5所述的双密封腔套筒补偿器，其特征在于除与第二环形内凸台相邻的密封圈外，其余的密封圈的两侧面均内凹形成截面呈V形的空腔，填料法兰伸入外套管的一端截面形状为与前述V形空腔相适配的三角形；相邻两个密封圈之间形成菱形空腔，相应的密封环的截面形状为菱形，两端分别伸入与其相邻密封圈的V形空腔内；与第二环形内凸台相邻的密封圈一端内凹形成V形空腔，另一端内凹形成的空腔形状与第二环形内凸台的相邻端的截面形状相适配。

7.如权利要求5或6所述的双密封腔套筒补偿器，其特征在于密封圈由弹性材料制成。

8.如权利要求7所述的双密封腔套筒补偿器，其特征在于密封圈由橡胶制成。

9.如权利要求5或6所述的双密封腔套筒补偿器，其特征在于填料法兰的外侧还设有弹簧法兰，弹簧法兰与填料法兰之间沿同一圆周均布有轴向排列的弹簧，弹簧法兰、填料法兰和外套管通过同一个紧固件连接。

10.如权利要求5或6所述的双密封腔套筒补偿器，其特征在于外套管上设有密封填料加注装置。

Images