专利名称：金属陶瓷内衬热补偿伸缩节的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种复合型金属陶瓷内衬热补偿伸缩节结构。该结构主要用于在较高温度下输送粉末颗粒和含粉末颗粒流体介质所需要的热补偿伸缩节管接头。
为了满足热涨冷缩要求，直管之间每隔一定距离需要安装一个热补偿管接头。目前常用的管接头形式主要有快装式柔性接头管、管卡式柔性管接头、不锈钢波纹膨胀节等。然而，从已投入使用的陶瓷复合钢管的实际效果来看，由于粉末颗粒选择性的冲刷和磨损的交互作用，陶瓷复合钢管有时仍出现泄漏失效，其泄漏位置不在直管其它部分，而是在与陶瓷复合钢管直管相连接的管接头附近及其管配件上，如虾米弯焊接弯头的焊缝附近区以及与管接头相接触的直管段。
从磨穿直管段的破坏机理来看，其破坏模式属于磨损与冲刷交互作用引起的复合失效，失效机理颇为复杂。目前用的最多的快装式柔性接头管和管卡式柔性管接头因结构设计上的原因，难于使与其相接触的直管段免于颗粒磨损和冲刷，而不锈钢波纹膨胀节因价格高以及耐磨性不佳也未能大量使用。因此，如何解决管接头与钢管之间因颗粒磨损和冲刷引起的泄漏问题，已是陶瓷复合钢管在耐磨管线工程中应用迫切需要解决的实际问题，具有重大的工程意义和技术经济价值。
本实用新型的热补偿伸缩节是一种复合型金属陶瓷内衬伸缩节，如
图1所示。它是由外套筒、内套筒、压环三部分组成，内套筒套入外套筒口径内。外套筒为两块外圆相同、不同孔径法兰和金属陶瓷复合套管组成(见图2)，其中复合套管内壁通过自蔓延高温合成方法，被烧结一层高耐磨、抗冲刷性好的的先进金属陶瓷结构材料，如TiB2、Al2O3或TiB2/Al2O3等。与直管相连的外套筒一端法兰孔径与内套筒管的直径相同，以防颗粒冲刷；另一端法兰与压环相配合，压环(见图3)由一段钢管与法兰相组成，压环的直管部份套入外套管并压住其与外套筒内壁之间的密封件，用螺栓将压环与外套筒压紧，并通过压紧密封件使内、外套筒的动配合密封。根据输送介质的不同，伸缩节上的密封件一般可用石棉绳、丁氰橡胶、改性天然橡胶或有色金属垫圈等材料。内套筒由一块法兰和烧结金属陶瓷复合套管组成(见图4)，该法兰与直管上的法兰螺栓连接。其中伸缩节上四块法兰外圆和螺栓孔中心圆直径均相同。
本实用新型的热补偿伸缩节口径可根据连接直管的口径而变化，可达50～800mm，一般范围的直管口径均能用本实用新型的伸缩节来连接。
伸缩节内、外套筒套管部分的长度可在200～1000mm范围。较大范围的套筒位移达到了热补偿要求。
由于使用了复合陶瓷内衬的套筒内壁，大大增强了伸缩节的抗磨损、耐冲刷、热补偿性能，复合套筒材料可以是金属管壁内复合TiB2、Al2O3等。
密封件可以是橡胶垫圈、或是金属垫圈或是石棉绳制成的垫圈。
如
图1所示，这种复合型伸缩节是通过内、外套筒的相对位移达到热补偿要求的，并具有一定的纵横向自由偏转角和较大的热伸缩量，特殊要求时通过加大内、外套筒的套管长度即可轻松达到大热伸缩补偿量。由于被连接直管之间用法兰连接，伸缩节进出口两端始终保持平整，基本上消除了粉末颗粒和流体介质产生的涡流现象，抗磨损和冲刷性能相当优越。此外，这种伸缩节管接头制作简单、成本较低，且两端法兰连接和安装维护十分方便，其成品费用比不锈钢型波纹膨胀节低得多，因而是与金属陶瓷复合钢管配合使用的最理想的热补偿伸缩节，必将在有颗粒磨损与冲刷以及需要一定热补偿的复杂工况下发挥作用。
上述图中1是外套筒，2是内套筒，3是螺栓，4是压环，5是内套筒，6是直管。
权利要求1.一种金属陶瓷内衬热补偿伸缩节，它是由内套筒、外套筒、压环等部件组成，其特征是内套筒在外套筒内，外套筒是两块外圆相同、不同孔径法兰及金属陶瓷内衬的套管组成，与直管相联的外套筒一端法兰孔径与内套筒的通径相同，其另一端法兰与压环有螺栓相配，压环是一段直管与法兰组成，压环的直管与外套筒内壁之间有密封件；内套筒是一块法兰和金属陶瓷内衬的套管组成，其法兰与直管上的法兰螺栓联接；由上述部件组成的伸缩节，其四块法兰外圆和螺栓孔中心直径均相同。
2.根据权利要求1所述的金属陶瓷内衬热补偿伸缩节，其特征是套筒口径是50～800mm。
3.根据权利要求1所述的金属陶瓷内衬热补偿伸缩节，其特征是内、外套筒套管的长度是200～1000mm。
4.根据权利要求1所述的金属陶瓷内衬热补偿伸缩节，其特征是内、外套筒套管内层是金属陶瓷材料复合层。
5.根据权利要求1所述的金属陶瓷内衬热补偿伸缩节，其特征是密封件是石棉绳或垫圈。
专利摘要本实用新型是用于耐磨钢管管接头的一种复合型金属瓷内衬热补偿伸缩节结构。现有技术中所用的热补偿管接头,如快装式柔性接头管、管卡式柔性管接头和不锈钢波纹膨胀节等,由于输送的粉末颗粒有选择性磨损和冲刷的交互作用,均有磨穿泄漏失效现象的发生。本实用新型复合型热补偿伸缩节是由外套筒、内套筒、压环三部分组成,外套筒是两块法兰和金属陶瓷内衬的套管组成,内套筒是一块法兰和金属陶瓷内衬的套管组成,压环是一段直管与法兰组成,压环与外套筒一端法兰配合,并有密封件密封,内套筒套入外套筒经密封件密封,通过内套筒和外套筒之间的相对移动达到热补偿作用。经使用效果良好。
文档编号F16L27/12GK2504469SQ0125479
公开日2002年8月7日 申请日期2001年11月20日 优先权日2001年11月20日
发明者杨振国 申请人:复旦大学