抗变形双重密封套筒补偿器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种抗变形双重密封套筒补偿器，包括芯管、限位拉杆、填料压盖、外套管、密封材料和环形挡环，还包括导轨式密封承力凸槽和导轨式密封承力凹槽，导轨式密封承力凸槽固定在芯管上，导轨式密封承力凹槽和环形挡块固定在外套管上，导轨式密封承力凹槽和导轨式密封承力凸槽为金属承插式密封结构，外套管与芯管通过填料压盖及限位拉杆连接，外套管和芯管之间形成双重密封腔体。本套筒补偿器结构，热网管路工作时，运行良好，无泄漏。采用金属式抗变形结构，利用导轨式承力件的刚度来解决以往填料因为装配、地基下沉等原因造成的芯管与填料发生挤压的问题，避免了产品工作时挤压处摩擦力加剧，芯管划伤填料，造成密封性能降低。
【专利说明】抗变形双重密封套筒补偿器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种套筒补偿器，尤其是一种抗变形双重密封套筒补偿器，主要针对热力管网配套使用的补偿器领域。
【背景技术】
[0002]工业热力管网中大量使用波纹管补偿器、旋转补偿器和自然补偿作为补偿装置，尽管上述补偿器都各自有一定补偿能力，但是不能完全满足实际使用要求。波纹管补偿器特点是补偿能力大，占地小，但是制造要求较高，价格高，适用于低压大直径管道，旋转补偿器单组补偿能力大，成本不高，但是密封填料易松弛泄漏，自然补偿结构简单，运行可靠，投资少，但是占地面积过大，对支架要求较高。利用轴向位移做热补偿吸收的套筒补偿器是一种不断改进的管道补偿器，具有长距离输送补偿量大、耐压高、稳定性好等特点。套筒补偿器一般采用软填料进行密封，摩擦接触面采用镀铬、镀锌等工艺进行减摩，套筒补偿器依靠上述优点，目前广泛应用于热网行业。
[0003]套筒补偿器具有轴向补偿量大，摩擦阻力小，成本低等优势，上世纪80年代波纹补偿器应用于管道补偿之前，套筒补偿器一直得到广泛应用，但密封处易泄露，需检修的缺点限制了其大规模发展。近年来，伴随着密封新材料的发展进步，套筒补偿器易泄露的缺点得到一定缓解；结构上也做了部分改进，现实生产中也大量使用。
[0004]第一代套筒补偿器，在传输高温介质时，填料受热易硬化，产生磨损，影响密封性能；以往填料密封多采用多圈石墨或石棉填料进行密封，采用过多圈数的填料，可以部分提高密封性能，但是大大增加了轴向位移时的摩擦力；填料会因为地基沉降及装配误差等原因受到芯管的挤压，划伤填料，影响密封性；对此，目前尚无好的解决方法。
[0005]经检索发现，申请号为201210043149.9的发明专利高温高压套筒式补偿器，采用石墨填料作为密封部件，虽然能够实现良好的密封功能，但是过长的填料长度，增加了密封填料与芯管的接触面积，增加了摩擦力，影响轴向位移滑动效果。专利号为200910012083.5的发明专利蒸汽用复合密封型套筒补偿器，采用定位环实现定位和导向功能，采用注填式结构来调整密封性能，使用定位环一定程度上便于安装定位，但是不能解决因为地基沉降、安装误差等原因造成的芯管与填料的挤压问题，补偿器整体不具有一定的抗弯能力，注填式结构采用软性填料对磨损的填料进行补偿，但是实际使用中无法辨别磨损部位，只能补偿注油嘴所在位置的填料磨损。因此现在亟需一种能够解决补偿器易泄漏、密封填料磨损快等问题的新产品。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种双重密封且具有一定抗弯曲变形能力的套筒补偿器。
[0007]为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种抗变形双重密封套筒补偿器，包括芯管、限位拉杆、填料压盖、外套管、密封材料和环形挡环，其特征在于:还包括导轨式密封承力凸槽和导轨式密封承力凹槽，所述导轨式密封承力凸槽固定在所述芯管上，所述导轨式密封承力凹槽和环形挡块固定在所述外套管上，所述密封材料安装在填料压盖和环形挡环之间，所述导轨式密封承力凹槽和导轨式密封承力凸槽为金属承插式密封结构，所述外套管与芯管通过填料压盖及限位拉杆连接，所述外套管和芯管之间形成双重密封腔体。
[0008]本实用新型进一步限定的技术方案是:
[0009]进一步的，所述导轨式密封承力凸槽的凸槽截面形状为表面突起带圆弧状梯形的结构，所述导轨式密封承力凹槽的凹槽截面形状为表面凹陷带圆弧状梯形的结构。
[0010]进一步的，所述导轨式密封承力凹槽和导轨式密封承力凸槽的槽式轨道为四个，沿着导轨式密封承力凹槽和导轨式密封承力凸槽的周向对称均匀设置。
[0011]进一步的，所述芯管和限位拉杆之间安装有弹性体。
[0012]进一步的，所述弹性体采用具有回弹能力且可抵抗介质压力推力的材料制作而成。
[0013]进一步的，所述导轨式密封承力凹槽周向设置环形密封槽，所述环形密封槽中放置有环形非金属密封圈。依靠非金属密封圈对导轨轴向部分进行密封，实现套筒补偿器进行热补偿时凸槽可以沿着凹槽的轨迹进行滑动且具有密封能力，开槽的导轨行程长度应等于产品热补偿量值。
[0014]进一步的，所述导轨式密封承力凸槽和导轨式密封承力凹槽采用抗弯曲变形能力且自身表面摩擦系数低的高强度材料制作而成。
[0015]进一步的，所述密封材料为带有抗氧化剂涂料的柔性石墨填料。密封材料以柔性石墨为主，柔性石墨填料添加新型石墨抗氧化剂涂料，在高温介质作用下有效阻断、抑制填料氧化及自动氧化过程，保持填料良好回弹性能，保证端面密封的长期使用效果。
[0016]进一步的，还包括异径管，所述异径管与所述外套管焊接固定。
[0017]本实用新型的有益效果是:本套筒补偿器采用导轨式金属密封和端面密封的双重密封结构以及金属式抗变形结构，热网管路工作时，运行良好，无泄漏。采用金属式抗变形结构，利用导轨式承力件的刚度来解决以往填料因为装配、地基下沉等原因造成的芯管与填料发生挤压的问题，避免了产品工作时挤压处摩擦力加剧，芯管划伤填料，造成密封性能降低。采用双重密封结构改变了以往单一的填料密封，利用槽式导轨式密封件来实现介质只允许通过指定的路径，实现介质阻断，实现第二重密封效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0019]图1是抗变形双重密封套筒补偿器结构示意图。
[0020]图2是导轨式密封承力凹槽结构示意图。
[0021]图3是导轨式密封承力凸槽结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
[0023]本实施例提供的抗变形双重密封套筒补偿器包括芯管1、弹性体2、限位螺栓3、填料压盖4、外套管5、柔性石墨填料6、环形挡环7、导轨式密封承力凸槽8、密封圈9、导轨式密封承力凹槽10和焊接在外套管5上的异径管11。
[0024]导轨式密封承力凸槽8固定在芯管1上，导轨式密封承力凹槽10和环形挡块7固定在外套管5上，柔性石墨填料6安装在填料压盖4和环形挡环7之间，导轨式密封承力凹槽10和导轨式密封承力凸槽8为金属承插式密封结构，外套管5与芯管1通过填料压盖4及限位拉杆3连接，外套管5和芯管1之间形成双重密封腔体。
[0025]导轨式密封承力凸槽8的凸槽截面形状为表面突起带圆弧状梯形的结构，导轨式密封承力凹槽10的凹槽截面形状为表面凹陷带圆弧状梯形的结构。导轨式密封承力凹槽10和导轨式密封承力凸槽8的槽式轨道为四个，沿着导轨式密封承力凹槽10和导轨式密封承力凸槽8的周向对称均匀设置。
[0026]弹性体2安装在芯管1和限位螺栓3之间，导轨式密封承力凹槽10周向设置环形密封槽，低摩擦系数及良好密封性能的环形非金属密封圈9放置在环形密封槽中。
[0027]工作时，当热网管道内压力上升时，介质流向芯管1与导轨式密封承力凹槽10之间间隙，导轨式密封承力凹槽10与导轨式密封承力凸槽8为金属承插式密封结构，导轨式密封承力凹槽10周向设置环形密封槽，环形密封槽中放置密封圈9用于阻断介质从导轨式密封承力凹槽10与导轨式密封承力凸槽8中的间隙流出，实现第一重密封作用，另一方面，柔性石墨填料密封6，在限位螺栓3压紧力作用下与外套管5和芯管1外表面紧密贴合达到端面密封效果，实现第二重密封作用；在遇到因为地基沉降、装配不当造成的芯管1与柔性石墨填料密封6发生挤压时，利用抗弯曲导轨式结构导轨式密封承力凹槽10与和导轨式密封承力凸槽10与填料压盖4刚性承力结构件来实现弯曲应力的分担，保持填料两端受力平衡，改变以往填料受到芯管弯曲偏移造成填料受到局部方向的挤压，使得产品运动时不会产生卡阻现象，增加了填料使用寿命，提高产品的密封性能。
[0028]本实施例的优点可以归纳为:1)采用了导轨式金属承插密封结构，将介质走向固定在规定线路，实现密封。2)柔性石墨填料添加了新型抗氧化剂，延缓填料在高温条件下的氧化速度，保持填料良好回弹性，使得径向密封效果良好。3)抗弯曲导轨式结构，利用结构自身刚性来抵抗芯管对填料的弯曲应力，提高了产品整体抗变形能力，有利于产品运行稳定。
[0029]本实用新型既可适用于热网行业输送热水、蒸汽介质，也可适用于石化、电力、钢铁、核电行业输送空气、冷凝水等场合。
[0030]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.抗变形双重密封套筒补偿器，包括芯管、限位拉杆、填料压盖、外套管、密封材料和环形挡环，其特征在于:还包括导轨式密封承力凸槽和导轨式密封承力凹槽，所述导轨式密封承力凸槽固定在所述芯管上，所述导轨式密封承力凹槽和环形挡块固定在所述外套管上，所述密封材料安装在填料压盖和环形挡环之间，所述导轨式密封承力凹槽和导轨式密封承力凸槽为金属承插式密封结构，所述外套管与芯管通过填料压盖及限位拉杆连接，所述外套管和芯管之间形成双重密封腔体。
2.根据权利要求1所述的抗变形双重密封套筒补偿器，其特征在于:所述导轨式密封承力凸槽的凸槽截面形状为表面突起带圆弧状梯形的结构，所述导轨式密封承力凹槽的凹槽截面形状为表面凹陷带圆弧状梯形的结构。
3.根据权利要求1或2所述的抗变形双重密封套筒补偿器，其特征在于:所述导轨式密封承力凹槽和导轨式密封承力凸槽的槽式轨道为四个，沿着导轨式密封承力凹槽和导轨式密封承力凸槽的周向对称均匀设置。
4.根据权利要求1所述的抗变形双重密封套筒补偿器，其特征在于:所述芯管和限位拉杆之间安装有弹性体。
5.根据权利要求4所述的抗变形双重密封套筒补偿器，其特征在于:所述弹性体采用具有回弹能力且可抵抗介质压力推力的材料制作而成。
6.根据权利要求1所述的抗变形双重密封套筒补偿器，其特征在于:所述导轨式密封承力凸槽和导轨式密封承力凹槽采用抗弯曲变形能力且自身表面摩擦系数低的高强度材料制作而成。
7.根据权利要求1所述的抗变形双重密封套筒补偿器，其特征在于:所述导轨式密封承力凹槽周向设置环形密封槽，所述环形密封槽中放置有环形非金属密封圈。
8.根据权利要求1所述的抗变形双重密封套筒补偿器，其特征在于:所述密封材料为带有抗氧化剂涂料的柔性石墨填料。
9.根据权利要求1所述的抗变形双重密封套筒补偿器，其特征在于:还包括异径管，所述异径管与所述外套管焊接固定。
【文档编号】F16L51/00GK204099806SQ201420507135
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】金南, 毛卓群, 陈为柱 申请人:航天晨光股份有限公司