一种管廊系统专用的独立密封补偿器的制作方法

本发明涉及管道附件技术领域，尤其涉及一种管廊系统专用的独立密封补偿器。

背景技术：

补偿器补偿器习惯上也叫膨胀节，或伸缩节。由构成其工作主体的波纹管(一种弹性元件)和端管、支架、法兰、导管等附件组成。现有套筒补偿器的结构一般包括内管和外管，内管插在外管中，内管与外管之间设有密封填料，内管和外管的端部接在热力管道上，当热水管道发生线膨胀时，内管和外管通过相对移动来实现对线膨胀的补偿。但是传统结构的套筒补偿器，内管与外管的相对移动会使填料发生磨损造成密封性能下降；另外管道发生线膨胀时，其位移方向与套筒补偿器内管和外管的相对移动方向难以保证一致，使得密封填料所受摩擦力偏向一侧，使填料的磨损加剧缩短了套筒补偿器的使用寿命。例如中国专利CN105443912A公开了一种套筒补偿器包括内管、外管、筒体，内管的中间位置焊接有定位盘，筒体的一端与内管上定位盘密封连接，其特征是筒体的另一端密封连接有套管，外管从套管中穿过伸进筒体内，外管伸进筒体的端部与套管之间密封连接有硅橡胶管，硅橡胶管与筒体之间留有间隙。该技术方案主要通过使硅橡胶管发生伸缩而不会对硅橡胶管造成磨损，保证了套管补偿器的使用寿命。但是存在的不足之处是，虽然该结构可以省去法兰盘和密封垫圈，但是这种套筒需要内管、外管、筒体层层套设，移动不灵活，导致补偿效果受到影响，此外，在外管伸进筒体的端部和套管之间密封连接的硅橡胶管，硅橡胶管与筒体之间留有空隙，这样会导致套筒补偿器易渗漏，磨损后需要定期打填料进行维护堵漏。

再如中国专利CN204785273U公开了一种高补偿量套管补偿器，它包含波纹管本体、外套管、内套管、右背板、右背板法兰、外套管法兰、右连接法兰、内套管法兰、左连接法兰、挡圈、密封胶圈、左背板、左背板法兰，通过采用挡圈、密封胶圈使介质不会与波纹管本体接触，保护了波纹管本体。该技术方案能够获得较高的轴上补偿量，但是该技术方案披露的套管补偿器，结构复杂，制作成本高，套筒补偿器易渗漏，磨损后需要定期打填料进行维护堵漏。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的结构复杂，制作成本高，套筒补偿器易渗漏以及容易出现断裂的问题，本发明提供了一种管廊系统专用的独立密封补偿器。

本发明采用的技术方案为：一种管廊系统专用的独立密封补偿器，所述补偿器包括内活动套管、外套管和端管；所述内活动套管的端部固定在外套管内中下部位置，所述端管的端部贴合固定在外套管顶端内壁上，形成三层套管结构，其创新点在于：所述内活动套管伸入外套管部分的末端设置有防拉脱装置，所述防拉脱装置固定一周，形成加固区；所述防拉脱装置包括第一加固机构、第二加固机构和加固件，所述第一加固机构与第二加固机构均由一弧形板结构和一直板结构组成，该弧形板结构与直板一体成型；所述第一加固机构与第二加固机构分别固定在内活动套管伸入外套管部分的末端两侧；所述第一加固机构与第二加固机构连接处均使用加固件固定。

在一些实施方式中，所述弧形板的弧度大小与所需固定的补偿器内活动套管的管径相同。

在一些实施方式中，所述加固件包括加固块和加固槽，所述加固块设置在第二加固机构的直板末端，并凸出所述直板末端；所述加固槽设置在第一加固机构的直板内，且距离直板末端3-5cm的距离。

在一些实施方式中，所述第一加固机构的直板结构长度大于第二加固机构的直板结构长度。

在一些实施方式中，所述第一加固机构上设置有“L”型固定块，所述“L”型固定块的竖直段与第一加固机构直板末端一体成型，所述“L”型固定块水平段朝向第二加固机构的直板末端。

在一些实施方式中，所述第二加固机构的直板末端设置有一横向凹槽，所述横向凹槽内卡设“L”型固定块水平段。

在一些实施方式中，所述补偿器还包括密封结构，所述密封结构设置在外套管和内活动套管连接之间；所述外套管上设置有若干密封压盖，所述内活动套管与外套管对应处设置有若干密封凹槽；所述密封压盖与密封凹槽嵌合紧密连接；所述密封结构设置在密封压盖与密封凹槽接触的顶部，密封压盖将所述密封结构压设于所述密封压盖与密封凹槽之间。

在一些实施方式中，所述密封结构为Y型密封圈或O型密封圈或两者结合。

在一些实施方式中，所述密封结构呈环形阶梯状，且包括两级阶梯，端部第一级环形阶梯卡设于所述密封压盖，第二级阶梯卡设于所述密封凹槽内；所述第二级环形阶梯的高度h1小于等于密封凹槽的高度h。

在一些实施方式中，所述密封结构包括两个同心圆，所述两个同心圆分别为内密封圈和外密封圈，两个同心圆密封圈底部相连，成为一密封体，所述两个同心圆密封圈的底部相连处形成环形凹陷区。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的防拉脱装置的设计，相比于现有技术中的采用法兰固定，加固方式更为简化，由于法兰固定需要众多的固定件，安装携带均不方便，上述结构正好解决了此难题，使得加固更为方便，结构更为简单。

(2)本发明的补偿器，具有显著的实现无推力、补偿距离大、运营成本低等特点，满足城市供热需求，其中密封结构能够有效的保证产品可靠的密封，无需定期填料维护，减少人工成本，密封时间长，且不需要额外的维护措施，一劳永逸。

(3)本发明的第三类密封结构，比Y型密封圈或O型空心圆柱体具有更大程度的改进，首先，密封结构体积大大减少，随之而来的，制造成本明显降低，其次，密封更灵活，例如，采用阶梯状结构设计，密封压盖的长度具有更大的灵活性，密封压盖最大可以为密封凹槽高度和第一环形阶梯高度的总和，即，密封结构的第二级阶梯嵌合于密封凹槽顶部。因此可以适用于多种补偿管，适用性更广。

(4)本发明的弹性密封固定装置与密封压盖是呈活动连接的，可以根据密封结构的凹陷区高度或者实际需求自由调节，起到加强密封结构固定的作用且不影响密封过程的进行，间接的，保证补偿管中内活动套管与外管的密封性能。

附图说明

图1是本发明防拉脱装置一种实施方式示意图；

图2是本发明防拉脱装置第二种实施方式示意图；

图3是本发明防拉脱装置第三种实施方式示意图；

图4是本发明图2虚线处放大图；

图5是本发明防拉脱装置另一种实施方式加固件的结构示意图；

图6是本发明防拉脱装置第三种实施方式加固件的结构示意图；

图7是本发明图6虚线处放大图；

图8是本发明补偿器外套管结构示意图；

图9是本发明补偿器内活动管结构示意图；

图10是本发明补偿器中Y型密封圈结构示意图；

图11是本发明补偿器中O型密封圈结构示意图；

图12是本发明补偿器中第三种实施方式中的密封结构示意图；

图13是本发明补偿器中第四种实施方式中的密封结构示意图；

图14是本发明补偿器弹性密封固定装置结构示意图；

图15是本发明补偿器中弹性环形柱体的柱体底部结构示意图；

图16是本发明补偿器中第四种实施方式中的密封结构底部示意图；

图17是本发明补偿器中整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

本发明披露了一种管廊系统专用的独立密封补偿器，在本发明的此实施方式中，管廊系统由若干根安装在支架上的管道组成，支架上安装的每根管道均间隔设置有补偿器，本发明补偿器的补偿量大，不需要每隔40-60m就设置一组。所述的补偿器至少沿管道长度方向定位在补偿机构安装架上，该补偿机构安装架安装在地面上，所述补偿器两端分别与上游管体、下游管体连接；具体的，如图17所示：所述补偿器包括内活动套管1、外套管2和端管3；所述内活动套管1的端部固定在外套管2内中下部位置，所述端管3的端部贴合固定在外套管2顶端内壁上，形成三层套管结构，为了防止三层套管中内活动套管1和外套管2连接部分发生脱离现象，影响补偿器的使用寿命，其在本发明的此实施方式中，所述内活动套管1伸入外套管2部分的末端设置有防拉脱装置，所述防拉脱装置800固定一周，形成加固区；如图1、2所示：所述防拉脱装置800包括第一加固机构110、第二加固机构111和加固件112，所述第一加固机构110与第二加固机构111均由弧形板结构1101和直板结构组成，该弧形板结构1101与直板结构一体成型；所述第一加固机构110与第二加固机构111分别固定在内活动套管1伸入外套管2部分的末端两侧；所述第一加固机构110与第二加固机构111连接处均使用加固件112固定。本发明的防拉脱装置800，相比于现有技术中的采用法兰固定，加固方式更为简化，由于法兰固定需要众多的固定件，安装携带均不方便，上述结构正好解决了此难题，使得加固更为方便，结构更为简单。

如图1所示：作为进一步优选的，第一加固机构110与第二加固机构111结构相同，均包括左直板结构1103、右直板结构1102以及弧形板结构1101，所述左直板结构1103一体成型连接弧形板结构1101，所述弧形板结构1101一体成型连接右直板结构1102，第一加固机构110的弧形板结构与第二加固机构111的弧形板结构正好构成一个容纳内活动套管的管径大小，也就是说，所述第一加固机构110的弧形板的弧度大小与所需固定的补偿器内活动套管1的管径相同，第二加固机构111的弧形板的弧度大小与所需固定的补偿器外套管2的管径相同。

如图2所示：在本发明的另一实施方式中，第一加固机构110与第二加固机构111结构相同，均包括一右直板结构1102和一弧形板结构1101，所述右直板结构1102与弧形板结构1101一体成型，第一加固机构110的弧形板结构与第二加固机构111的弧形板结构正好构成一个容纳内活动套管的管径大小，也就是说，所述第一加固机构110的弧形板的弧度大小与所需固定的补偿器内活动套管1的管径相同，第二加固机构111的弧形板的弧度大小与所需固定的补偿器外套管2的管径相同。

如图3所示：作为进一步优选的，第一加固机构110与第二加固机构111结构相同，均包括一右直板结构1102和一弧形板结构1101，所述右直板结构1102与弧形板结构1101一体成型，且第一加固机构110的弧形板结构与第二加固机构111的弧形板结构也实现一体成型，即只需要固定第一加固机构110的右直板结构1102与第二加固机构的右直板结构1102，固定步骤简化，固定效果良好。

在本发明中，为了进一步减少防拉脱装置800的部件，提高生产效率和减轻生产负担，并且能够实现更好的加固作用，在本发明的此实施方式中，上述加固件112与第一加固机构110或第二加固机构111一体成型，并实现防脱拉的功能。

具体的，如图3所示：所述加固件112包括加固块1121和加固槽1122，所述加固块1121设置在第二加固机构111的右直板结构末端，并凸出所述右直板结构末端；所述加固槽1122设置在第一加固机构110的右直板结构内，且距离右直板结构末端3-5cm的距离。当第一加固机构110与第二加固机构111分别固定在两侧，将加固块1121嵌入加固槽1122中，完成固定。作为进一步优选的，为了增加加固的可靠性，在本发明的此实施方式中，如图4所示：加固槽1122的上壁及左右内壁上均设置有波纹状结构，与之相匹配的，加固块1121的上壁及左右内壁上也设置有与波纹状结构波纹相契合的反波纹状结构。上述加固块1121可以选用弹性加固块，可以减少与加固槽1122之间的硬性摩擦，延长使用寿命。

在本发明的另一实施方式中，上述加固件112可以选择其他的结构，但是具有一个前提，必须是所述第一加固机构110的右直板结构长度大于第二加固机构111的右直板结构长度。如图5所示：所述加固件112包括“L”型固定块1123和固定槽1124，所述第一加固机构110上设置有“L”型固定块1123，所述“L”型固定块1123的竖直段与第一加固机构110右直板结构末端一体成型，所述“L”型固定块1123水平段朝向第二加固机构111的右直板结构末端；所述第二加固机构111的右直板结构末端设置有一固定槽1124，所述固定槽1124为横向凹槽，该横向凹槽内卡设“L”型固定块1123水平段。

作为进一步优选的，在本发明的另一实施方式中，如图6、7所示：所述加固件包括加固块1121、加固槽1122、“L”型固定块1123和固定槽1124，所述加固块1121设置在第二加固机构111的右直板结构末端，并凸出所述右直板结构末端；所述加固槽1122设置在第一加固机构110的右直板结构内，且距离右直板结构末端3-5cm的距离，所述第一加固机构110上设置有“L”型固定块1123，所述“L”型固定块1123的竖直段与第一加固机构110右直板结构末端一体成型，所述“L”型固定块1123水平段朝向第二加固机构111的右直板结构末端；所述第二加固机构111的右直板结构末端设置有一固定槽1124，所述固定槽1124为横向凹槽，该横向凹槽内卡设“L”型固定块1123水平段。当第一加固机构110与第二加固机构111分别固定在两侧，将加固块1121嵌入加固槽1122中，完成第一道固定，然后，将“L”型固定块1123水平段对准横向凹槽，将其卡设在横向凹槽内，完成第二道固定。上述两道固定，彼此配合，彼此制约，能够达到优秀的固定作用，结构设计巧妙，且并不复杂，能够有效降低生产成本。作为进一步优选的，为了增加加固的可靠性，在本发明的此实施方式中，横向凹槽的上壁及左右内壁上均设置有波纹状结构，与之相匹配的，“L”型固定块1123的上壁及左右内壁上也设置有与波纹状结构波纹相契合的反波纹状结构。上述“L”型固定块1123可以选用弹性加固块，可以减少与固定槽1124之间的硬性摩擦，延长使用寿命。

作为本发明优选的，在本发明的此实施方式中，所述补偿器还包括密封结构，所述密封结构设置在外套管2和内活动套管1连接之间。此密封结构能够有效的保证产品可靠的密封，无需定期填料维护，减少人工成本。具体的，在本发明中，密封结构可以选择为Y密封圈或O型密封圈或两者结合使用。

在补偿器三层套管结构中，外套管2和内活动套管1的固定连接尤为重要，决定着补偿器的灵活性、补偿能力以及密封程度。因此，为了提高补偿器的上述性能，在本发明的此实施方式中，如图8所示：所述外套管2上设置有若干密封压盖21，如图9所示：所述内活动套管1与外套管2对应处设置有若干密封凹槽11；所述密封压盖21与密封凹槽11嵌合紧密连接；也就是说，上述密封结构设置在密封压盖21与密封凹槽11接触的顶部，密封压盖21将所述密封结构压设于所述密封压盖21与密封凹槽11之间。在本发明中，外套管2上设置有密封压盖21，作为进一步优选的，密封压盖21为弹性件，密封压盖21的设置，在与密封凹槽11密封时，可以摒弃传统的在内活动套管1的密封凹槽11内靠注入填料进行内活动套管和外套管2密封的行为，密封时间长，且不需要额外的维护措施，一劳永逸。

针对上述外套管2与内活动套管1的连接方式，在本发明的此实施方式中，密封结构可分别作出如下改进：

如图10所示：所述Y型密封圈61的上部设置为U型，U型结构的底部及四周正好包裹密封压盖21整体，所述Y型密封圈的下部呈圆柱体状，该圆柱体状正好由密封凹槽11的凹陷处包覆，以此达到紧密密封的作用。作为进一步优选，如图11所示：上述O型密封圈71选择为O型空心圆柱体，所述O型空心圆柱体直径小于等于密封凹槽11长度，空心圆柱体的高度大于等于密封凹槽11高度。此时，密封压盖21径直穿过O型空心圆柱体，然后，O型空心圆柱体嵌入密封凹槽11内，形成密封体，能够保证介质流体不发生泄露。为了进一步减少Y型密封圈或O型密封圈的制造成本，作为进一步优选的，如图12所示：在本发明的此实施方式中，所述密封结构还可以呈环形阶梯状，且包括两级阶梯，端部第一级环形阶梯41卡设于所述密封压盖21，第二级阶梯42卡设于所述密封凹槽11内；所述第二级环形阶梯42的高度h1小于等于密封凹槽11的高度h，但是必须存在一定的高度，以实现卡设在密封凹槽11内的动作。上述第三种类型的密封结构，比Y型密封圈或O型空心圆柱体具有更大程度的改进，首先，密封结构体积大大减少，随之而来的，制造成本明显降低，其次，密封更灵活，例如，采用阶梯状结构设计，密封压盖21的长度具有更大的灵活性，密封压盖21最大可以为密封凹槽11高度和第一环形阶梯41高度的总和，即，密封结构的第二级阶梯42嵌合于密封凹槽11顶部。因此可以适用于多种补偿管，适用性更广。

作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，上述密封结构还可以呈同心圆结构的密封圈，例如，如图13所示：本发明中第四种类型的密封结构包括两个同心圆，所述两个同心圆(分别为内密封圈51和外密封圈52)密封圈底部相连，成为一密封体，所述两个同心圆密封圈的底部相连处形成环形凹陷区53。上述内密封圈51套设在密封压盖21上，上述外密封圈52套设于密封凹槽11内，密封结构简单，密封性能好，减少加工成本。作为进一步优选的，外密封圈的高度大于内密封圈的高度，使之环形凹陷区53的高度增加，进一步为后续固定装置的固定作用奠定基础。与之配合的，为了更好的在第四类密封结构上改进，增强密封结构的固定作用，在本发明的此实施方式中，所述密封压盖21侧边上还设置有弹性密封固定装置，所述弹性密封固定装置与密封压盖21一体成型，如图14所示：该弹性密封固定装置为一具有一定厚度的弹性环形柱体54，所述弹性环形柱体54套设在密封压盖21四周侧壁，且与密封压盖21一体成型。上述弹性环形柱体54的环形柱体的厚度与第四类密封结构的环形凹陷区53凹陷深度相同，两者密切配合嵌合紧密连接，实现密封结构固定作用。当然，作为进一步优选的，上述弹性密封固定装置与密封压盖21是呈活动连接的，可以根据密封结构的环形凹陷区53高度或者实际需求自由调节，起到加强密封结构固定的作用且不影响密封过程的进行，间接的，保证补偿管中内活动套管1与外套管2的密封性能。也就是说，密封压盖21与内密封圈51嵌合连接，与此同时，外密封圈52嵌入密封凹槽11内，实现密封压盖21与密封凹槽11的密封，当密封结构位置固定时，调节弹性密封固定装置的位置，使得弹性环形柱体的环形柱体54与第四类密封结构的环形凹陷区53密切嵌合紧密连接。

作为进一步优选的，为了进一步提高固定效果，使得固定更加紧密，在本发明的此实施方式中，如图15所示：所述弹性环形柱体54的柱体底部设置有向内侧凹陷的圆台型凹槽，与之配合的，如图16所示：所述第四类密封结构的环形凹陷区53底部设置有若干个圆台型凸起，所述圆台型凸起的弧度较小，但是范围较大，例如，第四类密封结构的凹陷区底部设置4个圆台型凸起即可。此外，所述圆台型凹槽的深度不得大于圆台型凸起的深度。上述圆台型凹槽的深度不得大于圆台型凸起的深度的设定，有利于所述圆台型凸起在受到热胀冷缩或任何轴向压力补偿时，与所述圆台型凹槽相抵，形成作用力下的二次补偿密封体，而且压力越大，圆台型凹槽与圆台型凸起的连接越是紧密，固定效果佳，补偿力度大。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。