专利名称：双向套筒补偿器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种调节管道热伸冷缩的补偿器，尤其是涉及一种套筒式补偿器。
用于解决管道热伸冷缩的补偿器，种类很多，有矩形补偿器，球型补偿器，波纹补偿器，套筒式补偿器等。仅套筒式补偿器又有多种，有一般填料式套筒补偿器，柔性密封填料式套筒补偿器和弹簧套筒补偿器等。套筒式补偿器又分单向套筒补偿器和双向套筒补偿器。上述各种补偿器中，套筒式补偿器较其它各种补偿器具有补偿量大、用途广泛、安装方便、占据空间小、投资省等突出优点，且双向套筒补偿器又较单向套筒补偿器补偿量大一倍，即同样的补偿量双向套筒补偿器较单向套筒补偿器的长度短二分之一。但双向套筒补偿器的缺点也很突出，泄漏问题不易解决，这是因为一是不定型的填料压填在基本等截面的密封空间内，为防止泄漏，填料压得过紧，这样在安装过程中转动较为困难，另外在使用过程中支架推力过大，填料易磨损，从而引起介质泄漏，因此填料函需经常更换，所以维护、检修工作量较大。二是安装中心线的偏移，导致填料空间偏口，也是引起泄漏的原因之一。
本实用新型公开目的是提供一种补偿量大、采用内外双向密封措施的且带有通过调整装置可调整安装中心线的异径节的双向套筒补偿器。
一种双向套筒补偿器，由左端套管2、左端芯管5、右端套管25、右端芯管23、左端内密封圈4、左端外密封圈8、右端内密封圈26、右端外密封圈24及连结紧固件组成，其特征在于左端套管2的内圆和左端芯管5的外壁凸起的两侧之间各有一个圆环状楔锥形空间，右端套管25的内部凸起的两侧和右端芯管23的外圆之间也各有一个圆环状楔锥形空间，其各自的圆环状楔锥形空间内分别装有与其相匹配的圆环状楔锥形的左端内密封圈4、左端外密封圈8、右端内密封圈26、右端外密封圈24。
根据上所述的一种双向套筒补偿器，其特征还在于用于左、右两端的内、外密封圈，可以是实芯的，也可以是虚芯的，即在其圆环状楔锥体的中间开有“V”字型圆环状沟槽，其沟槽可以是一个，也可以是多个，内、外密封圈可以同时用实芯的，也可以同时用虚芯的，也可以混用。
附图为双向套筒补偿器结构示意图及部分零部件示意图，其中
图1为双向套筒补偿器结构示意图，其中1—异径节 2—左端套管3—左端内密封挡圈 4—左端内密封圈5—左端芯管6—左端防脱螺母7—左端防脱丝杆支脚8—左端外密封圈9—平垫10—外密封螺栓
11—左端防脱丝杆 12—压盘螺栓13—半法兰14—压盘螺母15—压盘装置 16—右端防脱丝杆17—螺母 18—连接法兰盘19—右端芯管法兰盘20—双头螺栓21—右端防脱螺母 22—右端防脱丝杆支脚23—右端芯管 24—右端外密封圈25—右端套管 26—右端内密封圈27—降压槽28—左端外密封固定环29—压环图2为
图1的I—I处剖视示意图，其中11—左端防脱丝杆 12—压盘螺栓13—半法兰16—右端防脱丝杆23—右端芯管 25—右端套管图3为
图1的II—II处剖视示意图，其中2—左端套管 3—左端内密封挡圈6—左端防脱螺母 7—左端防脱丝杆支脚11—左端防脱丝杆 12—压盘螺栓13—半法兰16—右端防脱丝杆30—锥销图4为
图1的III—III处剖视示意图，其中
2—左端套管 5—左端芯管7—左端防脱丝杆支脚 10—外密封螺栓11—左端防脱丝杆图5为左端芯管5和右端套管25连结示意图，其中5—左端芯管 25—右端套管27—降压槽28—左端外密封固定环31—方形开口图6为图5A—A处剖视示意图，其中5—左端芯管 28—左端外密封固定环31—方形开口图7为左端套管2与异径节1、左端防脱丝杆支脚7连结结构示意图，其中1—异径节 2—左端套管7—左端防脱丝杆支脚 32—穿孔图8为图7的左视图，其中1—异径节 2—左端套管7—左端防脱丝杆支脚 32—穿孔图9为左端内密封圈4及右端内密封圈26和右端外密封圈24结构示意图；
图10为左端外密封圈8结构示意图；
图11为压环29结构示意图，其中
29—压环 33—丝孔
图12为
图11B—B处剖视示意图，其中29—压环 33—丝孔
图13为平垫9结构示意图，其中9—平垫 34—顶孔
图14为
图13C—C处剖视示意图，其中9—平垫 34—顶孔
图15为左端内密封挡圈3结构示意图，其中3—左端内密封挡圈35—销孔
图16为
图15左视图，其中3—左端内密封挡圈35—销孔结合附图，叙述一下本实用新型双向套筒补偿器的实现过程本实用新型双向套筒补偿器主要由左端套管2、右端芯管23、左端芯管5、右端套管25(左端芯管5和右端套管25实际连为一体，如采用浇铸法可一次成型，如用机加工法分别加工完后再焊接为一体，其外径相同，外径与左端套管2的内径相同)、内外密封圈及其它连接、紧固件组成，现将其主要部分分别加以叙述左端套管2和右端芯管23以及分别与其连结固定在一起的部件结构均十分简单，左端套管2为一直径、长度、壁厚、适当的钢管，它的一端与异径节1通过焊接连为一体，左端套管2的另一端端部的外壁上对应焊接有2个左端防脱丝杆支脚7，左端防脱丝杆支脚7是由一块厚度适当的中间位置带有圆形穿孔32的方形钢板和二块同样厚度的等腰直角三角形钢板组成，穿孔32的直径大于左端防脱丝杆11的外径，方形钢板正方形或长方形均可，一般以长方形为宜，直角三角形钢板等腰不等腰均可，一般以等腰为宜。等腰三角形钢板的直角边的长比长方形钢板的宽稍短。左端防脱丝杆支脚7与左端套管2的固定连接将以对角线交点为圆心钻好圆形穿孔32的长方形钢板在其长度的一边，加工上一个与左端套管2外壁弧面相吻合的圆弧，当长方形钢板的圆弧与左端套管2的外壁弧面完全吻合后，长方形钢板的面与左端套管2的高(即长度方向)呈垂直状态，距左端套管2不带异径节的一端的端部一定距离(当把等腰三角形钢板的两直角边分别固定在长方形钢板和左端套管2的外壁上后，使等腰三角形钢板紧贴左端套管2外壁上的一锐角的端部距左端套管2的端部适当留有一定距离)处，用焊接法在长方形钢板与左端套管2的吻合处将长方形钢板固定在左端套管2的外壁上，再把两块相同的等腰三角形的钢板的一直角边贴靠焊接在左端套管2的外壁上，一直角边贴靠焊接在长方形钢板面朝左端套管2不和异径节1连接的一面的两边，使三角形钢板的一面与长方形钢板宽度和厚度形成的一面呈一平面状态。左端防脱丝杆支脚7对称设置2至4个，一般2个足够。右端芯管23也为一长度、直径、壁厚适当的钢管，其一端的端部外侧加工有环状坡口，以备安装时其端部不致于碰脱右端内密封圈26，不带坡口的一端焊接上连接法兰盘19，在连接法兰盘19的内侧一定距离，焊接上2至4个相互对称的右端防脱丝杆支脚22，一般有两个足够，其构件的形状与左端防脱丝杆支脚7构件的形状相似，其焊接固定方法和左端防脱丝杆支脚7与左端套管2的固定方法相同，其直角三角形钢板的其中一角朝向连接法兰盘19，即朝向右端芯管23不带坡口的一端。左端芯管5和右端套管25为两段内、外径分别相同且壁较厚的钢管，所不同的是左端芯管5的内壁为一光洁的圆筒，外壁上加工有圆环状的凸起及沟槽，而右端套管25的外壁为一光洁的圆周面，其内壁上加工有圆环状沟槽，分别按要求加工好后，再将右端芯管5的外壁不带圆环沟槽的一端与右端套管25带有篦梳式降压槽27的一端焊接在一起，如条件许可，采用浇注也可将上述两个部件铸为一体。现将结构稍为复杂的左端芯管5和右端套管25的加工方法一一分别叙述左端芯管5的加工左端芯管5为一长度、壁厚、直径适当的钢管。其外径应和左端套管2的内径相同，其内径应和右端芯管23的外径相同，但管壁较厚，在距其管长两端点的合适部位加二出一个圆环状凸起，即凸起的最高处为该钢管的外径，而凸起部位的两侧的管壁越来越簿，即当左端芯管5插入到左端套管2中后，左端芯管5外壁上凸起的两侧和左端套管2的内壁之间分别形成两个圆环状楔锥形空间。这两个圆环状楔锥形空间分别用来安装左端内密封圈4和左端外密封圈8。安装左端内密封圈4和左端外密封圈8的圆环状楔锥形空间可以相同，也可以不相同，考虑到加工的方便，还是以相同为宜。左端芯管5上的圆环凸起稍靠近其原钢管长度方向的任意一端，即不在其管长的中心位置。在距圆环凸起较近一端端部的管径外侧加工上圆环状坡口，稍离坡口一定距离，再加工上一个宽度，深度适当的圆环形沟槽，以备安装防止左端内密封圈4脱落的半环状左端内密封挡圈3用。由于圆环凸起的两侧为两个相同的圆环状楔锥形空间(当把左端芯管5插入左端套管2后)且圆环凸起又不处于左端芯管5的中部，故不带圆环形沟槽的一端仍有一段外径与圆环凸起的最大直径相同(也就是原管外径)，从不带圆环形沟槽的一端离开环形凸起的端部适当距离，将右端芯管5的管壁从外径向管内适当等距离去掉部分，使管壁变簿，即外径变小，使较薄等壁厚的这段圆管和临近的圆环凸起的端部中间留有一个以该圆管原壁厚组成的左端外密封固定环28。在左端外密封固定环28边缘的合适部位一一对应开上六个尺寸适当、形状一样的方形开口31，以备安装外密封螺栓10用。
右端套管25的加工右端套管25和左段芯管5的材质，尺寸相同。所不同的是左端芯管5的圆环形凸起及沟槽处于该管的外壁，而右端套管25的圆环凸起及沟槽则处于该管的内壁，其加工方法基本上和左端芯管5的方法相同，当把右端芯管23插入到加工好的右端套管25中后，在右端套管25内壁圆环形凸起的两侧与右端芯管23的外壁之间形成两个外宽里窄的圆环状楔锥形空间，这两个圆环状楔锥形空间用来安装右端外密封圈24和右端内密封圈26。右端套管25内部圆环形凸起两侧的管壁的厚度由凸起部位分别向两侧逐渐均匀减小，其中安装右端外密封圈24的一端的该管内壁一直加工到其端部。而另一端安装右端内密封圈26的圆环形楔锥状沟槽加工好后，不再继续加工(即保留原管壁厚)，而是从安装右端内密封圈26的圆环形楔锥状沟槽较宽的一端依次向该管的端部等距离加工上几个宽度，深度相同的篦梳式降压槽27，再把带有降压槽27的一端的端部到最外侧的一个降压槽27之间的管壁从其内部均匀去掉一部分，使其内径和左端芯管5不带圆环形沟槽一端端部圆管的外径相同，以便装配时连接。在内部加工好圆环形凸起和降压槽27的右端套管25不带降压槽27的一端端部外侧焊接上一个半法兰13，以备安装时连接压紧右端外密封圈24的压盘装置15用，并可使左、右防脱丝杆从其中的圆孔中穿过图(2)。
再将部分连接、密封件分别加以叙述密封圈(图9、
图10)本实用新型双向套筒补偿器共设四道密封，分为左右内外密封，其密封圈可用聚氟乙烯加工，也可以用聚氨酯材料或耐油耐高温的橡胶材料制作，其形状为楔锥式圆环，断面可以是实芯的，也可以是中间带有“V”字形圆环状沟槽的，其内径适当大于所套芯管的外径(相等当然也可以，因为具有弹性)，以方便装配。
左端内密封挡圈3为防止左端内密封圈4脱落而设置，金属加工而成，边缘呈齿轮状。为防止该挡圈脱落，故将其置于左端芯管5安装左端内密封圈4一端的圆环状沟槽内，由于该挡圈无弹性，为便于安装，故将其分为均匀的两半环状(
图15、
图16)。装配时，当把左端内密封圈4放好后，将其齿轮的斜面贴靠在左端内密封圈4上，其内圈放入左端芯管5上的圆环状沟槽内，两个半环状的左端内密封挡圈3放好后，用锥销30通过其上边的销孔35将其连结成一体。
平垫9(
图13、
图14)及压环29(
图11、
图12)均为金属构件，为控制左端外密封圈8外滑而设。由于将其安装在左端芯管5的外部凸起和左端外密封固定环28之间，故只能将其分别分为均匀的两个半圆环状，平垫9上有顶孔34，其紧靠左端外密封圈8，压环29上有丝孔33，丝孔33对应平垫9上的顶孔34，压环29紧靠平垫9，通过穿过左端芯管5上的左端外密封固定环28上的方形开口31的外密封螺栓10，使压环29和平垫9将左端外密封圈8紧压在由左端套管2和左端芯管之间的环状楔锥形的空间内，起到密封作用。
压盘装置15压盘装置15主要构件是一个近似法兰盘的片状圆环，其外径与右端套管25上的半法兰13的外经相同，并带有和半法兰13上的连接穿孔对应匹配的穿孔以及可使左、右防脱丝杆穿过的圆孔，以便装好右端外密封圈24后用压盘螺栓12和压盘螺母14将压盘装置15和半法兰13连接在一起，顶住左端外密封圈24使其紧紧封住右端套管25与右端芯管23之间的间隙，片状圆环的内径适当大于右端芯管23的外径(
图1)，在其内圆上焊上一个外径和片状圆环的内径相等的短圆筒，短圆筒的另一端连接一个断面呈直角三角形的圆环状压舌，使其直角边的一面同片状圆环与其相对的一面呈平行状态。
本实用新型双向套筒补偿器的装配左端芯管5和右端套管25口不是采用一次浇注成型，则应先将其焊为一体，把左端芯管5端部不带圆环形沟槽的一端插入到右端套管25带有篦梳式降压槽27一端的内部，焊接好。把压盘装置15和左端外密封圈24依次从右端芯管23带有坡口的一端套入到右端芯管23的外部，并使右端外密封圈24较窄的一端朝向右端芯管23带有坡口的一端，而压盘装置15的压舌朝向右端外密封圈24较宽的一端。把右端内密圈26按要求放进右端套管25靠近篦梳式降压槽27的圆环状楔锥形的沟槽内，把穿上压盘装置15和右端外密封圈24的右端芯管23带有圆环坡口的一端从右端套管25带半法兰13的一端插入到右端套管25中去，插入时应慢，以防碰脱右端内密封圈26。然后把右端外密封圈24推入到由右端套管25和右端芯管23构成的宽口朝外的圆环状楔锥形空间内，使压盘装置15的压舌紧贴靠在右端外密封圈24的斜面上，并用压盘螺栓12和压盘螺母14通过半法兰13和构成压盘装置15的片状圆环上的穿孔将压盘装置15的片状圆环和半法兰13连接一起，使压盘装置15的压舌将右端外密封圈24紧紧压在由右端套管25和右端芯管23构成的圆环状楔锥形的空间内，实行右端第二道密封。再把左端外密封圈8和左端内密封圈4依次套入左端芯管5外壁圆环凸起的两侧，使其较窄的一端朝向凸起部位(由于密封圈有弹性，左端外密封圈8很容易套入)，把半环状内密封挡圈3，一一置于左端芯管5一端外壁的圆环形沟槽内，并使内密封挡圈3的斜面靠近左端内密封圈4较宽的一面，再用锥销30通过两个半环状内密封挡圈3上的销孔35将两个半环状内密封挡圈3连为一体。把半环状平垫9和半环状压环29依次对应置于左端外密封圈8和左端芯管5外壁上的左端外密封固定环28之间，平垫9不带顶孔34的一面朝向左端外密封圈8，带顶孔34的一面朝向压环29，顶孔34和压环29上的丝孔33一一对应，再把外密封螺栓10通过左端芯管5外壁上的左端外密封固定环28上的方形开口31拧入压环29的丝孔33中。把焊接上异径节1和左端防脱丝杆支脚7的左端套管2从不带异径节1的一端套入左端芯管5带有有圆形坡口和外壁带有圆环形沟槽的一端，并使其套入端遮盖住左端芯管5外壁上的左端外密封固定环28，拧紧外密封螺栓10，使之将左端外密封圈8紧紧地压在由左端套管2和左端芯管5构成的圆环状楔锥形的外密封空间内。再用左端防脱丝杆11和右端防脱丝杆16通过右端套管25上的半法兰13上的穿孔及左端防脱丝杆支脚7、右端防脱丝杆支脚22的圆孔分别将左端防脱丝杆支脚7、右端防脱丝杆支脚22同右端套管25上的半法兰13连接起来。可使左、右端防脱丝杆11、16穿过的左、右端防脱丝杆支脚7、22上的圆孔及右端套管25上的半法兰13上的穿孔的直径稍大于左、右防脱丝杆11、16的直径，所以在使用过程中，调整好左、右端防脱丝杆11、16的伸缩长度，即不影响由于套管和芯管间由于热帐冷缩引起的相对运动，又可防止其由于相对运动距离的增大而造成的脱套。最后用双头螺栓20和螺母17把连接法兰18和右端芯管法盘19连接在一起。
本实用新型双向套筒补偿器由于采用了非等空间的圆环状楔锥形四级密封，内密封主要靠管道内介质的推力自动密封，外密封则是靠人工强行密封，所以密封效果好。
本实用新型双向套筒补偿器，补偿量大，长度仅为相同补偿量的单向套筒补偿器的二分之一，结构简单，安装、调试、维修方便。
权利要求1.一种双向套筒补偿器，由左端套管2、左端芯管5、右端套管25、右端芯管23、左端内密封圈4、左端外密封圈8、右端内密封圈26、右端外密封圈24及连接紧固件构成，其特征在于左端套管2的内圆和左端芯管5的外壁凸起的两侧之间各有一个圆环状楔锥形空间，右端套管25的内部凸起的两侧和右端芯管23的外圆之间也各有一个圆环状楔锥形空间，其各自的圆环状楔锥形空间内，分别装有于其相匹配的圆环状楔锥形的左端内密封圈4、左端外密封圈8、右端内密封圈26、右端外密封圈24。
2.根据权利要求1所述的一种双向套筒补偿器，其特征还在于用于密封的左、右两端的内、外密封圈可以是实芯的，也可以是虚芯的，即在密封圈的圆环状楔锥体的中间开有“V”字型圆环状构槽，其沟槽可以是一个，也可以是多个，内、外密封圈可以同时用实芯的，也可以同时用虚芯的，也可以混用。
专利摘要本实用新型属于一种调节管道热伸冷缩的补偿器，尤其是涉及一种双向套筒式补偿器。本实用新型双向套筒补偿器的左端芯管5的外壁凸起的两侧和左端套管2的内圆之间以及右端套管25内壁凸起的两侧和右端芯管23的外圆之间各有一个圆环状楔锥形空间，且其各自的空间内均装有与其相匹配的圆环状楔锥形弹性密封圈，外密封采取人工强制密封，内密封则是靠管道内介质推力自行密封，由于采取了内外密封，故密封效果好。
文档编号F16L27/00GK2249854SQ9622761
公开日1997年3月19日 申请日期1996年4月5日 优先权日1996年4月5日
发明者刘丕洋 申请人:枣庄市热力公司