压力平衡型套筒补偿器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种套筒补偿器，尤其是一种压力平衡型套筒补偿器，属于流体输送管路技术领域。
【背景技术】
[0002]套筒补偿器主要应用在供热领域管路系统，用于吸收热位移，降低管道温度应力。现有的压力平衡型套筒补偿器主要是基于GB/T12465-2007中推荐的F型结构，产品吸收热位移的同时可以承受管道内压推力。
[0003]中国专利文献CN101900235A公开了一种无推力套筒补偿器，它包括左壳体、内管、密封件、右壳体、加注管和环。左壳体、右壳体内孔设有密封件和环，对应密封件的外壁设有加注管。内管两端等径管上分别套装左壳体和右壳体并作连接。内管与左壳体、右壳体内孔中安装的密封件及环间隙配合，内管的凸台与右壳体大孔端配合形成随内管运动的活塞结构。内管凸台右侧设有由右壳体内腔与内管外壁组成的平衡腔，内管外壁上设有径向孔沟通平衡腔，左壳体大孔端外壁设有透气孔。该发明中内管凸台端面的面积等于内管内孔的横向截面积，通过径向孔实现平衡腔的压力随介质压力变化，内管凸台右端面产生的推力等于管道端盲板或弯头处的盲板推力，而且推力方向相反，互为抵消。然而，实践中反映出其存在以下主要问题:1)凸台两端为等径管，使得左、右端密封件直径尺寸必须一致，限制了应用范围；2)三处密封件沿产品长度方向左、中、右依次排开，产品长度较长;3)凸台外径与右壳体间因为设有密封件导致右壳体直径偏大，进而导致与左壳体的一体化连接法兰直径更大，产品外廓尺寸庞大;4)由内孔组成的密封腔体积无法调整，导致密封件仅能用橡胶等弹性体材料，使用温度、压力受限，密封件与内管间隙配合、密封件受力结构不好，易泄漏，产品一次使用寿命不长，需要经常维护;5)加注管填注料仅能局部解决泄漏问题，当内部密封件老化需要更换时，必须拆开一体化连接法兰，割开左壳体、内管与现场管道的连接焊缝后，才能抽出右壳体与内管，露出密封件进行更换，十分麻烦;此外还存在，内孔组成的密封腔等零部件需要锻件制造，制造工艺性差，加之外廓尺寸较大，不适用于大口径产品；等等不足之处。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:针对上述现有技术存在的主要问题，提出一种密封件直径尺寸组合灵活，产品长度及外廓尺寸紧凑，密封体容腔体积可以调整，且装拆方便的压力平衡型套筒补偿器，从而大大延长一次使用寿命，确保长期工作的密封可靠性。
[0005]为了达到以上目的，本发明压力平衡型套筒补偿器的基本技术方案是:包括对接端外固连第三接管的第一接管以及对接端外具有矩形截面中空管环的第二接管，所述第一接管插入第二接管的中空管环内；所述第三接管延伸出包容中空管环的大径段后，径向收缩至邻近第二接管再轴向延伸出小径段;所述小径段的内孔具有内径与所述第二接管外径动配合的内伸环，所述小径段的外端与单口压盖固连;所述单口压盖具有插入所述小径段内孔与第二接管外圆间隙的内压环，所述内伸环与内压环之间填充第二密封填料;所述中空管环的内孔和外圆分别具有内凸环和外凸环，所述内凸环的内径与第一接管的外径动配合，所述外凸环的外径与第三接管的内径动配合;所述中空管环的端部与双口压盖固连，所述双口压盖具有插入中空管环内孔与第一接管外圆间隙的内插环，以及插入中空管环外圆与第三接管内孔间隙的外插环;所述内凸环与内插环之间以及所述外凸环与外插环之间分别填充第一和第三密封填料;所述矩形中空管环和第三接管间的空腔与第二接管内相通。
[0006]由于内插环和内凸环间、外插环和外凸环间的两处密封填料在产品长度方向上内、外重叠布置，大大缩短了产品长度。内压环、内插环、外插环的插入深度可改变，因此密封体的容腔体积可调，从而可以根据密封填料的磨损情况按需调整，确保密封，大大延长一次使用寿命。并且，只要拆除压盖板，即可方便地取出密封填料，大大方便了维护更换。
[0007]进一步，所述第一密封填料内径的平方与第二密封填料内径的平方之和等于第三密封填料外径的平方。
[0008]进一步，所述第一密封填料的截面为斜角朝向第一接管的内宽外窄直角梯形，所述第二密封填料的截面为斜角朝向第二接管的内宽外窄直角梯形，所述第三密封填料的截面为斜角朝向第一接管的外宽内窄直角梯形。
[0009]进一步，所述第一接管、第二接管、第三接管与密封填料接触表面分别覆有表面粗糙度小于Ra6.3的镀层。
[0010]进一步，所述压紧单口压盖、双口压盖处的紧固件衬有碟簧垫片。
[0011 ]进一步，所述双口压盖的环板上以及所述中空管环靠近双口压盖一侧分别设有与大气相通的通气孔。
[0012 ]进一步，所述第一接管通过内衬的导流筒与第二接管插接。
[0013]进一步，所述第三接管的大径段与与径向收缩处之间固连筋板。
[0014]进一步，所述第三接管的大径段上设置有放气装置和疏水装置。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0016]图1为本发明实施例一的结构示意图。
[0017]图2为本发明实施例二的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]实施例一
[0019]本实施例的压力平衡型套筒补偿器如图1所示，基本结构为包括对接端外通过加垫板1-1的工字钢构件7固连第三接管4的第一接管1以及对接端外具有矩形截面中空管环2-2的第二接管2，第一接管1通过内衬的导流筒8插入第二接管的中空管环2-2内。第三接管4延伸出包容中空管环的大径段4-1后，径向收缩至邻近第二接管2，再轴向延伸出小径段4-
3。大径段4-1与径向收缩处之间撑有三角形的筋板4-2。该小径段4-3的内孔具有内径与第二接管2外径动配合的内伸环4-4，小径段4-3的外端通过法兰翻边上的紧固件9与单口压盖5固连。单口压盖5具有插入小径段4-3内孔与第二接管2外圆间隙的压环5-1，内伸环4-4与该压环5-1之间填充第二密封填料3-2。中空管环2-2的内孔和外圆分别具有内凸环2-3和外凸环2-4，内凸环2-3的内径与第一接管1的外径动配合，外凸环2-4的外径与第三接管4的内径动配合。中空环管2-2的端部通过紧固件与双口压盖6固连，该双口压盖6具有插入中空管环2-2内孔与第一接管1外圆间隙的内插环6-1，以及插入中空管环2-2外圆与第三接管4内孔间隙的外插环6-2。内凸环2-3与内插环6-1之间以及外凸环2-4与外插环6-2之间分别填充第一密封填料3-1和第三密封填料3-3。矩形中空管环2-2和第三接管4间的空腔通过通气孔Η与第二接管2内相通。
[0020]以上第一接管与第三接管大径段间采用垫板、工字钢构件、紧固件固连的结构可以把第三接管右部环形面积盲板力传递至第一接管，平衡第一接管盲板力，工字钢连接方式可以是焊接也可以是紧固件连接。图示例为紧固件连接，第一接管通过增加垫板，在垫板上开螺栓孔来达到紧固件连接。第三接管不与介质接触不承压，因此可以直接开螺栓孔不需增加垫板。
[0021]为了平衡产品内压推力，矩形中空管环2-2和第三接管4间的空腔与第二接管2内孔相通后，将介质压力引入第二密封填料3-2和第三密封填料3-3处。理论分析可知，密封填料有效直径决定的有效面积直接影响推理平衡，第一密封填料内径dl、第二密封填料内径d2、第三密封填料外径d3分别为其有效直径，该直接确定的圆面积为其有效面积。结构设计时使矩形中空管环2-2上外凸环处的第三密封填料3-3外径Φ(13决定的有效面积和第二接管2内伸环处的第二密封填料3-2内径Φ(12决定的有效面积之差，等于矩形中空管环2-2上内凸环处的第一密封填料3-1内径Φ(11决定的有效面积，即第一密封填料内径的平方与第二密封填料内径的平方之和等于第三密封填料外径的平方，可平衡第一接管1左端和第二接管2右端内压推力。