整体式高压防爆自密封免维护旋转补偿器及其制造方法与流程

本发明涉及管道补偿器技术领域，尤其是一种整体式高压防爆自密封免维护旋转补偿器及其制造方法。

背景技术：

目前，现有的热力管网输送热水、蒸汽等高温介质时，由于管道受介质温度影响形成热胀冷缩，一般采用套筒伸缩式补偿器或旋转补偿器来补偿管道的位移量。套筒伸缩节由于补偿管道的位移是靠滑动芯管伸缩来补偿的，补偿能力受到结构的限制，且滑动芯管与填料之间的密封不能持久保持良好状态，长期使用后容易产生泄漏。旋转补偿器的结构通常采用套管式，内外管之间设有密封填料腔，密封填料装进密封腔内，通过填料压盖压紧密封填料来实现密封。

现有的旋转补偿器在高温高压环境中一般存在以下问题：旋转部件之间的配合间隙较大，受管道推力作用，内外管相对旋转的稳定性差，易产生不同轴偏心偏转，增加旋转阻力，降低旋转补偿的灵活性。现有技术通常采用钢球作为滚动摩擦副来控制内外管的同轴转动，其结构复杂，加工难度大。钢球的承载负荷较小，用于高压管道中容易磨损或被压坏，使用一段时间后即会影响密封填料的密封性能，导致密封失效，出现泄漏。从而使管道产生热力损失。如果发现和维护不及时，甚至会引起安全生产事故，不仅直接影响经济效益，而且还会产生环境问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种补偿器整体无焊接，密封性能好，承压强度大，安装方便的高压防爆自密封免维护旋转补偿器及其制造方法。

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：

整体式高压防爆自密封免维护旋转补偿器，包括旋转管和外套管，所述旋转管套设在外套管内，所述外套管的一端设有限位环，外套管的另一端设有锥形收缩管，锥形收缩管与外套管设为整体结构；所述旋转管靠近外套管锥形收缩管的端部设有锥面环形凸台，环形凸台的侧面设有球面凸环，所述旋转管的环形凸台与外套管的限位环之间设有填料密封腔，密封腔内设有密封填料。

作为本发明的优选技术方案，所述密封填料是骨架复合密封填料，该填料由金属环和包裹在金属环外表面的非金属填料构成。

作为本发明的优选技术方案，所述骨架复合密封填料的金属环与外套管的限位环之间设有蝶形弹簧。

作为本发明的优选技术方案，所述骨架复合密封填料金属环的端部设为圆弧形端面。

作为本发明的优选技术方案，所述骨架复合密封填料的圆弧形端面与旋转管的球面凸环之间还设有软质铜环。

整体式高压防爆自密封免维护旋转补偿器的制造方法，包括以下步骤：

(1)按照图纸分别机加工旋转管和外套管，将旋转管的一端加工成锥面环形凸台，并在环形凸台的侧面加工球面凸环；

(2)将旋转管套设在外套管内，并在旋转管的环形凸台与外套管限位环之间设置骨架复合密封填料；

(3)采用拉伸设备和专用模具将外套管的端部拉伸形成向里收缩的锥形收缩管。

作为本发明的优选技术方案，所述步骤(3)将外套管的端部放入高频加热炉内进行局部加热，加热温度为850℃-900℃，然后放入缩口模具中，再用油压机对外套管的端部进行热压缩口成型。

本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明具有以下特点：

1、补偿器的旋转管和外套管均为整体锻造，经精加工和热压拉伸组装而成，整个产品无需焊接，增强了防爆功能。

2、补偿器的密封腔采用骨架复合密封填料，使密封填料的损耗降低，增强密封效果，极大延长了产品的使用寿命。

3、旋转管球面凸环与骨架复合密封填料接触处为凸球面接触，保障了密封性能，且端面密封为线型接触密封，减小了产品的摩擦力，保证旋转补偿器在使用过程中产生的力矩最小，提高产品的抗扭转能力。

本发明适用于高压热力管网，结构简单，整体无需焊接，并且承压强度大，无偏心，密封性能好，使用安全可靠，产品寿命长，在管道的全寿命周期内无需更换补偿器。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图。

图2是图1中a处的局部放大示意图。

图3是本发明骨架复合密封填料的结构示意图。

图中：1、骨架复合密封填料，2、外套管，3、旋转管，12、柔性非金属密封填料，13、金属环圆弧形端面，14、蝶形弹簧，15、金属环，21、限位环，22、外套管锥形收缩管，31、旋转管锥面环形凸台，32、球面凸环。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2和图3所示，整体式高压防爆自密封免维护旋转补偿器，包括旋转管3和外套管2，旋转管3套设在外套管2内，外套管2的一端设有限位环21，外套管2的另一端设有锥形收缩管22，锥形收缩管22与外套管设为整体结构。旋转管3靠近外套管2锥形收缩管22的端部设有锥面环形凸台31，环形凸台31的侧面设有球面凸环32，旋转管的环形凸台31与外套管的限位环21之间设有填料密封腔，密封腔内设有密封填料。

本实施例中，密封腔内的密封填料是骨架复合密封填料1，该填料由金属环15和包裹在金属环15外表面的柔性非金属密封填料12构成；骨架复合密封填料1的金属环15与外套管的限位环21之间设有蝶形弹簧14；骨架复合密封填料金属环15的端部设为圆弧形端面13。使用时，旋转管3的球面凸环32与骨架复合密封填料的圆弧形端面13接触。作为优选方式，骨架复合密封填料1的圆弧形端面13与旋转管3的球面凸环32之间还设有软质铜环。

整体式高压防爆自密封免维护旋转补偿器的制造方法，包括以下步骤：

(1)按照图纸分别机加工旋转管和外套管，将旋转管的一端加工成锥面环形凸台，并在环形凸台的侧面加工球面凸环；

(2)将旋转管套设在外套管内，并在旋转管的环形凸台与外套管限位环之间设置骨架复合密封填料；

(3)采用拉伸设备和专用模具将外套管的端部拉伸形成向里收缩的锥形收缩管。

本实施例中，所述步骤(3)将外套管的端部放入高频加热炉内进行局部加热，加热温度为850℃-900℃，然后放入缩口模具中，再用油压机对外套管的端部进行热压缩口成型。从而达到补偿器整体无焊缝，保障了产品的使用强度和使用寿命。

本发明补偿器采用内压主动密封原理，如图1所示，内压力f1和f2在使用过程中产生的内压越大，f1和f2的相对拉力就越大，因此对密封填料的端面压力也就越大，从而使密封效果越佳。本发明的填料为一体化填料，在内压力的作用下保证密封，所以运行中无需维护，产品寿命大幅度增加，在管道的全寿命周期内无需更换补偿器，甚至于终身无报废期。

上述实施例仅限于说明本发明的构思和技术特征，其目的在于让本领域的技术人员了解发明的技术方案和实施方式，并不能据此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明技术方案所作的等同替换或等效变化，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及整体式高压防爆自密封免维护旋转补偿器及其制造方法，包括旋转管和外套管，旋转管套设在外套管内，外套管设有限位环，另一端设有锥形收缩管，锥形收缩管与外套管设为整体结构；旋转管端部设有锥面环形凸台，环形凸台侧面设有球面凸环，环形凸台与限位环之间设有骨架复合密封填料。制造方法包括：(1)加工锥面环形凸台和球面凸环；(2)设置骨架复合密封填料；(3)外套管热压拉伸锥形收缩管。本发明适用于高压热力管网，结构简单，整体无需焊接，并且承压强度大，无偏心，密封性能好，使用安全可靠，产品寿命长，在管道的全寿命周期内无需更换补偿器。

技术研发人员：潘文浩;潘海山;徐彩仙
受保护的技术使用者：江苏永力管道有限公司
技术研发日：2017.07.29
技术公布日：2017.11.10