專利名稱：耐壓精密旋轉補償器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種耐壓精密旋轉補償器，屬于熱力管道補償裝置的技術領 域，具體說屬于石油、化工、輕工、熱力、冶金等行業(yè)中使用的熱力管道補 償裝置結構的技術領域。
背景技術：
熱力管道因傳輸的介質溫度變化，必然引起管道的熱脹冷縮，管道伸縮 變形是以不利于管道安全運行的軸向推力或軸向位移形式出現(xiàn)。常規(guī)情況下， 熱力管道中都設有管道補償裝置以吸收或補償管道變形?，F(xiàn)有技術的管道補 償器有多種結構形式，都具有吸收或補償管道變形的能力，其中，旋轉補償
器性能最突出。目前巿場上最具有代表性的旋轉補償器產品有 中國專利號ZL02258709.8改進的旋轉補償器 中國專利號ZL200520074933. 1免維護旋轉補償器， 中國專利號ZL200720128801. 1精密旋轉補償器 中國專利號ZL200720033902. 0地埋式免維護旋轉補償器 上述幾種產品技術盡管結構有所不同，都具有補償量大，布置靈活等特
點，但還是存在不足
中國專利號ZL02258709.8改進的旋轉補償器存在不足
1. 內管與變徑管的接合部位間隙過大，流體介質運動中在該部位會產生 渦流，增加了流體介質的壓力損失。
2. 內管與變徑管的接合部位介質流向受到約東。
3. 填料法蘭內環(huán)凹槽內的鋼球與內管外側為線型接觸，接觸面過小，加 上鋼球與內管外側存在一定間隙，軸心扶正功效差。4. 填料法蘭內環(huán)凹槽內鋼球與外套管內承壓臺、內管外環(huán)之間的鋼球兩 者之間距離過小，軸心控制差，容易造成內管在旋轉運動時自身扭距過大， 無法承受旋轉運動中橫向扭力和管道熱膨脹的巨大盲板力，造成對填料的偏 心磨，形成流體介質泄漏通道。
5. 變徑管延伸部位為曲線型管段，該部位與管道連接的焊縫無法進行正
常的質量檢測。
中國專利號ZL200520074933. 1免維護旋轉補償器， 中國專利號ZL200720128801. 1精密旋轉補償器 中國專利號ZL200720033902. 0地埋式免維護旋轉補償器 以上三個產品存在不足
1. 外管尾端的變徑管為臺階式，產品組裝時工藝復雜而且只能是單面焊 接，承壓力及結構應力較差。
2. 彈簧壓緊法蘭、填料壓蓋法內圈不放鋼珠的話，要保證內管軸心度只 能把法蘭內圈與內管外圈間的間隙控制在最小范圍內，雖軸心度得到了保證 但會形成相互旋轉時摩阻過大，加上外套管內承壓臺與內管外環(huán)間的滾動環(huán) 雖然呈線型接觸，摩阻也較大。這樣在熱補償運行時容易造成因定點鋼梁變 形，甚至造成管道拱起及管道焊接部位爆裂。
3. 外管尾端臺階式變徑內側腔內壓力通道明顯，造成壓力對柔性石墨填 料的直接沖擊。由于釆用的是單一密封方式直接降低了密封材料的耐久性。
發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種耐高壓精密旋轉補償器。以實現(xiàn)解決現(xiàn)有技術中旋轉補 償器的軸心度不精確、自身扭距、摩擦系數過大，密封形式單一，流體介質 及介質流向受限、結構造成增加壓力損失等問題，并同時消除了內壓力對密 封填料的直接沖擊，提高密封材料耐久性問題的目的。
為達到上述目的本發(fā)明的技術方案是
一種耐壓精密旋轉補償器包括內管、軸心扶正環(huán)、鋼球、填料壓帽、柔外套管內承壓臺、鋼球、內管凸外環(huán)、復合密封
環(huán)、變徑管承臺與變徑延伸管組成。其中填料壓帽形狀為U型橫位，密封
外套管上凸設外套管內承壓臺，內管凸外環(huán)設于內管上，柔性石墨填料置于 內管與密封外套管之間，其一端面抵持外套管內承壓臺，另一端面抵持填料
壓帽U型開口一端；密封外套管伸入填料壓帽U型口內，填料壓帽中相對U型 開口端的另一端外側頂抵軸心扶正環(huán)，密封外套管與變徑管承臺結構為密封 外套管的 一端順直插入與變徑管承臺端口對接，且兩端口焊接連接并延伸構 成變徑延伸管，變徑延伸管延伸部位為直管段；內管凸外環(huán)一側端面與內管 外環(huán)和密封外套管的一端內側及變徑管承臺圍覆結合自然形成的一直角區(qū)域 內設有由柔性石墨填料內加筋結構構成的復合密封環(huán)；內管凸外環(huán)與外套管 內承壓臺之間設有鋼球；軸心扶正環(huán)設于內管外側，內管外側與軸心扶正環(huán) 內側為精加工緊密結合，軸心扶正環(huán)與填料壓帽之間設有鋼球。 該填料壓帽與密封外套管釆用螺紋緊扣連接。
該變徑延伸管變徑部位只是外徑變化，來變徑部位內徑與內管內徑相同 ,同軸對應對接且兩者之間端面間隙為3mm-6mm。
該柔性石墨填料和復合密封環(huán)分別位于外套管內承壓臺和內管凸外環(huán)的 兩側且外套管內承壓臺和內管凸外環(huán)各有一側端面接觸。
該復合密封環(huán)內筋為金屬、金屬絲或碳纖維，截面形狀為圓形、方形、 三角形、多角形或矩形。
該內管凸外環(huán)呈矩形截面，其環(huán)端面與外套管內承壓臺根部之間頂設有 鋼球，鋼球與內管凸外環(huán)、外套管內承壓臺和密封外套管滑動接觸。
該復合密封環(huán)與內管凸外環(huán)、變徑管承臺之間呈頂抵接觸。
該復合密封環(huán)內環(huán)緊扣內管外環(huán)，復合密封環(huán)外環(huán)頂抵密封外套管內惻
該軸心扶正環(huán)嵌入填料壓帽 一側端面。
該軸心扶正環(huán)外環(huán)端面 一側設凹部，所述凹部與填料壓帽結合部之間設 有鋼球。釆用本發(fā)明的技術方案由于包括內管、軸心扶正環(huán)、填料壓帽、外套管 、變徑管和密封材料，內管與外管之間的腔內裝有柔性石墨填料。柔性石墨 填料一端面抵持外套管內承壓臺，柔性石墨填料的另一端面裝有填料壓帽， 填料壓帽與外套管 一端采用螺紋緊扣連接，軸心扶正環(huán)外側與填料壓帽之間
設有鋼球、內管外環(huán)端面與外套管內承壓臺和密封外套管內側端角之間設有 鋼球。在所述的外套管承壓臺的一端順直插入變徑管承臺的外端口與變徑管 承臺焊接連接。變徑管內徑與內管內徑相同，兩者之間端面間隙小，特別是 變徑部位只是外徑變化，變徑管承臺內徑與內管內徑相同，同軸對應似一根管 ，這樣的結構大大提高了承壓能力，并消除了壓力損失。變徑延伸管延伸部 位為直管段，便于與管道連接輝縫的檢測，其鋼球起到內管限位和軸心度控 制，減小摩阻三重功效。其軸心扶正環(huán)與內管外側緊密結合，而且與鋼球軸 心控制的間距長，軸心控制精確。內管凸外環(huán)一側端面與內管外環(huán)和變徑管 承臺與密封外套管的內側結合自然形成的一直角區(qū)域內設有復合密封環(huán)；密 封性能更好。采用本技術方案便于與管道連接焊縫的質量檢測，具有精度高， 摩擦系數、自身扭距小，抗彎能力、承壓能力強，密封可靠，壓力損失小， 介質流向不受限，性能優(yōu)良，管道運行安全可靠的特點。


圖l 為本發(fā)明結構示意圖2 為本發(fā)明局部放大結構示意圖。
附圖標記說明
1.內管、2.軸心扶正環(huán)、3.鋼球、4.填料壓帽、5.柔性石墨填料、6.密 封外套管、7.外套管內承壓臺、8.鋼球、9.內管凸外環(huán)、10.復合密封環(huán)、11. 變徑管承臺、12.變徑延伸管。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明的技術方案詳細描述如下。
如圖1、圖2所示為本發(fā)明結構示意圖和局部放大示意圖，從圖中可看
出耐壓精密旋轉補償器由內管1、軸心扶正環(huán)2、鋼球3、填料壓帽4、柔性 石墨填料5、密封外套管6、外套管內承壓臺7、鋼球8、內管凸外環(huán)9、復 合密封環(huán)10,變徑管承臺11、變徑延伸管12組成。其中密封外套管6上 設外套管內承壓臺7,外套管內承壓臺7截面形狀可為矩形；內管凸外環(huán)9 設于內管1上靠近端口處，內管凸外環(huán)9截面形狀為矩形。密封外套管6 套附在內管l上，填料壓帽4的形狀為U型橫位，U型開口一側為長短端， 另一側外端面有一朝向內管1方向的凹部，軸心扶正環(huán)2可嵌入或沉入該凹 部內；密封外套管6伸入填料壓帽4U型口內并分別與U型側的長短端有重 疊部分。柔性石墨填料5置于內管l與密封外套管6之間，柔性石墨填料5 端面抵持外套管內承壓臺7，柔性石墨填料5另一端面抵持填料壓帽4U型 一端或U型短端，填料壓帽4相對U型開口另一端外側頂抵軸心扶正環(huán)2, 密封外套管6與變徑管承臺11結構為密封外套管6的一端順直插入并對頂變 徑管承臺ll的外端口，其對頂接觸端分別設有便于焊接的倒角，對接后與變 徑管承臺11通過焊接連接并延伸構成變徑延伸管12。內管1根部外環(huán)與內管 凸外環(huán)9端面和密封外套管6的內側與變徑管承臺11結合自然形成的 一空間 區(qū)域或直角區(qū)域內設有復合密封環(huán)10，相當于復合密封環(huán)IO左右被內管凸外 環(huán)9和變徑管承臺ll夾持，上下被內管l和密封外套管6夾持；復合密封環(huán) 10為由柔性石墨填料內加筋結構構成，即外覆柔性石墨填料內加筋，內筋為 金屬、金屬絲或碳纖維等，內筋截面形狀為圓形、方形、三角形、多角形或 矩形等剛體結構。內管1與變徑管承臺11接縫處為同內徑，兩者同軸對應 ，變徑延伸管12延伸部分為直管，與內管l同軸的直管結構；軸心扶正環(huán)2 設于內管l外側，內管l外側與軸心扶正環(huán)2內側為精加工緊密配合，該軸 心扶正環(huán)2內側與內管1外側可以焊接方式緊密配合。該軸心扶正環(huán)2外側 與填料壓帽4結合部位設有鋼球3，具體說軸心扶正環(huán)2環(huán)面端部設有一凹部 使端部截面呈一缺口狀，該凹部與填料壓帽4之間設有鋼球3，鋼球3等于嵌在軸心扶正環(huán)2上并埋入填料壓帽4凹部內，鋼球可滑動。該填料壓帽4
U型長端內側設螺紋，例如內螺紋；密封外套管6端部外側設螺紋，例如外 螺紋；填料壓帽4與密封外套管6采用螺紋緊扣連接。該變徑延伸管12內 、外徑與內管1內、外徑相同，變徑延伸管12外徑延伸至與變徑管承臺11 結合處止，之后開始變徑，通過變徑管承臺11部分和密封外套管6部分套 附在內管l外側，因此說變徑部位只是外徑變化，未變徑部位(變徑管承臺l l)內徑與內管l內徑相同，變徑管承臺11外徑與密封外套管6相同，內管l 與變徑延伸管12同軸對應對接且兩者結合處之間端面間隙為3mm-6mm。變徑 延伸管12延伸部位為直管段；所述的柔性石墨填料5和復合密封環(huán)10分別 位于外套管內承壓臺7和內管凸外環(huán)9的兩側且外套管內承壓臺7和內管凸 外環(huán)9各有一側端面接觸，實際上從左至右位置依次為柔性石墨填料5、外套 管內承壓臺7、內管凸外環(huán)9及復合密封環(huán)10順序排列。
該內管凸外環(huán)9呈矩形截面，其環(huán)端面與外套管內承壓臺7根部之間頂 設有鋼球8，鋼球8與內管凸外環(huán)9、外套管內承壓臺7和密封外套管6滑動 接觸，實際上內管凸外環(huán)9環(huán)端部設一呈凹部(比如直角的凹部)，鋼球8可 半沉入此凹部，鋼球的另一半與外套管內承壓臺7根部與密封外套管6連接 處自然形成的弧度接觸，相當于鋼球8被內管凸外環(huán)9、外套管內承壓臺7和 密封外套管6頂抵住。同時該復合密封環(huán)10與內管凸外環(huán)9、變徑管承臺ll 之間呈頂抵接觸，該復合密封環(huán)10內環(huán)緊扣內管1外環(huán)，復合密封環(huán)10外 環(huán)頂抵密封外套管6內側。
本發(fā)明的技術方案在實施時由于內管1與密封外套管6之間的腔內裝有 柔性石墨填料5。柔性石墨填料5端面抵持外套管內承壓臺7,柔性石墨填料5 的另一端面裝有填料壓帽4，填料壓帽4與密封外套管6 —端采用螺紋緊扣， 軸心扶正環(huán)2外側與填料壓帽4之間設有鋼球3，內管1根部外環(huán)與內管凸外 環(huán)9端面和密封外套管6的內側與變徑管承臺11結合自然形成的一直角區(qū)域 內設有復合密封環(huán)10,變徑延伸管12順延變徑管承臺11及密封外套管6與填料壓帽4套附通過螺紋形成連接，這種結構形式使
1、 所述的變徑延伸管12內徑與內管l內徑相同，兩者之間端面間隙小、 同軸對應似一根管。
2、 所述的鋼球3、鋼球8起到內管1限位、和軸心度控制和減小摩阻三 重功效。
3、 所述的軸心扶正環(huán)2與內管1外側緊密結合，而且與鋼球8軸心控 制的間距長，軸心控制精確。
4、 所述的內管凸外環(huán)9外環(huán)面與外套管內承壓臺7和密封外套管6內側 端角之間設有鋼球8直接抵持密封外套管6內壁。
5、 所述的內管1外環(huán)與內管凸外環(huán)9端面和密封外套管6內側與變徑管 承臺ll形成的空間之間設有復合密封環(huán)10。
6、 所述的變徑延伸管12延伸部位為直管段，更便于與管道連接焊縫的
7、 所述的便于與管道連接焊縫的質量檢測，具有精度高，摩擦系數、自 身扭距小，抗彎能力、承壓能力強，密封可靠，壓力損失小，介質流向不受 限，性能優(yōu)良，管道運行安全可靠的特點。
權利要求1.一種耐壓精密旋轉補償器包括內管(1)、軸心扶正環(huán)(2)、鋼球(3)、填料壓帽(4)、柔性石墨填料(5)、密封外套管(6)、外套管內承壓臺(7)、鋼球(8)、內管凸外環(huán)(9)、復合密封環(huán)(10)、變徑管承臺(11)與變徑延伸管(12)組成，其特征在于填料壓帽(4)形狀為U型橫位，密封外套管(6)上凸設外套管內承壓臺(7)，內管凸外環(huán)(9)設于內管(1)上，柔性石墨填料(5)置于內管(1)與密封外套管(6)之間，其一端面抵持外套管內承壓臺(7)，另一端面抵持填料壓帽(4)U型開口一端；密封外套管(6)伸入填料壓帽(4)U型口內，填料壓帽(4)中相對U型開口端的另一端外側頂抵軸心扶正環(huán)(2)，密封外套管(6)與變徑管承臺(11)結構為密封外套管(6)的一端順直插入與變徑管承臺(11)端口對接，且兩端口焊接連接并延伸構成變徑延伸管(12)，變徑延伸管(12)延伸部位為直管段；內管凸外環(huán)(9)一側端面與內管(1)外環(huán)和密封外套管(6)的一端內側及變徑管承臺(11)圍覆結合自然形成的一直角區(qū)域內設有由柔性石墨填料內加筋結構構成的復合密封環(huán)(10)；內管凸外環(huán)(9)與外套管內承壓臺(7)之間設有鋼球(8)；軸心扶正環(huán)(2)設于內管(1)外側，內管(1)外側與軸心扶正環(huán)(2)內側為精加工緊密結合，軸心扶正環(huán)(2)與填料壓帽(4)之間設有鋼球(3)。
2. 根據權利要求l所述的耐壓精密旋轉補償器，其特征在于該填料壓帽 (4)與密封外套管(6)釆用螺紋緊扣連接。
3. 根據權利要求l所述的耐壓精密旋轉補償器，其特征在于該變徑延伸 管(1"變徑部位只是外徑變化，未變徑部位內徑與內管(l)內徑相同，同軸對 應對接且兩者之間端面間隙為3mm-6mm。
4. 根據權利要求l所述的耐壓精密旋轉補償器，其特征在于該柔性石墨 填料(5)和復合密封環(huán)(10)分別位于外套管內承壓臺(7)和內管凸外環(huán)(9)的 兩側且外套管內承壓臺(7)和內管凸外環(huán)(9)各有一側端面接觸。
5. 根據權利要求l所述的耐壓精密旋轉補償器，其特征在于該復合密封環(huán)(10)內筋為金屬、金屬絲或碳纖維，截面形狀為圓形、方形、三角形、多 角形或矩形。
6. 根據權利要求l所述的耐壓精密旋轉補償器，其特征在于該內管凸外 環(huán)(9)呈矩形截面，其環(huán)端面與外套管內承壓臺(7)根部之間頂設有鋼球(8), 鋼球(8)與內管凸外環(huán)(9)、外套管內承壓臺(7)和密封外套管(6)滑動接觸。
7. 根據權利要求l所述的耐壓精密旋轉補償器，其特征在于該復合密封 環(huán)(10)與內管凸外環(huán)(9)、變徑管承臺(11)之間呈頂抵接觸。
8. 根據權利要求l所述的耐壓精密旋轉補償器，其特征在于該復合密封 環(huán)(IO)內環(huán)緊扣內管(l)外環(huán),復合密封環(huán)(10)外環(huán)頂抵密封外套管(6)內側
9. 根據權利要求l所述的耐壓精密旋轉補償器，其特征在于該軸心扶正 環(huán)(2)嵌入填料壓帽(4) 一側端面。
10. 根據權利要求1所述的耐高壓精密旋轉補償器，其特征在于該軸心 扶正環(huán)("外環(huán)端面一惻設凹部，所述凹部與填料壓帽(4)結合部之間設有鋼 球(3)。
專利摘要本實用新型公開了一種耐壓精密旋轉補償器，屬于熱力管道補償裝置的技術領域。包括內管1、軸心扶正環(huán)2、鋼球3、填料壓帽4、柔性石墨填料5、密封外套管6、外套管內承壓臺7、鋼球8、內管凸外環(huán)9、復合密封環(huán)10、變徑管承臺11與變徑延伸管12組成，其中密封外套管6伸入填料壓帽4U型口內，填料壓帽4U型口另一端外側頂抵軸心扶正環(huán)2，密封外套管6與變徑管承臺11結構為密封外套管6的一端順直插入與變徑管承臺11的外端口與變徑管承臺11焊接連接并延伸構成變徑延伸12。內管凸外環(huán)9端面與變徑管承臺11之間設有加筋的復合密封環(huán)10。變徑延伸管12延伸部位為直管段。采用這樣的結構便于與管道連接焊縫的質量檢測，具有密封可靠、精度高，摩擦系數、自身扭距小，抗彎能力、承壓能力強，壓力損失小，介質流向不受限，性能優(yōu)良，管道運行安全可靠的特點。
文檔編號F16L51/00GK201368278SQ20092000706
公開日2009年12月23日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權日2009年3月10日
發(fā)明者陳墅庚 申請人:陳墅庚