[其他]自壓密封管道伸縮節(jié)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85205332
• 申請日: 1985-12-02
• 公開（公告）號: CN85205332U
• 公開（公告）日: 1987-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王家山
• 申請（專利權(quán)）人: 王家山
• 主分類號: F16L27/12
• 分類號: F16L27/12
• 代理公司: 中國科學(xué)院沈陽專利事務(wù)所
• 代理人: 李紹光

本實用新型涉及管道膨脹補償器和管道密封的技術(shù)領(lǐng)域。

各種金屬管道均有熱脹冷縮的問題，特別是，對于輸送各種熱流體（例如蒸汽、煤氣、熱油和各種化學(xué)溶液等）的管道來說，由于工作溫度較高，因而其膨脹量也較大，這將會給管道上產(chǎn)生巨大的軸向張力，對管道起破壞作用。目前國內(nèi)、外在管道設(shè)計和施工上都是采用膨脹補償器來解決這個問題的，他們所采用的管道膨脹補償器有以下幾種類型：

（1）彎管補償器。這是在管道上每隔一定的距離接入一段彎管，彎管的形狀常見的有L形、Z形和ㄇ形（其示意圖分別見圖1、圖2、圖3）等幾種。彎管補償器雖然制造方便，但外形尺寸和占地面積均較大，不僅投資大，而且由于在管道中接入這么多的彎管，還會顯著增大流體在管道中的流阻。

（2）波紋管補償器。這種膨脹補償器的結(jié)構(gòu)如圖4所示，它雖然體積小、結(jié)構(gòu)緊湊；但補償能力小，每個波節(jié)只有10至20毫米的伸縮量。一般情況下，波紋管補償器僅適合于在大口徑管道上應(yīng)用，管道膨脹后使波紋管壓縮，故其應(yīng)力很大；對于大口徑管道來說，波紋管要用雙曲面環(huán)形波片對焊而成，這種結(jié)構(gòu)抗熱震性較差，常常會因材料的疲勞損傷而泄漏。

（3）套筒式補償器。這是目前較為先進的一種膨脹補償器，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。它由外腔、內(nèi)腔、填料函和緊固法蘭等部件組成，不僅結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，而且伸縮量也比波紋管大。但由于它系采用填料函和緊固法蘭來密封，需要定期檢修并更換填料，否則管內(nèi)流體易于泄漏，而且當(dāng)管道橫向彎曲過大時，其內(nèi)管易被填料函卡住而失去補償作用。通常為避免內(nèi)管被填料函卡住，需要在補償器的兩端設(shè)置導(dǎo)向管架，這樣一來，就使套筒式補償器結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜，與此相應(yīng)地，其機加工精度要求也較高，安裝也較為費工費時。

本實用新型針對目前公知的各種管道膨脹補償器所存在的缺點，提出了一種自壓密封管道伸縮節(jié)，它由內(nèi)腔（即內(nèi)管）、外腔（即外管）、密封圈、卡套和緊固螺栓等部件組成，密封圈的橫截面是中空的，它可為管道中的流體所充注，利用不可壓縮流體的帕斯卡原理，使密封圈在流體本身的靜壓力下其外壁同內(nèi)、外腔腔壁貼合而密封。本實用新型所提供的自壓密封管道伸縮節(jié)其優(yōu)點是：（1）體積小、重量輕，其重量僅為相同口徑的套筒式補償器的75％；（2）結(jié)構(gòu)簡單、造價低，其成本僅為相同口徑的套筒式補償器的80％；（3）補償能力（即伸縮量）大，一般可達250～800毫米；（4）適應(yīng)性廣，對大、小口徑的管道均為適合，且內(nèi)應(yīng)力小，安全可靠；（5）安裝、維修也極為方便，使用時，允許有橫向彎曲變形，整個伸縮節(jié)可有2°變形的自由度而不影響其補償能力也不會泄漏。

本實用新型所提供的自壓密封管道伸縮節(jié)有單向節(jié)和雙向節(jié)兩種類型，其外觀結(jié)構(gòu)分別如圖6a、b；圖7a、b所示，其中a為主視圖（即徑向投影圖）；b為側(cè)視圖（即軸向投影圖）。在圖6和圖7中（1）為外腔；（2）為卡套，密封圈即處在卡套內(nèi)；（3）為內(nèi)腔；（4）為緊固螺栓。雙向節(jié)同單向節(jié)之間的區(qū)別在于：它有兩個內(nèi)腔、卡套和密封圈，相互對稱地安置在外腔兩端，其補償能力要比單向節(jié)大。

本實用新型所提供的自壓密封管道伸縮節(jié)關(guān)鍵在于它所采用的管道密封方式與已有技術(shù)不同。通常的管道密封多采用O型或矩形橫截面的密封圈，依靠外部機械壓力，即用法蘭和緊固件將密封圈壓緊來進行密封。這種密封方式不太可靠，緊固件安裝過松或過緊，均容易發(fā)生泄漏。本實用新型所采用的自壓密封圈其橫截面呈中空且兩端開口的結(jié)構(gòu)，使用時，不用外部機械壓力，而是讓流體充注密封圈中的空腔內(nèi)，依靠流體自身的靜壓力使密封圈兩端貼合在內(nèi)、外腔腔壁上實現(xiàn)內(nèi)、外腔接合處的密封。自壓密封圈外面雖然安裝有卡套，但卡套只是起保護密封圈和使密封圈定位的作用，卡套雖用緊固螺栓夾在內(nèi)、外腔壁上，然而并沒有對密封圈施加多大的機械壓力。此外，由于自壓密封圈內(nèi)的壓力任何時候總是同管道中流體的壓力相等，即當(dāng)管道系統(tǒng)壓強變化時，管道的密封壓力是可以自動調(diào)節(jié)的，所以這種自壓密封方式極為安全可靠。

本實用新型所采用的自壓密封圈以及與它相應(yīng)的卡套和外腔結(jié)構(gòu)有下述三種不同的設(shè)計方案，其實施例分別如圖8～10所示。三個實施例的共同點是：外腔（1）外壁上有凹槽（6），卡套（2）一端就插入在凹槽中，密封圈（5）橫截面是中空且兩端開口的，其開口處的兩端分別貼在內(nèi)腔（3）和外腔的腔壁上，開口方向?qū)χ鴥?nèi)、外腔之間的間隙或外腔壁端部上開的若干個小孔，其外緣由卡套包圍和定位。三個實施例之間所不同之處則在于：（1）圖8和圖10中的自壓密封圈與內(nèi)腔壁相接觸的一端尾部設(shè)有凸臺（7），該凸臺與卡套的凹陷部分相配合，防止當(dāng)內(nèi)腔移動時自壓密封圈發(fā)生位移，而圖9中的自壓密封圈靠內(nèi)腔壁一端的側(cè)邊有凸臺（7′），凸臺下部由外腔的端部定位。（2）圖8中流體系通過外腔端部同自壓密封圈內(nèi)側(cè)壁之間的空隙進入并充滿自壓密封圈，而圖9和圖10中，流體則分別通過外腔端部（圖9）和外腔內(nèi)壁隔柵上（圖10）開有的若干個小孔（8）進入并充滿自壓密封圈。