[其他]自压密封管道伸缩节无效

专利信息
申请号: 85205332 申请日: 1985-12-02
公开(公告)号: CN85205332U 公开(公告)日: 1987-01-14
发明(设计)人: 王家山 申请(专利权)人: 王家山
主分类号: F16L27/12 分类号: F16L27/12
代理公司: 中国科学院沈阳专利事务所 代理人: 李绍光
地址: 辽宁省沈阳市西*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 密封 管道 伸缩
【说明书】:

实用新型涉及管道膨胀补偿器和管道密封的技术领域。

各种金属管道均有热胀冷缩的问题,特别是,对于输送各种热流体(例如蒸汽、煤气、热油和各种化学溶液等)的管道来说,由于工作温度较高,因而其膨胀量也较大,这将会给管道上产生巨大的轴向张力,对管道起破坏作用。目前国内、外在管道设计和施工上都是采用膨胀补偿器来解决这个问题的,他们所采用的管道膨胀补偿器有以下几种类型:

(1)弯管补偿器。这是在管道上每隔一定的距离接入一段弯管,弯管的形状常见的有L形、Z形和ㄇ形(其示意图分别见图1、图2、图3)等几种。弯管补偿器虽然制造方便,但外形尺寸和占地面积均较大,不仅投资大,而且由于在管道中接入这么多的弯管,还会显著增大流体在管道中的流阻。

(2)波纹管补偿器。这种膨胀补偿器的结构如图4所示,它虽然体积小、结构紧凑;但补偿能力小,每个波节只有10至20毫米的伸缩量。一般情况下,波纹管补偿器仅适合于在大口径管道上应用,管道膨胀后使波纹管压缩,故其应力很大;对于大口径管道来说,波纹管要用双曲面环形波片对焊而成,这种结构抗热震性较差,常常会因材料的疲劳损伤而泄漏。

(3)套筒式补偿器。这是目前较为先进的一种膨胀补偿器,其结构如图5所示。它由外腔、内腔、填料函和紧固法兰等部件组成,不仅结构紧凑、占地面积小,而且伸缩量也比波纹管大。但由于它系采用填料函和紧固法兰来密封,需要定期检修并更换填料,否则管内流体易于泄漏,而且当管道横向弯曲过大时,其内管易被填料函卡住而失去补偿作用。通常为避免内管被填料函卡住,需要在补偿器的两端设置导向管架,这样一来,就使套筒式补偿器结构变得更为复杂,与此相应地,其机加工精度要求也较高,安装也较为费工费时。

本实用新型针对目前公知的各种管道膨胀补偿器所存在的缺点,提出了一种自压密封管道伸缩节,它由内腔(即内管)、外腔(即外管)、密封圈、卡套和紧固螺栓等部件组成,密封圈的横截面是中空的,它可为管道中的流体所充注,利用不可压缩流体的帕斯卡原理,使密封圈在流体本身的静压力下其外壁同内、外腔腔壁贴合而密封。本实用新型所提供的自压密封管道伸缩节其优点是:(1)体积小、重量轻,其重量仅为相同口径的套筒式补偿器的75%;(2)结构简单、造价低,其成本仅为相同口径的套筒式补偿器的80%;(3)补偿能力(即伸缩量)大,一般可达250~800毫米;(4)适应性广,对大、小口径的管道均为适合,且内应力小,安全可靠;(5)安装、维修也极为方便,使用时,允许有横向弯曲变形,整个伸缩节可有2°变形的自由度而不影响其补偿能力也不会泄漏。

本实用新型所提供的自压密封管道伸缩节有单向节和双向节两种类型,其外观结构分别如图6a、b;图7a、b所示,其中a为主视图(即径向投影图);b为侧视图(即轴向投影图)。在图6和图7中(1)为外腔;(2)为卡套,密封圈即处在卡套内;(3)为内腔;(4)为紧固螺栓。双向节同单向节之间的区别在于:它有两个内腔、卡套和密封圈,相互对称地安置在外腔两端,其补偿能力要比单向节大。

本实用新型所提供的自压密封管道伸缩节关键在于它所采用的管道密封方式与已有技术不同。通常的管道密封多采用O型或矩形横截面的密封圈,依靠外部机械压力,即用法兰和紧固件将密封圈压紧来进行密封。这种密封方式不太可靠,紧固件安装过松或过紧,均容易发生泄漏。本实用新型所采用的自压密封圈其横截面呈中空且两端开口的结构,使用时,不用外部机械压力,而是让流体充注密封圈中的空腔内,依靠流体自身的静压力使密封圈两端贴合在内、外腔腔壁上实现内、外腔接合处的密封。自压密封圈外面虽然安装有卡套,但卡套只是起保护密封圈和使密封圈定位的作用,卡套虽用紧固螺栓夹在内、外腔壁上,然而并没有对密封圈施加多大的机械压力。此外,由于自压密封圈内的压力任何时候总是同管道中流体的压力相等,即当管道系统压强变化时,管道的密封压力是可以自动调节的,所以这种自压密封方式极为安全可靠。

本实用新型所采用的自压密封圈以及与它相应的卡套和外腔结构有下述三种不同的设计方案,其实施例分别如图8~10所示。三个实施例的共同点是: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)横截面是中空且两端开口的,其开口处的两端分别贴在内腔(3)和外腔的腔壁上,开口方向对着内、外腔之间的间隙或外腔壁端部上开的若干个小孔,其外缘由卡套包围和定位。三个实施例之间所不同之处则在于:(1)图8和图10中的自压密封圈与内腔壁相接触的一端尾部设有凸台(7),该凸台与卡套的凹陷部分相配合,防止当内腔移动时自压密封圈发生位移,而图9中的自压密封圈靠内腔壁一端的侧边有凸台(7′),凸台下部由外腔的端部定位。(2)图8中流体系通过外腔端部同自压密封圈内侧壁之间的空隙进入并充满自压密封圈,而图9和图10中,流体则分别通过外腔端部(图9)和外腔内壁隔栅上(图10)开有的若干个小孔(8)进入并充满自压密封圈。

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