專利名稱：自補(bǔ)償橢圓環(huán)自密封管接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶錐度的橢圓環(huán)形密封圓管接頭。屬于較高工作溫度下管道系統(tǒng)長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)淖悦芊夤艿肋B接裝置。
目前的管道長(zhǎng)度補(bǔ)償連接裝置中，有Ω型補(bǔ)償器、波紋管補(bǔ)償器、套管式補(bǔ)償器等；Ω型占用空間大，壓能損失大，材料浪費(fèi)大；波紋管補(bǔ)償能力小，造價(jià)高；套管式的密封填料易于磨損老化。為解決密封問(wèn)題，西安熱工研究所的張兆基教授在實(shí)用新型專利《自密封滑動(dòng)管接頭》中提出，以可相對(duì)滑動(dòng)的內(nèi)外管與中空的“O”型環(huán)構(gòu)成一管接頭，靠“O”型的熱脹冷縮壓緊內(nèi)管外達(dá)到密封。福建莆田發(fā)電設(shè)備研究所的岳兆智認(rèn)為，這“必須使密封圈的材料膨脹系數(shù)大大超過(guò)內(nèi)外管材料而仍保持彈性變形，這在工程實(shí)施中有一定難度”，從而他在實(shí)用新型專利《扁管型密封圈管道伸縮節(jié)》中提出另一種用于溫度補(bǔ)償?shù)纳炜s節(jié)“由可相對(duì)滑動(dòng)的內(nèi)外管及夾于內(nèi)外管之間的若干扁管型密封圈組成，……扁管型密封圈嵌于外管端部?jī)?nèi)壁凹槽內(nèi)。”“溫度補(bǔ)償密封圈內(nèi)腔是全封閉的，裝有流體介質(zhì)或在工作溫度范圍內(nèi)可轉(zhuǎn)化為流體介質(zhì)的固體”“在管道內(nèi)流體溫度升高時(shí)，密封圈在內(nèi)腔流體體積膨脹壓力或過(guò)熱飽和蒸汽壓力作用下脹緊在內(nèi)外管之間達(dá)到密封目的，溫度越高，密封圈內(nèi)外壓差越大，密封圈的脹緊度也越大”。該文中的扁管型環(huán)內(nèi)是加入“一定數(shù)量的流體或固體”，未科學(xué)地控制其加入量，以控制其最高工作溫度時(shí)的環(huán)內(nèi)壓力。在高溫下工作時(shí)，環(huán)對(duì)內(nèi)外管壁的壓力很大，當(dāng)這時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)度補(bǔ)償時(shí)，環(huán)與內(nèi)外管磨損將會(huì)很厲害，影響其使用壽命。由該文圖2示的溫度補(bǔ)償伸縮節(jié)，須并排裝著2個(gè)扁管型密封圈，內(nèi)外管須與這兩個(gè)密封圈接觸良好才能達(dá)到密封，這就要求內(nèi)外管的同軸度要非常高，這給制造和安裝帶來(lái)困難。
本實(shí)用新型的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有自緊密封、自動(dòng)調(diào)節(jié)密封圈對(duì)內(nèi)外管壓力，可允許內(nèi)外管有一定安裝角度差，在正常工況下，工作的溫度高、工作的壓力越大，密封效果越好的管接頭。
本實(shí)用新型是由內(nèi)壁、橢圓環(huán)密封圈及內(nèi)壁帶一定錐度的外管組成。內(nèi)外管間裝著橢圓環(huán)，內(nèi)管與橢圓環(huán)以及橢圓環(huán)與外管可以相對(duì)滑動(dòng)，橢圓環(huán)內(nèi)加入常溫下為液態(tài)、常壓下沸點(diǎn)低于工作溫度的流體介質(zhì)。當(dāng)管接頭工作在高溫下，環(huán)內(nèi)流體介質(zhì)產(chǎn)生汽化，壓力增大。當(dāng)環(huán)內(nèi)的介質(zhì)未能完全汽化就達(dá)汽液平衡時(shí)，則環(huán)內(nèi)的壓力就等于介質(zhì)的飽和汽壓；在這種狀況下，環(huán)內(nèi)的壓力隨溫度變化而變化很大。由于橢圓環(huán)斷面是橢圓形，當(dāng)環(huán)內(nèi)壓力變大時(shí)，橢圓面受壓沿短軸方面要變長(zhǎng)，這樣橢圓環(huán)就壓緊內(nèi)外管壁，達(dá)到密封效果；溫度越高，壓得越緊，密封效果就越好。當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，環(huán)內(nèi)的介質(zhì)全部汽化，環(huán)內(nèi)的介質(zhì)已全部為氣體，溫度再升高，氣體已不再以飽和態(tài)存在，所以，這時(shí)的壓力不再以介質(zhì)的的飽和汽壓而變化，而是近似以理想氣體變化，環(huán)對(duì)內(nèi)外管壁的壓力也不會(huì)升高過(guò)快。這樣，控制加入介質(zhì)的量可以有效地控制其工作溫度下的環(huán)內(nèi)壓力，以控制橢圓環(huán)的變形量，從而有效控制環(huán)對(duì)內(nèi)外管壁的壓緊程度。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與上文提到的伸縮節(jié)相比，有如下特點(diǎn)(一)、由于可控制橢圓環(huán)內(nèi)的最大壓力，故可有效地控制環(huán)的最大工作應(yīng)力，以及環(huán)與內(nèi)外管密封壓緊程度，保證環(huán)的工作安全，減小磨損，延長(zhǎng)使用壽命。
(二)、外管內(nèi)壁采用錐度，在進(jìn)行熱補(bǔ)償時(shí)環(huán)對(duì)外管自動(dòng)產(chǎn)生一定的相對(duì)位移，自動(dòng)補(bǔ)償環(huán)由于溫度變化導(dǎo)致環(huán)內(nèi)壓力變化而引起橢圓短軸方向的位移趨勢(shì)，減少環(huán)對(duì)內(nèi)外管的壓力波動(dòng)，增大密封可靠性，增長(zhǎng)密封環(huán)的使用壽命。
(三)、由于采用斷面為橢圓的環(huán)形密封圈，橢圓斷面在環(huán)與內(nèi)外管接觸的短軸附近近似為圓弧，故可允許內(nèi)外管有一定的角度偏差，仍保持接觸良好而達(dá)到密封。
(四)、由于外管內(nèi)壁采用如圖一所示相對(duì)方向的錐度，管道內(nèi)輸送的介質(zhì)壓力越高，密封環(huán)越靠近外管內(nèi)壁小端，與內(nèi)外管壁壓緊越好，密封越好。
以下將結(jié)合
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)圖1示為本實(shí)用新型的剖面圖。
(1)、內(nèi)管(2)、橢圓形密封環(huán)(3)、外管
以下結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方法方法1當(dāng)管道內(nèi)流體溫度變化時(shí)，圖l示的管接頭由于熱脹冷縮，內(nèi)管(1)相對(duì)于外管(3)產(chǎn)生滑動(dòng)，環(huán)(2)受內(nèi)管(1)摩擦和管道介質(zhì)內(nèi)壓綜合怍用，會(huì)沿內(nèi)管運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)外管(3)產(chǎn)生一較小的位移，由于外管內(nèi)壁帶有錐度，故與環(huán)(2)接觸的內(nèi)外管間距也會(huì)變化，使得環(huán)(2)沿橢圓短軸方向因溫度變化致使環(huán)(2)內(nèi)壓力變化而引起的位移趨勢(shì)得以補(bǔ)償一部分。
圖2是溫度升高后的位置圖圖8是溫度降低后的位置圖方法2如圖4，當(dāng)內(nèi)外管因安裝或制造誤差導(dǎo)致內(nèi)管(1)和外管(3)不同軸，兩軸線有一小夾角，此時(shí)管接頭的內(nèi)外管與環(huán)(2)仍接觸良好而起密封作用。
權(quán)利要求自補(bǔ)償橢圓環(huán)自密封管接頭由可相互滑動(dòng)的內(nèi)管、外管和橢圓形密封環(huán)組成，外管內(nèi)壁帶有錐度，橢圓形密封環(huán)為密閉的橢圓環(huán)形，環(huán)內(nèi)加入由工作溫度和工作壓力決定其數(shù)量的較低沸點(diǎn)的流體介質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種橢圓環(huán)自密封管接頭,由內(nèi)管(1)、充有對(duì)應(yīng)于工作狀況的數(shù)量的流體介質(zhì)的橢圓環(huán)(2)和內(nèi)壁帶一定錐度的外管(3)組成。適用于較高工作溫度壓力下的流體管道系統(tǒng)。能自緊密封、自動(dòng)調(diào)節(jié)密封圈與內(nèi)外管壓緊度,自動(dòng)補(bǔ)償管道的長(zhǎng)度變化,允許安裝后內(nèi)外管軸線有一小角度偏差。其密封效果與補(bǔ)償性能良好,管道殘余應(yīng)力小,使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F16L27/00GK2365500SQ9722926
公開(kāi)日2000年2月23日 申請(qǐng)日期1997年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月18日
發(fā)明者方賀 申請(qǐng)人:方賀