自補償橢圓環自密封管接頭的製作方法

2023-05-18 09:56:31

專利名稱：自補償橢圓環自密封管接頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帶錐度的橢圓環形密封圓管接頭。屬於較高工作溫度下管道系統長度補償的自密封管道連接裝置。
目前的管道長度補償連接裝置中，有Ω型補償器、波紋管補償器、套管式補償器等；Ω型佔用空間大，壓能損失大，材料浪費大；波紋管補償能力小，造價高；套管式的密封填料易於磨損老化。為解決密封問題，西安熱工研究所的張兆基教授在實用新型專利《自密封滑動管接頭》中提出，以可相對滑動的內外管與中空的「O」型環構成一管接頭，靠「O」型的熱脹冷縮壓緊內管外達到密封。福建莆田發電設備研究所的嶽兆智認為，這「必須使密封圈的材料膨脹係數大大超過內外管材料而仍保持彈性變形，這在工程實施中有一定難度」，從而他在實用新型專利《扁管型密封圈管道伸縮節》中提出另一種用於溫度補償的伸縮節「由可相對滑動的內外管及夾於內外管之間的若干扁管型密封圈組成，……扁管型密封圈嵌於外管端部內壁凹槽內。」「溫度補償密封圈內腔是全封閉的，裝有流體介質或在工作溫度範圍內可轉化為流體介質的固體」「在管道內流體溫度升高時，密封圈在內腔流體體積膨脹壓力或過熱飽和蒸汽壓力作用下脹緊在內外管之間達到密封目的，溫度越高，密封圈內外壓差越大，密封圈的脹緊度也越大」。該文中的扁管型環內是加入「一定數量的流體或固體」，未科學地控制其加入量，以控制其最高工作溫度時的環內壓力。在高溫下工作時，環對內外管壁的壓力很大，當這時進行長度補償時，環與內外管磨損將會很厲害，影響其使用壽命。由該文圖2示的溫度補償伸縮節，須並排裝著2個扁管型密封圈，內外管須與這兩個密封圈接觸良好才能達到密封，這就要求內外管的同軸度要非常高，這給製造和安裝帶來困難。
本實用新型的目的是提出一種結構簡單，具有自緊密封、自動調節密封圈對內外管壓力，可允許內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。
本實用新型是由內壁、橢圓環密封圈及內壁帶一定錐度的外管組成。內外管間裝著橢圓環，內管與橢圓環以及橢圓環與外管可以相對滑動，橢圓環內加入常溫下為液態、常壓下沸點低於工作溫度的流體介質。當管接頭工作在高溫下，環內流體介質產生汽化，壓力增大。當環內的介質未能完全汽化就達汽液平衡時，則環內的壓力就等於介質的飽和汽壓；在這種狀況下，環內的壓力隨溫度變化而變化很大。由於橢圓環斷面是橢圓形，當環內壓力變大時，橢圓面受壓沿短軸方面要變長，這樣橢圓環就壓緊內外管壁，達到密封效果；溫度越高，壓得越緊，密封效果就越好。當達到一定溫度時，環內的介質全部汽化，環內的介質已全部為氣體，溫度再升高，氣體已不再以飽和態存在，所以，這時的壓力不再以介質的的飽和汽壓而變化，而是近似以理想氣體變化，環對內外管壁的壓力也不會升高過快。這樣，控制加入介質的量可以有效地控制其工作溫度下的環內壓力，以控制橢圓環的變形量，從而有效控制環對內外管壁的壓緊程度。
本實用新型的結構簡單，與上文提到的伸縮節相比，有如下特點(一)、由於可控制橢圓環內的最大壓力，故可有效地控制環的最大工作應力，以及環與內外管密封壓緊程度，保證環的工作安全，減小磨損，延長使用壽命。
(二)、外管內壁採用錐度，在進行熱補償時環對外管自動產生一定的相對位移，自動補償環由於溫度變化導致環內壓力變化而引起橢圓短軸方向的位移趨勢，減少環對內外管的壓力波動，增大密封可靠性，增長密封環的使用壽命。
(三)、由於採用斷面為橢圓的環形密封圈，橢圓斷面在環與內外管接觸的短軸附近近似為圓弧，故可允許內外管有一定的角度偏差，仍保持接觸良好而達到密封。
(四)、由於外管內壁採用如圖一所示相對方向的錐度，管道內輸送的介質壓力越高，密封環越靠近外管內壁小端，與內外管壁壓緊越好，密封越好。
以下將結合
本實用新型的具體結構圖1示為本實用新型的剖面圖。
(1)、內管(2)、橢圓形密封環(3)、外管
以下結合附圖說明本實用新型的實現方法方法1當管道內流體溫度變化時，圖l示的管接頭由於熱脹冷縮，內管(1)相對於外管(3)產生滑動，環(2)受內管(1)摩擦和管道介質內壓綜合怍用，會沿內管運動方向相對外管(3)產生一較小的位移，由於外管內壁帶有錐度，故與環(2)接觸的內外管間距也會變化，使得環(2)沿橢圓短軸方向因溫度變化致使環(2)內壓力變化而引起的位移趨勢得以補償一部分。
圖2是溫度升高後的位置圖圖8是溫度降低後的位置圖方法2如圖4，當內外管因安裝或製造誤差導致內管(1)和外管(3)不同軸，兩軸線有一小夾角，此時管接頭的內外管與環(2)仍接觸良好而起密封作用。
權利要求自補償橢圓環自密封管接頭由可相互滑動的內管、外管和橢圓形密封環組成，外管內壁帶有錐度，橢圓形密封環為密閉的橢圓環形，環內加入由工作溫度和工作壓力決定其數量的較低沸點的流體介質。
專利摘要本實用新型涉及一種橢圓環自密封管接頭,由內管(1)、充有對應於工作狀況的數量的流體介質的橢圓環(2)和內壁帶一定錐度的外管(3)組成。適用於較高工作溫度壓力下的流體管道系統。能自緊密封、自動調節密封圈與內外管壓緊度,自動補償管道的長度變化,允許安裝後內外管軸線有一小角度偏差。其密封效果與補償性能良好,管道殘餘應力小,使用壽命長。
文檔編號F16L27/00GK2365500SQ9722926
公開日2000年2月23日 申請日期1997年10月18日 優先權日1997年10月18日
發明者方賀 申請人:方賀