本專利涉及一種旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，尤其是一種耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，屬于流體輸送管路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器主要應(yīng)用在供熱領(lǐng)域管路系統(tǒng)，通過(guò)2件或3件補(bǔ)償器的組合旋轉(zhuǎn)來(lái)吸收管路系統(tǒng)膨脹熱位移，降低管道溫度應(yīng)力，產(chǎn)品發(fā)生旋轉(zhuǎn)位移的同時(shí)可以承受管道內(nèi)壓推力。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1908498A等耐高壓旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器實(shí)踐中反映出其存在以下主要問(wèn)題：1)端面密封件依靠承受的內(nèi)壓推力建立起密封，工作時(shí)接觸面發(fā)生旋轉(zhuǎn)位移，密封可靠與旋轉(zhuǎn)靈活不可兼得，為了保證密封，高壓時(shí)旋轉(zhuǎn)摩擦力很大；2）兩種密封形式中的端面密封可靠性得不到驗(yàn)證和監(jiān)測(cè)，端面密封件在重載摩擦下很快磨損，其泄漏后主要依靠環(huán)面密封保證產(chǎn)品技術(shù)性能，一旦泄漏必須立即維護(hù)，由于泄漏時(shí)間未知，用戶在制定維護(hù)計(jì)劃，以及維護(hù)時(shí)間上均比較被動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是要克服這些技術(shù)缺陷，提出一種耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，能夠在高壓高溫下密封可靠、旋轉(zhuǎn)靈活，同時(shí)能夠監(jiān)測(cè)產(chǎn)品使用中的技術(shù)性能變化情況，進(jìn)而提高產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)密封性能，延長(zhǎng)一次使用壽命，并且壽命可知可控，提升用戶使用時(shí)的便利性。

本實(shí)用新型解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：一種耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，包括一端為變徑管的外管，所述外管內(nèi)套合有芯管，所述外管的內(nèi)管壁設(shè)有至少兩組徑向收縮的內(nèi)凸環(huán)，所述各內(nèi)凸環(huán)的相鄰環(huán)面之間設(shè)有至少一個(gè)空心密封圈；所述芯管的一端外管壁上徑向延伸出外凸環(huán)，所述內(nèi)凸環(huán)與外凸環(huán)相套合；所述外凸環(huán)與近變徑管一端的內(nèi)凸環(huán)之間設(shè)有減磨裝置；所述芯管與外管間隙配合，所述空心密封圈與芯管及外管過(guò)渡或過(guò)盈配合。

當(dāng)接通介質(zhì)壓力后，在管道內(nèi)壓推力作用下，外凸環(huán)、減磨裝置、近變徑管一端的內(nèi)凸環(huán)相互抵緊，吸收傳遞內(nèi)壓推力；具有彈性的空心密封圈由碳鋼、不銹鋼等材料制成，其短半軸有回彈伸長(zhǎng)的特性，進(jìn)而壓緊芯管外圓與外管內(nèi)圓，達(dá)到自密封效果。溫度上升后管道開(kāi)始膨脹，產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)變形，減磨裝置在外凸環(huán)與近變徑管一端的內(nèi)凸環(huán)之間滾動(dòng)或滑動(dòng)，由于空心密封圈及與之接觸的芯管與外管圓周尺寸一致，產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)時(shí)仍可保證密封性能，同時(shí)空心密封圈的密封接觸面很小，承受較大內(nèi)壓推力的減磨裝置可以選擇滾動(dòng)摩擦，確保旋轉(zhuǎn)靈活的同時(shí)大大降低了旋轉(zhuǎn)摩擦力。

進(jìn)一步的，前述的耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，空心密封圈呈橢圓形，且所述空心密封圈內(nèi)側(cè)面近外管的變徑管端的圓周上具有至少一個(gè)開(kāi)孔，空心密封圈內(nèi)充有惰性氣體。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，改進(jìn)了橢圓形空心密封圈的自密封效果。

進(jìn)一步的，前述的耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，外管背離變徑管的一端設(shè)有連接法蘭，所述連接法蘭通過(guò)緊固件與壓蓋固連，所述壓蓋的下端具有插入外管內(nèi)徑與芯管外徑間隙的壓環(huán)，背離變徑管端的內(nèi)凸環(huán)與所述壓環(huán)之間填充有密封填料，所述密封填料在長(zhǎng)度方向?yàn)樾苯浅蛐竟艿膬?nèi)寬外窄形，厚度方向?yàn)樾苯浅騼?nèi)凸環(huán)的左寬右窄形，壓蓋壓環(huán)端面、外管內(nèi)圓分別與兩處斜角吻合。密封填料采用特殊截面，壓蓋壓環(huán)端面與該斜角吻合，可以保證壓蓋處施加較小軸向力、較小的位移即可產(chǎn)生對(duì)填料較大的壓緊力；壓緊壓蓋的緊固件襯有碟簧墊片，因而當(dāng)緊固件預(yù)緊力出現(xiàn)松弛后可自動(dòng)補(bǔ)充預(yù)緊力，延長(zhǎng)了產(chǎn)品一次使用壽命。

進(jìn)一步的，前述的耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，連接法蘭與芯管的外管壁之間設(shè)有至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度限位調(diào)節(jié)裝置，所述旋轉(zhuǎn)角度限位裝置包括一端設(shè)有內(nèi)螺紋的連接板，所述連接板螺紋連接有連接螺柱，所述連接螺柱的下端依次通過(guò)鎖緊螺母及調(diào)節(jié)螺母與限位板固連；所述連接板背離具有內(nèi)螺紋的一端間隙跨過(guò)壓蓋后與連接法蘭外圓固結(jié)，所述限位板與壓蓋內(nèi)圓的側(cè)面間隙配合，并與芯管外圓貼合后固結(jié)，所述連接螺柱的軸線位于限位板幾何中心。該裝置可以限制、調(diào)節(jié)產(chǎn)品的旋轉(zhuǎn)角度，保護(hù)產(chǎn)品不發(fā)生過(guò)量旋轉(zhuǎn)位移。

進(jìn)一步的，前述的耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，外凸環(huán)的外圓具有凹槽，所述凹槽內(nèi)嵌有O型密封圈。

進(jìn)一步的，前述的耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，背離變徑管端的內(nèi)凸環(huán)具有徑向貫穿外管的通孔，所述通孔內(nèi)安裝有壓力監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，所述壓力監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置包括電接點(diǎn)壓力表，所述電接點(diǎn)壓力表的桿部分別安裝有截止閥及蜂鳴器。將壓力監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置設(shè)置在橢圓形空心密封圈與密封填料之間，壓力示值反映了橢圓形空心密封圈的密封可靠性，當(dāng)壓力示值接近或達(dá)到介質(zhì)壓力時(shí)，觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警，說(shuō)明產(chǎn)品內(nèi)部的橢圓形空心密封圈已經(jīng)失效，但外部的密封填料仍可確保短期內(nèi)密封，提高了產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)密封性能，延長(zhǎng)一次使用壽命，為用戶制定維修計(jì)劃，實(shí)施維護(hù)贏得主動(dòng)，并且壽命可知可控，提升用戶使用時(shí)的便利性。

進(jìn)一步的，前述的耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，外管的內(nèi)管壁近變徑管處設(shè)有數(shù)個(gè)沿管壁圓周方向均布的限位塊。以防止運(yùn)輸、安裝過(guò)程中產(chǎn)品被過(guò)度壓縮。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型提供的一種耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，不僅滿足了旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器具有的密封、旋轉(zhuǎn)位移、吸收內(nèi)壓推力性能，由外凸環(huán)、減磨裝置、內(nèi)凸環(huán)吸收傳遞內(nèi)壓推力并利用滾動(dòng)降低旋轉(zhuǎn)摩擦力；橢圓形空心密封圈達(dá)到自密封效果的同時(shí)因?yàn)榻佑|面小進(jìn)一步降低了旋轉(zhuǎn)摩擦力，確保旋轉(zhuǎn)靈活，突破了現(xiàn)有技術(shù)將吸收內(nèi)壓推力與密封由同一結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)而使得“密封可靠與旋轉(zhuǎn)靈活不可兼得”的弊病。壓力監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置能夠監(jiān)測(cè)產(chǎn)品使用中的技術(shù)性能變化情況，進(jìn)而提高產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)密封性能，延長(zhǎng)一次使用壽命，為用戶制定維修計(jì)劃，實(shí)施維護(hù)贏得主動(dòng)，并且壽命可知可控，提升用戶使用時(shí)的便利性。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、布局合理、使用方便且制作成本低，能夠滿足需要開(kāi)展此項(xiàng)工作的市場(chǎng)需求。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的空心密封圈的放大圖。

圖3是本實(shí)用新型的左視圖。

圖4是圖3的A向放大圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)構(gòu)附圖和實(shí)施案例對(duì)本專利作進(jìn)一步說(shuō)明。

一種耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，結(jié)構(gòu)如圖1至圖4所示，包括芯管1、外凸環(huán)1-1、凹槽1-2、外管2、第一內(nèi)凸環(huán)2-1、第二內(nèi)凸環(huán)2-2、壓蓋3、空心密封圈4、密封填料5、壓力監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置6、減磨裝置7、O型圈8、旋轉(zhuǎn)角度限位調(diào)節(jié)裝置9、連接板9-1、連接螺柱9-2、鎖緊螺母9-3、調(diào)節(jié)螺母9-4、限位板9-5、限位塊10、緊固件11。

其中，外管的一端為變徑管，在其內(nèi)部套合有芯管，該芯管與外管間隙配合。且外管的內(nèi)管壁依次設(shè)有徑向收縮的第一內(nèi)凸環(huán)及第二內(nèi)凸環(huán)，同時(shí)各內(nèi)凸環(huán)的相鄰環(huán)面之間設(shè)有兩個(gè)橢圓形空心密封圈；該橢圓形空心密封圈與芯管及外管過(guò)渡或過(guò)盈配合。而芯管的一端外管壁上徑向延伸出外凸環(huán)，通過(guò)內(nèi)凸環(huán)與外凸環(huán)完成外管與芯管的套合；在外凸環(huán)與近變徑管一端的內(nèi)凸環(huán)之間還設(shè)有減磨裝置。

而橢圓空心密封圈的結(jié)構(gòu)為橫截面為橢圓的空心結(jié)構(gòu)，裝配后，短半軸尺寸被擠壓縮短，材料發(fā)生彈塑性變形，壓緊與芯管、外管的接觸面，達(dá)到自密封；為進(jìn)一步提升自密封效果，可在橢圓形空心密封圈內(nèi)側(cè)四分之圓上開(kāi)數(shù)個(gè)孔，裝配時(shí)開(kāi)孔一側(cè)連通介質(zhì)壓力，或者所述橢圓形空心密封圈內(nèi)充入一定壓力的惰性氣體，依靠?jī)?nèi)部壓力進(jìn)一步壓緊接觸面。

根據(jù)工作溫度的不同，O形密封圈可以選擇橡膠、聚四氟乙烯、金屬材料等；橢圓形空心密封圈可以選擇碳鋼、不銹鋼、高溫合金等材料，滿足不同介質(zhì)溫度下的密封要求。且與橢圓形空心密封圈、密封填料、O形密封圈接觸的芯管外圓、外管內(nèi)圓表面覆有表面粗糙度小于Ra3.2的鍍層。

本實(shí)施例使用時(shí)，將O形密封圈嵌入外凸環(huán)外圓的凹槽后，將內(nèi)圓具有徑向收縮第一內(nèi)凸環(huán)的外管與一端外圓徑向延伸出外凸環(huán)的芯管套合，套合槽內(nèi)的減磨裝置為若干鋼球，鋼球充滿套合槽并能靈活滾動(dòng)；在第一內(nèi)凸環(huán)另一側(cè)的外管與芯管間置入短半軸尺寸與之過(guò)渡或過(guò)盈配合的橢圓形空心密封圈，同時(shí)套入內(nèi)凸環(huán)二將其壓緊并將內(nèi)凸環(huán)二與外管固連，再按相同方法置入第二個(gè)橢圓形空心密封圈及第二內(nèi)凸環(huán)，且在第二內(nèi)凸環(huán)與外管的同一位置打有穿孔，外接壓力監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置；靠近第二內(nèi)凸環(huán)的環(huán)面，在外管與芯管間置入梯形截面的密封填料，然后用壓蓋壓緊后通過(guò)緊固件與外管另一端外圓延伸出的連接法蘭固連；由設(shè)有內(nèi)螺紋的連接板、連接螺柱、鎖緊螺母、調(diào)節(jié)螺母、限位板組成的旋轉(zhuǎn)角度限位調(diào)節(jié)裝置間隙跨過(guò)壓蓋后與連接法蘭外圓固結(jié)，限位板與壓蓋內(nèi)圓的側(cè)面間隙配合，并與芯管外圓貼合后固結(jié)，連接螺柱軸線位于限位板幾何中心；圖4中的角度標(biāo)尺可以清晰顯示出產(chǎn)品的旋轉(zhuǎn)角度。最后用壓力加工的方法從外管收縮出變徑管使之整體焊接固連或者將變徑管與外管焊接固連，滿足產(chǎn)品兩端接口直徑尺寸要求。

此外，本實(shí)施例還具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1)密封填料采用特殊截面，壓蓋壓環(huán)端面與該斜角吻合，可以保證壓蓋處施加較小軸向力、較小的位移即可產(chǎn)生對(duì)填料較大的壓緊力；壓緊壓蓋的緊固件襯有碟簧墊片，因而當(dāng)緊固件預(yù)緊力出現(xiàn)松弛后可自動(dòng)補(bǔ)充預(yù)緊力，延長(zhǎng)了產(chǎn)品一次使用壽命。

2）橢圓形空心密封圈外表面，以及與橢圓形空心密封圈、密封填料、O形密封圈接觸的芯管外圓、外管內(nèi)圓表面覆有表面粗糙度小于Ra3.2的鍍層，使其摩擦面無(wú)污物及不被腐蝕。鍍層可根據(jù)工作介質(zhì)選擇聚四氟乙烯、鋅、鎳、鉻等，使得產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)靈活，摩擦力小。

3）外凸環(huán)與外管之間、芯管與第一內(nèi)凸環(huán)之間、芯管與第二內(nèi)凸環(huán)之間（若干處）、芯管與壓蓋之間，以上內(nèi)外圓之間通過(guò)設(shè)置合理的間隙，以及旋轉(zhuǎn)角度限位調(diào)節(jié)裝置的限位板與壓蓋內(nèi)圓的側(cè)面設(shè)置合理的間隙，保證芯管與外管同軸度的同時(shí)，可以很好地抵抗補(bǔ)償器應(yīng)用于管線后產(chǎn)生的附加彎矩的不利影響，改善密封性能。

4）外管內(nèi)圓靠近變徑管處設(shè)有數(shù)個(gè)圓周均布的限位塊，防止運(yùn)輸、安裝過(guò)程中產(chǎn)品被過(guò)度壓縮。

5）外管與變徑管段整體連接或焊接連接。高壓時(shí)采用整體連接方式大大提高了安全性。

實(shí)踐證明，以上實(shí)施例不僅滿足了旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器具有的密封、旋轉(zhuǎn)位移、吸收內(nèi)壓推力性能，由外凸環(huán)、減磨裝置、內(nèi)凸環(huán)吸收傳遞內(nèi)壓推力并利用滾動(dòng)降低旋轉(zhuǎn)摩擦力；橢圓形空心密封圈達(dá)到自密封效果的同時(shí)因?yàn)榻佑|面小進(jìn)一步降低了旋轉(zhuǎn)摩擦力，確保旋轉(zhuǎn)靈活，突破了現(xiàn)有技術(shù)將吸收內(nèi)壓推力與密封由同一結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)而使得“密封可靠與旋轉(zhuǎn)靈活不可兼得”的弊病。壓力監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置能夠監(jiān)測(cè)產(chǎn)品使用中的技術(shù)性能變化情況，進(jìn)而提高產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)密封性能，延長(zhǎng)一次使用壽命，為用戶制定維修計(jì)劃，實(shí)施維護(hù)贏得主動(dòng)，并且壽命可知可控，提升用戶使用時(shí)的便利性。

除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。