等内径直流三维球型补偿器.pdf

本发明涉及等内径直流三维球型补偿器，包括中间连接管、伸缩补偿装置和球面活动密封组件，球面活动密封组件包括球面管、球面法兰、加注管、球面外套管和变径管，球面管设在球面外套管内，球面法兰与球面外套管连接，球面法兰与球面管、球面外套管构成填料腔，填料腔内设有密封填料；球面外套管上设有密封填料加注管，球面管的管壁设为实体结构，球面管管壁的内表面设为平滑面。相对于现有技术，本发明球面管采用实体结构，管道内部无变径，介质流动更加畅通，不易磨损球体，延长了使用寿命；填料腔设有的非金属挡环有利于加强密封效果，减小球面磨损，并能在不停机的情况下补充密封材料，大大延长了产品的使用寿命，降低了维护成本。

权利要求书一种等内径直流三维球型补偿器，包括中间连接管和设在中间连接管两端的球面活动密封组件Ⅰ、球面活动密封组件Ⅱ，所述中间连接管与球面活动密封组件Ⅰ之间设有伸缩补偿装置，其特征是：所述球面活动密封组件Ⅰ包括球面管Ⅰ、球面法兰Ⅰ、加注管Ⅰ、球面外套管Ⅰ和变径管Ⅰ，所述球面管Ⅰ设在球面外套管Ⅰ内，所述球面法兰Ⅰ通过螺栓与球面外套管Ⅰ连接和固定；
所述球面法兰Ⅰ与球面管Ⅰ、球面外套管Ⅰ构成填料腔Ⅰ，填料腔Ⅰ内设有密封填料；所述球面外套管Ⅰ上设有密封填料加注管Ⅰ，加注管Ⅰ与填料腔Ⅰ连通，加注管Ⅰ的开口端设有密封帽；所述球面管Ⅰ的管壁设为实体结构，球面管Ⅰ管壁的内表面设为平滑面。
根据权利要求1所述的等内径直流三维球型补偿器，其特征是：所述伸缩补偿装置包括伸缩管、直管法兰和伸缩外套管，伸缩外套管设在所述中间连接管的端部，所述伸缩管的一端通过伸缩外套管套设在所述中间连接管内，伸缩管的另一端通过变径管Ⅰ与所述球面活动密封组件Ⅰ连接；
所述直管法兰与伸缩管、中间连接管和伸缩外套管构成填料腔Ⅲ，填料腔Ⅲ内设有密封填料；所述伸缩外套管上设有密封填料加注管Ⅲ，加注管Ⅲ与所述填料腔Ⅲ连通，加注管Ⅲ的开口端设有密封帽。
根据权利要求1或2所述的等内径直流三维球型补偿器，其特征是：所述球面活动密封组件Ⅱ包括球面管Ⅱ、球面法兰Ⅱ、球面外套管Ⅱ，所述球面管Ⅱ设在球面外套管Ⅱ内，所述球面法兰Ⅱ与球面管Ⅱ、球面外套管Ⅱ构成填料腔Ⅱ，填料腔Ⅱ内设有密封填料；
所述球面外套管Ⅱ上设有密封填料加注管Ⅱ，加注管Ⅱ与所述填料腔Ⅱ连通，加注管Ⅱ的开口端设有密封帽。
根据权利要求3所述的等内径直流三维球型补偿器，其特征是：所述球面管Ⅱ外圆弧的直径大于球面管Ⅱ内径的二分之一，小于球面管Ⅱ内径的1.5倍。
根据权利要求3所述的等内径直流三维球型补偿器，其特征是：所述球面法兰Ⅱ与所述填料腔Ⅱ之间还设有非金属挡环，所述填料腔Ⅱ的另一侧设有金属挡环，金属挡环与所述球面外套管Ⅱ焊接固定，金属挡环与所述球面管Ⅱ的外表面之间设有非金属嵌环。
根据权利要求1所述的等内径直流三维球型补偿器，其特征是：所述球面管Ⅰ的内径与所述伸缩管的内径大小相等。
根据权利要求6所述的等内径直流三维球型补偿器，其特征是：所述球面管Ⅰ的端面与所述伸缩管之间的间隙小于35毫米。
根据权利要求1所述的等内径直流三维球型补偿器，其特征是：所述密封填料包括石墨缠绕密封材料。

说明书等内径直流三维球型补偿器
技术领域
本发明涉及管道补偿装置，尤其是一种设置有密封填料加注管的等内径直流三维球型补偿器。
背景技术
石油、化工、电力、热力等行业一般都需要在管道中安装使用三维球型补偿器，三维球型补偿器通常由两个球型结构元件和一个套筒结构元件组成，球型结构元件能够作径向挠曲角位移，套筒结构元件能够作轴向直线位移，三维球型补偿器的优点是：偏转角度大、轴向位移量大，能有效补偿和吸收锅炉等设备运行时产生的较大向下位移量。
目前，现有按照D‑LD2000标准制造的三维球型补偿器一般都是针对电厂、水泥厂烟风或煤粉管道设计的，球型补偿器的球体由等厚度钢板加工而成，球体外表面外凸形成球面，其内表面相应形成凹槽。补偿器工作过程中，煤粉经过球体形成的变径区容易产生涡流，并在凹槽内不断集聚和流动，不仅降低了煤粉的流速，影响正常输送，而且容易磨损补偿器球体，降低其使用寿命。
现有三维球型补偿器的密封件通常为缠绕石棉盘根，使用温度为350℃以下，使用三至五年就会发生泄漏现象，从而必须更换补偿器，导致使用寿命较短，维护和更换工作量大，成本较高。
发明内容
针对以上现有三维球型补偿器的不足，本发明的目的是提供一种管道内部无变径，不易泄漏、使用寿命长，能够在不停机的情况下补充密封填料的等内径直流三维球型补偿器。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
等内径直流三维球型补偿器，包括中间连接管和设在中间连接管两端的球面活动密封组件Ⅰ、球面活动密封组件Ⅱ，所述中间连接管与球面活动密封组件Ⅰ之间设有伸缩补偿装置，所述球面活动密封组件Ⅰ包括球面管Ⅰ、球面法兰Ⅰ、加注管Ⅰ、球面外套管Ⅰ和变径管Ⅰ，所述球面管Ⅰ设在球面外套管Ⅰ内，所述球面法兰Ⅰ通过螺栓与球面外套管Ⅰ连接和固定；
所述球面法兰Ⅰ与球面管Ⅰ、球面外套管Ⅰ构成填料腔Ⅰ，填料腔Ⅰ内设有密封填料；所述球面外套管Ⅰ上设有密封填料加注管Ⅰ，加注管Ⅰ与填料腔Ⅰ连通，加注管Ⅰ的开口端设有密封帽；所述球面管Ⅰ的管壁设为实体结构，球面管Ⅰ管壁的内表面设为平滑面。
作为本发明的优选技术方案，所述伸缩补偿装置包括伸缩管、直管法兰和伸缩外套管，伸缩外套管设在所述中间连接管的端部，所述伸缩管的一端通过伸缩外套管套设在所述中间连接管内，伸缩管的另一端通过变径管Ⅰ与所述球面活动密封组件Ⅰ连接；
所述直管法兰与伸缩管、中间连接管和伸缩外套管构成填料腔Ⅲ，填料腔Ⅲ内设有密封填料；所述伸缩外套管上设有密封填料加注管Ⅲ，加注管Ⅲ与所述填料腔Ⅲ连通，加注管Ⅲ的开口端设有密封帽。
作为本发明的优选技术方案，所述球面活动密封组件Ⅱ包括球面管Ⅱ、球面法兰Ⅱ、球面外套管Ⅱ，所述球面管Ⅱ设在球面外套管Ⅱ内，所述球面法兰Ⅱ与球面管Ⅱ、球面外套管Ⅱ构成填料腔Ⅱ，填料腔Ⅱ内设有密封填料；
所述球面外套管Ⅱ上设有密封填料加注管Ⅱ，加注管Ⅱ与所述填料腔Ⅱ连通，加注管Ⅱ的开口端设有密封帽。
作为本发明的优选技术方案，所述球面管Ⅱ外圆弧的直径大于球面管Ⅱ内径的二分之一，小于球面管Ⅱ内径的1.5倍。
作为本发明的优选技术方案，所述球面法兰Ⅱ与所述填料腔Ⅱ之间还设有非金属挡环，所述填料腔Ⅱ的另一侧设有金属挡环，金属挡环与所述球面外套管Ⅱ焊接固定，金属挡环与所述球面管Ⅱ的外表面之间设有非金属嵌环。
作为本发明的优选技术方案，所述球面管Ⅰ的内径与所述伸缩管的内径大小相等。
作为本发明的优选技术方案，所述球面管Ⅰ的端面与所述伸缩管之间的间隙小于35毫米。
作为本发明的优选技术方案，所述密封填料包括石墨缠绕密封材料。
本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明球面管的球体采用实体结构，管道内部无变径，煤粉流动更加畅通，不易磨损补偿器球体，从而有利于延长补偿器的使用寿命。填料腔设有的非金属挡环和嵌环有利于加强密封效果，并减小球面的磨损。
填料腔的外套管设置加注管，用于补充加注密封填料，将传统的缠绕石棉盘根改为石墨缠绕密封材料，并添加合金及抗氧化剂等填料，密封抗压性能更好，正常使用温度可达650℃。
本发明扩大了产品的使用领域和范围，不仅可以用于电厂、水泥厂等管道位移量较小、工作温度较低的管道中，而且适用于热力、化工等管道位移量较大，工作温度较高的管道中，并且能够在不停机的情况下补充密封材料，大大延长了产品的使用寿命，降低了维护成本。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的局部放大示意图。
图中：1、球面管Ⅰ，2、螺栓，3、球面法兰Ⅰ，4、加注管Ⅰ，5、密封填料，6、球面外套管Ⅰ，7、变径管Ⅰ，8、伸缩管，9、直管法兰，10、加注管Ⅲ，11、伸缩外套管，12、中间连接管，13、球面管Ⅱ，14、非金属挡环，15、球面法兰Ⅱ，16、加注管Ⅱ，17、非金属嵌环，18、球面外套管Ⅱ，19、变径管Ⅱ。
具体实施方式
如图1和图2所示，等内径直流三维球型补偿器，包括中间连接管12和设在中间连接管12两端的球面活动密封组件Ⅰ、球面活动密封组件Ⅱ，所述中间连接管12与球面活动密封组件Ⅰ之间设有伸缩补偿装置，球面活动密封组件Ⅰ包括球面管Ⅰ1、球面法兰Ⅰ3、加注管Ⅰ4、球面外套管Ⅰ6和变径管Ⅰ7，球面管Ⅰ1设在球面外套管Ⅰ6内，球面法兰Ⅰ3通过螺栓2与球面外套管Ⅰ6连接和固定；球面法兰Ⅰ3与球面管Ⅰ1、球面外套管Ⅰ6构成填料腔Ⅰ，填料腔Ⅰ内设有密封填料5。球面外套管Ⅰ6上设有密封填料加注管Ⅰ4，加注管Ⅰ4与填料腔Ⅰ连通，加注管Ⅰ4的开口端设有密封帽；球面管Ⅰ1的管壁设为实体结构，球面管Ⅰ1管壁的内表面设为平滑面。
所述伸缩补偿装置包括伸缩管8、直管法兰9和伸缩外套管11，伸缩外套管11设在中间连接管12的端部，伸缩管8的一端通过伸缩外套管11套设在中间连接管12内，伸缩管8的另一端通过变径管Ⅰ7与球面活动密封组件Ⅰ连接。所述直管法兰9与伸缩管8、中间连接管12和伸缩外套管11构成填料腔Ⅲ，填料腔Ⅲ内设有密封填料。伸缩外套管上设有密封填料加注管Ⅲ10，加注管Ⅲ10与填料腔Ⅲ连通，加注管Ⅲ10的开口端设有密封帽。
所述球面活动密封组件Ⅱ包括球面管Ⅱ13、球面法兰Ⅱ15、球面外套管Ⅱ18，球面管Ⅱ13设在球面外套管Ⅱ18内，球面外套管Ⅱ18与变径管Ⅱ19焊接连接，球面法兰Ⅱ15与球面管Ⅱ13、球面外套管Ⅱ18构成填料腔Ⅱ，填料腔Ⅱ内设有密封填料；球面外套管Ⅱ18上设有密封填料加注管Ⅱ16，加注管Ⅱ16与填料腔Ⅱ连通，加注管Ⅱ16的开口端设有密封帽。
本实施例中，所述球面管Ⅰ和球面管Ⅱ外圆弧的直径分别大于其内径的二分之一，小于其内径的1.5倍。所述球面法兰Ⅱ15与填料腔Ⅱ之间还设有非金属挡环14，填料腔Ⅱ的另一侧设有金属挡环，金属挡环与球面外套管Ⅱ18焊接固定，金属挡环与球面管Ⅱ13的外表面之间设有非金属嵌环17。本实施例所述填料腔Ⅰ的密封填料5两侧也分别设有非金属挡环和非金属嵌环，该结构有利于加强密封效果，并减小球面的磨损。
本实施例中，所述球面管Ⅰ1的内径与伸缩管8的内径大小相等，球面管Ⅰ1的端面与伸缩管8之间的间隙小于35毫米。本实施例所述密封填料包括石墨缠绕密封材料，该密封材料中添加有合金及抗氧化剂等填料，密封抗压性能更好，正常使用温度可达650℃。