CN101818837B - 压力补偿式旋转接头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压力补偿式旋转接头，属于补偿器技术领域。该旋转接头主要由外套管、内管、压盖法兰组成；外套管中固定安装止推环和连接挡环；内管外圆固定第一挡环和第二挡环，且管壁上具有穿孔；压盖法兰具有延伸环；第一挡环端面与止推环相接触，第二挡环端面与连接挡环的相对端面之间装有滚动件；延伸环端面与连接挡环之间充填有密封圈，延伸环内装有垫环；第一挡环和第二挡环之间安装内圆具有凹槽的密封环，凹槽与内管管壁上的穿孔相通。本发明不仅外套管与内管之间的密封圈和密封环形成了可靠的双重密封，而且可以补偿密封环的磨损，长期有效避免管路可动连接处的泄漏。
Description
技术领域
本发明涉及一种补偿式旋转接头，尤其是一种压力补偿式旋转接头，属于补偿器技术领域。
背景技术
据申请人了解，现有旋转补偿器在输送高压介质时存在密封性能不可靠的问题。采用双重密封的改进型旋转补偿器在大口径管道输送高压介质的情况下，介质压力引起的内压推力可能造成所增加的密封单元的密封填料过度变形而出现失效的现象。
检索发现，申请号为02258709.8的中国专利申请公开了一种改进的旋转式补偿器，包括内管、异型管接头，内管外置有以压紧螺栓连接的密封座和压盖法兰，与异型管接头相结合处的内管上置有一凸台，凸台与密封座之间形成的凹槽内设有滚珠，压盖法兰内设有开口对着内管的凹槽，所述的凹槽内放有滚珠。为了解决上述现有技术存在的密封不够可靠的问题，申请号为200610041301.4的中国专利申请公开了一种带有新的密封结构的管道用耐高压旋转补偿器，它包括芯管、密封压盖、密封座、连接管，芯管的一端插入连接管中，连接管与密封座的一端固定相连并套装在芯管上，在芯管上设有环形外凸台，在密封座上设有环形内凸台，密封压盖套装在芯管上并插入密封座的另一端中与环面密封件相抵，密封压盖和密封座通过连接件相连，其特征是在密封座和芯管之间形成有一个密封腔，在所述的密封腔中安装有端面密封件。然而这种密封结构仅依靠密封件自身的弹性密封作用，当管路内介质压力过高、密封件磨损时，依然难免泄漏。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的不足之处，提出一 种能够保证可靠密封的压力补偿式旋转接头，从而有效避免管路可动连接处的泄漏。
为了达到以上目的，本发明的压力补偿式旋转接头主要由具有端法兰的外套管(典型的外套管有套筒和异径管焊接而成)、一端插入外套管中的内管、以及套在内管外并与端法兰固定连接的压盖法兰组成；所述外套管的插装端内孔中固定安装间隔分布的止推环和连接挡环；所述内管的插入端外圆固定具有轴向间隔的第一挡环和第二挡环，且第一挡环和第二挡环之间的管壁上具有穿孔；所述压盖法兰具有伸入外套管的延伸环；所述第一挡环背离第二挡环的端面与所述止推环相接触，所述第二挡环背离第一挡环的端面与所述连接挡环的相对端面之间装有滚动件；所述压盖法兰的延伸环端面与所述连接挡环之间充填有密封圈，所述延伸环的内孔与所述内管的外圆之间装有垫环；所述第一挡环和第二挡环之间安装内圆具有凹槽的密封环，所述凹槽与内管管壁上的穿孔相通。
工作中，当受到扭曲应力时，内管可以相对外套管旋转，从而消除管路的应力。本发明不仅外套管与内管之间的密封圈和密封环形成了可靠的双重密封，而且管路中的压力介质可以通过内管壁上的穿孔作用于密封环的凹槽，从而保持密封环紧贴第一挡环、第二挡环以及外套管内壁，起到切实的密封作用，介质的压力越大，密封环贴得越紧，因此可以补偿密封环的磨损，长期有效避免管路可动连接处的泄漏。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的压力补偿式旋转接头如附图1所示，主要由套筒3和异径管8焊接而成的外套管、一端插入套筒3中的内管1、以及套在内管1外的压盖法兰2组成。外套管的套筒3具有端法兰，端法兰与压盖法兰2通过紧固螺栓13固定连接。外套管的套筒3插装端内孔中固定安装间隔分布的圆截面的止推环7和连接挡环9。内管1的插入端外圆固定具有轴向间隔的第一挡环11和第二挡环10，且第一挡环和第二挡环之间的管壁上具有穿孔。压盖法兰2具有伸入外套管套筒3的延伸环。第一挡环11背离第二挡环10的端面与止推环7相接触。第二挡环10背离第一挡环11的端面与连接挡环9的相对端面之间装有滚珠6，由于连接挡环9的端面邻近内孔处具有与滚珠6相配的圆弧凹陷，因此滚珠6位于该圆弧凹陷中，并与内管的外圆接触，从而形成合理的轴向和径向限位。压盖法兰2的延伸环端面与连接挡环9之间充填过氧化氟橡胶等柔性材料制成的密封圈5，延伸环的外圆与套筒3的内孔相配，延伸环的内孔与内管1的外圆之间装有聚四氟乙烯制成的垫环4。第一挡环11和第二挡环10之间安装内圆具有凹槽的密封环12，凹槽的截面为矩形(也可以是半圆弧形)，与内管1管壁上的穿孔相通，密封环12的外圆具有截面为半圆的凹槽，当管路内的压力介质作用于密封环的矩形凹槽内时，密封环的两侧面将贴紧第一挡环、第二挡环，而外圆的半圆凹槽两端将紧贴套筒内壁，形成迷宫式密封，介质的压力越大，贴得越紧，从而保证可靠的密封，即使密封环有磨损，也可以在压力介质作用下得到补偿，长期有效避免管路可动连接处的泄漏。
工作时，由于第二挡环和连接挡环间安装有滚珠，因此可以降低摩擦力，改善转动效果。而套筒内的止推环与第一挡环相抵，可以防止内管窜动，起到限位作用。压盖法兰内安装的聚四氟乙烯垫环进一步减小了压盖法兰和内管间转动的摩擦力，并保证了运行时的同轴度。实践证明，这种设计与传统的滚珠结构比较，可以避免内管或滚珠生锈后出现卡滞的现象，确保产品的转动性能。
本实施例的优点可以进一步归纳为：1)通过压力补偿方式，在传统旋转补偿器的基础上增加了压力补偿式自密封结构，实现了多重密封，因此十分可靠；2)密封结构不受口径大小的制约，扩大了产品应用范围；3)采用聚四氟乙烯垫环代替滚珠起到内管定位和减小摩擦力的作用，避免了内管由于外部环境引起的锈蚀而卡住滚珠的现象，增强了产品的旋转可靠性；4)止推环防止了内管的轴向窜动，提高了管道系统的稳定性。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种压力补偿式旋转接头，主要由具有端法兰的外套管、一端插入外套管中的内管、以及套在内管外并与端法兰固定连接的压盖法兰组成；所述外套管的插装端内孔中固定安装间隔分布的止推环和连接挡环；所述内管的插入端外圆固定具有轴向间隔的第一挡环和第二挡环，且第一挡环和第二挡环之间的管壁上具有穿孔；所述压盖法兰具有伸入外套管的延伸环；所述第一挡环背离第二挡环的端面与所述止推环相接触，所述第二挡环背离第一挡环的端面与所述连接挡环的相对端面之间装有滚动件；所述压盖法兰的延伸环端面与所述连接挡环之间充填有密封圈，其特征在于：所述延伸环的内孔与所述内管的外圆之间装有垫环；所述第一挡环和第二挡环之间安装内圆具有凹槽的密封环，所述凹槽与内管管壁上的穿孔相通。
2.根据权利要求1所述的压力补偿式旋转接头，其特征在于：所述密封环内圆凹槽的截面为矩形，所述密封环的外圆具有截面为半圆的凹槽。
3.根据权利要求1或2所述的压力补偿式旋转接头，其特征在于：所述连接挡环的端面邻近内孔处具有与滚珠相配的圆弧凹陷，所述滚珠位于所述圆弧凹陷中，并与内管的外圆接触。
4.根据权利要求3所述的压力补偿式旋转接头，其特征在于：所述外套管由套筒和异径管焊接而成。
5.根据权利要求4所述的压力补偿式旋转接头，其特征在于：所述止推环截面为圆形。
6.根据权利要求5所述的压力补偿式旋转接头，其特征在于：所述密封圈采用过氧化氟橡胶制成。
7.根据权利要求6所述的压力补偿式旋转接头，其特征在于：所述垫环采用聚四氟乙烯制成。
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