专利名称：耐腐蚀管道用旋转补偿器及制造方法与补偿系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种腐蚀性介质输送管道用补偿器，尤其是石化、冶炼等行 业腐蚀性介质高压输送管道上使用的补偿器及其系统，具体地说是一种耐腐 蚀管道用旋转补偿器及制造方法与补偿系统。
背景技术：
众所周知，在石化、特种化工、冶金等行业中经常需要使用耐腐蚀管道 输送强碱、强酸等腐蚀性液体或氯气、氨气等腐蚀性气体，而这些管道大多 为悬空或浅埋式管道，受到季节、日夜温差以及内在介质温度变化的影响其 长度会发生变化，因此必须使用管道补偿器。目前最常用的补偿装置是波纹 管，这种波纹管补偿器由于补偿距离有限，因此每间隔一定的距离就必须安 装一个，因此在管道上必须安装多外波纹管补偿器，此外，由于波纹管的耐 压性较差，因此长期以来，输送管道的压力无法提高。受温差影响，波纹管 反复收放，很容易损坏，寿命较短，因此必须定期更换，不仅增加运行成本， 而且影响正常生产。
发明内容
本发明的目的是针对目前耐腐蚀输送管道中使用的补偿器寿命短、压力 小，补偿距离有限的问题，设计一种补偿距离大、耐压、寿命长的耐腐蚀管 道用旋转补偿器与制造方法及补偿系统。
本发明的技术方案是之一
一种耐腐蚀管道用旋转补偿器，包括旋转连接管l、密封压盖3、密封座 4和锥体连接管7，其特征是所述的旋转连接管1的一端焊接有连接法兰8， 它的另一端设有一台阶面9并伸入锥体连接管7中，密封座4套装在旋转连 接管1上，密封座4的内表面设有一内凸环体10，内凸环体10的一个端面 1001、旋转连接管1上的台阶面9、密封座4的内表面401及旋转连接管1
的外表面101之间形成一个安装耐高压密封圈6的端面密封空间，内凸环体 10的另一个端面1002、旋转连接管1的外表面101及密封圈4的内表面402 之间也形成有安装低压密封圈6'的环面密封空间，密封压盖3的凸缘端插入 所述的环面密封空间中并与密封圈6'相抵，密封压盖3和密封座4之间、密 封座4和锥体连接管7之间均通过法兰连接结构相连，且密封座4和锥体连 接管7之间的法兰连接结构为唯一连接结构。
所述的旋转连接管1 、密封压盖3、密封座4和锥体连接管7均为耐腐蚀 材料制件。
所述的旋转连接管1、密封座4和锥体连接管7均由金属材料基材和覆 盖在金属基材上的耐腐蚀层2组成。
所述的耐腐蚀层2覆盖在所有与所输送介质直接或间接接触的表面上； 对于旋转连接管l而言，耐腐蚀层2覆盖至少覆盖以下区域内表面102、 法兰端面801、伸入锥体连接管7—端的与介质相接触的表面、台阶面9、与 密封圈6及内凸环体IO相接触的外表面101或全部外表面101;对于密封座 4而言，所述的耐腐蚀层2至少覆盖内表面401、内凸环体10的内表面、 内凸环体10的至少一个端面1001以及与锥体连接管7相连接的法兰面上； 对于锥体连接管而言，所述的耐腐蚀层2至少覆盖在其内表面、与密封座4 相接触的法兰面及与输送管上的法兰面相接触的法兰面上。
所述的密封压盖3也由金属材料基材和覆盖在金属基材上的耐腐蚀层2 组成，所述的耐腐蚀层2至少覆盖在其与旋转连接管1及密封圈6'相接触的 表面上。
本发明的技术方案是之二
一种安装有耐腐蚀管道用旋转补偿器的耐腐蚀管道长度补偿系统，其特 征是它至少包括两个耐腐蚀管道用旋转补偿器11和至少一个连接管12，所
述的耐腐蚀管道用旋转补偿器11的中心线与所连接的输送管道13的中心线 相垂直，所述的连接管12的两端分别与对应的耐腐蚀管道用旋转补偿器11 进口端或出口端相连。
本发明的技术方案是之三
一种耐腐蚀管道用旋转补偿器的制造方法，其特征是它包括以下步骤 第一步，在旋转连接管1的外表面、密封座4的内表面及锥体连接管7 的内表面上涂覆耐腐蚀层2;
第二步，先将耐高压密封圈6套装在旋转连接管1上并使其与旋转连接管1的台阶面9相抵，然后将密封座4套装在旋转连接管1上，接着将密封 圈6'送入密封座4与旋转连接管1之间的环面密封空间中，最后将密封压盖 3套装在旋转连接管1上，并用连接螺栓将密封压盖3与密封座4实现可靠 连接，使密封压盖3将密封圈6'压紧在所述的环面密封空间中；同时用连接 螺栓将锥体连接管7与密封座4之间的连接法兰进行可靠连接；第三步，将旋转连接管1的外露端与连接法兰8焊接相连；
最后，在旋转连接管1的内表面涂覆耐腐蚀层2。 本发明的有益效果
本发明成功地解决了长期以来困扰耐腐蚀材料的输送管道的补偿问题， 可大大延长管道的维护周期，节约维护运行成本。利用本发明的补偿器的补偿距离大，因此可大大减少管道系统中补偿器 的数量，降低成本。
由于本发明补偿器的采用端面密封为主(密封圈6)、环面密封(6 ')
为辅，耐压力可高压几百兆帕，因此可大大提高输送压力，克服了传统的波 纹管补偿器存在的耐压性差影响管道输送压力的难题。
本发明的补偿器结构简单，制造、安装、密封可靠。
图1是本发明的补偿器的结构示意图。
图2是安装有本发明的补偿器的补偿系统的结构示意图之一。 图3是图2的俯视结构示意图。
图4是安装有本发明的补偿器的补偿系统的结构示意图之二。 图5是安装有本发明的补偿器的补偿系统的结构示意图之三。 图6是安装有本发明的补偿器的补偿系统的结构示意图之四。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
如图1所示。
一种耐腐蚀管道用旋转补偿器，包括旋转连接管1、密封压盖3、密封座
4和锥体连接管7，所述的旋转连接管1的一端焊接有连接法兰8 (这是为了 便于密封座4能方便地套装在旋转连接管1上，只有当密封座4套装在旋转 连接管1上后才能将连接法兰8与旋转连接管1焊接相连，在使用时再通过 连接法兰8与输送管道相连)，它的另一端呈锥形并设有一台阶面9，锥形端 伸入同样为锥形的锥体连接管7中，密封座4的二端各设有一个连接法兰， 它套装在旋转连接管1上，当需要进行补偿时，密封座4和旋转连接管1可 作相对转动，密封座4的内表面设有一内凸环体10，内凸环体10的一个端 面IOOI、旋转连接管1上的台阶面9、密封座4的内表面401及旋转连接管 1的外表面101之间形成一个端面密封空间，在该端面密封空间中安装有耐 高压密封圈6，耐高压密封圈6可采用申请号为200810023454.5的中国专利 所公开的带有骨架的高压密封圈，其中的密封材料应具有耐腐蚀性。内凸环 体10的另一个端面1002、旋转连接管1的外表面101及密封座4的内表面 402之间同样形成一个低压环面密封空间，在该低压环面密封空间中安装低 压密封圈6'，密封压盖3的一端设有一凸缘，另一端设有与密封座4相连的 连接法兰，密封压盖3的凸缘端插入所述的环面密封空间中并与密封圈6'相 抵，以便于高压密封圈6不起作用时防止腐蚀性气体从密封座4与旋转连接 管1之间泄漏。密封压盖3和密封座4之间、密封座4和锥体连接管7之间 均通过法兰连接结构相连，图1中各法兰之间均用连接螺栓5相连。密封座 4和锥体连接管7之间必须采用唯一的法兰连接结构，法兰可为平面法兰或 凹凸法兰，这是因为密封座4必须先套装在旋转连接管1上，然后再与锥体 连接管7相连，因此密封座4与锥体连接管7必须采用唯一的法兰连接方式。 具体实施时旋转连接管1、密封压盖3、密封座4和锥体连接管7可全部 采用高强度耐腐蚀材料如高强度工程塑料、特种塑料、特征橡胶等原材料制 造，也可采用图1中所示的用金属基材加覆耐腐蚀层2的方法加以制造。耐腐蚀层2应覆盖在所有与所输送介质直接或间接接触的表面上，如图1所示，
对于旋转连接管l而言，耐腐蚀层2覆盖至少覆盖以下区域内表面102、 法兰端面801、伸入锥体连接管7—端的与介质相接触的表面、台阶面9、与 密封圈6及内凸环体IO相接触的外表面101或全部外表面101;对于密封座 4而言，所述的耐腐蚀层2至少覆盖内表面401、内凸环体10的内表面、 内凸环体10的至少一个端面1001以及与锥体连接管7相连接的法兰面上； 对于锥体连接管而言，所述的耐腐蚀层2至少覆盖在其内表面、与密封座4 相接触的法兰面及与输送管上的法兰面相接触的法兰面上。此外，密封压盖 3上也应覆盖耐腐蚀层2，所述的耐腐蚀层2至少覆盖在其与旋转连接管1 及低压密封圈6'相接触的表面上，由于包围低压密封圈6'的空间仅在高压密 封圈未工作的初期起作用，因此具体实施时，对围绕安装低压密封圈6'的空 间四周的零部件的表面上也可不覆盖耐腐蚀层2，以减少制造成本。
本实施例的补偿原理是通过与旋转连接管1相连的输送管(或过渡输送 管)相对于与锥体连接管7相连的输送管(或过渡输送管)之间作相对转动 实现的(如图2、 3所示)。上述的带有耐腐蚀层的旋转补偿器的制造方法如下
第一步，在旋转连接管1的外表面、密封座4的内表面及锥体连接管7 的内表面上涂覆耐腐蚀层2;
第二步，先将耐高压密封圈6套装在旋转连接管1上并使其与旋转连接 管1的台阶面9相抵，然后将密封座4套装在旋转连接管1上，接着将密封 圈6'送入密封座4与旋转连接管1之间的环面密封空间中，最后将密封压盖 3套装在旋转连接管1上，并用连接螺栓将密封压盖3与密封座4实现可靠 连接，使密封压盖3将密封圈6'压紧在所述的环面密封空间中；同时用连接 螺栓将锥体连接管7与密封座4之间的连接法兰进行可靠连接；
第三步，将旋转连接管1的外露端与连接法兰8焊接相连；
最后，在旋转连接管1的内表面涂覆耐腐蚀层2。
对于直接采用耐腐蚀材料制造的旋转连接补偿器，则可省去相应的耐腐 蚀层的涂覆步骤。
受文字描述所限，对于本领域的技术人员而言，上述具体的制造步骤的 次序可进行等效的调换。 实施例二。
如图2、 3所示。
一种安装有耐腐蚀管道补偿器的直线长度补偿系统，它包括两个耐腐蚀 管道用旋转补偿器11和一个连接管12，所述的耐腐蚀管道用旋转补偿器11 的中心线与所连接的输送管道13的中心线相垂直，所述的连接管12的两端 通过各自的弯头(可为连接弯头，也可为整体结构的弯头，图2所示的为带 有连接弯头的连接管12)分别与对应的耐腐蚀管道用旋转补偿器11进口端 或出口端相连。输送管道13通过连接弯头与对应的耐腐蚀管道用旋转补偿器 11的进口端或出口端相连，如图2所示，图2中所述的输送管道13在同一 水平面上平行但不在同 一直线上。
本发明的长度补偿是通过连接管12的平面转动实现的，如图3所示，当 输送管道13变长时，左边输送管道13推动连接管12的一端作顺时针转动， 而右边的输送管道13也推动连接管12作顺时针转动，左、右输送管道13 端口之间的距离縮小，反之，当输送管道13长度縮短时，连接管12则作逆 时针转动。具体安装时，可使两个耐腐蚀管道用旋转补偿器11首尾相接进行 安装(如图2)，也可采用头、头相接或尾尾相接的方式进行安装。
实施例三。
如图4所示。
本实施例与实施例二的区别在于，所述的介质输送管道13位于同一直 线上。
实施例四。 如图5所示。
本实施例与实施例二的区别在于，所述的介质输送管道13在同一水平 面上平行但不在同一直线上。 实施例五。 如图6所示。
本实施例与实施二的区别在于，所述的补偿装置安装在输送管道的转弯处。
图2-图6仅是几个常见的补偿系统，但对于熟知本领域的技术人员而言， 可以根据图2-图6的提示及本发明的补偿器的特点，设计出各种各样等效的 基于相对旋转实现补偿的补偿系统。
本发明的补偿原理是
与锥体连接管7相连的输送管道可作相对与与旋转连接管1相连的输送 管道的旋转运动，从而将传统的直线补偿转变为旋转补偿，由于旋转补偿器 一般是成对使用的，因此补偿距离可相对较大，这样可大大减少输送管道上 的补偿器的数量。
本发明的周向密封是通过耐高压密封圈6实现的，当管道中有压力时， 压力作用在接触面上使旋转连接管1和锥体连接管7之间产生一个轴向的拉 力，该拉力越大，耐高压密封圈6所受到的挤压力也越大，密封越加可高， 因此不会产生周向泄漏。而密封圈6'的作用是在输送管道内压力建立初期或 失压后起到密封作用，以防止低压状态下耐高压密封圈6没有起作用时输送 介质的泄漏。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1、一种耐腐蚀管道用旋转补偿器，包括旋转连接管(1)、密封压盖(3)、密封座(4)和锥体连接管(7)，其特征是所述的旋转连接管(1)的一端焊接有连接法兰(8)，它的另一端设有一台阶面(9)并伸入锥体连接管(7)中，密封座(4)套装在旋转连接管(1)上，密封座(4)的内表面设有一内凸环体(10)，内凸环体(10)的一个端面(1001)、旋转连接管(1)上的台阶面(9)、密封座(4)的内表面(401)及旋转连接管(1)的外表面(101)之间形成一个安装耐高压密封圈(6)的端面密封空间，内凸环体(10)的另一个端面(1002)、旋转连接管(1)的外表面(101)及密封圈(4)的内表面(402)之间也形成有安装低压密封圈(6′)的环面密封空间，密封压盖(3)的凸缘端插入所述的环面密封空间中并与密封圈(6′)相抵，密封压盖(3)和密封座(4)之间、密封座(4)和锥体连接管(7)之间均通过法兰连接结构相连，且密封座(4)和锥体连接管(7)之间的法兰连接结构为唯一连接结构。
2、 根据权利要求1所述的耐腐蚀管道用旋转补偿器，其特征是所述的旋转连 接管(1)、密封压盖(3)、密封座(4)和锥体连接管(7)均为耐腐蚀材料 制件。
3、 根据权利要求1所述的耐腐蚀管道用旋转补偿器，其特征是所述的旋转连 接管(1)、密封座(4)和锥体连接管(7)均由金属材料基材和覆盖在金属 基材上的耐腐蚀层(2)组成。
4、 根据权利要求3所述的耐腐蚀管道用旋转补偿器，其特征是所述的耐腐蚀 层(2)覆盖在所有与所输送介质直接或间接接触的表面上；对于旋转连接管(1)而言，耐腐蚀层(2)覆盖至少覆盖以下区域内表面(102)、法兰端 面(801)、伸入锥体连接管(7) —端的与介质相接触的表面、台阶面(9)、 与密封圈(6)及内凸环体(10)相接触的外表面(101)或全部外表面(101); 对于密封座(4)而言，所述的耐腐蚀层(2)至少覆盖内表面(401)、内 凸环体(10)的内表面、内凸环体(10)的至少一个端面(1001)以及与锥体连接管(7)相连接的法兰面上；对于锥体连接管而言，所述的耐腐蚀层(2) 至少覆盖在其内表面、与密封座(4)相接触的法兰面及与输送管上的法兰面 相接触的法兰面上。
5、 根据权利要求1所述的耐腐蚀管道用旋转补偿器，其特征是所述的密封压 盖(3)也由金属材料基材和覆盖在金属基材上的耐腐蚀层(2)组成，所述 的耐腐蚀层(2)至少覆盖在其与旋转连接管(1)及密封圈(6')相接触的 表面上。
6、 一种安装有权利要求1所述补偿器的耐腐蚀管道长度补偿系统，其特征是 它至少包括两个耐腐蚀管道用旋转补偿器(11)和至少一个连接管(12)，所 述的耐腐蚀管道用旋转补偿器(11)的中心线与所连接的输送管道(13)的 中心线相垂直，所述的连接管(12)的两端分别与对应的耐腐蚀管道用旋转 补偿器(11)进口端或出口端相连。
7、 一种权利要求1所述的耐腐蚀管道用旋转补偿器的制造方法，其特征是它 包括以下步骤第一步，在旋转连接管(1)的外表面、密封座(4)的内表面及锥体连 接管(7)的内表面上涂覆耐腐蚀层(2);第二步，先将耐高压密封圈(6)套装在旋转连接管(1)上并使其与旋 转连接管(1)的台阶面(9)相抵，然后将密封座(4)套装在旋转连接管(1) 上，接着将密封圈(6')送入密封座(4)与旋转连接管(1)之间的环面密 封空间中，最后将密封压盖(3)套装在旋转连接管(1)上，并用连接螺栓 将密封压盖(3)与密封座(4)实现可靠连接，使密封压盖(3)将密封圈(6 ')压紧在所述的环面密封空间中；同时用连接螺栓将锥体连接管(7)与密 封座(4)之间的连接法兰进行可靠连接；第三步，将旋转连接管(1)的外露端与连接法兰(8)焊接相连；最后，在旋转连接管(1)的内表面涂覆耐腐蚀层(2)。
全文摘要
一种耐腐蚀管道用旋转补偿器及其系统，它包括旋转连接管(1)、密封压盖(3)、密封座(4)和锥体连接管(7)，其特征是所述的旋转连接管(1)的一端焊接有连接法兰(8)，它的另一端设有一台阶面(9)并伸入锥体连接管(7)中，密封座(4)套装在旋转连接管(1)上，密封座(4)的内表面设有一内凸环体(10)，内凸环体(10)的一个端面(1001)的一侧安装有耐高压密封圈(6)，内凸环体(10)的另一个端面(1002)的一侧安装有低压密封圈(6′)，密封压盖(3)的凸缘端插入所述的环面密封空间中并与密封圈(6′)相抵，密封压盖(3)和密封座(4)之间、密封座(4)和锥体连接管(7)之间均通过法兰连接结构相连。所述的补偿系统至少由两个补偿器组成。本发明具有寿命长、耐压性好、补偿量大的优点。
文档编号F16L51/00GK101338845SQ20081012462
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月27日 优先权日2008年8月27日
发明者宋章根 申请人:宋章根