专利名称：不锈钢活塞式管道温度补偿器的制作方法
技术领域：
本实用新型属於有温度补偿的管道联接件(F16L)。一般管道中每隔一定长度的两根钢管间串接一个。补偿管道热胀冷缩发生的长度变化。适用於金属管道，特别是不锈钢管道。
背景技术：
现有管道温度补偿器有如下几种①波形补偿器9如图5，设波形节9.3，一端9.1与外接管通过焊接或法兰相连接，另一端也通过法兰9.4与外接管相连，波形节内孔装支撑的内套筒9.2。钢管热胀冷缩时，由波形节伸缩进行补偿。为了满足收缩要求波纹管管壁厚度必须簿，为此影响管道承受水压的提高。此外金属波形节长期伸缩易产生疲劳而损坏，不能保持与其它管道同寿命，由於在使用过程需要更换，导致管道维护成本高。
②传统的铁质套筒式补偿器10见图6，设内套管10.1插入外套管10.2内，在外套管端口焊接法兰10.3，并用螺拴10.4与另一法兰10.6连接固紧，两法兰间装橡胶刮板密封10.5。由於内套管有重量与外套管难处於同心状态，形成偏心受压，橡胶刮板密封容易受损；又因只设一道密封，密封寿命短。此外因内套管采用铁质材料，内壁常有腐蚀的凹陷点、槽和裂纹造成密封失败。这种铁质套筒补偿器，由于重量原因，外套管固定在支架10.7上，密封橡胶刮板也是不动的，唯一移动部件仅有内套管10.1。
③中国专利‘管件接头补偿器’(93203099.8)它用内管插入外管，在外管内圆开槽装密封，因靠调节锁紧螺母来压缩橡胶，缺点是随意性很大，易拉脱。又因用普通压缩式密封，内外管同心度难以保证若用紧配合则内外管间摩擦大，易发生卡管，若用松配合，内管以O形密封圈为支点发生偏心，内管一端头易擦在外管上，损坏内壁，从而破坏了密封。且外部螺母连接仅适用於小口径管。
发明内容本实用新型提出的不锈钢活塞式管道温度补偿器，就是解决上述管道补偿器存在的密封性能差，寿命短的问题。其技术方案如下
不锈钢活塞式管道温度补偿器，其特征是i.设内套管1插入外套管4内，两者外端头分别设接口5和7与两端被连的外部两根管子6和8相连；内套管1内端头有一段轴向L1长的厚壁凸台段1.2，其外园开1个及以上的凹形环槽1.1(也就是密封槽)，槽内装入相配合的密封圈2，由此形成带凸台的活塞式结构。
ii.凹形环槽1.1和密封圈2配合的参敉选择如下每个环槽横截面积S1与密封圈横截面积S2之比为S1/S2为0.6-1.5，每个密封圈高度H2与环槽深H1之比为H2/H1≥1.1；由此形成限位压缩密封。
iii.含凹形环槽1.1的突台段1.2，轴向前端和后端均有空隙间距L和L2，以保证管道热胀冷缩时，内、外套管的伸缩。
iv.外套管端口装固定於它，并可在内套管外周相对滑动的端口保护套3。
上述S1/S2和H2/H1可采用更优化范围为每个环槽横截面积S1与密封圈横截面积S2之比S1/S2为1.05-1.25，每个密封圈高度H2与环槽深H1之比H2/H1为1.2-1.3。
上述密封圈2材料可采用三元乙炳橡胶或氯化丁基橡胶，其邵氏硬度在55-75度内。上述内套管1可整体采用不锈钢材料制作，或者其内的内管1.4采用不锈钢材料制作，而外部带凸台段1.2用工程塑料(如氟橡胶)套装在内管1.4外，两者用螺钉连接固紧。上述带槽凸台段1.2与外套管内孔间可采用紧配合，一般两者径向间隙为15丝内。凸台段内凹形环槽沿轴向一般开设1-3个。上述内套管1表面设有伸缩长度敉据的刻制标记1.3。端口保护套3用螺丝2.1固定於外套管4端面，且内园可装氟橡胶或其它摩擦低阻力材料的内套3.1。上述接口5和7可适用焊接式或卡压式，或法兰式，或螺母丝圈活接式，或内螺纹螺母式。
本实用新型有益效果(1)本专利采用了限位密封槽设计，即凹形环槽和密封圈之间配合参敉选取在本发明的范围内，两者间存在限位压缩的关系，从而保证了橡胶的密封寿命，由此做到刚性体伸缩运动，柔性体的水阻性密封。
(2)本专利采用了带凸台的活塞式温度补偿器，因凸台段1.2有一定长度，使内，外套管处於同一轴线，保证两者同心度及相应地密封性能。若使它与外套管间紧密配合，则两者同心度和密封性能将更好。又由於密封圈可采用多个，一方面增加水阻性密封的效果，又因多密封及相应的凸台上轴向形成多个台阶，也进一步限制内套管径向摆度，即保证同心度。
(3)采用高强度、高耐磨性的三元乙炳橡胶或耐磨的柔性密封橡胶氯化丁基橡胶作密封圈，可使产品寿命高、耐水压高。
(4)由於内、外套管同心度高，凸台段1.2又采用工程塑料(如氟橡胶)，且密封圈材料采用的三元乙炳橡胶和氯化丁基橡胶的邰氏硬度较低(55-65)，因此凸台段与外套管间的摩擦力小，实现微动力启动，由此补偿器灵敏度高。
(5)因内、外套管可作得较长，因此其内可移动的行程长，所以补偿范围大。
(6)内套管1或内管1.4采用不锈钢材料，可避免碳钢材料在内套管内壁出现凹陷点、槽和裂纹，影响密封性能。且管内为光滑镜面状态避免污物残留，卫生性好。
(7)此种活塞式补偿器结构，由於设计伸缩行程控制在36-136mm内，故外套管即使厚度很簿，也能有效保证径向园度，从而保证密封性。
(8)设置刻制标记1.3，安装调整准确，保证产品不损坏。只需要安装时调整到环境温度，就可使管路运转后处於最佳补偿状态。
(9)此补偿器两端接口有多种型式满足用户需求。
(10)设置端口保护套3的作用使内外套管伸缩时与外套保持同心度。由於设氟橡胶和低阻力材料的内套3.1，可在伸缩时保护内套管表面不受损伤。同时也是内套管凸台段移动的截止点。
(11)此管道补偿器总的看是体积小，重量轻，寿命长，免维护。
图1.本实用新型结构总图图2.端口5、7结构型式之一法兰连接。
图3.端口5、7结构型式之二内螺纹螺母。
图4.端口5、7结构型式之三螺母丝圈活接。
图5.背景技术之一波形补偿器结构图。
图6 背景技术之二套筒式补偿器结构图。
具体实施方式
实施例1见图1，不锈钢材料制作的内套管1插入外套管4内，两者外端头分别设接口5和7，本实施例1取为焊接式接口，用焊接方式分别与不锈钢管道中的两管子6和8连接固定。内套管1端头凸台段1.2(长度为L1)，外表面开三个凹形环槽1.1，每个槽内装入一个O形密封圈2。
密封圈2与环槽1.1两者的配合参敉选择如下每个环槽横截面积S1与密封圈横截面积S2之比S1/S2为1.5，每个密封圈直径H2与环槽深H1之比H2/H1为1.25。
凸台段1.2轴向前端和后端的空隙间距L和L2以保证内、外套管热胀冷缩时能相对位移套。端口保护套3可为一空心圆环盖套，用螺丝3.2固定於外套管4端面，其内园装有氟橡胶内套3.1。当拆掉端口保护套3，则内套管1则可以从外套管4内拉出。O形密封圈材料采用三元乙炳橡胶，其邵氏硬度取为60，凸台段1.2与外套管2内园为紧配合。在内套管1外园轴向设有伸缩长度敉据的刻制标记1.3。
实施例2见图1内套管1内端头凸台段1.2外表面开三个凹形环槽1.1，每个槽内装入一个O形密封圈2，两者的配合参敉如下每个环槽横截面积S1与密封圈横截面积S2之比S1/S2为1.1，每个密封圈直径H2与环槽深H1之比H2/H1为1.3。其余结构与实施例1相同。
实施例3见图1内套管1内端头凸台段1.2外表面开三个凹形环槽1.1，每个槽内装入一个O形密封圈2，且内套管1由不锈钢作的内管1.4和套装在内管1.4上的用氟橡胶制作带凹槽的凸台段1.2，密封圈2的材料用邵氏硬度为55的氯化丁基橡胶，凸台段1.2和外套管4间为15丝内的紧配合，由此形成补偿灵敏度高的活塞式管道补偿器。其余结构与实施例1相同。
实施倒4见图2，端口5和7结构采用法兰连接5.1和7.1。其余结构与实施例1相同。
实施例5见图3，端口5和7结构采用内螺纹螺母5.2和7.2。其余结构与
权利要求1.不锈钢活塞式管道温度补偿器，其特征是i.设内套管(1)插入外套管(4)内，两者外端头分别设接口(5)和(7)与两端被连的外部两根管子(6)和(8)相连；内套管(1)内端头有一段轴向L1长的厚壁凸台段(1.2)，其外园开1个及以上的凹形环槽(1.1)，槽内装入相配合的密封圈(2)；ii.凹形环槽(1.1)和密封圈(2)间配合的参敉选择如下每个环槽横截面积S1与密封圈横截面积S2之比S1/S2为0.6-1.5，每个密封圈高度H2与环槽深H1之比为H2/H1≥1.1；iii.含凹形环槽的凸台段(1.2)，轴向前端和后端均有空隙间距L和L2；iv.外套管端口装固定於它，并在内套管外周滑动的端口保护套(3)。
2.按权利要求1所述温度补偿器，其特征是每个环槽横截面积S1与密封圈横截面积S2之比为1.05-1.25，每个密封圈高度H2与环槽深H1之比为1.2-1.3。
3.按权利要求1所述温度补偿器，其特征是密封圈材料采用三元乙炳橡胶或氯化丁基橡胶，其邵氏硬度在55-75内；凹形环槽(1.1)沿轴向开设1-3个。
4.按权利要求1所述温度补偿器，其特征是内套管整体采用不锈钢材料制作；或其内的内管(1.4)用不锈钢材料，外部的带槽凸台段(1.2)用工程塑料，两者用螺钉连接为一体。
5.按权利要求1或4所述温度补偿器，其特征是凸台段(1.2)与外套管内孔为紧配合。
6.按权利要求1所述温度补偿器，其特征是内套管1表面设有由温度变化伸缩长度敉据的刻制标记(1.3)。
7.按权利要求1所述温度补偿器，其特征是端口保护套(3)内园装氟橡胶内套(3.1)。
8.按权利要求1所述温度补偿器，其特征是接口(5)和(7)可采用焊接式或卡压式，或法兰式，或螺母丝圈活接式，或内螺纹螺母式。
专利摘要不锈钢管道活塞式温度补偿器，是解决现有波形和套筒式及一般压缩式补偿器密封寿命短的问题。用带凸台段的活塞杆，且设1个及多个密封的不锈钢内套管，插入外套管内，两管间留空隙距离，使温度变化两套管不变形。外套管开口端设端口保护套。密封槽按限位密封设计，保证了橡胶的密封寿命。多密封凸台段活塞杆有助於保证两套管同心度及密封性能。设温度刻制标记安装调整准确，保证产品不损坏，以保证管道处於最佳补偿状态。若凸台段用工程塑料，密封圈硬度较低，可减小水阻摩擦力，提高补偿器灵敏度。内套管或内管用不锈钢可避免碳钢管内壁的凹陷点、槽和裂纹削弱密封性能。且管内为光滑面无污物残留，卫生性好。可用於金属管道，特别是不锈钢管道。
文档编号F16L27/12GK2739456SQ200420061888
公开日2005年11月9日 申请日期2004年11月2日 优先权日2004年11月2日
发明者廖仲力 申请人:廖仲力