对接密封式高温管及对接式旋转接头的制作方法

本发明涉及光热电技术领域，特别是涉及一种对接密封式高温管及对接式旋转接头。

背景技术：

太阳能抛物面槽式发电是通过跟踪太阳运动的线形抛物面反射镜将太阳辐射聚集到位于抛物面焦线处的吸热管中加热传热流体进行发电的技术。槽式电站集热场的关键设备主要包括集热器、吸热管和储热器等。驱动跟踪系统是集热器逐日的核心，是光热采集器充分利用太阳能的保障。借助驱动跟踪系统，光热采集器可以从日出至日落跟踪太阳。旋转接头则是集热管与固定系统管道连接必不可少的一个零件，通过使用旋转接头，可以延长连接软管的使用寿命，降低熔盐管道发生泄漏的风险。

目前，传统的旋转接头由内外管、轴承、密封环及弹性体等零件组成。旋转接头使用时，先将固定端头与连接管路使用螺纹或法兰连接，再将旋接头旋转部分依靠壳体、轴承、密封环等组件与固定接头对接。旋转接头工作时，固定于接头本体内外管之间的轴承可实现固定接头与旋转接头的相对旋转，轴承两侧的密封环将轴承与内管工作介质隔离开，同时达到密封的效果，而且在密封性能要求较高的场合下，多在密封环一侧安装弹性体来提供给密封环轴向力，以提高密封环摩擦力，进而改善密封性能。但是，在高温、酸碱腐蚀等复杂和恶劣的工作环境中，各组件材料的耐热性和伸缩率不同，使得密封不良，酸碱性工作介质进入轴承内造成卡滞、腐蚀及二次泄漏。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种对接密封式高温管及对接式旋转接头。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种对接密封式高温管，包括连接管和与所述的连接管固定连接的金属波纹管，以及固定设置在金属波纹管端部的密封环。

所述的密封环为对应的平面、坡面或弧面密封副。

连接管与金属波纹管焊接，密封环与所述的金属波纹管焊接。

所述的密封环的材质为硬质合金。

金属波纹管的长度在30-80mm。

金属波纹管的刚度大于100n/mm。

所述的连接管上设置有连接法兰。

一种对接式旋转接头，包括两个所述的对接密封式高温管，以及连接套，所述的连接套分别与所述的连接管连接并将两个所述的密封环密封对接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的对接式密封高温管，采用金属波纹管作为连接和蓄力部件，连接结构简单，能有效承受高温，实现旋转密封的目的。

本发明在旋转接头的固定端头和旋转端头对接处分别焊接一定长度和刚度的金属波纹管，并在金属波纹管的另一端再焊接耐磨材料密封圈，旋转接头装配完成后，密封环对接并使波纹管有一定的压缩量，进而将热膨胀后伸缩量有效利用，提供给密封接触所需轴向预紧力，同时将工作介质和轴承等旋转组件的工作空间独立开来。即，采用管路直接密封对接的结构形式，消除了轴承等组件对密封性能的依赖性；在高温工作环境下，金属波纹管不仅可吸收旋转接头内管路的伸缩量，进而增加波纹管的压缩量，积极地利用高温环境下各组件材料的伸缩量来提高密封性能，更要改善装配结构，以消除轴承等组件在酸碱工作介质中对密封性能的依赖。

附图说明

图1所示为对接密封式高温管的结构示意图；

图2所示为本发明的对接式旋转接头的结构示意图；

图3所示为第一连接套的预留槽口示意图。

图4所示为密封环对接第一示意图。

图5所示为密封环对接第二示意图。

图6所示为密封环对接第三示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图所示，本发明的对接密封式高温管包括连接管11和与所述的连接管11固定连接的金属波纹管12，以及固定设置在金属波纹管端部的密封环13。

该金属波纹管材质由耐高温不锈钢，如304h制成，金属波纹管的壁厚厚度在0.6-1mm，如0.8mm，节距在8-12mm，如10mm，整体金属波纹管长度在30-80mm，金属波纹管刚度大于100n/mm，刚度范围内伸缩属于弹性变形，无疲劳影响，可满足长时间使用，金属波纹管长度与计算所需压缩量有关，密封环材质为硬质合金，如，司太力不锈钢，金属波纹管与连接管的固定连接采用专业焊接实现。

本发明的对接式密封高温管，采用金属波纹管作为连接和蓄力部件，连接结构简单，能有效承受高温，实现旋转密封的目的。

具体地说，为便于整体连接，所述的连接管11中部上设置有连接法兰14以与夹紧套，如下面描述的第一连接套固定连接，连接管的外端部还设置有端部连接法兰以连接至整个管路。同时在连接管的端部设置有接口法兰15，同时在连接管的端部设置有接口法兰15，通过法兰连接，能保证较好的同轴度。

其中，所述的连接法兰14内侧还有部分连接管段，该内侧的连接管段的端部与第一金属波纹管进行焊接，为增强焊接面积，该端的内径与整体的连接管相同，优选该段选择壁厚较大的设计，这样也提高装配性，可现在装入连接套时的对中，第二连接管设计与此类似，在此不展开描述。

同时，本发明还公开了一种对接式旋转接头，包括两个所述的对接密封式高温管，以及连接套，所述的连接套分别与所述的连接管连接并将两个所述的密封环密封对接。

即在旋转接头的固定端头和旋转端头对接处分别焊接一定长度和刚度的金属波纹管，并在金属波纹管的另一端再焊接耐磨材料密封圈，旋转接头装配完成后，密封环对接并使波纹管有一定的压缩量，进而将热膨胀后伸缩量有效利用，提供给密封接触所需轴向预紧力，同时将工作介质和轴承等旋转组件的工作空间独立开来。即，采用管路直接密封对接的结构形式，消除了轴承等组件对密封性能的依赖性；在高温工作环境下，金属波纹管不仅可吸收旋转接头内管路的伸缩量，进而增加波纹管的压缩量，积极地利用高温环境下各组件材料的伸缩量来提高密封性能，更要改善装配结构，以消除轴承等组件在酸碱工作介质中对密封性能的依赖。

下面将通过具体实施例的描述进一步阐述本发明，本发明的具体实施例包括对接式旋转接头包括，

第一接头，其包括第一连接管11和与所述的第一连接管11固定连接的第一金属波纹管12，以及固定设置在第一金属波纹管端部的第一密封环13，

第二接头，其包括第二连接管21和与所述的第二连接管固定连接的第二金属波纹管22，以及固定设置在第二金属波纹管端部的第二密封环23，

不锈钢材质的连接紧定套，其包括与所述的第一连接管固定连接且允许所述的第一金属波纹管插入其中的第一连接套31，与所述的第二连接管固定连接且与第一连接套可旋转连接的第二连接套32，所述的第二金属波纹管居中穿过所述的第二连接套并使第一密封环和第二密封环密封对接。所述的第一连接管和第二连接管即为本发明的对接密封式高温管。

其中，为保证整体的密封效果，在装配后常温下第一密封环和第二密封环间的压紧压强较大，一般在2mpa或以上，当内部流过高温熔盐，如580℃高温熔盐时，两密封环间的压强能达到4mpa甚至以上。

本发明通过连接管与外部管路连通，如与储热罐回路或者集热管连通，同时在两个连接管的相对端固定设置，如焊接连接密封圈，然后利用连接紧定套将第一接头和第二接头轴向定位但可旋转连接并对两个密封圈构成向内挤压，利用密封圈挤压构成密封连接形成这个管路的可旋转式密封连接。

进一步地，所述的密封环为对应的平面、坡面或弧面密封副。即所述的密封环有三种结构：第一种是平面密封结构，即接触密封面为平面对接形式；第二种是锥面密封结构，即接触密封面为锥面配合形式；第三种是球面密封结构，即接触密封面为环形凸、凹球面配合形式，密封环对应面的设计，再加上密封环与柔性波纹管焊接后的自对中性，更是提高了密封环接触面的摩擦力和密封性能。

进一步地，为防止密封处泄露后在连接套内积聚，所述的连接紧定套，如第一连接套在所述的密封对接处形成有排泄腔33，所述的排泄腔形成有排泄口。具体地，所述的第一连接套包括同轴设置的小直径段和大直径段，所述的大直径段端部形成有内止口，所述的第二连接套通过旋转轴承可旋转地设置在大直径端的开口处。

第一连接套采用变径式设计，利用内止口实现两连接套的可旋转轴线定位连接，具体地，该连接结构包括设置在两连接套间的滚动轴承41，轴承内衬套42，设置在滚动轴承外侧的轴承外衬套43，与所述的第一连接套连接用以定位所述的轴承外衬套外表面外圈的孔用挡圈44，以及与所述的第二连接套连接用以定位所述的轴向外轴承套外表面内圈的轴用挡圈45，采用两个挡圈，有效保证连接套连接的稳定性和耐压性。

进一步地，为避免泄露的熔盐对轴承构成影响，所述的排泄腔由第一连接套的台肩和与所述的大直径段固定连接的隔环34构成，所述的第二连接套向内突出地形成有凸环24，所述的隔环顶持在凸环外表面。

采用变径设计利用隔环实现了排泄腔的独立设计，进一步减少熔盐直接对轴承的侵蚀，而且，在第二连接套上形成与所述的隔环对应的凸环，该凸环和隔环构成密封的同时，也提供了对中，提高旋转套的运行效果。

进一步地，所述的第二连接套与所述的隔环保持间距以减少摩擦接触面积，所述的第二连接套的内侧面上形成有环凹槽25，该环凹槽减少了内部热量向外的传递，同时，还可在所述的环凹槽内设置加热器以减少连接处的温降。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。