CN112664742B - 一种直管压力平衡型补偿器 - Google Patents

Abstract

本发明属于管件设备技术领域，具体涉及一种直管压力平衡型补偿器，两个端管之间通过波纹管固定连接。两个端管与波纹管轴线重合；端管内外表面均为圆周面；端管内表面固定安装有与其轴线重合且与直管外表面相互配合的密封环；端管内表面固定安装有与其轴线重合的限位环；限位环位于密封环与端管靠近波纹管的端面之间；限位环远离波纹管的端面与直管的端面相互配合；端管上安装有卡紧机构；限位环上沿其周向均匀安装有若干个吸紧机构；所述直管压力平衡型补偿器还包括密封机构。本发明直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部安装在一起时，操作便利且避免了螺纹柱表面出现锈蚀卡死的情况；本发明提高了直管压力平衡型补偿器的密封性能。

Description

一种直管压力平衡型补偿器

技术领域

本发明属于管件设备技术领域，具体涉及一种直管压力平衡型补偿器。

背景技术

直管压力平衡型补偿器是一种用于补偿直管系统中的轴向位移，内压推力自身平衡的工具。直管压力平衡型补偿器可补偿直管因管壁温度不同而产生的热膨胀差，降低它们的轴向载荷，从而减小直管的温差应力，避免引起直管强度破坏。直管压力平衡型补偿器由构成其工作主体的波纹管和端管组成。

现有的直管压力平衡型补偿器在使用时存在以下的问题：(1)直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部通过法兰盘和螺杆连接在一起，安装时需要对各个螺杆依次进行拧紧，操作较为不便且螺杆一旦发生锈蚀就会卡死在法兰盘上，导致拆卸困难；锈蚀严重会导致直管压力平衡型补偿器的端管与直管之间接触面产生空隙，降低了直管压力平衡型补偿器的密封性；(2)直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部之间密封性较差，外界空气容易通过直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部之间的缝隙渗入直管内部。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种直管压力平衡型补偿器，目的在于解决现有的直管压力平衡型补偿器在使用时存在的以下问题：(1)直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部通过法兰盘和螺杆连接在一起，安装时需要对各个螺杆依次进行拧紧，操作较为不便且螺杆一旦发生锈蚀就会卡死在法兰盘上，导致拆卸困难；锈蚀严重会导致直管压力平衡型补偿器的端管与直管之间接触面产生空隙，降低了直管压力平衡型补偿器的密封性；(2)直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部之间密封性较差，外界空气容易通过直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部之间的缝隙渗入直管内部。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种直管压力平衡型补偿器，包括两个端管，两个端管之间通过波纹管固定连接。两个端管与波纹管轴线重合。端管内外表面均为圆周面。端管内表面固定安装有与其轴线重合且与直管外表面相互配合的密封环。端管内表面固定安装有与其轴线重合的限位环。限位环位于密封环与端管靠近波纹管的端面之间。限位环远离波纹管的端面与直管的端面相互配合。端管上安装有卡紧机构。限位环上沿其周向均匀安装有若干个吸紧机构。所述直管压力平衡型补偿器还包括密封机构。对直管和端管进行安装时，直接将直管插入端管内，直至直管端面贴合到限位环远离波纹管的端面上。通过卡紧机构对直管外表面进行卡紧，通过吸紧机构对直管端面进行吸紧。

卡紧机构包括螺纹柱、卡紧块、限位杆、限位槽、齿轮柱、安装轴、齿轮、锥齿轮和锥齿圈。螺纹柱数量为若干且螺纹柱沿端管的周向均匀排列，螺纹柱沿端管径向贯穿端管侧壁。螺纹柱内端面转动安装有与直管外表面相互配合的卡紧块。卡紧块上固定安装有限位杆，端管内表面开设有与限位杆相互配合的限位槽。螺纹柱外端面上固定安装有与其轴线重合的齿轮柱。端管外表面对应螺纹柱的位置转动安装有与螺纹柱相互平行的安装轴。安装轴端部固定安装有与齿轮柱相互啮合的齿轮。安装轴上固定安装有锥齿轮。端管外表面转动安装有与其轴线重合且与锥齿轮相互啮合的锥齿圈。通过转动锥齿圈带动锥齿轮、安装轴和齿轮同步转动，齿轮带动齿轮柱和螺纹柱转动。螺纹柱转动时推动卡紧块在限位杆的限位作用下沿着限位槽的方向朝直管外表面移动，直至卡紧块贴合到直管外表面，完成对直管外表面的卡紧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述密封环和卡紧块均由可形变的橡胶材质制成，以保证直管受温度影响发生径向膨胀时，密封环和卡紧块不会对直管外表面造成损伤。

作为本发明的一种优选技术方案，所述卡紧块表面与直管外表面相互配合的部分均匀固定安装有若干个沿直管周向均匀布置的防滑条，以提高卡紧块与直管外表面之间的摩擦力，提高卡紧块的卡紧效果。

作为本发明的一种优选技术方案，所述锥齿圈上沿其周向均匀固定安装有若干个拨杆，通过拨杆对锥齿圈进行转动，提高了操作的便利性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸紧机构包括第一通槽、密封块、第一连接杆、第二通槽、第二连接杆、连接板、L型板和复位弹簧。第一通槽沿限位环轴向贯穿限位环且与直管端面位置对应。第一通槽内滑动配合有密封块和第一连接杆，密封块和第一连接杆固定连接在一起。第二通槽沿限位环轴向贯穿限位环且第二通槽位于第一通槽和端管内表面之间。第二通槽内滑动配合有端部为圆弧状的第二连接杆。第一连接杆和第二连接杆端部通过连接板固定连接在一起。限位环靠近波纹管的端面上固定安装有L型板。L型板的竖直段与连接板之间水平固定连接有复位弹簧。直管端面贴合到限位环远离波纹管的端面上时，第一通槽与直管端面位置对应。卡紧块贴合到直管外表面过程中，卡紧块首先接触到第二连接杆的端部并推动第二连接杆沿着第二通槽朝向波纹管一侧滑动。第二连接杆通过连接板带动第一连接杆沿着第一通槽朝向波纹管一侧滑动；复位弹簧被连接板压缩。第一连接杆带动密封块朝向波纹管一侧滑动，从而使得密封块与直管端面之间的区域体积增大，气压降低，进而通过气压作用将直管吸紧在限位环上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述密封机构包括环形槽、第一气槽、气囊、第二气槽、第三气槽、内螺纹套和外螺纹杆。环形槽开设在密封环内表面且与密封环轴线重合。密封环内对应每个安装轴的位置开设有连通环形槽的第一气槽。环形槽内对应每个第一气槽的位置固定安装有连通第一气槽的气囊。端管内表面对应第一气槽的位置开设有连通第一气槽且与安装轴轴线重合的第二气槽。端管远离波纹管的端面上开设有连通第二气槽的第三气槽。第二气槽内沿其轴向滑动密封配合有内螺纹套。安装轴的内端固定安装有与其轴线重合的外螺纹杆。内螺纹套与外螺纹杆相互配合。安装轴转动过程中带动外螺纹杆转动，外螺纹杆驱动内螺纹套沿着第二气槽朝第一气槽一侧滑动，内螺纹套将第二气槽和第一气槽内的空气挤入气囊内。气囊内充气后体积增加，从而使得环形槽内的气压增大，环形槽内形成高压气环，从而避免了外界空气渗入直管内部，同时也避免了直管内部气体渗出，提高了直管压力平衡型补偿器的密封性能。

(三)有益效果

本发明至少具有如下有益效果：

(1)本发明解决了以下问题：将直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部安装在一起时，需要对各个螺杆依次进行拧紧，操作较为不便且螺杆一旦发生锈蚀就会卡死在法兰盘上，导致拆卸困难；锈蚀严重会导致直管压力平衡型补偿器的端管与直管之间接触面产生空隙，降低了直管压力平衡型补偿器的密封性；直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部之间密封性较差，外界空气容易通过直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部之间的缝隙渗入直管内部。

(2)本发明直管压力平衡型补偿器的端管与直管端部安装在一起时，只需将直管端部直接插入直管压力平衡型补偿器的端管中，然后转动卡紧机构中的锥齿圈驱动所有的螺纹柱同步转动，并卡紧块贴合到直管外壁即可，提高了操作的便利性；且由于螺纹柱与外界空气接触面积较小，避免了螺纹柱表面出现锈蚀卡死的情况。本发明通过吸紧机构对直管端面进行吸紧，进一步保证了直管与直管压力平衡型补偿器的端管之间连接牢固性，提高了直管压力平衡型补偿器的密封性能。

(3)在本发明中，通过密封环对端管内表面和直管外表面之间的空隙进行密封，并通过密封机构在密封环与直管接触的表面制造位于环形槽内的高压气环，避免了外界空气渗入直管内部，同时也避免了直管内部气体渗出，进一步提高了直管压力平衡型补偿器的密封性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例中直管压力平衡型补偿器的内部结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为图1中B处的放大示意图；

图4为图1中C处的放大示意图；

图5为图1中D-D截面的剖视图；

图6为本发明实施例中密封环的内部结构示意图。

图中：1-端管、2-波纹管、3-密封环、4-限位环、5-卡紧机构、51-螺纹柱、52-卡紧块、53-限位杆、54-限位槽、55-齿轮柱、56-安装轴、57-齿轮、58-锥齿轮、59-锥齿圈、510-拨杆、6-吸紧机构、61-第一通槽、62-密封块、63-第一连接杆、64-第二通槽、65-第二连接杆、66-连接板、67-L型板、68-复位弹簧、7-密封机构、71-环形槽、72-第一气槽、73-气囊、74-第二气槽、75-第三气槽、76-内螺纹套、77-外螺纹杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图6所示，本实施例提供了一种直管压力平衡型补偿器，包括两个端管1，两个端管1之间通过波纹管2固定连接。两个端管1与波纹管2轴线重合。端管1内外表面均为圆周面。端管1内表面固定安装有与其轴线重合且与直管外表面相互配合的密封环3。端管1内表面固定安装有与其轴线重合的限位环4。限位环4位于密封环3与端管1靠近波纹管2的端面之间。限位环4远离波纹管2的端面与直管的端面相互配合。端管1上安装有卡紧机构5。限位环4上沿其周向均匀安装有若干个吸紧机构6。所述直管压力平衡型补偿器还包括密封机构7。

卡紧机构5包括螺纹柱51、卡紧块52、限位杆53、限位槽54、齿轮柱55、安装轴56、齿轮57、锥齿轮58、锥齿圈59和拨杆510。螺纹柱51数量为若干且螺纹柱51沿端管1的周向均匀排列，螺纹柱51沿端管1径向贯穿端管1侧壁。螺纹柱51内端面转动安装有与直管外表面相互配合的卡紧块52。卡紧块52上固定安装有限位杆53，端管1内表面开设有与限位杆53相互配合的限位槽54。螺纹柱51外端面上固定安装有与其轴线重合的齿轮柱55。端管1外表面对应螺纹柱51的位置转动安装有与螺纹柱51相互平行的安装轴56。安装轴56端部固定安装有与齿轮柱55相互啮合的齿轮57。安装轴56上固定安装有锥齿轮58。端管1外表面转动安装有与其轴线重合且与锥齿轮58相互啮合的锥齿圈59。通过转动锥齿圈59带动锥齿轮58、安装轴56和齿轮57同步转动，齿轮57带动齿轮柱55和螺纹柱51同步转动。螺纹柱51转动时推动卡紧块52在限位杆53的限位作用下沿着限位槽54的方向朝直管外表面移动，直至卡紧块52贴合到直管外表面，完成对直管外表面的卡紧。锥齿圈59上沿其周向均匀固定安装有若干个拨杆510，通过拨杆对锥齿圈59进行转动，提高了操作的便利性。

在本实施例中，密封环3和卡紧块52均由可形变的橡胶材质制成，以保证直管受温度影响发生径向膨胀时，密封环3和卡紧块52不会对直管外表面造成损伤。卡紧块52表面与直管外表面相互配合的部分均匀固定安装有若干个沿直管周向均匀布置的防滑条，以提高卡紧块52与直管外表面之间的摩擦力，提高卡紧块的卡紧效果。

吸紧机构6包括第一通槽61、密封块62、第一连接杆63、第二通槽64、第二连接杆65、连接板66、L型板67和复位弹簧68。第一通槽61沿限位环4轴向贯穿限位环4且与直管端面位置对应。第一通槽61内滑动配合有密封块62和第一连接杆63，密封块62和第一连接杆63固定连接在一起。第二通槽64沿限位环4轴向贯穿限位环4且第二通槽64位于第一通槽61和端管1内表面之间。第二通槽64内滑动配合有端部为圆弧状的第二连接杆65。第一连接杆63和第二连接杆65端部通过连接板66固定连接在一起。限位环4靠近波纹管2的端面上固定安装有L型板67。L型板67的竖直段与连接板66之间水平固定连接有复位弹簧68。直管端面贴合到限位环4远离波纹管2的端面上时，第一通槽61与直管端面位置对应。卡紧块52贴合到直管外表面过程中，卡紧块52首先接触到第二连接杆65的端部并推动第二连接杆65沿着第二通槽64朝向波纹管2一侧滑动。第二连接杆65通过连接板66带动第一连接杆63沿着第一通槽61朝向波纹管2一侧滑动；复位弹簧68被连接板66压缩。第一连接杆63带动密封块62朝向波纹管2一侧滑动，从而使得密封块62与直管端面之间的区域体积增大，气压降低，进而通过气压作用将直管吸紧在限位环4上。

密封机构7包括环形槽71、第一气槽72、气囊73、第二气槽74、第三气槽75、内螺纹套76和外螺纹杆77。环形槽71开设在密封环3内表面且与密封环3轴线重合。密封环3内对应每个安装轴56的位置开设有连通环形槽71的第一气槽72。环形槽71内对应每个第一气槽72的位置固定安装有连通第一气槽72的气囊73。端管1内表面对应第一气槽72的位置开设有连通第一气槽72且与安装轴56轴线重合的第二气槽74。端管1远离波纹管2的端面上开设有连通第二气槽74的第三气槽75。第二气槽74内沿其轴向滑动密封配合有内螺纹套76。安装轴56的内端固定安装有与其轴线重合的外螺纹杆77。内螺纹套76与外螺纹杆77相互配合。安装轴56转动过程中带动外螺纹杆77转动，外螺纹杆77驱动内螺纹套76沿着第二气槽74朝第一气槽72一侧滑动，内螺纹套76将第二气槽74和第一气槽72内的空气挤入气囊73内。气囊73内充气后体积增加，从而使得环形槽71内的气压增大，环形槽71内形成高压气环，从而避免了外界空气渗入直管内部，同时也避免了直管内部气体渗出，提高了直管压力平衡型补偿器的密封性能。

本实施例中直管压力平衡型补偿器和直管连接过程如下：对直管和端管1进行安装时，直接将直管插入端管1内，直至直管端面贴合到限位环4远离波纹管2的端面上。转动锥齿圈59驱动卡紧块52朝直管外表面移动，直至卡紧块52贴合到直管外表面，完成对直管外表面的卡紧。卡紧块52贴合到直管外表面过程中，吸紧机构6对直管端面进行吸紧。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种直管压力平衡型补偿器，其特征在于：所述直管压力平衡型补偿器包括两个端管（1），两个端管（1）之间通过波纹管（2）固定连接；两个端管（1）与波纹管（2）轴线重合；端管（1）内外表面均为圆周面；端管（1）内表面固定安装有与其轴线重合且与直管外表面相互配合的密封环（3）；端管（1）内表面固定安装有与其轴线重合的限位环（4）；限位环（4）位于密封环（3）与端管（1）靠近波纹管（2）的端面之间；限位环（4）远离波纹管（2）的端面与直管的端面相互配合；端管（1）上安装有卡紧机构（5）；限位环（4）上沿其周向均匀安装有若干个吸紧机构（6）；所述直管压力平衡型补偿器还包括密封机构（7）；

卡紧机构（5）包括螺纹柱（51）、卡紧块（52）、限位杆（53）、限位槽（54）、齿轮柱（55）、安装轴（56）、齿轮（57）、锥齿轮（58）和锥齿圈（59）；螺纹柱（51）数量为若干且螺纹柱（51）沿端管（1）的周向均匀排列，螺纹柱（51）沿端管（1）径向贯穿端管（1）侧壁；螺纹柱（51）内端面转动安装有与直管外表面相互配合的卡紧块（52）；卡紧块（52）上固定安装有限位杆（53），端管（1）内表面开设有与限位杆（53）相互配合的限位槽（54）；螺纹柱（51）外端面上固定安装有与其轴线重合的齿轮柱（55）；端管（1）外表面对应螺纹柱（51）的位置转动安装有与螺纹柱（51）相互平行的安装轴（56）；安装轴（56）端部固定安装有与齿轮柱（55）相互啮合的齿轮（57）；安装轴（56）上固定安装有锥齿轮（58）；端管（1）外表面转动安装有与其轴线重合且与锥齿轮（58）相互啮合的锥齿圈（59）；

所述吸紧机构（6）包括第一通槽（61）、密封块（62）、第一连接杆（63）、第二通槽（64）、第二连接杆（65）、连接板（66）、L型板（67）和复位弹簧（68）；第一通槽（61）沿限位环（4）轴向贯穿限位环（4）且与直管端面位置对应；第一通槽（61）内滑动配合有密封块（62）和第一连接杆（63），密封块（62）和第一连接杆（63）固定连接在一起；第二通槽（64）沿限位环（4）轴向贯穿限位环（4）且第二通槽（64）位于第一通槽（61）和端管（1）内表面之间；第二通槽（64）内滑动配合有端部为圆弧状的第二连接杆（65）；第一连接杆（63）和第二连接杆（65）端部通过连接板（66）固定连接在一起；限位环（4）靠近波纹管（2）的端面上固定安装有L型板（67）；L型板（67）的竖直段与连接板（66）之间水平固定连接有复位弹簧（68）；

卡紧块（52）贴合到直管外表面过程中，卡紧块（52）首先接触到第二连接杆（65）的端部并推动第二连接杆（65）沿着第二通槽（64）朝向波纹管（2）一侧滑动，第二连接杆（65）通过连接板（66）带动第一连接杆（63）沿着第一通槽（61）朝向波纹管（2）一侧滑动；复位弹簧（68）被连接板（66）压缩，第一连接杆（63）带动密封块（62）朝向波纹管（2）一侧滑动，从而使得密封块（62）与直管端面之间的区域体积增大，气压降低，进而通过气压作用将直管吸紧在限位环（4）上。

2.根据权利要求1所述一种直管压力平衡型补偿器，其特征在于：所述密封环（3）和卡紧块（52）均由可形变的橡胶材质制成。

3.根据权利要求1所述一种直管压力平衡型补偿器，其特征在于：所述卡紧块（52）表面与直管外表面相互配合的部分均匀固定安装有若干个沿直管周向均匀布置的防滑条。

4.根据权利要求1所述一种直管压力平衡型补偿器，其特征在于：所述锥齿圈（59）上沿其周向均匀固定安装有若干个拨杆（510）。

5.根据权利要求1所述一种直管压力平衡型补偿器，其特征在于：所述密封机构（7）包括环形槽（71）、第一气槽（72）、气囊（73）、第二气槽（74）、第三气槽（75）、内螺纹套（76）和外螺纹杆（77）；环形槽（71）开设在密封环（3）内表面且与密封环（3）轴线重合；密封环（3）内对应每个安装轴（56）的位置开设有连通环形槽（71）的第一气槽（72）；环形槽（71）内对应每个第一气槽（72）的位置固定安装有连通第一气槽（72）的气囊（73）；端管（1）内表面对应第一气槽（72）的位置开设有连通第一气槽（72）且与安装轴（56）轴线重合的第二气槽（74）；端管（1）远离波纹管（2）的端面上开设有连通第二气槽（74）的第三气槽（75）；第二气槽（74）内沿其轴向滑动密封配合有内螺纹套（76）；安装轴（56）的内端固定安装有与其轴线重合的外螺纹杆（77）；内螺纹套（76）与外螺纹杆（77）相互配合。

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