對接密封式高溫管及對接式旋轉接頭的制作方法

本發明涉及光熱電技術領域，特別是涉及一種對接密封式高溫管及對接式旋轉接頭。

背景技術：

太陽能拋物面槽式發電是通過跟蹤太陽運動的線形拋物面反射鏡將太陽輻射聚集到位于拋物面焦線處的吸熱管中加熱傳熱流體進行發電的技術。槽式電站集熱場的關鍵設備主要包括集熱器、吸熱管和儲熱器等。驅動跟蹤系統是集熱器逐日的核心，是光熱采集器充分利用太陽能的保障。借助驅動跟蹤系統，光熱采集器可以從日出至日落跟蹤太陽。旋轉接頭則是集熱管與固定系統管道連接必不可少的一個零件，通過使用旋轉接頭，可以延長連接軟管的使用壽命，降低熔鹽管道發生泄漏的風險。

目前，傳統的旋轉接頭由內外管、軸承、密封環及彈性體等零件組成。旋轉接頭使用時，先將固定端頭與連接管路使用螺紋或法蘭連接，再將旋接頭旋轉部分依靠殼體、軸承、密封環等組件與固定接頭對接。旋轉接頭工作時，固定于接頭本體內外管之間的軸承可實現固定接頭與旋轉接頭的相對旋轉，軸承兩側的密封環將軸承與內管工作介質隔離開，同時達到密封的效果，而且在密封性能要求較高的場合下，多在密封環一側安裝彈性體來提供給密封環軸向力，以提高密封環摩擦力，進而改善密封性能。但是，在高溫、酸堿腐蝕等復雜和惡劣的工作環境中，各組件材料的耐熱性和伸縮率不同，使得密封不良，酸堿性工作介質進入軸承內造成卡滯、腐蝕及二次泄漏。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種對接密封式高溫管及對接式旋轉接頭。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種對接密封式高溫管，包括連接管和與所述的連接管固定連接的金屬波紋管，以及固定設置在金屬波紋管端部的密封環。

所述的密封環為對應的平面、坡面或弧面密封副。

連接管與金屬波紋管焊接，密封環與所述的金屬波紋管焊接。

所述的密封環的材質為硬質合金。

金屬波紋管的長度在30-80mm。

金屬波紋管的剛度大于100n/mm。

所述的連接管上設置有連接法蘭。

一種對接式旋轉接頭，包括兩個所述的對接密封式高溫管，以及連接套，所述的連接套分別與所述的連接管連接并將兩個所述的密封環密封對接。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明的對接式密封高溫管，采用金屬波紋管作為連接和蓄力部件，連接結構簡單，能有效承受高溫，實現旋轉密封的目的。

本發明在旋轉接頭的固定端頭和旋轉端頭對接處分別焊接一定長度和剛度的金屬波紋管，并在金屬波紋管的另一端再焊接耐磨材料密封圈，旋轉接頭裝配完成后，密封環對接并使波紋管有一定的壓縮量，進而將熱膨脹后伸縮量有效利用，提供給密封接觸所需軸向預緊力，同時將工作介質和軸承等旋轉組件的工作空間獨立開來。即，采用管路直接密封對接的結構形式，消除了軸承等組件對密封性能的依賴性；在高溫工作環境下，金屬波紋管不僅可吸收旋轉接頭內管路的伸縮量，進而增加波紋管的壓縮量，積極地利用高溫環境下各組件材料的伸縮量來提高密封性能，更要改善裝配結構，以消除軸承等組件在酸堿工作介質中對密封性能的依賴。

附圖說明

圖1所示為對接密封式高溫管的結構示意圖；

圖2所示為本發明的對接式旋轉接頭的結構示意圖；

圖3所示為第一連接套的預留槽口示意圖。

圖4所示為密封環對接第一示意圖。

圖5所示為密封環對接第二示意圖。

圖6所示為密封環對接第三示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖所示，本發明的對接密封式高溫管包括連接管11和與所述的連接管11固定連接的金屬波紋管12，以及固定設置在金屬波紋管端部的密封環13。

該金屬波紋管材質由耐高溫不銹鋼，如304h制成，金屬波紋管的壁厚厚度在0.6-1mm，如0.8mm，節距在8-12mm，如10mm，整體金屬波紋管長度在30-80mm，金屬波紋管剛度大于100n/mm，剛度范圍內伸縮屬于彈性變形，無疲勞影響，可滿足長時間使用，金屬波紋管長度與計算所需壓縮量有關，密封環材質為硬質合金，如，司太力不銹鋼，金屬波紋管與連接管的固定連接采用專業焊接實現。

本發明的對接式密封高溫管，采用金屬波紋管作為連接和蓄力部件，連接結構簡單，能有效承受高溫，實現旋轉密封的目的。

具體地說，為便于整體連接，所述的連接管11中部上設置有連接法蘭14以與夾緊套，如下面描述的第一連接套固定連接，連接管的外端部還設置有端部連接法蘭以連接至整個管路。同時在連接管的端部設置有接口法蘭15，同時在連接管的端部設置有接口法蘭15，通過法蘭連接，能保證較好的同軸度。

其中，所述的連接法蘭14內側還有部分連接管段，該內側的連接管段的端部與第一金屬波紋管進行焊接，為增強焊接面積，該端的內徑與整體的連接管相同，優選該段選擇壁厚較大的設計，這樣也提高裝配性，可現在裝入連接套時的對中，第二連接管設計與此類似，在此不展開描述。

同時，本發明還公開了一種對接式旋轉接頭，包括兩個所述的對接密封式高溫管，以及連接套，所述的連接套分別與所述的連接管連接并將兩個所述的密封環密封對接。

即在旋轉接頭的固定端頭和旋轉端頭對接處分別焊接一定長度和剛度的金屬波紋管，并在金屬波紋管的另一端再焊接耐磨材料密封圈，旋轉接頭裝配完成后，密封環對接并使波紋管有一定的壓縮量，進而將熱膨脹后伸縮量有效利用，提供給密封接觸所需軸向預緊力，同時將工作介質和軸承等旋轉組件的工作空間獨立開來。即，采用管路直接密封對接的結構形式，消除了軸承等組件對密封性能的依賴性；在高溫工作環境下，金屬波紋管不僅可吸收旋轉接頭內管路的伸縮量，進而增加波紋管的壓縮量，積極地利用高溫環境下各組件材料的伸縮量來提高密封性能，更要改善裝配結構，以消除軸承等組件在酸堿工作介質中對密封性能的依賴。

下面將通過具體實施例的描述進一步闡述本發明，本發明的具體實施例包括對接式旋轉接頭包括，

第一接頭，其包括第一連接管11和與所述的第一連接管11固定連接的第一金屬波紋管12，以及固定設置在第一金屬波紋管端部的第一密封環13，

第二接頭，其包括第二連接管21和與所述的第二連接管固定連接的第二金屬波紋管22，以及固定設置在第二金屬波紋管端部的第二密封環23，

不銹鋼材質的連接緊定套，其包括與所述的第一連接管固定連接且允許所述的第一金屬波紋管插入其中的第一連接套31，與所述的第二連接管固定連接且與第一連接套可旋轉連接的第二連接套32，所述的第二金屬波紋管居中穿過所述的第二連接套并使第一密封環和第二密封環密封對接。所述的第一連接管和第二連接管即為本發明的對接密封式高溫管。

其中，為保證整體的密封效果，在裝配后常溫下第一密封環和第二密封環間的壓緊壓強較大，一般在2mpa或以上，當內部流過高溫熔鹽，如580℃高溫熔鹽時，兩密封環間的壓強能達到4mpa甚至以上。

本發明通過連接管與外部管路連通，如與儲熱罐回路或者集熱管連通，同時在兩個連接管的相對端固定設置，如焊接連接密封圈，然后利用連接緊定套將第一接頭和第二接頭軸向定位但可旋轉連接并對兩個密封圈構成向內擠壓，利用密封圈擠壓構成密封連接形成這個管路的可旋轉式密封連接。

進一步地，所述的密封環為對應的平面、坡面或弧面密封副。即所述的密封環有三種結構：第一種是平面密封結構，即接觸密封面為平面對接形式；第二種是錐面密封結構，即接觸密封面為錐面配合形式；第三種是球面密封結構，即接觸密封面為環形凸、凹球面配合形式，密封環對應面的設計，再加上密封環與柔性波紋管焊接后的自對中性，更是提高了密封環接觸面的摩擦力和密封性能。

進一步地，為防止密封處泄露后在連接套內積聚，所述的連接緊定套，如第一連接套在所述的密封對接處形成有排泄腔33，所述的排泄腔形成有排泄口。具體地，所述的第一連接套包括同軸設置的小直徑段和大直徑段，所述的大直徑段端部形成有內止口，所述的第二連接套通過旋轉軸承可旋轉地設置在大直徑端的開口處。

第一連接套采用變徑式設計，利用內止口實現兩連接套的可旋轉軸線定位連接，具體地，該連接結構包括設置在兩連接套間的滾動軸承41，軸承內襯套42，設置在滾動軸承外側的軸承外襯套43，與所述的第一連接套連接用以定位所述的軸承外襯套外表面外圈的孔用擋圈44，以及與所述的第二連接套連接用以定位所述的軸向外軸承套外表面內圈的軸用擋圈45，采用兩個擋圈，有效保證連接套連接的穩定性和耐壓性。

進一步地，為避免泄露的熔鹽對軸承構成影響，所述的排泄腔由第一連接套的臺肩和與所述的大直徑段固定連接的隔環34構成，所述的第二連接套向內突出地形成有凸環24，所述的隔環頂持在凸環外表面。

采用變徑設計利用隔環實現了排泄腔的獨立設計，進一步減少熔鹽直接對軸承的侵蝕，而且，在第二連接套上形成與所述的隔環對應的凸環，該凸環和隔環構成密封的同時，也提供了對中，提高旋轉套的運行效果。

進一步地，所述的第二連接套與所述的隔環保持間距以減少摩擦接觸面積，所述的第二連接套的內側面上形成有環凹槽25，該環凹槽減少了內部熱量向外的傳遞，同時，還可在所述的環凹槽內設置加熱器以減少連接處的溫降。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。