一种滑动接头式管路补偿器

技术领域

本发明涉及一种滑动接头式管路补偿器，尤其是一种用于飞机高温、高压导管系统的管路补偿器。

背景技术

飞机高压导管系统在工作时，由于温度变化、机械振动等会导致管路发生变形，为减小管路中应力，需布置补偿元件对其变形进行补偿。常见的补偿方式为波纹管式补偿器，利用波纹管的弹性变形性能，达到补偿位移的作用。

其具体结构主要有自由型补偿器、拉杆型补偿器、压力平衡型补偿器以及球形接头等。

自由型补偿器能够补偿轴向、径向及角度位移，但由于波纹管在加压情况下有伸长趋势，会对两端管路支架或设备产生一个压力推力的作用，对管路固支系统强度要求较高。

拉杆型补偿器及压力平衡型补偿器能够补偿轴向、径向及角度位移，通过拉杆机构平衡波纹管的压力推力，具有自限位功能，但结构复杂、体积庞大、重量重，且拉杆机构在振动环境中易发生断裂故障。

球形接头通过球面副机构平衡波纹管的压力推力，具有自限位功能，同时实现角度补偿功能。由于其仅能进行角度补偿，因此需布置在弯管管系中，与弯管共同作用以补偿管路位移，对于直管管系中位移无法进行位移补偿。

现有带自限位功能的金属波纹管管路补偿器，其限位装置通常由拉杆机构、外部球面幅机构等结构实现补偿器在压力推力下的自限位，压力推力由以上机构承受。

发明内容

鉴于现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种滑动接头式管路补偿器。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种滑动接头式管路补偿器，包括管状内壳、外壳、端盖以及密封环，其中管状内壳两端外壁为球面，球心位于轴线上，内壳的球面部分分别套有外壳，所述外壳一端内表面为球面，另一端内壁设有环形凹槽，套在内壳的球形弧面部分上，密封环装配在环形凹槽内，外壳可在内壳上轴向自由滑动，并可绕内壳球心自由转动，在外壳的所述另一端端部装配有与密封环接触的端盖，外壳在内壳上轴向自由滑动时，内壳可分别接触外壳的内球面或端盖的内球面并制动，管状内壳的外球面与外壳的内球面形成球面转动副，端盖的内球面与内壳的外球面形成球面转动副，外壳绕内壳球心转动时，端盖与内壳的球面部分之间的直边段接触，从而制动内壳的转动。

本发明的滑动接头式管路补偿器采用密封环替代波纹管，并通过内壳、外壳、端盖的结构设计，保证内壳可以自由滑动和转动，实现轴向、径向和角度补偿功能，同时具有止动功能。

所述端盖通过焊接装配在所述直边段端部。

管状内壳两端内壁为球形弧面，减重，不过也可以是圆环面。

附图说明

图1为本发明的滑动接头式管路补偿器的截面图；

图2为本发明的滑动接头式管路补偿器的三维剖视图。

具体实施方式

下面参考附图，结合具体实施例，进一步说明本发明的滑动接头式管路补偿器。

图1为本发明的滑动接头式管路补偿器的截面图。如图所示，本发明的滑动接头式管路补偿器，包括管状内壳3、外壳4、端盖2以及密封环1，其中管状内壳3两端外壁为球面，球心位于轴线上，内壳3的球面部分分别套有外壳4，所述外壳4一端内表面为球面，另一端内壁设有环形凹槽，套在内壳3的球形弧面部分上，密封环1装配在环形凹槽内，外壳4可在内壳3上轴向自由滑动，并可绕内壳3球心自由转动，在外壳4的所述另一端端部通过焊接装配有与密封环接触的端盖2，外壳4与密封环1、内壳3与密封环1均为过盈配合。外壳4在内壳3上轴向自由滑动时，内壳3可分别接触外壳4的内球面或端盖2的内球面并制动。管状内壳3的外球面与外壳4的内球面形成球面转动副，端盖2的内球面与内壳3的外球面形成球面转动副。

外壳4绕内壳3球心转动时，端盖2与内壳3的球面部分之间的直边段接触，从而制动内壳3的转动。

外壳与密封环、内壳与密封环均为过盈配合，通过合理设置三者的过盈量，可实现密封连接功能，保证产品漏率满足使用要求。

外壳可以在内壳上沿轴向自由滑动，可实现轴向补偿功能；

两外壳分别绕内壳对应球面部分球心转动，可实现径向和角向补偿功能；

外壳沿轴向自由滑动时，内壳可分别接触外壳的内球面或端盖的内球面并制动，可实现轴向制动功能。

两外壳分别绕内壳对应球面部分球心转动，端盖与内壳的球面部分之间的直边段接触，可实现径向和角向制动功能。

本例中，密封环为非金属密封环(聚四氟乙烯密封环)，非金属密封环具有润滑功能，减小补偿载荷，有利于满足管路补偿需求。不过也可以采用金属密封环。

如图所示，本例中，管状内壳两端内壁为球形弧面，可以达到减重的目的，不过具体情况，也可以是圆环面。

本发明提供了一种滑动接头式管路补偿器，采用密封环实现密封连接功能，从根本上解决了采用波纹管密封时产生的压力推力的作用，与其他具有自限位功能的波纹管式补偿器结构相比，解决了拉杆型补偿器及压力平衡型补偿器结构复杂、体积大、重量重、拉杆在振动中容易出现断裂的问题，以及球形接头无法补偿直线管系位移的问题。具有轴向、径向以及角度补偿功能，并且具有止动设计，防止过量补偿。该补偿器具有体积小、重量轻、寿命长、补偿载荷小等诸多优势，能够在飞机高压导管系统中可靠使用。