CN102095043B - 一种矩形曲管压力平衡型膨胀节 - Google Patents
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Abstract
一种矩形曲管压力平衡型膨胀节，用于解决透平机出口膨胀节的运行震动及噪声超标问题。其技术方案是：它包括波纹管和与波纹管连接的曲管，改进后所述曲管两侧的弯头侧板上设有点式支撑的强固组件，强固组件分布在几排曲线上。本发明在膨胀节工作时的产生震动的主要环节——弯头侧板增设点式支撑、按渐开线分布的强固组件，使弯头侧板由一个整体较大的平面，缩变或分割为若干个单元平面，从而改变了弯头侧板固有震动频率，加大了与TRT装置透平机固有频率差，实现了对TRT装置透平机系统运行减震降噪的作用，大大提高了矩形曲管压力平衡型膨胀节运行的安全质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种膨胀节，特别是抗震动效果好的矩形曲管压力平衡型膨胀节，属管件技术领域。
背景技术
在钢铁冶炼工艺中，现代高炉炉顶中贮存有大量煤气，其压力高达0.15-0.25Mpa，能够产生大量的势能。利用高炉炉顶余热，将高炉煤气导入透平机作功，驱动发电机完成能量回收，简称TRT（Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit， 高炉煤气余压透平发电装置）装置。TRT主要是应用差压发电，所以最主要的因素是进出口差压，压力差越高发电越好。透平机出口采用膨胀节作为压力、温度补偿装置。透平机出口是矩形结构，出口采用的膨胀节为矩形曲管压力平衡型膨胀节。曲管曲管左右各有一件弯头侧板，为了减小膨胀节的自重和安装空间，所述弯头侧板采用薄壁板。由于弯头侧板面积大、壁厚薄，加之TRT出口的压力波动，会给膨胀节的矩形曲管带来运行中震动严重、噪声超标等问题，这些问题会对TRT透平机运行造成安全隐患。
发明内容
本发明用于解决上述已有技术之缺陷而提供一种在不增加弯头侧板壁厚的条件下，有效降低震动和噪声的矩形曲管压力平衡型膨胀节。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种矩形曲管压力平衡型膨胀节，它包括波纹管和与波纹管连接的曲管，其特别之处是：所述曲管两侧的弯头侧板上设有点式支撑的强固组件，强固组件分布在几排曲线上。
上述矩形曲管压力平衡型膨胀节，所述强固组件分布曲线为渐开线，各条渐开线的基圆直径随弯头侧板的半径增大而增大，各渐开线的起始点位于曲管入口端的弯头侧板处。
上述矩形曲管压力平衡型膨胀节，所述邻近弯头侧板内侧的渐开线基圆直径为弯头侧板内侧圆弧直径+300-400毫米，相邻两条渐开线的基圆直径差为300-400毫米。
上述矩形曲管压力平衡型膨胀节，所述各强固组件由强固柱和加强垫片组成，其中强固柱穿过弯头侧板并与其焊合，所述加强垫片与弯头侧板的外板面焊合。
上述矩形曲管压力平衡型膨胀节，所述位于同一条渐开线上的各强固组件曲线间距为400-600毫米。
本发明针对TRT装置透平机出口矩形曲管压力平衡型膨胀节运行震动严重、噪声超标问题进行了改进，在所述膨胀节工作时的产生震动的主要环节——弯头侧板增设点式支撑、按渐开线分布的强固组件，使弯头侧板由一个整体较大的平面，缩变或分割为若干个单元平面，从而改变了弯头侧板固有震动频率，加大了与TRT装置透平机固有频率差，实现了对TRT装置透平机系统运行减震降噪的作用，大大提高了矩形曲管压力平衡型膨胀节运行的安全质量。本发明在不增加弯头侧板壁厚尺寸的基础上，明显减小了曲管左、右弯头侧板变形并降低了震动及噪声，强固组件的渐开线分布形式有利于煤气流量通畅，提升TRT装置发电效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是强固组件结构示意图。
附图中各标号表示如下：1.波纹管；2. 导流筒；3.曲管；4. 弯头侧板；5. 强固柱；6. 加强垫片；7. 强固组件分布曲线；7-1.邻近弯头侧板内侧的渐开线；8. 曲管入口端，9.曲管出口端。
具体实施方式
参看图1、图2，本发明用于TRT装置的矩形出口处，其构成包括波纹管1和曲管3，波纹管内设有导流筒2，波纹管与曲管连接，曲管的两侧面是两块弯头侧板4。弯头侧板呈扇形，其面积很大，壁厚很薄。本发明在两弯头侧板4上设置了强固组件，强固组件分布在几条曲线7上。由于TRT装置透平机出口工作压力波动频繁大约10次/h，且波动的振幅大约在0.1-0.3Mpa之间，由此会给膨胀节的矩形曲管，特别是弯头侧板带来运行中震动严重、噪声超标等问题。在弯头侧板上增设强固组件，使弯头侧板由一个整体较大的平面，缩变或分割为若干个单元平面。从而改变了弯头侧板固有震动频率，加大了与TRT装置透平机固有频率差，实现了对TRT装置透平机系统运行减震降噪的作用，大大提高了矩形曲管压力平衡型膨胀节运行的安全质量。所述强固组件分布曲线7为渐开线，各条渐开线的基圆直径随弯头侧板4的半径增大而增大，各条渐开线的起始点位于曲管入口端8的弯头侧板处，各渐开线终止于曲管的出口端9。其中邻近弯头侧板内侧的渐开线7-1的基圆直径为弯头侧板内侧圆弧直径+300-400毫米，相邻两条渐开线的基圆直径差为300-400毫米，位于同一条渐开线上的各强固组件曲线间距为400-600毫米。强固组件分布在渐开线上，根据渐开线曲率半径逐渐增大的特性，可以确保膨胀节内介质的顺利流畅，从而达到减少介质流动阻力和降低因介质流动、压力波动带来的阻力。
参看图3，各强固组件由强固柱5和加强垫片6组成，其中强固柱穿过弯头侧板4并与其焊合，加强垫片位于弯头侧板外侧，强固柱由加强垫片的孔中穿过，加强垫片与强固柱及弯头侧板的外板面焊合。
给出一个具体的实施例：曲管3的内侧直径为800mm, 外侧直径为2400mm其弯头侧板4的宽度为1600mm。根据矩形曲管压力平衡型膨胀节固有震动频率情况，确定在弯头侧板上分布三条渐开线，生成这三条渐开线的基圆直径分别为1200 mm、1600 mm、2000 mm，各条渐开线上强固组件的曲线间距为500 mm。
Claims (5)
1.一种矩形曲管压力平衡型膨胀节，它包括波纹管（1）和与波纹管连接的曲管（3），其特征在于：所述曲管（3）两侧的弯头侧板（4）上设有点式支撑的强固组件，强固组件分布在几排曲线（7）上。
2.根据权利要求1所述的矩形曲管压力平衡型膨胀节，其特征在于：所述强固组件分布曲线（7）为渐开线，各条渐开线的基圆直径随弯头侧板（4）的半径增大而增大，各渐开线的起始点位于曲管入口端（8）的弯头侧板处。
3.根据权利要求2所述的矩形曲管压力平衡型膨胀节，其特征在于：邻近弯头侧板内侧的所述渐开线（7-1）基圆直径为弯头侧板内侧圆弧直径加上300～400毫米，相邻两条渐开线的基圆直径差为300～400毫米。
4.根据权利要求1或2或3所述的矩形曲管压力平衡型膨胀节，其特征在于：所述各强固组件由强固柱（5）和加强垫片（6）组成，其中强固柱穿过弯头侧板并与其焊合，所述加强垫片与弯头侧板的外板面焊合。
5.根据权利要求4所述的矩形曲管压力平衡型膨胀节，其特征在于：所述位于同一条渐开线上的各强固组件曲线间距为400-600毫米。
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