CN103307401B - 双层水冷膨胀节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层水冷膨胀节，包括波纹管、导流筒、第一法兰、第二法兰、第一进出水装置和第二进出水装置，波纹管的两端分别与第一法兰和第二法兰固定连接，导流筒固定套设在波纹管内，波纹管管壁和导流筒筒壁内均设置有空腔，第一法兰内设置有两个内腔，第二法兰内设置有一个内腔，第一法兰的其中一个内腔通过波纹管的空腔与第二法兰的内腔连通，第一法兰的另一个内腔与导流筒的空腔连通，第一进出水装置、第一法兰、波纹管和第二法兰连接后形成第一冷却系统，第二进出水装置、第一法兰和导流筒连接后形成第二冷却系统。本发明能够快速降低高温状况下膨胀节的温度，保证膨胀节稳定运行不变形，能够提高膨胀节的安全性和使用寿命。

Description

双层水冷膨胀节

技术领域

本发明涉及一种膨胀节，尤其涉及一种双层水冷膨胀节，主要适用于在高温状况下管道发生轴向位移的补偿调节。

背景技术

目前，常规的膨胀节主要用于管道在热胀冷缩时管道发生轴向位移的补偿调节，属于一种补偿元件，因而广泛应用于各行各业。但当一些温度超过800℃的高温介质通过膨胀节时，由于常规的膨胀节无冷却系统，这就导致膨胀节的温度较高，在工作时容易变形，从而影响整个管道结构的稳定性和工作安全性。

为了解决上述问题，现在技术中提出了如下技术：

如中国专利号“201220331857.8”公开了一种外水冷内隔温高压高温膨胀节，其公开日为2013年01月30日，其技术方案为波纹管两端分别与两个承压环板相连接，两个承压环板分别安装在两根接管的外侧壁，两根接管的外侧端部均与各自对应的法兰相连接，在承压环板与法兰之间设有处于接管外侧的水套，所述两根接管的内侧端部连接有两个部分筒体交错的内衬筒，内衬筒外侧壁上设有含锆纤维毯组件，所述波纹管的波形内侧间隙处填有含锆纤维棉。

但以上述专利文件为代表的现有技术，在实际使用过程中，仍然存在着如下缺陷：一、该膨胀节只在接管的外表面设置水套，且接管与水套之间设置有对水套径向定位的圆钢，夹套与接管之间存在一定间隙，当高温介质通过膨胀节时，冷却水对接管的冷却效果差，接管仍然容易变形；二、由于水套设置在法兰和承压环板之间，法兰内并无冷却水通过，因此水套对法兰的冷却效果较差，当高温介质通过膨胀节时，法兰与管道连接处容易变形，容易影响膨胀节与管道之间的密封性；三、两根接管之间的间隙，不仅阻碍高温介质顺利通过，还降低了膨胀节的承压能力；四、该膨胀节的结构复杂，存在着制造成本高和维护成本高的缺点；五、当该膨胀节对发生轴向位移的管道补偿调节时，所设置的含锆纤维棉容易松动，导致其耐高温和耐腐蚀的效果较差；六、设置在波纹管与内衬筒之间的含锆纤维绵，主要起隔温隔热作用，但不能把高温介质的热量带走，存在着降温效果差的缺点。

又如中国专利号“201220668043.3”公开了一种水电站用阻沙型波纹管膨胀节，其公开日为2013年05月22日，其技术方案为所述膨胀节包括波纹管和导流筒，波纹管套置在导流筒上，所述波纹管的一端固定连接上游钢管，波纹管的另一端固定连接下游钢管，所述导流筒的一端与上游钢管固定连接，在导流筒与波纹管之间设置弹性填料。该专利中，由于膨胀节内无冷却装置，因此不适合用于流通高温介质的管道中，即使将该膨胀节用于流通高温介质的管道中，膨胀节也容易变形损坏，在工作时容易发生安全事故。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种双层水冷膨胀节，本发明能够快速降低高温状况下膨胀节的温度，避免导流筒被高温介质灼伤，保证膨胀节稳定运行不变形，不仅能够提高膨胀节的安全性，还能够提高膨胀节的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种双层水冷膨胀节，包括波纹管、导流筒、第一法兰和第二法兰，波纹管的两端分别与第一法兰和第二法兰固定连接，导流筒固定套设在波纹管内，其特征在于：还包括第一进出水装置和第二进出水装置，所述波纹管管壁和导流筒筒壁内均设置有空腔，所述第一法兰内设置有两个内腔，第二法兰内设置有一个内腔，第一法兰的其中一个内腔通过波纹管的空腔与第二法兰的内腔连通，第一法兰的另一个内腔与导流筒的空腔连通，所述第一进出水装置、第一法兰、波纹管和第二法兰连接后形成第一冷却系统，所述第二进出水装置、第一法兰和导流筒连接后形成第二冷却系统。

所述第一进出水装置包括引水环管、进水口、出水口和连接管，所述进水口和出水口均设置在引水环管上，所述引水环管套设在波纹管上，并通过连接管与法兰内腔连通。

所述引水环管的数量为二根，其中一根引水环管通过连接管与第一法兰内腔连接，另一根引水环管通过连接管与第二法兰内腔连通，所述进水口和出水口分别设置在两根引水环管上，且两根引水环管上的进水口和出水口错位对称设置。

所述第二进出水装置包括一根引水环管、进水口、出水口和连接管，所述进水口和出水口对称设置在引水环管上，所述引水环管套设在波纹管上，并通过连接管与第一法兰内腔连通。

所述每根引水环管与法兰之间的连接管的数量为12—16根。

所述引水环管内设置有用于隔断引水环管空腔的堵板。

所述进水口和出水口上均设置有凹凸面法兰。

所述第一法兰和第二法兰均为凹凸面法兰。

所述导流筒的长度小于波纹管的长度，且导流筒的其中一端与第一法兰焊接连接。

所述第一法兰的边缘上设置有耳板，所述第二法兰的边缘上设置有对应的耳板，第一法兰和第二法兰通过耳板和螺栓连接。

所述第一法兰的耳板为四个，均匀设置在第一法兰边缘四周；对应地，所述第二法兰的耳板为四个，均匀设置在第二法兰边缘四周。

采用本发明的优点在于：

一、本发明设置了两个独立的冷却系统，两个冷却系统中的冷却水分别设置在高温介质通过方向的导流筒筒壁内和波纹管管壁内，且第一法兰和第二法兰内均设置有供冷却水通过的内腔，因此当高温介质通过膨胀节时，两个冷却系统能够快速降低高温介质的温度，使得整个膨胀节不被高温灼伤，保证膨胀节在对管道起补偿调节时无异常变形，不仅能够提高膨胀节的安全性，还能够提高膨胀节的使用寿命；而采用筒状结构的导流筒，其过流面光滑，不仅使导流筒的承压能力能够达到15-18Kg/cm2，还能够明显减小导流筒对调整气流的阻挡；在导流筒筒壁和波纹管管壁内设置冷却水空腔，则能够加快导冷却水的流动速度，显著提高降温效果；又由于冷却水的作用，整个膨胀节的温度较低，即使膨胀节发生损坏，也能够快速维修更换，对生产效率不会造成影响；与中国专利号“201220331857.8”为代表的现有技术相比，本发明设置的两套独立水冷却系统，不仅具有冷却面积大和冷却效率高的优点，还具有结构简单，工艺先进，制造成本低廉，对管道补偿调节时灵活可靠的优点。

二、本发明中，通过引水环管和连接管，使得冷却水能够快速地、均匀地填充至两个大面积冷却系统内，有利于提高对高温介质的冷却效果。

三、本发明中，在第一进出水装置中设置的两根引水环管，并将进水口和出水口分别设置在两根引水环管上的结构，能够保证冷却水在冷却水通道充分地内流动，进一步提高冷却效果。

四、本发明中，如果每根引水环管与法兰之间的连接管的数量少于12根，将减少冷却水的流动量，导致冷却效果较差，而如果每根引水环管与法兰之间的连接管的数量大于16根，又将提高膨胀节的制造成本，因此每根引水环管与法兰之间的连接管的数量设置为12—16根，既不会增加制造成本，又保证了较好的冷却效果。

五、本发明中，在所述引水环管内设置用于隔断引水环管空腔的堵板，使得冷却水能够沿着连接管快速进入导流筒和波纹管的空腔内，从而保证冷却水能充分地在冷却系统内流动，有利于提高膨胀节的降温效果。

六、本发明中，所述进水口和出水口上设置的法兰为凹凸面法兰，所述第一法兰和第二法兰均设置为凹凸面法兰，这样的结构不仅便于膨胀节与水源和管道连接，还使连接处的密封性更好。

七、本发明中，所述导流筒的长度小于波纹管的长度，且导流筒的其中一端与第一法兰焊接连接,此结构能够避免波纹管发生轴向位移时导流筒对膨胀节造成干涉。

八、本发明中，在所述第一法兰的边缘上设置四个耳板，在所述第二法兰的边缘上设置对应的耳板，第一法兰和第二法兰通过耳板和螺栓连接，此设置方式有利于膨胀节的安装调试，还便于根据实际使用情况随时调节膨胀节的长度，使用更灵活。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明的右视结构示意图。

图中标记为：1、波纹管，2、导流筒，3、第一法兰，4、第二法兰，5、空腔，6、内腔，7、出水口，8、进水口，9、引水环管，10、连接管，11、堵板，12、凹凸面法兰。

具体实施方式

实施例1

一种双层水冷膨胀节，包括波纹管1、导流筒2、第一法兰3和第二法兰4，波纹管1的两端分别与第一法兰3和第二法兰4固定连接，导流筒2固定套设在波纹管1内，还包括第一进出水装置和第二进出水装置，所述波纹管1管壁和导流筒2筒壁内均设置有空腔5，所述第一法兰3内设置有两个内腔6，第二法兰4内设置有一个内腔6，第一法兰3的其中一个内腔6通过波纹管1的空腔5与第二法兰4的内腔6连通，第一法兰3的另一个内腔6与导流筒2的空腔5连通，所述第一进出水装置、第一法兰3、波纹管1和第二法兰4连接后形成第一冷却系统，所述第二进出水装置、第一法兰3和导流筒2连接后形成第二冷却系统。其中，所述第一进出水装置包括引水环管9、进水口8、出水口7和连接管10，所述进水口8和出水口7均设置在引水环管9上，所述引水环管9套设在波纹管1上，并通过连接管10与法兰内腔6连通。

本实施例中，所述引水环管9的数量优选设置为二根，其中一根引水环管9通过连接管10与第一法兰3内腔6连接，另一根引水环管9通过连接管10与第二法兰4的其中一个内腔6连通；进一步的，所述进水口8和出水口7分别设置在两根引水环管9上，两根引水环管9上的进水口8和出水口7错位对称设置。安装时，优选进水口8设置在膨胀节下方，出水口7设置在膨胀节上方，这样，冷却水能够充分通过冷却系统，提高冷却效果。

本实施例中，为了提高冷却水的进入速度和时间，所述每根引水环管9与法兰之间的连接管10的数量优选为14根。

本实施例中，优选在所述引水环管9内设置用于隔断引水环管9空腔的堵板11，堵板11能够增大引水环管9内冷却水的压力，使得冷却水能够充分进入冷却系统内。

本实施例中，优选在所述进水口8和出水口7上固定连接凹凸面对焊钢制法兰，通过凹凸面法兰12的连接，保证连接处的密封性更好，进一步的，还可以在凹凸面法兰12上设置增强密封性的密封圈。

本实施例中，所述第一法兰3和第二法兰4优选采用凹凸面法兰12结构，并优选采用1Cr17Ni9Ti材料制成。

本实施例中，所述导流筒2的长度优选小于波纹管1的长度，并优选导流筒2的介质进入端与第一法兰3焊接连接。

本实施例中，最佳实施方式为，在所述第一法兰3的边缘四周均匀设置四个耳板，在所述第二法兰4的边缘四周对应设置四个耳板，第一法兰3和第二法兰4通过耳板和螺栓连接；但为了进一步增加膨胀节的稳定性，耳板的数量也可以是6个或7个。

实施例2

本实施例与上述实施例相同，主要区别在于：所述第二进出水装置包括一根引水环管9、进水口8、出水口7和连接管10，所述进水口8和出水口7对称设置在引水环管9上，所述引水环管9套设在波纹管1上，并通过连接管10与第一法兰3内腔6连通。但第二进出水装置中引水环管9的数量也可以设置为两根，安装时，所述第二进出水装置中进水口8和出水口7的设置方向优选与第一进出水装置中进水口8和出水口7的设置方向一样。

实施例3

本实施例与上述实施例相同，主要区别在于：所述每根引水环管9与法兰之间的连接管10的数量为12根。

实施例4

本实施例与上述实施例相同，主要区别在于：所述每根引水环管9与法兰之间的连接管10的数量为16根。

Claims (10)

1.一种双层水冷膨胀节，包括波纹管（1）、导流筒（2）、第一法兰（3）和第二法兰（4），波纹管（1）的两端分别与第一法兰（3）和第二法兰（4）固定连接，导流筒（2）固定套设在波纹管（1）内，其特征在于：还包括第一进出水装置和第二进出水装置，所述波纹管（1）管壁和导流筒（2）筒壁内均设置有空腔，所述第一法兰（3）内设置有两个内腔，第二法兰（4）内设置有一个内腔，第一法兰（3）的其中一个内腔通过波纹管（1）的空腔与第二法兰（4）的内腔连通，第一法兰（3）的另一个内腔与导流筒（2）的空腔连通，所述第一进出水装置、第一法兰（3）、波纹管（1）和第二法兰（4）连接后形成第一冷却系统，所述第二进出水装置、第一法兰（3）和导流筒（2）连接后形成第二冷却系统。

2.如权利要求1所述的双层水冷膨胀节，其特征在于：所述第一进出水装置包括引水环管、进水口、出水口和连接管，所述进水口和出水口均设置在引水环管上，所述引水环管套设在波纹管（1）上，并通过连接管与法兰内腔连通。

3.如权利要求2所述的双层水冷膨胀节，其特征在于：所述引水环管的数量为二根，其中一根引水环管通过连接管与第一法兰（3）内腔连接，另一根引水环管通过连接管与第二法兰（4）内腔连通，所述进水口和出水口分别设置在两根引水环管上，且两根引水环管上的进水口和出水口错位对称设置。

4.如权利要求1所述的双层水冷膨胀节，其特征在于：所述第二进出水装置包括一根引水环管、进水口、出水口和连接管，所述进水口和出水口对称设置在引水环管上，所述引水环管套设在波纹管（1）上，并通过连接管与第一法兰（3）内腔连通。

5.如权利要求2、3或4中任一项所述的双层水冷膨胀节，其特征在于：所述引水环管与法兰之间的连接管的数量为12—16根。

6.如权利要求2、3或4中任一项所述的双层水冷膨胀节，其特征在于：所述引水环管内设置有用于隔断引水环管空腔的堵板（11）。

7.如权利要求2、3或4中任一项所述的双层水冷膨胀节，其特征在于：所述进水口和出水口上均设置有凹凸面法兰。

8.如权利要求1所述的双层水冷膨胀节，其特征在于：所述第一法兰（3）和第二法兰（4）均为凹凸面法兰。

9.如权利要求1、2或4中任一项所述的双层水冷膨胀节，其特征在于：所述导流筒（2）的长度小于波纹管（1）的长度，且导流筒（2）的其中一端与第一法兰（3）焊接连接。

10.如权利要求1所述的双层水冷膨胀节，其特征在于：所述第一法兰（3）的边缘上设置有耳板，所述第二法兰（4）的边缘上设置有对应的耳板，第一法兰（3）和第二法兰（4）通过耳板和螺栓连接。