CN103335189B - 一种减震降噪曲管压力平衡型膨胀节 - Google Patents

一种减震降噪曲管压力平衡型膨胀节 Download PDF

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一种减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，其技术方案是它包括弯管，在弯管的输流端设有第一工作波纹管、第二工作波纹管，在弯管的盲端设有一个平衡波纹管，特别之处是，所述弯管拐弯处设有一屏蔽板，屏蔽板下部与弯管间留有通流间隙H，在弯管拐弯处的管壁上设有一组平衡孔，屏蔽板遮盖平衡孔。本发明使用时，当管道内的介质在流经曲管压力平衡型膨胀节的弯管时首先经屏蔽板缓冲，然后再由屏蔽板下部的通流缝隙流经多孔结构的平衡孔，对盲板的冲击由1个平衡孔的直接冲击，改变为缓冲后多孔分散冲击，从而大大降低了对盲板的作用力，同时，实现了管段固有振动频率的屏蔽，降低了介质紊流和管段系统压力徒降带来的系统振动和噪声。

Description

一种减震降噪曲管压力平衡型膨胀节
技术领域
本发明涉及一种膨胀节，特别是减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，属管件技术领域。
背景技术
在工业工艺管道中，管线错综复杂，管道因压力、温度、介质、震动、安装错位等原因造成的物理变量，常常采用不同结构补偿型式的金属膨胀节作为配管技术装置予以解决。在弯管管线上即L型管道的拐点处，通常采用曲管压力平衡型膨胀节作为管段的补偿装置。曲管压力平衡型膨胀节主要用于吸收轴向与横向组合位移并能平衡波纹管的压力推力。曲管压力平衡型膨胀节的前部（输流端）设有二个工作波纹管，后部（盲端）设有一个平衡波纹管，工作波纹管吸收来自弯管段产生的横向位移；平衡波纹管吸收来自直管段的轴向位移。曲管压力平衡型膨胀节在弯管拐弯处的靠近盲板侧设有平衡孔。曲管压力平衡型膨胀节作为管道补偿装置，在GB/12777-2008《金属波纹管膨胀节通用技术条件》中予以明确，但该技术标准对平衡孔的结构设置并没有明确要求。目前，常用的曲管压力平衡型膨胀节的弯管在拐弯处设置一个单平衡孔9，单平衡孔的通流面积F是根据管道工况由计算得出，其结构如图3、图4所示。在实际运行过程中发现，由于管道工作压力时常产生压力徒降，瞬间压力波动引起介质流动速度失去平衡，而使系统产生紊流、震动和噪声。介质波动经单平衡孔后直接作用在曲管压力平衡型膨胀节的盲板处，给曲管平衡带来了技术难题，使膨胀节运行中震动严重，噪声超标，对管道系统运行造成安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种通过改进平衡孔结构大大降低介质对膨胀节盲板冲击力的减震降噪曲管压力平衡型膨胀节。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，它包括弯管，在弯管的输流端设有第一工作波纹管、第二工作波纹管，在弯管的盲端设有一个平衡波纹管，特别之处是，所述弯管拐弯处设有一屏蔽板，屏蔽板下部与弯管间留有通流间隙H，在弯管拐弯处的管壁上设有一组平衡孔，屏蔽板遮盖平衡孔。
上述减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，所述屏蔽板上部与弯管焊合，屏蔽板下部与弯管间的通流间隙H为20-30毫米。
上述减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，所述一组平衡孔中有一个位于中心的中心平衡孔，其它平衡孔环绕在中心平衡孔周边。
上述减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，所述一组平衡孔所包括平衡孔的数目为3-8个，各平衡孔和中心平衡孔的几何形状及通流面积相同。
上述减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，所述一组平衡孔的通流面积总和为M,M=1F～1.05F，F为按常规单平衡孔结构经计算得出的常规平衡孔的有效面积。
本发明针对普通曲管压力平衡型膨胀节平衡孔的单孔结构，在管道内压力徒降时震动严重、噪声超标等问题进行了改进，在平衡孔前设置屏蔽板，将平衡孔的单孔结构改进为多孔结构。经过上述改进，当管道内的介质在流经曲管压力平衡型膨胀节的弯管时首先经屏蔽板缓冲，然后再由屏蔽板下部的通流缝隙流经多孔结构的平衡孔，对盲板的冲击由1个单平衡孔的直接冲击，改变为缓冲后多孔分散冲击，从而大大降低了对盲板的作用力，同时，实现了管段固有振动频率的屏蔽，降低了介质紊流和管段系统压力徒降带来的系统振动和噪声。本发明通过在企业煤气化管道运行表明，完全可以满足预期设计要求，降噪、降震效果明显，提高了管道运行的安全性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明结构示意图；
图2是图1的A向视图；
图3是现有曲管压力平衡型膨胀节结构示意图；
图4是图3的B向视图。
图中各标号清单为：1、第一工作波纹管，2、第一工作波纹管，3、弯管，4、屏蔽板，5、平衡孔，5-1、中心平衡孔，6、平衡波纹管，7、盲板，8、屏蔽板焊缝，9、单平衡孔。
具体实施方式
参看图1、图2，本发明是一种曲管压力平衡型膨胀节，该膨胀节用于管道系统吸收轴向与横向组合位移，并能平衡波纹管的压力推力。所述膨胀节包括弯管3，在弯管的输流端设有第一工作波纹管1、第二工作波纹管2，在弯管的盲端设有一个平衡波纹管6。为降低管道系统因瞬间压力波动引起介质流动速度失衡，而对曲管压力平衡型膨胀节盲板7产生的巨大冲击和噪音，本发明对弯管处的平衡孔结构进行了如下改进：在弯管3拐弯处设有一屏蔽板4，屏蔽板下部与弯管间留有通流间隙H；在弯管拐弯处的管壁上设有一组平衡孔5，屏蔽板遮盖平衡孔前部。该结构当介质流过时，首先经过屏蔽板缓冲，之后由屏蔽板下部的通流缝隙流过，然后再经多过孔结构的平衡孔后与盲板7接触。经过屏蔽板缓冲和平衡孔分散冲击力后，介质对盲板的冲击力大幅度消减，从而大大降低了对盲板的作用力，减小了管道及膨胀节的震动和噪音。
仍参看图1、图2，屏蔽板4为圆形板，屏蔽板上部与弯管焊合，形成弧形屏蔽板焊缝8，屏蔽板下部开放，以便介质通流，屏蔽板下端与弯管间的通流间隙H为20-30毫米。该间隙可以减小介质直流造成的管道系统的震动，所述间隙值是经过反复试验得出的经验数据，间隙值的大小随管道公称通径值的大小有所变化，但最大不超30mm。
仍参看图1、图2，一组平衡孔中所包含的平衡孔个数为N，N=3-8。一组平衡孔的设置方式为：一个中心平衡孔5-1，其它平衡孔均匀环绕在中心平衡孔周边，各平衡孔的几何形状及通流面积相同。
一组平衡孔的通流面积总和为M,M=1F～1.05F，F为根据通用气体力学计算公式按常规单个单平衡孔结构经计算得出的常规单平衡孔有效面积，F的计算公式如下：
F=12.9V×1/t×lg〔(P1+0.102)/(P1+0.102)〕×公式（1）
式中：F---单平衡孔有效面积mm
V---平衡腔容积L
t---放气时间s
P1---平衡腔初始相对压力Mpa
P2---平衡腔放气后相对压力Mpa
T----542K。
在实际使用时，可根据曲管压力平衡型膨胀节的工作状态及规格，依据公式（1）计算出的F值，然后确定一组平衡孔的个数、分布和几何尺寸。
例如安装在某风机出口减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，根据其工作条件经公式（1）计算出F=14868mm2,取一组平衡孔的数目为5，其中一个是位于中心的中心平衡孔，其它四个平衡孔均匀分布在中心平衡孔周围，经计算得出各平衡孔的直径为63mm，则M=15578mm2=1.047F。

Claims (3)

1.一种减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，它包括弯管，在弯管的输流端设有第一工作波纹管、第二工作波纹管，在弯管的盲端设有一个平衡波纹管，其特征在于，所述弯管（3）拐弯处设有一屏蔽板（4），屏蔽板下部与弯管间留有通流间隙H，在弯管拐弯处的管壁上设有一组平衡孔；
所述屏蔽板（4）为圆形板，屏蔽板上部与弯管焊合，形成弧形屏蔽板焊缝（8），屏蔽板下部开放，屏蔽板下部与弯管间的通流间隙H为20-30毫米；
所述一组平衡孔中有一个位于中心的中心平衡孔（5-1），其它平衡孔（5）环绕在中心平衡孔周边；
所述屏蔽板遮盖中心平衡孔（5-1）和其它平衡孔（5）。
2.根据权利要求1所述的减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述一组平衡孔所包括的平衡孔数目为3-8个，所述其它平衡孔和中心平衡孔的几何形状及通流面积相同。
3.根据权利要求2所述的减震降噪曲管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述一组平衡孔的通流面积总和为M,M=1F～1.05F，F为按常规单平衡孔结构经计算得出的常规平衡孔的有效面积。
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