CN104089138A - 一种万向铰链型膨胀节 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种万向铰链型膨胀节，属于流体输送管路技术领域。该膨胀节包括通过波纹管对接的第一和第二接管以及矩形万向环，第一和第二接管分别具有一对由外圆径向延伸的铰链座，铰链座朝相邻接管的方向轴向延伸出铰链板；矩形万向环由四块中部具有铰链孔的多边形板围成，多边形板具有长直边和短直边、位于长直边两端的端部、由短直边过渡到端部的渐窄斜边，铰链孔位于端部宽度方向的中截面，相邻多边形板的端部以短直边相反的位置焊接；第一和第二接管的铰链座分别角向错位90°且邻近对应多边形板的长直边，铰链板与对应的多边形板铰链孔铰接。本发明具有各个方向承力能力强、转动灵活、疲劳寿命长、角位移可控、结构紧凑的显著优点。

Description

一种万向铰链型膨胀节
技术领域
本发明涉及一种膨胀节，尤其是一种万向铰链型膨胀节，属于流体输送管路技术领域。
背景技术
万向铰链型膨胀节可以吸收任意方向角位移并承受波纹管产生的轴向压力推力，因此作为管路附件，已经广泛应用于石化、冶金、电力、热网等行业的管路系统中。
GB/T12777-2008推荐了一种类似十字万向节的单式万向铰链型膨胀节，主要由矩形或圆形万向环、销轴、铰链等构成，万向环承受轴向压力推力；万向环在边长方向采用等截面梁结构，其优点是铰链座结构简单，但存在万向环和铰链座承力性能较差(尤其横向载荷承受能力弱)、内压与轴向载荷较大时万向环刚性不足的缺点，进而给波纹管带来较大的附加轴向位移，影响其疲劳寿命；而且各零件按顺序一字排列，产品长度长，使其推广应用受到限制。
中国专利CN2859172Y公开了一种主要用于接管直径和轴向载荷较大的火力发电厂空冷管道系统的万向铰链型膨胀节结构，包括波纹管、万向环和铰链座,其中万向环由翼缘和两腹板构成“II”形空腹双工字梁,腹板的厚度小于翼缘的厚度。该万向环两端翼缘置于波纹管两端空间,铰链板一端与立板、弧板等固定,另一端插入万向环的两腹板之间,并用销轴Z固定连接；弧板与弓形板之间垂直固定一筋板,该筋板分别与弧板和弓形板连接固定呈阶梯状,且弧板与万向环的距离小于弓形板与万向环的距离。该万向铰链型膨胀节虽然通过弧板与弓形板阶梯状连接，对GB/T12777存在的产品长度较长问题稍有改善，但万向环依然是传统的对称菱形板结构，且其阶梯状处存在明显的应力集中，削弱了承载能力的提升，同时伴随着万向环、铰链座上加固钢板的增多，产品长度较长的问题未能显著改观，难以应用到各种组装空间狭窄的场合。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种不仅各方承力能力强，而且轴向尺寸尽可能紧凑的万向铰链型膨胀节。
为了达到以上目的，本发明万向铰链型膨胀节基本技术方案是：包括通过波纹管(3)对接的第一接管(1)和第二接管(2)以及矩形(通常为正方形)万向环(5)，所述第一接管和第二接管分别具有一对由外圆径向延伸的铰链座(11)，所述铰链座朝相邻接管的方向轴向延伸出铰链板(6)；所述矩形万向环由四块中部具有铰链孔的多边形板围成，所述多边形板具有相互平行的长直边和短直边、位于长直边两端的端部、由短直边过渡到端部的渐窄斜边，所述铰链孔位于端部宽度方向的中截面，相邻多边形板的端部以短直边相反的位置焊接；所述第一接管和第二接管的铰链座分别角向错位90°且分别从两侧邻近对应多边形板的长直边，所述铰链板与对应的多边形板铰链孔铰接。
本发明矩形万向环的多边形板具有与现有菱形板等效的中宽端窄等应力设计，但突破了传统的对称结构束缚，不仅各边改为非对称的多边形，而且组焊时邻边反向，得以让开长直边一侧的位置安置铰链座，从而使整个万向铰链型膨胀节在保持各方具有足够承力能力的前提下，轴向长度明显缩减，可以应用在各种组装空间狭窄的特殊场合。
本发明进一步的完善是，所述多边形板的端头具有形成L形边缘的矩形缺角，所述矩形缺角的长度等于所述端头宽度的一半，所述矩形缺角的宽度大于多边形板的厚度；所述矩形万向环的四角以所述多边形板端部嵌入相邻多边形板矩形缺角的方式扣合焊接。这样，当轴向压力推力传递到矩形万向环四角时，该力主要通过矩形缺角预留宽度的材料承担，焊缝仅起固连作用而基本不承担轴向压力推力，从而大大提高矩形万向环的轴向承载力。
本发明更进一步的完善是，所述矩形万向环的四个角分别固连构成三角形架构的加固管。该角部加固管利于保证矩形万向环为稳定的正方形结构，从而提高其径向承载力和抗扭承载力。
本发明再进一步的完善是，所述第一接管内固连插入第二接管的导流筒。
本发明铰链座的细化结构为，所述铰链座由环绕所述外圆的环板、邻近矩形万向环安装位置的径向竖立马鞍形板、以及间隔分布在环板和马鞍形板之间的加固肋板焊接构成。其构成万向铰链结构可以有如下两种典型设计：
一是所述铰链座的马鞍形板中部朝相邻接管的方向轴向延伸出上、下两片铰链板，所述多边形板为实心板，插入对应的上、下两片铰链板之间后，通过销轴铰接构成万向铰链结构。
二是，所述多边形板为截面中空的框形结构，所述铰链座的马鞍形板中部朝相邻接管的方向轴向延伸出单层铰链板，所述单层铰链板插入多边形板的两平行面板之间后，通过销轴铰接构成万向铰链结构。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为图1的侧视图。
图3为图1实施例的立体结构示意图。
图4为图1实施例的矩形万向环结构示意图。
图5为图4的侧视图。
图6为本发明实施例二的结构示意图。
图7为图6实施例的多边形板截面结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的万向铰链型膨胀节如图1、图2和图3所示，包括通过波纹管3对接的第一接管1和第二接管2以及矩形(正方形)万向环5。第一接管1内固连插入第二接管2的导流筒8，导流筒8的固定端具有间隔分布的疏水孔S。第一接管1和第二接管2分别具有一对由外圆径向延伸的铰链座11。具体而言，该铰链座11由环绕所述外圆的环板11-1、邻近矩形万向环5安装位置的径向竖立马鞍形板11-2、以及间隔分布在环板11-1和马鞍形板11-2之间的加固肋板11-3焊接构成，其中铰链座11的马鞍形板11-2中部朝相邻接管的方向轴向延伸出上、下两片平行的铰链板6。
如图4、图5所示，矩形万向环5由四块中部具有铰链孔D的多边形板围成，每块多边形板具有相互平行的长直边C和短直边A、位于长直边两端的端部E、由短直边过渡到端部的渐窄斜边B，铰链孔D位于端部宽度2h1的1/2处中截面内，相邻多边形板的端部E以短直边相反的位置焊接(参见图3)。具体焊接结构为：各多边形板的端头具有形成L形边缘的矩形缺角，矩形缺角的长度等于端头宽度2h1的一半为h1，矩形缺角的宽度大于多边形板的厚度w，本实施例约为两倍厚度。如图3、图4、图5所示，矩形万向环5的四角以多边形板端部E嵌入相邻多边形板矩形缺角的方式扣合焊接。第一接管1和第二接管2的铰链座11分别角向错位90°，且分别从两侧邻近对应多边形板的长直边C，各多边形板为实心板，分别插入对应的上、下两片铰链板6之间后，通过销轴4使上、下铰链板6与对应的多边形板铰链孔D铰接，从而构成整体万向铰链结构。矩形万向环5的四个角分别焊接固连构成三角形架构的加固管7。
此外，本实施例的万向铰链型膨胀节还具有如下结构特点：
1)波纹管3外圆与矩形万向环5之间设有外护套10。
2)第一接管1和第二接管2外圆设有若干运输板12和运输拉杆9。
工作时，本实施例的第一接管1、波纹管3、第二接管2三者密封连接形成承压腔。第一接管1和第二接管2之间通过矩形万向环5的铰链座11、铰链板6和四个处于同一截面内的销轴4构成万向铰链结构，相互之间可以在一定范围内自如角向位移。
总之，采用本实施例后，第一接管与第二接管之间形成直流通道，通过波纹管实现密封连接；第一接管、铰链座、铰链板、销轴、矩形万向环、第二接管通过四个销轴的转动实现第一接管与第二接管间可以吸收任意方向角位移的功能。环板、马鞍形板、肋板构成的铰链座组合加固方法灵活多样，具有很好的承受轴向压力推力、径向推力的性能。每边为多边形的矩形万向环长直边紧邻铰链座并间隙装配，相邻两多边形板通过端部矩形凹缺扣合固连，四个铰孔的中心线在同一平面，四个角部设有加固管，在保证铰接活络的同时，矩形万向环的矩形横截面、铰链板与销轴等形成均衡的抗剪切结构，具有很好的承受轴向压力推力、径向推力的性能，刚性好，变形挠度小，波纹管无附加轴向位移，疲劳寿命长。尤其是，多边形板的非对称结构使得其突出侧(短直边)合理利用了第一接管或第二接管无铰链座处的位置空间，在使构件依然具有等应力结构及不干涉的前提下，大大缩短了产品总长度L，十分巧妙。
实施例二
本实施例的万向铰链型膨胀节如图6所示，基本结构与实施例一相同。其中，相互连通的第一接管1和第二接管2通过内衬的导流筒8相对插接，导流筒8与第一接管1固定，固定端开有周向间隔分布的疏水孔S。第一接管1和第二接管2之间通过波纹管3连接，两接管的外圆径向各延伸出一对错开180度布置的铰链座11，该铰链座11由环板11-1、马鞍形板11-2、肋板11-3构成。矩形万向环5由四块多边形板焊接而成，每块多边形板包括长直边C、短直边A、斜边B以及两个端部E，其长度方向的中心位置设有铰链孔D，两个端部E分别形成使其边缘呈L形的矩形缺角，矩形缺角的长度为端部总宽度的一半h1，使L形缘边的一边与铰链孔D中心同线。矩形万向环5相邻两多边形板的端部矩形缺角相互扣合后焊接固连，四块多边形板的铰链孔D中心线处于同一平面。
与实施例一的区别在于：多边形板如图7所示，由两平行面板5-1及边框板5-2构成，其截面为中空的框形结构。铰链座11由马鞍形板11-2的中部朝相邻接管的方向轴向延伸出单层铰链板6，该单层铰链板6插入多边形板的两平行面板之间，通过销轴4使铰链板6与两平行面板5-1的铰链孔D铰接，从而整体构成万向铰链结构。
实践证明，以上实施例不仅具有传统万向铰链型膨胀节的所有技术性能，且其各个方向承力能力更强、结构更为紧凑、疲劳寿命更长。
除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，如：矩形万向环各多边形板端部的L形边缘方向可正可反，不受限制；铰链座的加固组合方式也可以采用“环板、肋板、环板”结构，或者在马鞍形板与环板外圆间、环板与环板外圆间再增加弧板或外管，进而形成封闭箱体等等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种万向铰链型膨胀节,包括通过波纹管(3)对接的第一接管(1)和第二接管(2)以及矩形万向环(5)，所述第一接管和第二接管分别具有一对由外圆径向延伸的铰链座(11)，所述铰链座朝相邻接管的方向轴向延伸出铰链板(6)；所述矩形万向环由四块中部具有铰链孔的多边形板围成，所述多边形板具有相互平行的长直边和短直边、位于长直边两端的端部、由短直边过渡到端部的渐窄斜边，所述铰链孔位于端部宽度方向的中截面，相邻多边形板的端部以短直边相反的位置焊接；所述第一接管和第二接管的铰链座分别角向错位90°且分别从两侧邻近对应多边形板的长直边，所述铰链板与对应的多边形板铰链孔铰接。
2.根据权利要求1所述的万向铰链型膨胀节，其特征在于：所述多边形板的端头具有形成L形边缘的矩形缺角，所述矩形缺角的长度等于所述端头的宽度的一半，所述矩形缺角的宽度大于多边形板的厚度；所述矩形万向环的四角以所述多边形板端部嵌入相邻多边形板矩形缺角的方式扣合焊接。
3.根据权利要求1或2所述的万向铰链型膨胀节，其特征在于：所述矩形万向环的四个角分别固连构成三角形架构的加固管。
4.根据权利要求3所述的万向铰链型膨胀节，其特征在于：所述第一接管内固连插入第二接管的导流筒。
5.根据权利要求4所述的万向铰链型膨胀节，其特征在于：所述铰链座由环绕所述外圆的环板、邻近矩形万向环安装位置的径向竖立马鞍形板、以及间隔分布在环板和马鞍形板之间的加固肋板焊接构成。
6.根据权利要求5所述的万向铰链型膨胀节，其特征在于：所述铰链座的马鞍形板中部朝相邻接管的方向轴向延伸出上、下两片铰链板，所述多边形板为实心板，插入对应的上、下两片铰链板之间后，通过销轴铰接构成万向铰链结构。
7.根据权利要求5所述的万向铰链型膨胀节，其特征在于：所述多边形板为截面中空的框形结构，所述铰链座的马鞍形板中部朝相邻接管的方向轴向延伸出单层铰链板，所述单层铰链板插入多边形板的两平行面板之间后，通过销轴铰接构成万向铰链结构。
8.根据权利要求5所述的万向铰链型膨胀节，其特征在于：所述波纹管外圆与矩形万向环之间设有外护套。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106641549A (zh) * 2017-01-04 2017-05-10 南京晨光东螺波纹管有限公司 一种能吸收多平面横向位移的复式万向四连杆膨胀节

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248170A (en) * 1992-04-27 1993-09-28 Hyspan Precision Products, Inc. Expansion joint for piping system
CN2611718Y (zh) * 2003-03-11 2004-04-14 中国华电工程(集团)公司 有轴向补偿能力的铰链式波纹管膨胀节
CN2859172Y (zh) * 2005-11-21 2007-01-17 北京首航波纹管制造有限公司 万向铰链型膨胀节
CN201810926U (zh) * 2010-09-09 2011-04-27 江苏宝金来管道成套设备有限公司 耐高温波纹管补偿器
US20130127158A1 (en) * 2010-05-13 2013-05-23 Ag Innospin In-line pressure balanced expansion joint for piping and ducting systems with circular cross section and internally located tie rods
CN204026020U (zh) * 2014-06-24 2014-12-17 航天晨光股份有限公司 一种万向铰链型膨胀节

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248170A (en) * 1992-04-27 1993-09-28 Hyspan Precision Products, Inc. Expansion joint for piping system
CN2611718Y (zh) * 2003-03-11 2004-04-14 中国华电工程(集团)公司 有轴向补偿能力的铰链式波纹管膨胀节
CN2859172Y (zh) * 2005-11-21 2007-01-17 北京首航波纹管制造有限公司 万向铰链型膨胀节
US20130127158A1 (en) * 2010-05-13 2013-05-23 Ag Innospin In-line pressure balanced expansion joint for piping and ducting systems with circular cross section and internally located tie rods
CN201810926U (zh) * 2010-09-09 2011-04-27 江苏宝金来管道成套设备有限公司 耐高温波纹管补偿器
CN204026020U (zh) * 2014-06-24 2014-12-17 航天晨光股份有限公司 一种万向铰链型膨胀节

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106641549A (zh) * 2017-01-04 2017-05-10 南京晨光东螺波纹管有限公司 一种能吸收多平面横向位移的复式万向四连杆膨胀节

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