CN105673981B - 一种无阻力平衡型波纹补偿器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无阻力平衡型波纹补偿器，包括两端与主管道连接的工作波纹管组件、与主管道垂直连接的平衡波纹管组件，在所述工作波纹管组件和平衡波纹管组件之间设有连接拉绳；所述连接拉绳的两端分别连接工作波纹管组件和平衡波纹管组件，所述连接拉绳通过转向定滑轮折转。本发明的有益效果是：采用连接拉绳在工作波纹管和平衡波纹管之间传递拉力，消除了拉动时的摆动现象；采用等长度的多条拉绳，使各拉绳具有相同的弹性变形量，拉绳和转向定滑轮结构简单、可靠性高，拉力匀匀稳定。工作波纹管组件和平衡波纹管组件采用了外压式波纹补偿器，克服了波纹补偿器在大伸缩量时的自身的失稳缺陷。可适用于大伸缩量的管道。

Description

一种无阻力平衡型波纹补偿器

技术领域

本发明属于管道压力平衡补偿器，尤其涉及一种无阻力平衡型波纹补偿器。

背景技术

两端有固定装置的压力管道，管道会因热胀冷缩产生变形，这就要求在管道中必须安装补偿器元件。当管道架空或者管道两端的设备不能承受比较大的推力时，就需要安装轴向压力平衡波纹补偿器。轴向压力平衡波纹补偿器包括直通式和旁通式两种类型。直通式波纹管补偿器的缺点是径向尺寸很大，在有并行多个管道时，占用空间大，布置困难；同时，内压波纹管因为波纹管受内压时有向外伸长的趋势，波纹管两端管道有一个反作用力，相当于波纹管处于受压状态，存在柱状失稳问题。在设计时，外压补偿器可以把波纹管的波数做多一些，补偿量可以做得很大，内压则不可以，因为波数多了以后存在柱失稳现象，为此有了旁通式波纹管补偿器。旁通式波纹管补偿器由两个相同的波纹管及端环、平衡管封头、外管等结构件组成，主要用于吸收轴向位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节；旁通直管压力平衡型膨胀节包括全外压式和内外压组合式两种。直通式波纹管补偿器和旁通式波纹管补偿器使用时共同特点是补偿管线的轴向位移并且没有压力推力，不同之处在于外压式波纹管补偿器没有柱状失稳现象；但旁通式波纹管补偿器存在的缺陷是介质流动时阻力很大，速度高时还有噪音问题。为了克服上述直通式波纹管补偿器和旁通式波纹管补偿器的缺陷，中国发明专利（专利号2015102515806）公开了《一种无阻力旁开式直管压力平衡波纹补偿器》，在主管道接近工作波纹管的位置设置了一个垂直于主管道的平衡波纹管，工作波纹管和平衡波纹管采用了内压波纹管，工作波纹管和平衡波纹管之间通过杠杆连接传递拉力。该发明专利的技术方案存在的不足之处是，由于采用了内压波纹管，为防止失稳，工作波纹管的波数受到限制，通常不多于6波；传递拉力的杠杆会产生摆动，也会对波纹管的稳定性产生不利影响，在工作波纹管伸缩伸缩量较大是这一问题会更为突出。因此，这个技术方案在应用于大伸缩量的管道中受到了限制。

发明内容

本发明的目的是提出一种无阻力平衡型波纹补偿器的技术方案，对现有技术方案进行改进，克服波纹补偿器的失稳缺陷，提高伸缩量，并提高其可靠性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种无阻力平衡型波纹补偿器，包括两端与主管道连接的工作波纹管组件、与主管道垂直连接的平衡波纹管组件，在所述工作波纹管组件和平衡波纹管组件之间设有连接拉绳；所述连接拉绳的两端分别连接工作波纹管组件和平衡波纹管组件，所述连接拉绳通过转向定滑轮折转，所述工作波纹管组件至转向定滑轮之间的连接拉绳平行于工作波纹管组件的轴线，所述平衡波纹管组件至转向定滑轮之间的连接拉绳平行于平衡波纹管组件的轴线。

更进一步，在所述工作波纹管组件和平衡波纹管组件之间设有四条连接拉绳，在工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧各设有两条连接拉绳，所述四条连接拉绳在工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧对称分布。

更进一步，为了使每条连接拉绳具有相同的弹性变形量，所述四条连接拉绳是等长度的连接拉绳；所述四条连接拉绳包括两条内连接拉绳和两条外连接拉绳，所述两条内连接拉绳分别设置在所述工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧，所述两条外连接拉绳也分别设置在所述工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧；所述内连接拉绳的一端连接所述工作波纹管组件靠近所述平衡波纹管组件的位置，所述内连接拉绳的另一端连接所述平衡波纹管组件远离所述工作波纹管组件的位置；所述外连接拉绳的一端连接所述工作波纹管组件远离所述平衡波纹管组件的位置，所述外连接拉绳的另一端连接所述平衡波纹管组件靠近所述工作波纹管组件的位置。

更进一步，所述内连接拉绳在与所述外连接拉绳交叉的位置设有交叉块，所述交叉块设有交叉槽孔，所述外连接拉绳穿过所述交叉槽孔与所述内连接拉绳十字交叉；所述交叉槽孔的长度大于所述主管道的伸缩长度。

更进一步，所述连接拉绳是钢丝绳，所述连接拉绳的两端通过吊耳连接所述工作波纹管组件和平衡波纹管组件。

更进一步，为了使波纹管组件具有较大的伸缩量，所述主管道在所述工作波纹管组件处分为长管和接管两段，所述长管和接管分别连接所述工作波纹管组件的两端，所述平衡波纹管组件通过一段垂直于长管的平衡管道与长管连接；所述工作波纹管组件设有一个工作波纹管，所述平衡波纹管组件设有一个平衡波纹管，所述工作波纹管和所述平衡波纹管是规格相同的波纹管。

更进一步，所述工作波纹管组件设有工作外筒；所述工作波纹管套在所述主管道之外，所述工作波纹管的一端通过一个主管平环与所述长管连接；所述工作外筒套在所述工波纹管和所述主管平环之外，所述工作外筒的一端连接所述接管，所述工作外筒与所述主管平环滑动配合，所述工作外筒的另一端设有与所述长管滑动配合的工作焊环，所述工作波纹管的另一端与所述工作焊环连接；所述工作焊环连接所述连接拉绳；

所述平衡波纹管组件设有平衡外筒；所述平衡波纹管套在所述平衡管道之外，所述平衡波纹管的一端通过一个平衡平环与所述平衡管道连接；所述平衡外筒套在所述平衡波纹管和所述平衡平环之外，所述平衡外筒的一端连接一个封头，所述平衡外筒与所述平衡平环滑动配合，所述平衡外筒的另一端设有与所述平衡管道滑动配合的平衡焊环，所述平衡波纹管的另一端与所述平衡焊环连接；所述平衡焊环连接所述连接拉绳。

更进一步，为了不增加介质在管道中的流动阻力，在所述长管与所述接管之间设有导流筒，所述导流筒的一端与所述接管焊接，所述导流筒的另一端与所述长管滑动配合。

本发明的有益效果是：采用连接拉绳在工作波纹管和平衡波纹管之间传递拉力，消除了拉动时的摆动现象；采用等长度的多条拉绳，使各拉绳具有相同的弹性变形量，拉绳和转向定滑轮结构简单、可靠性高，拉力匀匀稳定。工作波纹管组件和平衡波纹管组件采用了外压式波纹补偿器的结构，克服了波纹补偿器在大伸缩量时的自身的失稳缺陷。可适用于大伸缩量的管道。

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明

图1是本发明结构图，平衡波纹管设置在主管道上方；

图2是图1的A-A视图；

图3是本发明外连接拉绳与内连接拉绳十字交叉结构图；

图4是本发明平衡波纹管设置在主管道下方的结构图。

具体实施方式

如图1、图2、图3，一种无阻力平衡型波纹补偿器，包括两端与主管道连接的工作波纹管组件10、与主管道垂直连接的平衡波纹管组件20，在所述工作波纹管组件和平衡波纹管组件之间设有连接拉绳30；所述连接拉绳的两端分别连接工作波纹管组件和平衡波纹管组件，所述连接拉绳通过转向定滑轮40折转，所述工作波纹管组件至转向定滑轮之间的连接拉绳平行于工作波纹管组件的轴线，所述平衡波纹管组件至转向定滑轮之间的连接拉绳平行于平衡波纹管组件的轴线。

在所述工作波纹管组件和平衡波纹管组件之间设有四条连接拉绳，在工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧各设有两条连接拉绳，所述四条连接拉绳在工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧对称分布。

所述四条连接拉绳是等长度的连接拉绳；所述四条连接拉绳包括两条内连接拉绳31和两条外连接拉绳32，所述两条内连接拉绳分别设置在所述工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧，所述两条外连接拉绳也分别设置在所述工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧；所述内连接拉绳的一端连接所述工作波纹管组件靠近所述平衡波纹管组件的位置，所述内连接拉绳的另一端连接所述平衡波纹管组件远离所述工作波纹管组件的位置；所述外连接拉绳的一端连接所述工作波纹管组件远离所述平衡波纹管组件的位置，所述外连接拉绳的另一端连接所述平衡波纹管组件靠近所述工作波纹管组件的位置。

所述内连接拉绳在与所述外连接拉绳交叉的位置设有交叉块33，所述交叉块设有交叉槽孔34，所述外连接拉绳穿过所述交叉槽孔与所述内连接拉绳十字交叉；所述交叉槽孔的长度L大于所述主管道的伸缩长度。

所述连接拉绳是钢丝绳，所述连接拉绳的两端通过吊耳连接所述工作波纹管组件和平衡波纹管组件。

所述主管道在所述工作波纹管组件处分为长管51和接管52两段，所述长管和接管分别连接所述工作波纹管组件的两端，所述平衡波纹管组件通过一段垂直于长管的平衡管道53与长管连接；所述工作波纹管组件设有一个工作波纹管11，所述平衡波纹管组件设有一个平衡波纹管21，所述工作波纹管和所述平衡波纹管是规格相同的波纹管。

所述工作波纹管组件设有工作外筒12；所述工作波纹管套在所述主管道之外，所述工作波纹管的一端通过一个主管平环13与所述长管连接；所述工作外筒套在所述工波纹管和所述主管平环之外，所述工作外筒的一端连接所述接管，所述工作外筒与所述主管平环滑动配合，所述工作外筒的另一端设有与所述长管滑动配合的工作焊环14，所述工作波纹管的另一端与所述工作焊环连接；所述工作焊环连接所述连接拉绳；

所述平衡波纹管组件设有平衡外筒22；所述平衡波纹管套在所述平衡管道之外，所述平衡波纹管的一端通过一个平衡平环23与所述平衡管道连接；所述平衡外筒套在所述平衡波纹管和所述平衡平环之外，所述平衡外筒的一端连接一个封头24，所述平衡外筒与所述平衡平环滑动配合，所述平衡外筒的另一端设有与所述平衡管道滑动配合的平衡焊环25，所述平衡波纹管的另一端与所述平衡焊环连接；所述平衡焊环连接所述连接拉绳。

在所述长管与所述接管之间设有导流筒15，所述导流筒的一端与所述接管焊接，所述导流筒的另一端与所述长管滑动配合。

本发明的无阻力平衡型波纹补偿器克服了波纹补偿器在大伸缩量时的自身的失稳缺陷，工作波纹管的波数可达到十波以上，可适用于大伸缩量的管道。

实施例一：

如图1、图2、图3，一种无阻力平衡型波纹补偿器，包括两端与主管道连接的工作波纹管组件10、与主管道垂直连接的平衡波纹管组件20。

工作波纹管组件和平衡波纹管组件的结构是一种外压式波纹补偿器的结构。常规的外压式波纹补偿器设有外筒，主管道在外压式波纹补偿器分成两段，一段是长管，另一段是接管。外筒套在长管之外，外筒的一端连接接管的端头，外筒的另一端是套入长管的自由端。波纹管被套在外筒与长管之间，波纹管的一端与长管的端头连接，波纹管的另一端与外筒的自由端连接。为了使主管道内的介质顺利流动，在长管与接管之间设有导流筒。在主管道的盲板力的作用下，波纹管会承受压缩力。

在本实施例中，主管道在工作波纹管组件处分为长管51和接管52两段，所述工作波纹管组件设有一个工作波纹管11、一个工作外筒12。工作波纹管套在主管道（此处为长管）之外，工作波纹管的一端通过一个主管平环13与长管的端头连接；工作外筒套在工波纹管和主管平环之外，工作外筒的一端通过一个端环16连接接管52，工作外筒与主管平环滑动配合，工作外筒的另一端设有与长管滑动配合的工作焊环14，工作波纹管的另一端与工作焊环连接。在长管与接管之间设有导流筒15，导流筒的一端与接管焊接，导流筒的另一端与长管滑动配合。

平衡波纹管组件通过一段垂直于长管的平衡管道53与长管连接。平衡波纹管组件设有一个平衡波纹管21，一个平衡外筒22；平衡波纹管套在所述平衡管道之外，平衡波纹管的一端通过一个平衡平环23与平衡管道的端头连接。平衡外筒套在平衡波纹管和平衡平环之外，平衡外筒的一端连接一个封头24，平衡外筒与平衡平环滑动配合，平衡外筒的另一端设有与平衡管道滑动配合的平衡焊环25，平衡波纹管的另一端与平衡焊环连接。由于在平衡管道内没有介质流动的需要，因此平衡波纹管组不需要设置导流筒。

工作波纹管和平衡波纹管是规格相同的波纹管，本实施例的工作波纹管和平衡波纹管都是设有八波的波纹管。

本实施例的平衡波纹管设置在主管（长管）的上方，在长管与平衡管道连接处的两侧低点处设有两个连通孔54，这样的设置有利于排出平衡波纹管和平衡管道内的介质。若管道输送液体介质时，在封头的顶端设有放气嘴26。放气嘴在管道工作时用来排气，在排净管道时用来进气。

在工作波纹管组件和平衡波纹管组件之间设有连接拉绳30；连接拉绳的两端分别连接工作波纹管组件和平衡波纹管组件，连接拉绳通过转向定滑轮40折转90°。

在工作波纹管组件和平衡波纹管组件之间设有四条连接拉绳，在工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧各设有两条连接拉绳，四条连接拉绳在工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧对称分布。连接拉绳是钢丝绳，连接拉绳的两端通过吊耳35连接工作波纹管组件的工作焊环和平衡波纹管组件的平衡焊环。

四条连接拉绳是等长度的连接拉绳；四条连接拉绳包括两条内连接拉绳31和两条外连接拉绳32，两条内连接拉绳分别设置在工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧，两条外连接拉绳也分别设置在工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧。内连接拉绳的一端连接工作波纹管组件靠近平衡波纹管组件的位置，本实施例中位于工作焊环14的中心线上方的位置；内连接拉绳的另一端连接平衡波纹管组件远离所述工作波纹管组件的位置。外连接拉绳的一端连接工作波纹管组件远离所述平衡波纹管组件的位置，本实施例中位于工作焊环14的中心线下方的位置；外连接拉绳的另一端连接平衡波纹管组件靠近所述工作波纹管组件的位置。

由于内连接拉绳与外连接拉绳会产生交叉，内连接拉绳在与外连接拉绳交叉的位置设有交叉块33，交叉块设有交叉槽孔34，外连接拉绳穿过所述交叉槽孔与内连接拉绳十字交叉。交叉槽孔的长度L大于所述主管道的伸缩长度。

为了保证连接拉绳对工作波纹管组件和平衡波纹管组件产生准确的轴向拉力，工作波纹管组件至转向定滑轮之间的连接拉绳的拉伸方向平行于工作波纹管组件的轴线，平衡波纹管组件至转向定滑轮之间的连接拉绳的拉伸方向平行于平衡波纹管组件的轴线。

本实施例的无阻力平衡型波纹补偿器采用连接拉绳在工作波纹管和平衡波纹管之间传递拉力，拉动时不产生摆动现象；采用等长度的多条拉绳，使各拉绳具有相同的弹性变形量，可保证使工作波纹管和平衡波纹管到稳定的轴向拉力，拉绳和转向定滑轮结构简单，不易出现卡死现象，拉力匀匀稳定，具有高可靠性。工作波纹管组件和平衡波纹管组件采用了外压式波纹补偿器，克服了波纹补偿器在大伸缩量时的自身的失稳缺陷。可适用于大伸缩量的管道。

实施例二：

如图4，一种无阻力平衡型波纹补偿器，包括两端与主管道连接的工作波纹管组件10、与主管道垂直连接的平衡波纹管组件20。

本实施例是实施例一的一种无阻力平衡型波纹补偿器的另一种实例。本实施例中，平衡波纹管53设置在主管（长管51）的下方，在长管与平衡管道连接处的低点设有一个连通孔55，在封头24的顶端（即最下端）设有排泄口27。这样的设置有利于排出主管道内的介质。

Claims (5)

1.一种无阻力平衡型波纹补偿器，包括两端与主管道连接的工作波纹管组件、与主管道垂直连接的平衡波纹管组件，其特征在于，在所述工作波纹管组件和平衡波纹管组件之间设有连接拉绳；所述连接拉绳的两端分别连接工作波纹管组件和平衡波纹管组件，所述连接拉绳通过转向定滑轮折转，所述工作波纹管组件至转向定滑轮之间的连接拉绳平行于工作波纹管组件的轴线，所述平衡波纹管组件至转向定滑轮之间的连接拉绳平行于平衡波纹管组件的轴线；

在所述工作波纹管组件和平衡波纹管组件之间设有四条连接拉绳，在工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧各设有两条连接拉绳，所述四条连接拉绳在工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧对称分布；

所述四条连接拉绳是等长度的连接拉绳；所述四条连接拉绳包括两条内连接拉绳和两条外连接拉绳，所述两条内连接拉绳分别设置在所述工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧，所述两条外连接拉绳也分别设置在所述工作波纹管组件与平衡波纹管组件的两侧；所述内连接拉绳的一端连接所述工作波纹管组件靠近所述平衡波纹管组件的位置，所述内连接拉绳的另一端连接所述平衡波纹管组件远离所述工作波纹管组件的位置；所述外连接拉绳的一端连接所述工作波纹管组件远离所述平衡波纹管组件的位置，所述外连接拉绳的另一端连接所述平衡波纹管组件靠近所述工作波纹管组件的位置；

所述内连接拉绳在与所述外连接拉绳交叉的位置设有交叉块，所述交叉块设有交叉槽孔，所述外连接拉绳穿过所述交叉槽孔与所述内连接拉绳十字交叉；所述交叉槽孔的长度大于所述主管道的伸缩长度。

2.根据权利要求1所述的一种无阻力平衡型波纹补偿器，其特征在于，所述连接拉绳是钢丝绳，所述连接拉绳的两端通过吊耳连接所述工作波纹管组件和平衡波纹管组件。

3.根据权利要求1所述的一种无阻力平衡型波纹补偿器，其特征在于，所述主管道在所述工作波纹管组件处分为长管和接管两段，所述长管和接管分别连接所述工作波纹管组件的两端，所述平衡波纹管组件通过一段垂直于长管的平衡管道与长管连接；所述工作波纹管组件设有一个工作波纹管，所述平衡波纹管组件设有一个平衡波纹管，所述工作波纹管和所述平衡波纹管是规格相同的波纹管。

4.根据权利要求3所述的一种无阻力平衡型波纹补偿器，其特征在于，所述工作波纹管组件设有工作外筒；所述工作波纹管套在所述主管道之外，所述工作波纹管的一端通过一个主管平环与所述长管连接；所述工作外筒套在所述工作波纹管和所述主管平环之外，所述工作外筒的一端连接所述接管，所述工作外筒与所述主管平环滑动配合，所述工作外筒的另一端设有与所述长管滑动配合的工作焊环，所述工作波纹管的另一端与所述工作焊环连接；所述工作焊环连接所述连接拉绳；

所述平衡波纹管组件设有平衡外筒；所述平衡波纹管套在所述平衡管道之外，所述平衡波纹管的一端通过一个平衡平环与所述平衡管道连接；所述平衡外筒套在所述平衡波纹管和所述平衡平环之外，所述平衡外筒的一端连接一个封头，所述平衡外筒与所述平衡平环滑动配合，所述平衡外筒的另一端设有与所述平衡管道滑动配合的平衡焊环，所述平衡波纹管的另一端与所述平衡焊环连接；所述平衡焊环连接所述连接拉绳。

5.根据权利要求3所述的一种无阻力平衡型波纹补偿器，其特征在于，在所述长管与所述接管之间设有导流筒，所述导流筒的一端与所述接管焊接，所述导流筒的另一端与所述长管滑动配合。