CN105953001A - 一种压力钢管伸缩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压力钢管伸缩装置，它包括有一端连接压力钢管的内套管；套装在内套管另一端的外套管，设置在内套管另一端且波底置于外套管内壁上的波纹管；设置在外套管与波纹管之间的稳波体，及设置在上述组成部件相应位置的密封件；所述的外套管一端连接另一压力钢管，且所述波纹管、稳波体和外套管组成连接两压力钢管的伸缩节亚刚体结构。本发明采用套管式伸缩节内增装波纹管的结构形式，形成一种亚刚体新结构。且该亚刚体结构可固定安装或可拆卸式的安装，安装使用灵活。本发明能有效从结构上保证不泄漏，无须更换填料，提高了运行安全可靠性，并具有补偿压力钢管因温度和温度‑沉陷产生变形的能力。
Description
技术领域
本发明涉及压力钢管连接部件，特别指一种压力钢管伸缩装置。
背景技术
压力钢管是水电站水工建筑物的重要组成部分，而伸缩节又是压力钢管重要的安全结构装置。现有伸缩节一般分为：套管式(填料式)、圆盘式(透镜式)、褶皱式(波纹式)。目前，我国水工管道上通常采用的是套管式伸缩节和褶皱式伸缩节，圆盘式伸缩节因其轴向位移补偿小而被限制使用。
套管式伸缩节具有较大的轴向位移补偿能力，结构简单，安装方便，但容易泄漏，且需经常检修更换填料，运行维护工作量大。褶皱式(波纹式)伸缩节有一定的轴向位移补偿，不泄漏，但安全可靠性较差，特别是大管径、厚壁的钢板成型工艺难度很大，一般工程技术人员不愿采用。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种结构简单，且能满足压力钢管密封及位移需求的压力钢管伸缩装置。
本发明的技术方案是构造一种连接在两压力钢管之间的伸缩装置，它包括有一端连接压力钢管的内套管；套装在内套管另一端的外套管，设置在内套管另一端且波底置于外套管内壁上的波纹管；设置在外套管与波纹管之间的稳波体，及设置在上述组成部件相应位置的密封件；所述的外套管一端连接另一压力钢管，且所述波纹管、稳波体和外套管组成连接两压力钢管的伸缩节亚刚体结构。
具体的，所述的内套管与连接的压力钢管为焊接式固定连接，或者为法兰式可拆卸连接，其中法兰式连接位置设置有密封件。
具体的，所述的外套管一端与连接的压力钢管之间为法兰式可拆卸连接，且法兰连接位置设有密封件；所述的外套管另一端装配有由压环和密封件组成的外套管密封件。
进一步的，上述密封件为盘根或者密封圈。所述的稳波体为波芯体。所述的波纹管为单波薄壁管，或者是多波薄壁管，且所述波纹管与所述波芯体之间留有间隙。
在其中一个实施例中，所述的内套管一端焊接一压力钢管，所述的外套管一端法兰连接另一压力钢管，且所述内、外套管之间设置有由盘根或密封圈与压环组成的外套管密封件；所述的波纹管一端焊接在内套管的端部，另一端焊接在外套管连接的压力钢管的端部，且波纹管的波底置于外套管的内壁上。
在其中一个实施例中，所述的内套管一端焊接一压力钢管，所述的外套管一端法兰连接另一压力钢管，且所述内、外套管之间设置有密封件；所述的波纹管一端焊接在外套管连接的压力钢管的端部，另一端焊接在设置的连接块上，并通过该连接块可拆卸的固定于内套管的端部，且该波纹管的波底置于外套管的内壁上。
在其中一个实施例中，所述的内套管一端设置内管法兰连接一压力钢管，所述的外套管一端设置外管法兰连接另一压力钢管，且所述内、外套管之间设置有密封件；所述的波纹管一端焊接在内套管的端部，另一端焊接在外套管的外管法兰上，且该波纹管的波底置于外套管的内壁上。
在其中一个实施例中，所述的内套管一端设置内管法兰连接一压力钢管，所述的外套管一端设置外管法兰连接另一压力钢管，且所述内、外套管之间设置有密封件；所述的波纹管一端焊接在内套管的端部，另一端通过设置的由分块压环、定位环及密封圈组成的活接头可拆卸的装配于外套管上，且该波纹管的波底置于外套管的内壁上。
本发明的优点及有益效果：
本发明压力钢管伸缩装置，综合了现有伸缩节的优点，采用套管式伸缩节内增装波纹管的结构形式，形成一种亚刚体新结构。且该亚刚体结构可固定安装或可拆卸式的安装，安装使用灵活。本发明能有效从结构上保证不泄漏，无须更换填料，提高了运行安全可靠性，并具有补偿压力钢管因温度和温度-沉陷产生变形的能力。
附图说明
图1是本发明实施例1剖面结构示意图。
图2是本发明实施例2剖面结构示意图。
图3是本发明实施例3剖面结构示意图。
图4是本发明实施例4剖面结构示意图。
图5是本发明实施例5剖面结构示意图。
具体实施方式
本发明的结构及工作原理：
本发明的波纹管是密封构件，焊接在两钢管间隙中，其外层有外套管支撑，同时密封波纹管上设有稳波设施，即在波纹管与外套管之间安装有波芯体，能有效解决密封波纹管由于外压引起的失稳问题，使整个波纹管、波芯体和外套管形成亚刚体结构。
在伸缩节正常工作时，波纹管受到内水压力，产生膨胀或其它变形，由于受到外套管和波芯体的支撑，因此，波纹管上所受到的内压可以完全通过外套管和波芯体传递到外套管上。波纹管除有密封作用外，还起到传递内力的作用。
当伸缩节工作在超失常压力情况下，内压远远大于设计压力时，由于波纹管属于薄壳结构，在超失常压力的作用下，波纹密封管产生全面变形，相当完全与波芯体接触，并顶靠在外套管上，使整个伸缩装置成为一个整体，组合成刚性体，在外套管的刚度保证下，伸缩装置完全能够承受超失常的内压力。另因波纹管与波芯体之间的间隙设计得很小，因此，波纹管的变形量亦有限，当内压力大到一定程度时，波纹管所受到的内压力经过波芯体完全传递到外套管上，波纹管内的应力增加也不会很大，保证不会产生波纹管的破裂，从结构上保证了伸缩装置的安全可靠性。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被认为是“设置”或“连接”在另一个元件上，它可以是直接设置或连接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文中所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1：盘根型
如图1所示，本伸缩装置包括内套管1-1、外套管1-2、波纹管1-3、波芯体1-4、盘根1-5、压环1-6、O形密封圈1-8、法兰1-9。
具体的，内套管1-1一端焊接一压力钢管，外套管1-2套装在内套管1-1另一端、并连接 另一压力钢管A，且内、外套管之间设置有由盘根1-5及压环1-6组成的密封结构。波纹管1-3一端焊接在内套管1-1的端部，另一端焊接在外套管1-2连接的压力钢管A的端部，且波纹管1-3的波底置于外套管1-2的内壁上。波芯体1-4设置于波纹管1-3与外套管1-2之间。
具体的，外套管1-2一端设有法兰1-9与压力钢管A的连接法兰螺栓连接，盘根1-5及压环1-6设置在外套管1-2另一端并通过螺栓固定。进一步的，法兰1-9与压力钢管A连接法兰之间设置有O形密封圈1-8密封。该波纹管1-3为单波薄壁管，波纹管1-3与波芯体1-4之间留有间隙。
实施例2：密封圈型
如图2所示，本伸缩装置包括内套管2-1、外套管2-2、波纹管2-3、波芯体2-4、密封圈2-5、压环2-6、O形密封圈2-8、法兰2-9。
具体的，内套管2-1一端焊接一压力钢管，外套管2-2套装在内套管2-1另一端、并连接另一压力钢管A，且内、外套管之间设置有由密封圈2-5及压环2-6组成的密封结构。波纹管2-3一端焊接在内套管2-1的端部，另一端焊接在外套管2-2连接的压力钢管A的端部，且波纹管2-3的波底置于外套管2-2的内壁上。波芯体2-4设置于波纹管2-3与外套管2-2之间。
具体的，外套管2-2一端设有法兰2-9与压力钢管A的连接法兰螺栓连接，密封圈2-5及压环2-6设置在外套管2-2另一端并通过螺栓固定。进一步的，法兰2-9与压力钢管A连接法兰之间设置有O形密封圈2-8密封。所述波纹管2-3为单波薄壁管，波纹管2-3与波芯体2-4之间留有间隙。
实施例3：可拆卸式
如图3所示，本伸缩装置包括内套管3-1、外套管3-2、波纹管3-3、波芯体3-4、连接块3-5、压环3-6、盘根3-7、O形密封圈3-8、法兰3-9。
具体的，内套管3-1一端焊接一压力钢管，外套管3-2套装在内套管3-1另一端、并连接另一压力钢管A，且内套管3-1与外套管3-2之间设置有密封组件。波纹管3-3一端焊接在连接块3-5上，并通过该连接块3-5可拆卸的螺栓固定安装于内套管3-1的端部。波纹管3-3另一端焊接在压力钢管A的端部。上述波纹管3-3的波底置于外套管3-2的内壁上。波芯体3-4设置于波纹管3-3与外套管3-2之间。
具体的，外套管3-2一端设有法兰3-9与压力钢管A的连接法兰螺栓连接。外套管3-2另 一端设置有由盘根3-7及压环3-6组成的密封组件，且该密封组件通过螺栓固定在外套管3-2上。所述法兰3-9与连接法兰之间设置有O形密封圈3-8密封。该波纹管3-3为双波薄壁管，所述波纹管3-3与波芯体3-4之间留有间隙。
实施例4：带法兰可拆卸式
如图4所示，本伸缩装置包括内套管4-1、外套管4-2、波纹管4-3、波芯体4-4、压环4-5、密封圈4-6、内管法兰4-7、O形密封圈4-8、外管法兰4-9、O形密封圈4-10。
具体的，内套管4-1一端设置内管法兰4-7连接一压力钢管B，外套管4-2套装在内套管4-1另一端、且设置有外管法兰4-9连接另一压力钢管A。所述内、外套管之间设置有密封组件。波纹管4-3一端焊接在内套管4-1的端部，另一端焊接在外套管4-2的外管法兰4-9上，且该波纹管4-3的波底置于外套管4-2的内壁上。所述波芯体4-4设置于波纹管4-3与外套管4-2之间。
具体的，内套管4-1通过内管法兰4-7与装配的压力钢管B可拆卸的螺栓连接固定，外套管4-2通过外管法兰4-9与装配的压力钢管A可拆卸的螺栓连接固定。内、外套管之间的密封组件包括密封圈4-6和压环4-5，且所述密封圈4-6通过压环4-5螺栓固定在外套管4-2上。内管法兰4-7与连接的压力钢管B法兰之间设置有O形密封圈4-8密封，外管法兰4-9与连接的压力钢管A法兰之间设置有O形密封圈4-10密封。该波纹管4-3为单波薄壁管，波纹管4-3与波芯体4-4之间留有间隙。
实施例5：法兰活接头可拆卸式
如图5所示，本伸缩装置包括内套管5-1、外套管5-2、波纹管5-3、波芯体5-4、分块压环5-5、定位环5-6、密封圈5-7、压环5-8、密封圈5-9、内管法兰5-10、O形密封圈密封5-11、外管法兰5-12、O形密封圈密封5-13。
具体的，内套管5-1一端设置内管法兰5-10连接一压力钢管B，外套管5-2套装在内套管5-1另一端、且设置有外管法兰5-12连接另一压力钢管A。所述内、外套管之间设置有密封组件。波纹管5-3一端焊接在内套管5-1的端部，另一端通过设置的活接头固定装配于外套管5-2上，且上述波纹管5-3的波底置于外套管5-2的内壁上。波芯体5-4设置于波纹管5-3与外套管5-2之间。
具体的，活接头包括分块压环5-5，装配于分块压环5-5内的定位环5-6，和设置在分块 压环5-5与定位环5-6之间的密封圈5-7。其中定位环5-6与波纹管5-3一端焊接，定位环5-6及密封圈5-7通过分块压环5-5螺栓固定于外套管5-2内壁上。
具体的，内套管5-1通过内管法兰5-10与装配的压力钢管B可拆卸的螺栓连接固定，外套管5-2通过外管法兰5-12与装配的压力钢管A可拆卸的螺栓连接固定。内、外套管之间的密封组件包括密封圈5-9和压环8，且密封圈5-9通过压环5-8螺栓固定在外套管5-2上。内管法兰5-10与连接的压力钢管B法兰之间设置有O形密封圈密封5-11，外管法兰5-12与连接的压力钢管A法兰之间设置有O形密封圈密封5-13。波纹管5-3为双波薄壁管。波纹管5-3与波芯体5-4之间留有间隙。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种压力钢管伸缩装置，连接在两压力钢管之间，其特征在于：
该伸缩装置包括有一端连接压力钢管的内套管；套装在内套管另一端的外套管，设置在内套管另一端且波底置于外套管内壁上的波纹管；设置在外套管与波纹管之间的稳波体，及设置在上述组成部件相应位置的密封件；
所述的外套管一端连接另一压力钢管，且所述波纹管、稳波体和外套管组成连接两压力钢管的伸缩节亚刚体结构。
2.根据权利要求1所述的压力钢管伸缩装置，其特征在于所述的内套管与连接的压力钢管为焊接式固定连接，或者为法兰式可拆卸连接，其中法兰式连接位置设置有密封件。
3.根据权利要求1所述的压力钢管伸缩装置，其特征在于所述的外套管一端与连接的压力钢管之间为法兰式可拆卸连接，且法兰连接位置设有密封件；所述的外套管另一端装配有由压环和密封件组成的外套管密封件。
4.根据权利要求2或3所述的压力钢管伸缩装置，其特征在于所述的密封件为盘根或者密封圈。
5.根据权利要求1所述的压力钢管伸缩装置，其特征在于所述的稳波体为波芯体。
6.根据权利要求1所述的压力钢管伸缩装置，其特征在于所述的波纹管为单波薄壁管，或者是多波薄壁管，且所述波纹管与所述波芯体之间留有间隙。
7.根据权利要求1所述的压力钢管伸缩装置，其特征在于所述的内套管一端焊接一压力钢管，所述的外套管一端法兰连接另一压力钢管，且所述内、外套管之间设置有由盘根或密封圈与压环组成的外套管密封件；所述的波纹管一端焊接在内套管的端部，另一端焊接在外套管连接的压力钢管的端部，且波纹管的波底置于外套管的内壁上。
8.根据权利要求1所述的压力钢管伸缩装置，其特征在于所述的内套管一端焊接一压力钢管，所述的外套管一端法兰连接另一压力钢管，且所述内、外套管之间设置有密封件；所述的波纹管一端焊接在外套管连接的压力钢管的端部，另一端焊接在设置的连接块上，并通过该连接块可拆卸的固定于内套管的端部，且该波纹管的波底置于外套管的内壁上。
9.根据权利要求1所述的压力钢管伸缩装置，其特征在于所述的内套管一端设置内管法兰连接一压力钢管，所述的外套管一端设置外管法兰连接另一压力钢管，且所述内、外套管之间设置有密封件；所述的波纹管一端焊接在内套管的端部，另一端焊接在外套管的外管法兰上，且该波纹管的波底置于外套管的内壁上。
10.根据权利要求1所述的压力钢管伸缩装置，其特征在于所述的内套管一端设置内管法兰连接一压力钢管，所述的外套管一端设置外管法兰连接另一压力钢管，且所述内、外套管之间设置有密封件；所述的波纹管一端焊接在内套管的端部，另一端通过设置的由分块压环、定位环及密封圈组成的活接头可拆卸的装配于外套管上，且该波纹管的波底置于外套管的内壁上。
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