CN106224677A - 一种防柱失稳内压直管压力平衡型膨胀节 - Google Patents

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陈友恒
王伟兵
郑大远
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
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Abstract

一种防柱失稳内压直管压力平衡型膨胀节，采用内导向筒进行导向，在安装长度允许的情况下，本发明产品的工作波纹管和平衡波纹管的波数可以不受限制地增加，而不再受柱失稳压力的限制。

Description

一种防柱失稳内压直管压力平衡型膨胀节
技术领域
本发明属于波纹管膨胀节应用领域，特别设计了一种具有波纹管防柱失稳功能的内压直管压力平衡型膨胀节，可以防止工作波纹管和平衡波纹管因波数过多而发生柱失稳，从而大大增加膨胀节的补偿量，同时降低轴向刚度，减少对管道支架和设备的位移反力。
背景技术
现有内压直管压力平衡型膨胀节的结构形式如图1所示。工作波纹管和平衡波纹管都承受内压，随着波纹管波数的增加，膨胀节的补偿量随之增加，轴向刚度则随之降低，与此同时，波纹管的柱失稳压力也逐渐降低。当膨胀节要求的补偿量很大，或者轴向刚度要求很小时，就需要很多的波数才能满足补偿量和刚度的要求，但此时就会出现由于波纹管的柱失稳压力不能满足设计要求而无法实现的情况。
发明内容
为了提高内压直管压力平衡型膨胀节的补偿能力，同时降低轴向刚度，减少对管道支架和设备管口的位移反力，特别发明了本专利产品。在安装长度允许的情况下，本专利产品的工作波纹管和平衡波纹管的波数可以不受限制地增加，而不再受柱失稳压力的限制。
为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种防柱失稳内压直管压力平衡型膨胀节，包括设置在膨胀节中部的平衡波纹管组件、分别设置在平衡波纹管组件两侧的进口工作波纹管组件和出口工作波纹管组件，平衡波纹管组件由至少两个平衡波纹管串联而成，相临的平衡波纹管之间通过平衡波中间管连接，进口工作波纹管组件和出口工作波纹管组件均由至少两个工作波纹管串联而成，相临的工作波纹管之间通过工作波中间管连接，所述的平衡波纹管组件套设在进口管和出口管之间，在进口管和出口管之间设有导流筒，导流筒的一端与进口管连接，其另一端为自由端，并与出口管之间留有间隙，使间隙与平衡波纹管组件相连通，平衡波纹管组件的的两端分别与进口中间板和出口中间板连接，进口中间板和出口中间板分别套设在进口管和出口管上，进口中间板和进口管之间留有间隙，出口中间板和出口管之间留有间隙，在平衡波纹管组件内部设有水平设置的平衡波导向筒，平衡波导向筒与平衡波中间管之间留有间隙，平衡波导向筒的一端与进口中间板或出口中间板固定连接，其另一端为开口自由端；
所述的进口工作波纹管组件套设在进口管上，工作波中间管与进口管之存在间隙，进口工作波纹管组件的两端分别与进口中间板和进口端板固定连接，进口端板固定套设在进口管上；
所述的出口工作波纹管组件套设在出口管上，工作波中间管与出口管之存在间隙，出口工作波纹管组件的两端分别与出口中间板和出口端板固定连接，出口端板固定套设在出口管上；
所述的进口端板和出口中间板通过连接组件连接，出口端板和进口中间板通过连接组件连接。
本发明所述的平衡波纹管组件的有效面积为进口工作波纹管组件或出口工作波纹管组件的有效面积的2倍。
本发明所述的连接组件为拉杆或铰链。
本发明所述的进口工作波纹管组件和出口工作波纹管组件对称设置在平衡波纹管组件的两侧。
本发明所述的平衡波导向筒为整体连接圆筒或分瓣连接圆筒。
本发明所述的平衡波导向筒的一端与进口中间板或出口中间板焊接连接。
本发明有益效果是：本发明能够使工作波纹管和平衡波纹管的波数不受限制地增加，而不再受柱失稳压力的限制，从而大大增加膨胀节的补偿量，同时降低轴向刚度，减少对管道支架和设备的位移反力。同时，由于采用内导向筒进行导向，结构简单，而且导向效果好。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图中：1、进口管，2、进口端板，3、进口工作波纹管组件，4、工作波中间管，5、连接组件，6、进口中间板，7、平衡波纹管组件，8、平衡波中间管，9、平衡波导向筒，10、导流筒，11、螺母，12、进口管，13、出口工作波纹管组件，14、出口端板，15、出口中间板。
具体实施方式
本发明由进口工作波纹管组件、平衡波纹管组件、平衡波中间管、工作波中间管、平衡波导向筒、端板、中间板、连接组件、进口管、出口管等组成，平衡波纹管组件的有效面积为进口工作波纹管组件或出口工作波纹管组件有效面积的2倍，进口工作波纹管组件和出口工作波纹管组件的直径大于进口管及出口管的直径。进口工作波纹管组件、出口工作波纹管组件和平衡波纹管组件均承受内压，平衡波纹管组件位于膨胀节的中间，进口工作波纹管组件和出口工作波纹管组件位于平衡波纹管组件的两侧并对称布置。端板与中间板通过拉杆连接，平衡波导向筒焊接固定在中间板上。端板包括进口端板和出口端板，中间板包括进口中间板和出口中间板。
平衡波纹管组件由至少两个平衡波纹管串联而成，相临的平衡波纹管之间通过平衡波中间管连接，进口工作波纹管组件和出口工作波纹管组件均由至少两个工作波纹管串联而成，相临的工作波纹管之间通过工作波中间管连接。两侧的工作波中间管组件分别与进口管和出口管形成防柱失稳导向结构，平衡波中间管组件与平衡波导向筒形成防柱失稳导向结构，从而可以防止串联在一起的波纹管发生柱失稳。
结合附图和具体实施例对本发明加以说明，但是，本发明并不局限于这些实施例。
本发明的结构如图2所示。平衡波纹管组件7的有效面积为进口工作波纹管组件3或出口工作波纹管组件13的有效面积的两倍，进口工作波纹管组件3和出口工作波纹管组件13的直径大于进口管1及出口管12的直径。进口工作波纹管组件3、出口工作波纹管组件13和平衡波纹管组件7均承受内压。
平衡波纹管组件7位于膨胀节的中间，由两组及以上波纹管组成，每组波纹管之间通过平衡波中间管8连接，平衡波导向筒9位于平衡波纹管7的内部，一端与进口中间板6或出口中间板15焊接固定，另一端自由。平衡波中间管8与平衡波导向筒9之间留有少量间隙，允许二者之间相对滑动，但不能相对弯曲，从而形成防柱失稳导向结构，防止串联在一起的平衡波纹管组件7在内压作用下发生柱失稳。所述的平衡波导向筒9可以是整体连续圆筒，也可以是分瓣的不连续结构，可以与两个中间板中的任意一件焊接固定，而不影响其对平衡波纹管组件7的导向效果。所述的平衡波纹管组件7可以是无加强型的，如图2中所示，也可以是加强型的，而不影响本发明的应用效果。
进口工作波纹管组件3和出口工作波纹管组件13位于平衡波纹管组件7的两侧并对称布置。每一侧的工作波纹管组件均由两组及以上波纹管组成，每组波纹管之间通过工作波中间管4连接。两侧的工作波中间管4分别与进口管1及出口管12之间留有少量间隙，允许二者之间相对滑动，但不能相对弯曲，从而形成防柱失稳导向结构，防止串联在一起的工作波纹管3在内压作用下发生柱失稳。工作波纹管组件可以是无加强型的，如图2中所示，也可以是加强型的，而不影响本发明的应用效果。
进口端板2与出口中间板15通过拉杆及螺母11或铰链连接，以实现平衡膨胀节内部压力推力的作用。
导流筒10一端与进口管1相连，另一端为自由端，并与出口管12之间留有少量间隙，工作介质通过此间隙进入膨胀节的平衡波纹管组件7区域内，导流筒10可以使工作介质平稳流动，以降低流阻，并可以避免工作介质对波纹管的冲击。
由于内压波纹管采用套筒式导向结构，从而使波纹管的波数可以任意增加而不再受柱失稳压力的限制，因此膨胀节可以实现很大的轴向补偿量，同时膨胀节的轴向刚度也很低，能够达到减小位移反力的效果。

Claims (6)

1.一种防柱失稳内压直管压力平衡型膨胀节，包括设置在膨胀节中部的平衡波纹管组件（7）、分别设置在平衡波纹管组件（7）两侧的进口工作波纹管组件（3）和出口工作波纹管组件（13），平衡波纹管组件（7）由至少两个平衡波纹管串联而成，相临的平衡波纹管之间通过平衡波中间管（8）连接，进口工作波纹管组件（3）和出口工作波纹管组件（13）均由至少两个工作波纹管串联而成，相临的工作波纹管之间通过工作波中间管（4）连接，其特征在于：
所述的平衡波纹管组件（7）套设在进口管（1）和出口管（12）之间，在进口管（1）和出口管（12）之间设有导流筒（10），导流筒（10）的一端与进口管（1）连接，其另一端为自由端，并与出口管（12）之间留有间隙，使间隙与平衡波纹管组件（7）相连通，平衡波纹管组件（7）的的两端分别与进口中间板（6）和出口中间板（15）连接，进口中间板（6）和出口中间板（15）分别套设在进口管（1）和出口管（12）上，进口中间板（6）和进口管（1）之间留有间隙，出口中间板（15）和出口管（12）之间留有间隙，在平衡波纹管组件（7）内部设有水平设置的平衡波导向筒（9），平衡波导向筒（9）与平衡波中间管（8）之间留有间隙，平衡波导向筒（9）的一端与进口中间板（6）或出口中间板（15）固定连接，其另一端为开口自由端；
所述的进口工作波纹管组件（3）套设在进口管（1）上，工作波中间管（4）与进口管（1）之存在间隙，进口工作波纹管组件（3）的两端分别与进口中间板（6）和进口端板（2）固定连接，进口端板（2）固定套设在进口管（1）上；
所述的出口工作波纹管组件（13）套设在出口管（12）上，工作波中间管（4）与出口管（12）之存在间隙，出口工作波纹管组件（13）的两端分别与出口中间板（15）和出口端板（14）固定连接，出口端板（14）固定套设在出口管（12）上；
所述的进口端板（2）和出口中间板（15）通过连接组件（5）连接，出口端板（14）和进口中间板（6）通过连接组件（5）连接。
2.如权利要求1所述的一种防柱失稳内压直管压力平衡型膨胀节，其特征在于：所述的平衡波纹管组件（7）的有效面积为进口工作波纹管组件（3）或出口工作波纹管组件（13）的有效面积的2倍。
3.如权利要求1所述的一种防柱失稳内压直管压力平衡型膨胀节，其特征在于：所述的连接组件（5）为拉杆或铰链。
4.如权利要求1所述的一种防柱失稳内压直管压力平衡型膨胀节，其特征在于：所述的进口工作波纹管组件（3）和出口工作波纹管组件（13）对称设置在平衡波纹管组件（7）的两侧。
5.如权利要求1所述的一种防柱失稳内压直管压力平衡型膨胀节，其特征在于：所述的平衡波导向筒（9）为整体连接圆筒或分瓣连接圆筒。
6.如权利要求1所述的一种防柱失稳内压直管压力平衡型膨胀节，其特征在于：所述的平衡波导向筒（9）的一端与进口中间板（6）或出口中间板（15）焊接连接。
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