CN106838523A - 一种高温热风输送用管道用膨胀节 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高温热风输送用管道用膨胀节，包括两个内径相同外径不同的对开平法兰，分别为上法兰和下法兰，所述的下法兰固定在管道上，所述的上法兰套设在管道上并通过上法兰自重和管道上部自重与下法兰压紧；所述的上法兰和下法兰通过法兰接触面间的滑动直接抵消管道升温、降温过程中的热膨胀和收缩。与现有技术相比，本发明具有结构简单、制造工艺简单、寿命长、成本较低、通用性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种膨胀节，尤其是涉及一种高温热风输送用管道用膨胀节。
背景技术
在石油、煤炭、电力、化工、纺织、医药、陶瓷、水泥等许多工业领域，经常会采用热风进行加热或产生热风。近年来预热综合利用也成为节能环保领域的热点。随着热值的升高和热效率提高的要求，管道的使用温度也越来越高。常规膨胀节多采用波纹管设计，由于波纹管厚度较薄、热风氧化腐蚀性强和材料疲劳寿命的限制，导致常规膨胀节使用寿命较低。另外一方面常规膨胀节结构复杂，加工制造难度较高，导致成本较高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、制造工艺简单、寿命长、成本较低、通用性强的高温热风输送用管道用膨胀节。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高温热风输送用管道用膨胀节，包括两个内径相同外径不同的对开平法兰，分别为上法兰和下法兰，所述的下法兰固定在管道上，所述的上法兰套设在管道上并通过上法兰自重和管道上部自重与下法兰压紧；
所述的上法兰和下法兰通过法兰接触面间的滑动直接抵消管道升温、降温过程中的热膨胀和收缩。
所述的下法兰的外径大于上法兰的外径。
所述的下法兰的外径与上法兰的外径之差大于管道X方向和Y方向热膨胀计算值中较大者的1.5倍。
所述的下法兰与上法兰接触的端面上设有圆形限位槽，所述的上法兰与下法兰接触的端面上设有与圆形限位槽对应的限位钉。
所述的圆形限位槽和限位钉均设有四个，均匀分布在相应端面上。
所述的限位钉的位置与下法兰圆形限位槽的中心位置对应。
所述的限位钉的长度小于等于限位槽的深度。
所述的上法兰和下法兰均为平法兰或T形法兰，若为平法兰则与管道采用承插式连接，若为T形法兰，则与管道焊接或螺纹连接。
所述的膨胀节采用不锈钢、Hastelloy C276、Incnel 800H的耐氧化金属材料制造而成。
所述的法兰端面粗糙度不低于1.6μm。
与现有技术相比，本发明采用对开平法兰接触面间的滑动直接抵消管道升温、降温过程中的热膨胀和收缩，本发明膨胀节使用温度可达1000℃，使用压力可达20kPa，且漏率不大于1％。
附图说明
图1为本发明提供的一种高温热风输送用管道膨胀节的中垂剖视图。
图2为本发明高温热风输送用管道膨胀节下法兰端面结构示意图。
图3为本发明高温热风输送用管道膨胀节上法兰端面结构示意图。
其中1为上法兰，11为限位钉，2为下法兰，21为圆形限位槽，3为上部管道，4为下部管道，5为设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种高温热风输送用管道用膨胀节，包括两个内径相同外径不同的对开平法兰，分别为上法兰1和下法兰2，所述的下法兰2固定在管道上，所述的上法兰1套设在管道上并通过上法兰自重和管道上部自重与下法兰压紧，以达到上下法兰的密封效果。
所述的上法兰1和下法兰2通过法兰接触面间的滑动直接抵消管道升温、降温过程中的热膨胀和收缩。
所述的下法兰2的外径大于上法兰1的外径。所述的下法兰2的外径与上法兰1的外径之差大于管道X方向和Y方向热膨胀计算值中较大者的1.5倍。以保证热膨胀最大时上法兰边缘也不能伸出到下法兰范围之外。
如图2所示，所述的下法兰2与上法兰1接触的端面上设有圆形限位槽21，限位槽直径大于上下法兰外径之差的2倍。如图3所示，所述的上法兰1与下法兰2接触的端面上设有与圆形限位槽21对应的限位钉11。
所述的圆形限位槽21和限位钉11均设有四个，均匀分布在相应端面上。所述的限位钉的位置与下法兰圆形限位槽的中心位置对应。所述的限位钉的长度小于等于限位槽的深度。限位槽对上法兰的移动距离做了最大值限制。这样可以维持整个装置的结构稳定性，不至于发生倾覆和严重错位。
所述的上法兰和下法兰均为平法兰或T形法兰，若为平法兰则与管道采用承插式连接，若为T形法兰，则与管道焊接或螺纹连接。
所述的膨胀节采用不锈钢、Hastelloy C276、Incnel 800H的耐氧化金属材料制造而成。
由于在水平方向，限位钉和限位槽的相对位置在一定范围内可以自由移动，因此本膨胀节可以可补偿水平方向方向内任意方向的膨胀和收缩。
为了保证上下法兰间的密封性，需要保证法兰端面粗糙度不大于3.2μm，这样可以保证在使用压力不超过20kPa时，泄漏率不大于0.5％。
本发明提供的是一种高温热风输送用管道膨胀节。本发明膨胀节中的高温热风可以自上而下流动，亦可自下而上流动。上部和下部均可通过焊接连接管路和设备。
膨胀节安装应自下而上开始，首先应该固定计划与下法兰对接的设备和管道，然后采用金属框架结构将下法兰固定，进而与下部管道焊接在一起。然后吊装上法兰，通过上法兰和下法兰的尺寸差别、限位钉和限位槽的位置，确定上法兰的安装位置。此时采用卡扣等方式将上下法兰固定在一起。应特别注意吊装过程应不损坏法兰端面，限位槽内和法兰端面无任何异物残留。上下法兰固定后，再向上安装，连接上法兰和上部管道。
当管道连接完成，通气后，整个管路膨胀加长，所有水平方向的膨胀量开始在本发明的膨胀节处累积，上下法兰开始滑动摩擦，上法兰的限位钉在下法兰限位槽中滑动。
综上所述，以上本发明提供了一种结构简单、制造工艺简单、寿命长、成本较低、通用性强的高温热风输送管道用膨胀节。
低浓瓦斯余热利用是目前环保领域较为突出的热点。其氧化装置的出口温度最高可达950℃。利用采用本发明装置传输氧化产物进入余热锅炉。采用316H不锈钢制造，法兰端面粗糙度1.6μm。上端通过管道连接氧化装置，膨胀节下端连接余热锅炉。
经过实测，使用温度达到800℃时，上部管道在工作温度下的热膨胀导致上部法兰与下部法兰的相对位移X方向达到50mm，Y方向达到30mm，热风泄漏率0.5％。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高温热风输送用管道用膨胀节，其特征在于，包括两个内径相同外径不同的对开平法兰，分别为上法兰和下法兰，所述的下法兰固定在管道上，所述的上法兰套设在管道上并通过上法兰自重和管道上部自重与下法兰压紧；
所述的上法兰和下法兰通过法兰接触面间的滑动直接抵消管道升温、降温过程中的热膨胀和收缩。
2.根据权利要求1所述的一种高温热风输送用管道用膨胀节，其特征在于，所述的下法兰的外径大于上法兰的外径。
3.根据权利要求2所述的一种高温热风输送用管道用膨胀节，其特征在于，所述的下法兰的外径与上法兰的外径之差大于管道X方向和Y方向热膨胀计算值中较大者的1.5倍。
4.根据权利要求1所述的一种高温热风输送用管道用膨胀节，其特征在于，所述的下法兰与上法兰接触的端面上设有圆形限位槽，所述的上法兰与下法兰接触的端面上设有与圆形限位槽对应的限位钉。
5.根据权利要求4所述的一种高温热风输送用管道用膨胀节，其特征在于，所述的圆形限位槽和限位钉均设有四个，均匀分布在相应端面上。
6.根据权利要求4所述的一种高温热风输送用管道用膨胀节，其特征在于，所述的限位钉的位置与下法兰圆形限位槽的中心位置对应。
7.根据权利要求4所述的一种高温热风输送用管道用膨胀节，其特征在于，所述的限位钉的长度小于等于限位槽的深度。
8.根据权利要求1所述的一种高温热风输送用管道用膨胀节，其特征在于，所述的上法兰和下法兰均为平法兰或T形法兰，若为平法兰则与管道采用承插式连接，若为T形法兰，则与管道焊接或螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的一种高温热风输送用管道用膨胀节，其特征在于，所述的膨胀节采用不锈钢、Hastelloy C276、Incnel 800H的耐氧化金属材料制造而成。
10.根据权利要求1所述的一种高温热风输送用管道用膨胀节，其特征在于，所述的法兰端面粗糙度不低于1.6μm。
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