CN107588274A - 万向直埋铰链式波纹伸缩节 - Google Patents

Abstract

本发明涉及万向直埋铰链式波纹伸缩节，包括主管道的端管、导流管和主波纹管，主波纹管外侧设有保护套组件，导流管、主波纹管和保护套组件构成伸缩节模块；保护套组件包括波纹管和相互嵌设的内外保护套，使组件可在任意方向弯曲。导流管中间设有导流管组件，包括多个相互嵌设的内外导流管，使其可在任意方向弯曲。相对于现有技术，本发明采用保护套组件包裹在伸缩节的外侧，使伸缩节的安装和使用不受环境限制，管道施工时不需要预留埋地安装空间，不需要设置窨井，适用于全埋地管道施工，实现免维护，波纹管伸缩节的使用寿命更长。本发明特别适用于地震较频繁的地区，以及安装环境较为复杂的城市地下，降低工程施工和管道安装的成本。

Description

万向直埋铰链式波纹伸缩节

技术领域

本发明涉及管道补偿器技术领域，尤其是一种万向直埋铰链式波纹伸缩节。

背景技术

现有的供热管道都需要分段安装若干用于补偿管道伸缩的膨胀伸缩节，特别是用于输送高温、高压介质的长距离供热管道，伸缩节的壁厚要求较厚、强度要求较大。使用过程中，由于供热管道产生的伸缩量较大，波纹管波数较多，伸缩节的波纹管容易因疲劳出现局部泄漏。

目前，现有波纹伸缩节的结构及使用特性如下：1、复式拉杆横向型波纹伸缩节，一般由两组波纹管、中间管、两端接管、两组内置直线导流管组成。该产品只能补偿管道的横向位移，不能补偿管道的径向或角向位移。2、复式铰链角向型波纹伸缩节，由两组波纹管、中间管、两端接管、四组铰链板、两组内置直线导流管组成，该产品只能补偿管道的角向位移。3、直埋式轴向型波纹伸缩节，由两组波纹管、中间管、两端接管、两组内置直线导流管及两组外护管组成，该伸缩节只能满足管道轴向位移的补偿要求。此外，以上三类产品都存在如下缺陷：即均不能直接埋地施工，波纹伸缩节在埋地施工时，需要增设窨井或预留埋地空间，增加了施工的工程量和工程造价，同时增加了管道日常管理和维护的工作量。

发明内容

本发明的目的是提供一种免维护、使用寿命长，安装和使用不受环境限制，不需要预留埋地安装空间，不需要设置窨井，适用于全埋地管道施工的万向直埋铰链式波纹伸缩节。

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：

万向直埋铰链式波纹伸缩节，包括主管道的端管、导流管和主波纹管，所述端管与导流管连接，导流管的外侧设有主波纹管，主波纹管通过过渡接管和主环板与端管连接，所述主波纹管的外侧设有保护套组件，保护套组件通过保护套接管和保护套环板与所述主环板连接，所述导流管、主波纹管和保护套组件构成伸缩节模块；所述保护套组件包括保护套波纹管和多个相互间隔设置的外保护套和内保护套，外保护套内壁的两端分别设有限位环，内保护套外壁的两端也设有限位环，内保护套通过所述限位环嵌设在外保护套内，外保护套的限位环与内保护套的限位环之间设有柔性密封填料，从而使保护套组件形成可在任意方向弯曲的柔性活动连接。

作为本发明的优选技术方案，所述伸缩节模块的导流管中间设有导流管组件，导流管组件包括多个相互间隔设置的外导流管和内导流管，外导流管内壁的两端分别设有限位圈，内导流管外壁的两端也设有限位圈，内导流管通过所述限位圈嵌设在外导流管内，从而使导流管组件形成可在任意方向弯曲的柔性活动连接。

作为本发明的优选技术方案，所述导流管及导流管组件与其外侧的主波纹管、过渡接管和主环板之间填充有发泡填料，所述保护套组件内填充有柔性填料。

作为本发明的优选技术方案，所述伸缩节模块主波纹管的外侧还设有铰链装置，铰链装置包括立板、铰链副、销轴和铰链板，所述主波纹管两侧的过渡接管外壁上分别焊接立板，两只立板分别连接铰链副和铰链板，铰链副与铰链板通过销轴形成活动连接，销轴与铰链副之间设有挡圈。

作为本发明的优选技术方案，所述波纹伸缩节包括至少两组相互连接的伸缩节模块，相邻两组伸缩节模块的导流管通过中间接管Ⅰ相互连接，相邻两组伸缩节模块的保护套组件通过中间接管Ⅱ相互连接。

作为本发明的优选技术方案，所述中间接管Ⅱ的外壁均布设置多个径向筋板，相邻的所述保护套组件通过轴向加强筋和径向筋板相互连接。

作为本发明的优选技术方案，所述伸缩节模块保护套组件的一侧通过保护套环板Ⅰ与中间接管Ⅱ连接，另一侧通过保护套环板Ⅱ与所述过渡接管连接。

作为本发明的优选技术方案，所述铰链装置还设有鞍板，鞍板焊接在所述过渡接管的外壁上，鞍板同时与所述铰链装置的一只立板焊接，铰链装置的另一只立板与所述保护套环板Ⅱ焊接。

作为本发明的优选技术方案，所述保护套接管与立板和保护套环板Ⅱ之间焊接有加强筋。

作为本发明的优选技术方案，所述保护套接管上设有呼吸孔，所述主波纹管的波纹之间设有加强环，所述导流管的内壁设有导流管加强筋，所述柔性密封填料是石墨盘根，所述保护套组件的外侧设有支撑杆。

本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明采用保护套组件包裹在波纹管伸缩节的外侧，使得伸缩节的安装和使用不受环境限制，管道施工时不需要预留埋地安装空间，不需要设置窨井，适用于全埋地管道施工，实现管道的免维护，波纹管伸缩节的使用寿命更长。本发明特别适用于地震较频繁的地区，以及安装环境较为复杂的城市地下，降低了工程施工和管道安装的成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中A处的结构示意图。

图3是图1中B处的结构示意图。

图4是图1中C处的结构示意图。

图中：1、端管，2、保护套接管，3、导流管组件，4、柔性填料，5、保护套波纹管，6、主波纹管，7、过渡接管，8、主环板，9、中间接管Ⅰ，10、中间接管Ⅱ，11、保护套环板Ⅰ，12、保护套组件，13、发泡填料，14、铰链装置，15、加强环，16、加强筋，17、保护套环板Ⅱ，18、导流管加强筋，19、支撑杆，20、呼吸孔，21、轴向加强筋，22、径向筋板，23、导流管；31、外导流管，32、内导流管，33、限位圈；121、外保护套，122、内保护套，123、限位环，124、石墨盘根；141、立板，142、铰链副，143、销轴，144、挡圈，145、铰链板，146、鞍板。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

如图1至图4所示，万向直埋铰链式波纹伸缩节，包括主管道的端管1、导流管23和主波纹管6，所述端管1与导流管23连接，导流管23的外侧设有主波纹管6，主波纹管6通过过渡接管7和主环板8与端管1连接，主波纹管6的外侧设有保护套组件12，保护套组件12通过保护套接管2和保护套环板与主环板8连接，导流管23、主波纹管6和保护套组件12构成伸缩节模块；保护套组件12包括保护套波纹管5和多个相互间隔设置的外保护套121和内保护套122，外保护套121内壁的两端分别设有限位环123，内保护套122外壁的两端也设有限位环123，内保护套122通过限位环123嵌设在外保护套121内，外保护套121的限位环123与内保护套122的限位环123之间设有柔性密封填料4，本实施例柔性密封填料是石墨盘根124，从而使保护套组件12形成可在任意方向弯曲的柔性活动连接。

本实施例中，伸缩节模块的导流管23中间设有导流管组件3，导流管组件3包括多个相互间隔设置的外导流管31和内导流管32，外导流管31内壁的两端分别设有限位圈33，内导流管32外壁的两端也设有限位圈33，内导流管32通过限位圈33嵌设在外导流管31内，从而使导流管组件3形成可在任意方向弯曲的柔性活动连接。本实施例导流管23及导流管组件3与其外侧的主波纹管6、过渡接管7和主环板8之间填充有发泡填料13，保护套组件12内填充有柔性填料4。本实施例中，所述发泡填料13和柔性填料4均可以采用聚氨酯发泡剂注填料，能够有郊阻止泥沙等外界介质进入。

所述伸缩节模块主波纹管6的外侧还设有铰链装置14，铰链装置14包括立板141、铰链副142、销轴143和铰链板145，所述主波纹管6两侧的过渡接管7外壁上分别焊接立板141，两只立板分别连接铰链副142和铰链板145，铰链副142与铰链板145通过销轴143形成活动连接，销轴143与铰链副142之间设有挡圈144。本实施例铰链装置14还设有鞍板146，鞍板146焊接在过渡接管7的外壁上，鞍板146同时与铰链装置14的一只立板141焊接，铰链装置14的另一只立板141与保护套环板Ⅱ17焊接。

本发明波纹伸缩节包括至少两组相互连接的伸缩节模块，相邻两组伸缩节模块的导流管23通过中间接管Ⅰ9相互连接，相邻两组伸缩节模块的保护套组件12通过中间接管Ⅱ10相互连接。中间接管Ⅱ10的外壁均布设置多个径向筋板22，相邻的保护套组件12通过轴向加强筋21和径向筋板22相互连接。伸缩节模块保护套组件12的一侧通过保护套环板Ⅰ11与中间接管Ⅱ10连接，另一侧通过保护套环板Ⅱ17与过渡接管7连接。

本实施例中，保护套接管2与立板141和保护套环板Ⅱ17之间焊接有加强筋16。保护套接管2上设有呼吸孔20，主波纹管6的波纹之间设有加强环15，导流管23的内壁设有导流管加强筋18，保护套组件12的外侧设有支撑杆19。

本发明主管道波纹伸缩节采用两组承压式铠装波纹管、中间接管、端接管、回行铰链板及内置环扣式倒流管装置，阻泥沙外保护波纹保护套包括两组承外压波纹管、中间接管、端接管及溢流孔，以及环扣式外保护伸展装置。具有如下特点：

1、主管道波纹管采用两组复式波纹管，波纹形状为U形、薄壁多层液压成型，根据不同的安装环境和使用要求，采用整体均衡环或整体铠装环加强方式，液压成型。在保证波纹管耐压性能安全的前提条件下，降低波纹管的整体刚度，使波纹管运行时能够有效吸收因管路系统压力、外力引起的管路推力，同时吸收或释放因环境温度、介质温度变化及地理地质条件产生的力以及管道位置变化。另一方面提高了波纹管伸缩节的使用寿命，降低了管路系统、管路镇墩及设备运行产生的阻力。该伸缩节设计采用波纹管＞管路口径5％的规格，导流管内径与主管内径相同，无额外流阻，导流管形式为多组环扣式，以释放瞬时隙腔压力，防止产生背压，同时该装置设计的灵活性较大，不限伸缩节的任何运动方向，管道设计和施工都非常方便。根据不同使用环境，波纹管与导流管之间填充环保型发泡剂，防止硬性颗粒物或介质沉淀物流入波纹内，避免波纹管的磨损，大大延长了波纹管的使用寿命

2、承载式回行铰链装置设计：该装置根据管道运行情况及复杂地理条件，结合管道温差、地震或因土地沉降产生的管道位移，以及管道自身重量和土质松软产生不规则沉降位移，设计了组合式回行孔铰链板和万向铰接装置。当管道因地震引起频繁震动，以及管道因松软地基引起沉降，该装置在满足补偿沉降或震动位移的同时，铰链装置通过波纹管平衡补给管道延伸正位移，管道在压力、推力及环境温度影响的情况下吸收管道的负位移。同时该装置在满足以上工作条件的情况下，还能吸收管道因压力产生的推进式位移，降低固定镇墩或设备的承载力，增加设备或整墩的使用寿命，大幅度降低工程造价。

3、双重直埋保护装置设计：为满足伸缩节在万向位移的同时阻止泥沙等杂物进入主管道波纹伸缩节内部，避免使其运行受限，该装置设计为内衬式承外压波纹管，中间接管及两端接管进行密封焊接，并在两端设有内置环板，与主管道伸缩节焊接成为一个整体。为防止外保护波纹管与主管道伸缩节之间形成真空阻碍伸缩节的正常运行，设计时在外端设置两只呼吸孔排压装置。为防止外部杂物、泥沙及硬物碰撞挤压损坏外部波纹管，本发明设置多组环扣式伸展保护套装置，并在保护套内注填柔性发泡剂，防止泥浆等流入产生沉淀或摩损阻碍其正常运行。当主管道伸缩节运动时，外保护波纹管及环扣式保护装置随伸缩节的运动同步运行，其疲劳寿命等同，从而使得整个波纹伸缩节的可靠性更高，使用寿命大大延长。

Claims (10)

1.一种万向直埋铰链式波纹伸缩节，包括主管道的端管、导流管和主波纹管，所述端管与导流管连接，导流管的外侧设有主波纹管，主波纹管通过过渡接管和主环板与端管连接，其特征是：所述主波纹管的外侧设有保护套组件，保护套组件通过保护套接管和保护套环板与所述主环板连接，所述导流管、主波纹管和保护套组件构成伸缩节模块；

所述保护套组件包括保护套波纹管和多个相互间隔设置的外保护套和内保护套，外保护套内壁的两端分别设有限位环，内保护套外壁的两端也设有限位环，内保护套通过所述限位环嵌设在外保护套内，外保护套的限位环与内保护套的限位环之间设有柔性密封填料，从而使保护套组件形成可在任意方向弯曲的柔性活动连接。

2.根据权利要求1所述的万向直埋铰链式波纹伸缩节，其特征是：所述伸缩节模块的导流管中间设有导流管组件，导流管组件包括多个相互间隔设置的外导流管和内导流管，外导流管内壁的两端分别设有限位圈，内导流管外壁的两端也设有限位圈，内导流管通过所述限位圈嵌设在外导流管内，从而使导流管组件形成可在任意方向弯曲的柔性活动连接。

3.根据权利要求2所述的万向直埋铰链式波纹伸缩节，其特征是：所述导流管及导流管组件与其外侧的主波纹管、过渡接管和主环板之间填充有发泡填料，所述保护套组件内填充有柔性填料。

4.根据权利要求3所述的万向直埋铰链式波纹伸缩节，其特征是：所述伸缩节模块主波纹管的外侧还设有铰链装置，铰链装置包括立板、铰链副、销轴和铰链板，所述主波纹管两侧的过渡接管外壁上分别焊接立板，两只立板分别连接铰链副和铰链板，铰链副与铰链板通过销轴形成活动连接，销轴与铰链副之间设有挡圈。

5.根据权利要求1至4任一项所述的万向直埋铰链式波纹伸缩节，其特征是：所述波纹伸缩节包括至少两组相互连接的伸缩节模块，相邻两组伸缩节模块的导流管通过中间接管Ⅰ相互连接，相邻两组伸缩节模块的保护套组件通过中间接管Ⅱ相互连接。

6.根据权利要求5所述的万向直埋铰链式波纹伸缩节，其特征是：所述中间接管Ⅱ的外壁均布设置多个径向筋板，相邻的所述保护套组件通过轴向加强筋和径向筋板相互连接。

7.根据权利要求5所述的万向直埋铰链式波纹伸缩节，其特征是：所述伸缩节模块保护套组件的一侧通过保护套环板Ⅰ与中间接管Ⅱ连接，另一侧通过保护套环板Ⅱ与所述过渡接管连接。

8.根据权利要求7所述的万向直埋铰链式波纹伸缩节，其特征是：所述铰链装置还设有鞍板，鞍板焊接在所述过渡接管的外壁上，鞍板同时与所述铰链装置的一只立板焊接，铰链装置的另一只立板与所述保护套环板Ⅱ焊接。

9.根据权利要求8所述的万向直埋铰链式波纹伸缩节，其特征是：所述保护套接管与立板和保护套环板Ⅱ之间焊接有加强筋。

10.根据权利要求1所述的万向直埋铰链式波纹伸缩节，其特征是：所述保护套接管上设有呼吸孔，所述主波纹管的波纹之间设有加强环，所述导流管的内壁设有导流管加强筋，所述柔性密封填料是石墨盘根，所述保护套组件的外侧设有支撑杆。