CN109681711B - 一种卡丹式膨胀节 - Google Patents

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Abstract

一种新型卡丹式膨胀节，包括第一铰链型波纹管补偿器、第二铰链型波纹管补偿器、轴向型波纹管补偿器、接管，第一铰链型波纹管补偿器、第二铰链型波纹管补偿器分别位于两端，中间设有轴向型波纹管补偿器，轴向型波纹管补偿器通过接管与第一铰链型波纹管补偿器连接，轴向型波纹管补偿器只可吸收轴向位移。本发明通过对旧式卡丹式膨胀节结构进行改进，提高了其轴向补偿量,解决了卡丹式膨胀节可吸收的轴向位移相对较小的问题。本发明通过对膨胀节导向结构、限位结构以及位移指示刻度尺的设计，解决了卡丹式膨胀节可以直观的观察和调节工作状态的问题，提高了它在工作时的可控性和安全性。

Description

一种卡丹式膨胀节
技术领域
本发明涉及炼铁高炉技术领域，特别是一种新型卡丹式膨胀节。
背景技术
高炉送风装置是安装在热风围管和风口小套之间的装置。其作用是将热风炉产生的热风(1200－1350℃，0.3－0.55MPa)通过高炉的各个风口送入高炉内，同时还要通过装置上的一些特殊设置向高炉内喷射煤粉和观察高炉内的冶炼情况。而且，送风装置还要吸收高炉和热风围管以至装置本身由于受热而产生的移位和变形。
卡丹式送风装置由喇叭管、复式万向铰链型膨胀节、弯管、窥视孔、直吹管、上部拉紧装置、下部压紧装置等组成。它的主要特点是：膨胀节由两组万向铰链型波纹补偿器和一段中间接管组成，通过两组波纹管的角向位移实现整个膨胀节的各向位移；内部伸缩缝为球面结构，缝隙小且不会因位移发生变化。但是这种结构的送风装置由于膨胀节的结构限制，可吸收的轴向位移非常小。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种新型卡丹式膨胀节，解决了复式万向铰链式(卡丹式)膨胀节可吸收的轴向位移相对较小的问题，对其结构进行了改进，提高了其轴向补偿量，增加了其对日益严苛的现场运行要求的适应性，能更为安全、高效的工作。对钢铁企业实现安全生产、节能降耗具有非常积极的意义。
本发明的技术解决方案是：一种卡丹式膨胀节，包括第一铰链型波纹管补偿器、第二铰链型波纹管补偿器、轴向型波纹管补偿器、接管、多个法兰，其中：
第一铰链型波纹管补偿器、第二铰链型波纹管补偿器分别位于两端，中间设有轴向型波纹管补偿器，轴向型波纹管补偿器通过接管与第一铰链型波纹管补偿器连接，轴向型波纹管补偿器只可吸收轴向位移。
所述的轴向型波纹管补偿器包括第一隔热填料、第二隔热填料、耐热钢骨架、波纹管保护板、波纹管、第一导向管、第二导向管；
耐热钢骨架包括结构形状相同的第一骨架、第二骨架，第一骨架包括第一环板、第二环板、第一中空圆筒，第二骨架包括第三环板、第四环板、第二中空圆筒，第一环板的外壁直径与第一中空圆筒的内壁直径相等，且第二环板内壁直径与第一中空圆筒外壁相等，第一环板与第一中空圆筒焊接，第一中空圆筒与第二环板焊接，第三环板与第二中空圆筒焊接，第二中空圆筒与第四环板焊接。
所述的第一骨架的第一环板与接管下端焊接，第二环板边缘与第一导向管垂直焊接，第二骨架的第四环板边缘与第二导向管垂直焊接，第二导向管与法兰焊接，第一铰链型波纹管补偿器与接管上端、第一骨架进行耐火材料的浇注形成第一组合体，第二骨架与法兰进行耐火材料的浇注形成第二组合体，第一组合体、第二组合体分别置入波纹管两端，同时使得波纹管与第二导向管中间的缝隙填充第一隔热填料，第一环板与第三环板间缝隙填充第二隔热填料，第二环板与第四环板间缝隙填充第二隔热填料；波纹管套入到波纹管保护板中，多个位移指示刻度尺放置于波纹管保护板外壁，通过布局位置关系与位移变化测量计算得到波纹管轴向变形量。
所述的耐热钢骨架的材料选用SUS321不锈钢，第一隔热填料使用陶瓷纤维散棉，第二隔热填料可以使用陶瓷纤维毯。
所述的波纹管保护板为均匀设有散热孔的管状结构。
还包括运输固定与限位装置，运输固定与限位装置实现对轴向型波纹管补偿器的位置固定与轴向移动限位。
所述的第一骨架的第一环板与第二骨架的第三环板的距离为40-50mm，第一骨架的第二环板与第二骨架的第四环板的距离为40-50mm，第一中空圆筒与第一中空圆筒在垂直方向的重合距离为30mm。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明通过引入波纹管，使原膨胀节具备了吸收轴向位移的功能；
(2)本发明通过在原有结构上增加一件轴向型波纹管补偿器，解决了卡丹式膨胀节在工作时无法有效吸收轴向位移的问题，提高了它的工作适应能力；
(3)本发明通过对膨胀节内部伸缩缝隔热结构的设计，解决了卡丹式膨胀节在有效吸收轴向位移的同时又能保持较好隔热效果的问题，提高了它的工作适应能力；
(4)本发明通过对膨胀节导向结构、限位结构以及位移指示刻度尺的设计，解决了卡丹式膨胀节可以直观的观察和调节工作状态的问题，提高了它在工作时的可控性和安全性。
附图说明
图1为本发明一种新型卡丹式膨胀节的结构图；
图2为本发明轴向型波纹管补偿器的结构图；
其中：1为第一铰链型波纹管补偿器，2为第二铰链型波纹管补偿器，3为轴向型波纹管补偿器，4为接管；31为第一隔热填料，32为第二隔热填料，33为耐热钢骨架，34为波纹管保护板，35为位移指示刻度尺，36为输固定与限位装置，37为波纹管，38为第一导向管，39为第二导向管。
具体实施方式
本发明针对现有技术的不足，提出一种新型卡丹式膨胀节，两端各设置一个铰链型波纹管补偿器，中间一件轴向型波纹管补偿器，利用内部接管的插接状态做导向，并采用螺母螺杆组件限位和运输固定，使该波纹管补偿器只可以吸收轴向位移。本发明装置内部需要浇注不定形耐火材料用以隔热，由于波纹管的增加，原来整体成形耐火材料就需要用一圈伸缩缝(第一骨架、第二骨架)隔开，成为不连接的两部分；该处采用迷宫式隔热结构，即利用耐热不锈钢制作迷宫骨架，轴向方向预留伸缩缝，缝内填充陶瓷纤维质的隔热填料，波纹管外部采用带孔薄板包覆，并设置位移指示刻度尺。
下面结合附图对本发明进行更详细的解释和说明。如图1所示为本发明一种新型卡丹式膨胀节的结构图，包括第一铰链型波纹管补偿器1、第二铰链型波纹管补偿器2、轴向型波纹管补偿器3、接管4、多个法兰，轴向型波纹管补偿器3包括第一导向管38、第二导向管39、波纹管37、运输固定与限位装置36、第一隔热填料31、第二隔热填料32、耐热钢骨架33、波纹管保护板34、位移指示刻度尺35；
耐热钢骨架材料选用SUS321不锈钢，包括结构形状相同的第一骨架、第二骨架，第一骨架包括第一环板、第二环板、第一中空圆筒，第二骨架包括第三环板、第四环板、第二中空圆筒，第一环板的外壁直径与中空圆筒的内壁直径相等，且第二环板内壁直径与中空圆筒外壁相等，第一环板与第一中空圆筒焊接，第一中空圆筒与第二环板焊接，第三环板与第二中空圆筒焊接，第二中空圆筒与第四环板焊接；
第一骨架的第一环板与接管4下端焊接，第二环板边缘与第一导向管38垂直焊接，第二骨架的第四环板边缘与第二导向管39垂直焊接，第二导向管39与法兰焊接，第一铰链型波纹管补偿器1与接管4上端、第一骨架进行耐火材料的浇注形成第一组合体，第二骨架与法兰进行耐火材料的浇注形成第二组合体，第一组合体、第二组合体分别置入波纹管37两端，同时使得波纹管37与第二导向管39中间的缝隙填充第一隔热填料31，第一隔热填料31可以使用陶瓷纤维散棉，第一环板与第三环板间缝隙填充第二隔热填料32，第二环板与第四环板间缝隙填充第二隔热填料32，第二隔热填料32可以使用陶瓷纤维毯；波纹管37套入到波纹管保护板34中，波纹管保护板为均匀设有散热孔的管状结构；多个位移指示刻度尺35放置于波纹管保护板34外壁，通过布局位置关系与位移变化测量计算得到波纹管37轴向变形量，运输固定与限位装置36实现对轴向型波纹管补偿器3的位置固定与轴向移动限位。
本发明吸收轴向位移的轴向型波纹管补偿器3，在其内部和外部均设置了导向和限位装置，使该波纹管只起到吸收轴向位移的作用。
本发明内部浇注不定形耐火材料用以隔热，伸缩缝采用迷宫式隔热结构(包括第一组合体、第二组合体以及中间缝隙中的隔热材料)，利用耐热不锈钢制作迷宫骨架，轴向方向预留伸缩缝，缝内填充陶瓷纤维质的隔热填料。
本发明中第一骨架的第一环板与第二骨架的第三环板的距离为40-50mm，第一骨架的第二环板与第二骨架的第四环板的距离为40-50mm，第一中空圆筒与第一中空圆筒在垂直方向的重合距离为30mm。
综上所述，本发明一种新型卡丹式膨胀节，以原有复式万向铰链式膨胀节为基础，在两件波纹管之间增加一件吸收轴向位移的波纹管，并对隔热结构进行了改进设计，改进后的膨胀节，提高了轴向补偿量，增加了其对日益严苛的现场运行要求的适应性，能更为安全、高效的工作。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种卡丹式膨胀节，其特征在于包括第一铰链型波纹管补偿器(1)、第二铰链型波纹管补偿器(2)、轴向型波纹管补偿器(3)、接管(4)、多个法兰，其中：
第一铰链型波纹管补偿器(1)、第二铰链型波纹管补偿器(2)分别位于两端，中间设有轴向型波纹管补偿器(3)，轴向型波纹管补偿器(3)通过接管(4)与第一铰链型波纹管补偿器(1)连接，轴向型波纹管补偿器(3)只可吸收轴向位移；
所述的轴向型波纹管补偿器(3)包括第一隔热填料(31)、第二隔热填料(32)、耐热钢骨架(33)、波纹管保护板(34)、波纹管(37)、第一导向管(38)、第二导向管(39)；
耐热钢骨架(33)包括结构形状相同的第一骨架、第二骨架，第一骨架包括第一环板、第二环板、第一中空圆筒，第二骨架包括第三环板、第四环板、第二中空圆筒，第一环板的外壁直径与第一中空圆筒的内壁直径相等，且第二环板内壁直径与第一中空圆筒外壁相等，第一环板与第一中空圆筒焊接，第一中空圆筒与第二环板焊接，第三环板与第二中空圆筒焊接，第二中空圆筒与第四环板焊接。
2.根据权利要求1所述的一种卡丹式膨胀节，其特征在于：所述的第一骨架的第一环板与接管(4)下端焊接，第二环板边缘与第一导向管(38)垂直焊接，第二骨架的第四环板边缘与第二导向管(39)垂直焊接，第二导向管(39)与法兰焊接，第一铰链型波纹管补偿器(1)与接管(4)上端、第一骨架进行耐火材料的浇注形成第一组合体，第二骨架与法兰进行耐火材料的浇注形成第二组合体，第一组合体、第二组合体分别置入波纹管(37)两端，同时使得波纹管(37)与第二导向管(39)中间的缝隙填充第一隔热填料(31)，第一环板与第三环板间缝隙填充第二隔热填料(32)，第二环板与第四环板间缝隙填充第二隔热填料(32)；波纹管(37)套入到波纹管保护板(34)中，多个位移指示刻度尺(35)放置于波纹管保护板(34)外壁，通过布局位置关系与位移变化测量计算得到波纹管(37)轴向变形量。
3.根据权利要求2所述的一种卡丹式膨胀节，其特征在于：所述的耐热钢骨架(33)的材料选用SUS321不锈钢，第一隔热填料(31)使用陶瓷纤维散棉，第二隔热填料(32)可以使用陶瓷纤维毯。
4.根据权利要求3所述的一种卡丹式膨胀节，其特征在于：所述的波纹管保护板(34)为均匀设有散热孔的管状结构。
5.根据权利要求2所述的一种卡丹式膨胀节，其特征在于：还包括运输固定与限位装置(36)，运输固定与限位装置(36)实现对轴向型波纹管补偿器(3)的位置固定与轴向移动限位。
6.根据权利要求5所述的一种卡丹式膨胀节，其特征在于：所述的第一骨架的第一环板与第二骨架的第三环板的距离为40-50mm，第一骨架的第二环板与第二骨架的第四环板的距离为40-50mm，第一中空圆筒与第一中空圆筒在垂直方向的重合距离为30mm。
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