CN110274117A - 一种用于输送低温介质的直管约束型膨胀节 - Google Patents
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Abstract
一种用于输送低温介质的直管约束型膨胀节，波纹管组件的两端分别连接一个端管，在波纹管组件的外侧设有约束装置，所述的约束装置包括环板、拉杆以及限位块，两块环板分别固定套设两端的端管上，拉杆的两端分别穿过两端的环板，在拉杆上固定设置四个以波纹管组件的中线对称的限位块，随着温度的变化，波纹管组件产生拉伸或收缩，补偿低温管道的冷缩与回位，使两端的环板分别在各端的两个限位块之间的拉杆上移动，尤其是在输送低温介质管道内压力升高时，波纹管伸长补偿管道冷缩的同时，波纹管产生的压力推力由拉杆与环板等膨胀节承受。该膨胀节外形尺寸小，减小管道布置间距，缩小多条管道布置空间，便于管道进行保冷施工，保证保冷效果。
Description
技术领域
本发明涉及膨胀节，具体说的是一种用于输送低温介质的直管约束型膨胀节。
背景技术
管道系统补偿的目的是降低管道温度应力，保证管道安全。对于高温条件下管道产生热涨，采用膨胀节补偿吸收管道的热位移，对于长直管段采用架空或管沟敷设又不利于设置主固定管架的长直管道，一般根据表1中的适用说明和实际情况，选用相应的膨胀节补偿系统。
对于输送低温介质（液氮温度-196℃、液氧-183℃、LNG-162℃）的直管道存在温度变化，同样需要膨胀节来补偿管道的冷缩，以降低管道应力，保证低温管道系统的安全运行。与高温管道不同，低温管道是输送冷能的，低温直管道需要补偿的是管道冷缩产生的位移，同时管道的保冷效果要求高，并且输送低温介质的低温管道根据其工艺特点，一般需要多条工艺管线并排布置，对膨胀节的外形尺寸要求尽量小，基于以上要求，上述三种管道补偿系统不适合低温管道的补偿。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于输送低温介质的直管约束型膨胀节，该型膨胀节外形尺寸小，可减小管道布置间距，缩小多条管道布置空间，便于管道进行保冷施工，保证保冷效果。
为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种用于输送低温介质的直管约束型膨胀节，设有波纹管组件，波纹管组件的两端分别连接一个端管，在波纹管组件的外侧设有约束装置，所述的约束装置包括环板、拉杆以及限位块，两块环板分别固定套设两端的端管上，拉杆的两端分别穿过两端的环板，在拉杆上固定设置四个以波纹管组件的中线对称的限位块，在两块环板的外侧各设有一个限位块，在两块环板之间设有两个限位块，两端的两个限位块均与同端的环板之间设有补偿间距，随着温度的变化，波纹管组件产生拉伸或收缩，补偿低温管道的冷缩与回位，使两端的环板分别在各端的两个限位块之间的拉杆上移动，尤其是在输送低温介质管道内压力升高时，波纹管伸长补偿管道冷缩的同时，波纹管产生的压力推力由拉杆与环板等膨胀节承受，故称为直管约束型膨胀节。
限位块由螺母和垫圈组件组成。
垫圈组件为球面垫圈和锥面垫圈配合组成。
波纹管组件由单个的波纹管或至少两组由中间管连接的波纹管组成。
本发明有益效果是：
1、根据低温直管道输送介质时压力循环变化和管道冷缩，波纹管伸长补偿的特点设计新型约束型膨胀节结构，在温度最低、压力达到最高时，波纹管伸长补偿低温管道的冷缩位移到位后，拉杆拉住膨胀节的两端端板，约束膨胀节波纹管的压力推力。
2、采用球面垫圈和锥面垫圈制成的垫圈组件可以补偿两端发生的少量横向偏移。
附图说明
图1为长直管段膨胀节补偿方式汇总表图；
图2为利用本发明的低温长直管道柔性系统示意图；
图3为本发明的结构示意图；
图4为本发明的侧视结构示意图；
图5为本发明的另一种结构示意图；
图中：01、中间固定管架，02、低温管道，03、导向支架，04、输送低温介质的直管约束型膨胀节，1、端管，2、加强筋，3、环板，4、波纹管，5、拉杆，6、螺母，7、锥面垫圈，8、球面垫圈，9、中间管。
具体实施方式
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。
一种用于输送低温介质的直管约束型膨胀节，设有波纹管组件4，波纹管组件由单个的波纹管或至少两个由中间管9连接的波纹管组成。波纹管组件4的两端分别连接一个端管1，在波纹管组件4的外侧设有约束装置，用于实现波纹管组件4的位伸限位和收缩限位，所述的约束装置包括环板3、拉杆5以及限位块，两块环板3分别固定套设两端的端管1上，拉杆5的两端分别穿过两块环板3，在拉杆5上固定设置四个以波纹管组件的中线对称的限位块，在每块环板3的外侧各设有一个限位块，在两块环板3之间设有两个限位块，两端的两个限位块均与同端的环板3之间设有补偿间距，内侧的限位块与环板之间的间距为收缩补偿间距，外侧的限位块与环板之间的间距为伸长补偿间距，如图1所示，左侧的环板的两侧各设有一个限位块，右侧的环板的两侧各设有一个限位块，随着波纹管组件的拉伸或收缩，使两端的环板分别在各端的两个限位块之间的拉杆5上移动。
限位块由螺母和垫圈组件组成，垫圈对应环板设置，可提供缓冲作用。
垫圈组件为球面垫圈和锥面垫圈配合组成。
如图1所示，输送低温介质的直管约束型膨胀节04安装在低温长直管道系统中，当输送低温介质时，低温管道02因温度下降而缩短，输送低温介质的直管约束型膨胀节04伸长来补偿低温管道02的缩短，降低管道应力，使管道保持柔性，同时输送低温介质的直管约束型膨胀节04的上的拉杆能够约束波纹管自身因管道内压力升高产生的盲板力，这样管道系统两端只需要设置中间固定管架1即可，为了便于输送低温介质的直管约束型膨胀节04能够有效吸收位移，需要在输送低温介质的直管约束型膨胀节04前端的一定距离设置导向支架。
如图2所示，膨胀节的拉杆5在其环板3的两侧均根据其补偿能力设置了螺母6、球面垫圈8、锥面垫圈7。本发明膨胀节安装地位于低温直管道中，当管道开始输送低温介质时，随着温度降低、压力升高，管道开始冷缩变短，膨胀节需要产生拉伸位移，这时单个波纹管开始伸长，波纹管的伸长位移量等于膨胀节上两端拉杆5上的外侧的锥面垫圈7和球面垫圈8距离同侧环板2的距离之和。在管道温度达到最低、压力达到最高时，波纹管4伸长补偿低温管道的冷缩到位后，拉杆5两端外侧的螺母6、锥面垫圈7和球面垫圈8与两端环板3接触，限制住压力作用下膨胀节波纹管的进一步拉伸。
拉杆5上与螺母6并排布置的球面垫圈6、锥面垫圈7用于补偿膨胀节两端发生的少量横向偏移。螺母6与拉杆5点焊固定，防止使用时间过长时轻动变位。
当低温管道输送低温介质完毕，直管道温度升高、管内压力降低至负压时，管道冷缩停止，膨胀节上的环板3内侧设置的球面垫圈8、锥面垫圈7与螺母6接触上，限制膨胀节波纹管进一步缩短。
对于轴向、横向位移较大的直管段，膨胀节可以采用图3所示的结构，两组波纹管之间加上了中间管9，增加了膨胀节的轴向、横向补偿能力，可根据需要增减波纹管的数量和长度。
Claims (4)
1.一种用于输送低温介质的直管约束型膨胀节，设有波纹管组件（4），波纹管组件（4）的两端分别连接一个端管（1），其特征在于：在波纹管组件（4）的外侧设有约束装置，所述的约束装置包括环板（3）、拉杆（5）以及限位块，两块环板（3）分别固定套设两端的端管（1）上，拉杆（5）的两端分别穿过两端的环板（3），在拉杆（5）上固定设置四个以波纹管组件的中线对称的限位块，在两块环板（3）的外侧各设有一个限位块，在两块环板（3）之间设有两个限位块，两端的两个限位块均与同端的环板（3）之间设有补偿间距，随着波纹管组件的拉伸或收缩，使两端的环板分别在各端的两个限位块之间的拉杆（5）上移动。
2.如权利要求1所述的一种用于输送低温介质的直管约束型膨胀节，其特征在于：限位块由螺母（6）和垫圈组件组成。
3.如权利要求2所述的一种用于输送低温介质的直管约束型膨胀节，其特征在于：垫圈组件为球面垫圈（8）和锥面垫圈（7）配合组成。
4.如权利要求1所述的一种用于输送低温介质的直管约束型膨胀节，其特征在于：波纹管组件由单个的波纹管或至少两个由中间管（9）连接的波纹管组成。
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