CN110410607A - 一种环保波纹膨胀节 - Google Patents

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Abstract

本发明属于管道连接技术领域，具体的说是一种环保波纹膨胀节，包括外波纹管；外波纹管中套有中筒，中筒外径小于外波纹管内径；外波纹管一端固连有一号法兰，另一端与中筒一端固连；中筒中套有内波纹管，内波纹管外径小于中筒内径；中筒另一端与内波纹管固连，内波纹管另一端固连有三号法兰；三号法兰远离内波纹管的一侧通过螺栓固连有二号法兰；一号法兰远离外波纹管的一侧通过螺栓固连有二号法兰；二号法兰上焊接有管道；本发明通过外波纹管、中筒和内波纹管截面成“之”字形布置，可以在有限的膨胀节安装空间内实现较大的变形量，保证波纹管有足够的补偿余量，减少膨胀节中的波纹管因过载而失效。

Description

一种环保波纹膨胀节
技术领域
本发明属于管道连接技术领域，具体的说是一种环保波纹膨胀节。
背景技术
膨胀节习惯上也叫补偿器，或伸缩节。由构成其工作主体的波纹管(一种弹性元件)和端管、支架、法兰、导管等附件组成。膨胀节是为了补偿因温度差与机械振动引起的附加应力，而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。也可用于降噪减振、供热上，为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。
但是，工程中一些管网在配置波纹膨胀节的节点处受位置或空间限制，使得安置波纹膨胀节的长度受限，为此作出的变形设计首选目标是减少波纹管长度。此种结构的波纹膨胀节因内置波纹管的长度达不到标准长度，造成补偿余量减少，实际运行时易出现波纹管过载问题，严重者可导致波纹管失效。另一方面因波纹膨胀节中的波纹管长度缩短，弱化了弹性补偿能力，直接削弱了波纹膨胀节与连接管道结合处的夹紧力，易造成结合处的密封性能下降。对于石化、医药等易燃、易爆行业来说，管网泄漏点是安全隐患，不允许有超量泄漏点存在。否则，泄漏可能是酿成大祸的触点。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决工程中一些管网在配置波纹膨胀节的节点处受位置或空间限制，使得安置波纹膨胀节的长度受限，为此作出的变形设计首选目标是减少波纹管长度，此种结构的波纹膨胀节因内置波纹管的长度达不到标准长度，造成补偿余量减少，实际运行时易出现波纹管过载，另一方面因波纹膨胀节中的波纹管长度缩短，弱化了弹性补偿能力，直接削弱了波纹膨胀节与连接管道结合处的夹紧力，易造成结合处的密封性能下降的问题，本发明提出的一种环保波纹膨胀节。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种环保波纹膨胀节，包括外波纹管；所述外波纹管中套有中筒，中筒外径小于外波纹管内径；所述外波纹管一端固连有一号法兰，另一端与中筒一端固连；所述中筒中套有内波纹管，内波纹管外径小于中筒内径；中筒另一端与内波纹管固连，内波纹管另一端固连有三号法兰；所述三号法兰远离内波纹管的一侧通过螺栓固连有二号法兰；所述一号法兰远离外波纹管的一侧通过螺栓固连有二号法兰；所述二号法兰上焊接有管道；使用时，先将二号法兰焊接到对应接口的管道上，然后通过螺栓将一号法兰和三号法兰分别与二号法兰固连，通过外波纹管、中筒和内波纹管截面成“之”字形布置，可以在有限的膨胀节安装空间内实现较大的变形量，保证波纹管有足够的补偿余量，减少膨胀节中的波纹管因过载而失效，进而引起泄漏和脱落等严重安全事故。
优选的，所述中筒靠近三号法兰的一端设有缸筒，缸筒内滑动连接有活塞，活塞远离缸筒底部的一侧固连有活塞杆；所述活塞上开设有限流孔；所述缸筒内装有液压油；所述活塞杆位于缸筒外部的一端贯穿三号法兰，三号法兰远离外波纹管一侧的活塞杆上套有弹簧，弹簧远离三号法兰一侧的活塞杆上螺纹连接有螺母；当膨胀节位于管道源头或者末端，由于机械振动或者压力冲击会造成膨胀节连续振动，使得外波纹管与内波纹管连续变形，影响使用寿命，此时通过活塞杆在缸筒内往复滑动，缸筒内的液压油不断流过限流孔吸收振动的能量，进而减少外波纹管和内波纹管的振动变形，进而增加膨胀节的使用寿命，节省更换成本，通过调节螺母松紧配合弹簧可以调节活塞吸收振动的幅度。
优选的，所述活塞杆位于缸筒内的一端套有环形的气囊；所述一号法兰靠近管道的部位开设有膨胀腔，膨胀腔中装有乙醇，膨胀腔通过气管与气囊连通；管道中流经的热气对膨胀腔进行加热，膨胀腔中的乙醇受热后气化，气态的乙醇蒸汽经气管通入气囊中，使得气囊膨胀，膨胀的气囊紧贴缸筒内壁，增大了活塞与缸筒内壁的摩擦力，进一步增加活塞杆运动时受到的阻尼，进一步减少外波纹管与内波纹管的振动变形，同时气囊还能防止活塞滑动幅度过大时碰撞缸筒的端盖。
优选的，所述膨胀腔一侧的一号法兰内开设有密封槽，密封槽通过连通孔与膨胀腔连通；所述密封槽中设有截面为牛角形的密封环，密封环用于增加一号法兰与管道的密封性；所述密封环外周缠绕有钢绳，钢绳另一端与中筒靠近一号法兰的一端固连；当管道外部环境温度下降，管道预冷收缩，通过外波纹管与内波纹管变形后伸长，补偿管道收缩时产生的变形量，此时内波纹管带动中筒移动使得中筒与一号法兰之间的距离增大，进而使得中筒拉动钢绳，缠绕在密封环外周的钢绳拉紧后进一步增加了管道与一号法兰的密封性，防止管道内气体泄漏。
优选的，所述一号法兰靠近外波纹管的一侧固连有支架，支架位于外波纹管内壁一侧，支架上设有有杠杆，杠杆中部与支架铰接；所述杠杆一端与支架对应位置的钢绳中部固连；所述一号法兰上与杠杆另一端对应位置的滑孔中滑动连接有滑杆，滑孔中装有固化胶水，滑孔底部通过注胶孔与密封槽连通；钢绳张紧时带动杠杆转动，杠杆远离钢绳的一端挤压滑杆，滑杆滑动时将滑孔中的固化胶水从注胶孔中挤入密封槽，最后在密封槽中固化，提高了密封环的支撑力，进一步保证管道与一号法兰之间的密封性。
优选的，所述滑孔靠近底部的部分设有薄膜密封的易挥发的清洗剂，清洗剂先从注胶管挤入密封槽中对密封环进行清洗；当滑杆在滑孔中滑动时，滑孔中靠近底部的清洗剂挤破薄膜后从注胶孔流入密封槽中，对密封槽和密封环进行清洗，然后挥发后的清洗剂连通灰尘在固化胶水的推动下流入膨胀腔，固化胶水很好的填充密封槽，进一步保证凝固后的固化胶水提供最大的支撑和密封效果。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种环保波纹膨胀节，通过外波纹管、中筒和内波纹管截面成“之”字形布置，可以在有限的膨胀节安装空间内实现较大的变形量，保证波纹管有足够的补偿余量，减少膨胀节中的波纹管因过载而失效，进而引起泄漏和脱落等严重安全事故。
2.本发明所述的一种环保波纹膨胀节，通过通过活塞杆在缸筒内往复滑动，缸筒内的液压油不断流过限流孔吸收振动的能量，进而减少外波纹管和内波纹管的振动变形，进而增加膨胀节的使用寿命，节省更换成本，通过调节螺母松紧配合弹簧可以调节活塞吸收振动的幅度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的剖视图；
图2是图1中A处局部放大图；
图3是图1中B处局部放大图；
图中：外波纹管1、中筒2、一号法兰3、内波纹管4、三号法兰5、二号法兰6、管道7、缸筒8、活塞9、活塞杆10、限流孔11、弹簧12、螺母13、气囊14、膨胀腔15、密封槽16、密封环17、钢绳18、杠杆19、滑孔20、滑杆21、固化胶水22、清洗剂23。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，本发明所述的一种环保波纹膨胀节，包括外波纹管1；所述外波纹管1中套有中筒2，中筒2外径小于外波纹管1内径；所述外波纹管1一端固连有一号法兰3，另一端与中筒2一端固连；所述中筒2中套有内波纹管4，内波纹管4外径小于中筒2内径；中筒2另一端与内波纹管4固连，内波纹管4另一端固连有三号法兰5；所述三号法兰5远离内波纹管4的一侧通过螺栓固连有二号法兰6；所述一号法兰3远离外波纹管1的一侧通过螺栓固连有二号法兰6；所述二号法兰6上焊接有管道7；使用时，先将二号法兰6焊接到对应接口的管道7上，然后通过螺栓将一号法兰3和三号法兰5分别与二号法兰6固连，通过外波纹管1、中筒2和内波纹管4截面成“之”字形布置，可以在有限的膨胀节安装空间内实现较大的变形量，保证波纹管有足够的补偿余量，减少膨胀节中的波纹管因过载而失效，进而引起泄漏和脱落等严重安全事故。
作为本发明的一种实施方式，所述中筒2靠近三号法兰5的一端设有缸筒8，缸筒8内滑动连接有活塞9，活塞9远离缸筒8底部的一侧固连有活塞杆10；所述活塞9上开设有限流孔11；所述缸筒8内装有液压油；所述活塞杆10位于缸筒8外部的一端贯穿三号法兰5，三号法兰5远离外波纹管1一侧的活塞杆10上套有弹簧12，弹簧12远离三号法兰5一侧的活塞杆10上螺纹连接有螺母13；当膨胀节位于管道7源头或者末端，由于机械振动或者压力冲击会造成膨胀节连续振动，使得外波纹管1与内波纹管4连续变形，影响使用寿命，此时通过活塞杆10在缸筒8内往复滑动，缸筒8内的液压油不断流过限流孔11吸收振动的能量，进而减少外波纹管1和内波纹管4的振动变形，进而增加膨胀节的使用寿命，节省更换成本，通过调节螺母13松紧配合弹簧12可以调节活塞9吸收振动的幅度。
作为本发明的一种实施方式，所述活塞杆10位于缸筒8内的一端套有环形的气囊14；所述一号法兰3靠近管道7的部位开设有膨胀腔15，膨胀腔15中装有乙醇，膨胀腔15通过气管与气囊14连通；管道7中流经的热气对膨胀腔15进行加热，膨胀腔15中的乙醇受热后气化，气态的乙醇蒸汽经气管通入气囊14中，使得气囊14膨胀，膨胀的气囊14紧贴缸筒8内壁，增大了活塞9与缸筒8内壁的摩擦力，进一步增加活塞杆10运动时受到的阻尼，进一步减少外波纹管1与内波纹管4的振动变形，同时气囊14还能防止活塞9滑动幅度过大时碰撞缸筒8的端盖。
作为本发明的一种实施方式，所述膨胀腔15一侧的一号法兰3内开设有密封槽16，密封槽16通过连通孔与膨胀腔15连通；所述密封槽16中设有截面为牛角形的密封环17，密封环17用于增加一号法兰3与管道7的密封性；所述密封环17外周缠绕有钢绳18，钢绳18另一端与中筒2靠近一号法兰3的一端固连；当管道7外部环境温度下降，管道7预冷收缩，通过外波纹管1与内波纹管4变形后伸长，补偿管道7收缩时产生的变形量，此时内波纹管4带动中筒2移动使得中筒2与一号法兰3之间的距离增大，进而使得中筒2拉动钢绳18，缠绕在密封环17外周的钢绳18拉紧后进一步增加了管道7与一号法兰3的密封性，防止管道7内气体泄漏。
作为本发明的一种实施方式，所述一号法兰3靠近外波纹管1的一侧固连有支架，支架位于外波纹管1内壁一侧，支架上设有有杠杆19，杠杆19中部与支架铰接；所述杠杆19一端与支架对应位置的钢绳18中部固连；所述一号法兰3上与杠杆19另一端对应位置的滑孔20中滑动连接有滑杆21，滑孔20中装有固化胶水22，滑孔20底部通过注胶孔与密封槽16连通；钢绳18张紧时带动杠杆19转动，杠杆19远离钢绳18的一端挤压滑杆21，滑杆21滑动时将滑孔20中的固化胶水22从注胶孔中挤入密封槽16，最后在密封槽16中固化，提高了密封环17的支撑力，进一步保证管道7与一号法兰3之间的密封性。
作为本发明的一种实施方式，所述滑孔20靠近底部的部分设有薄膜密封的易挥发的清洗剂23，清洗剂23先从注胶管挤入密封槽16中对密封环17进行清洗；当滑杆21在滑孔20中滑动时，滑孔20中靠近底部的清洗剂23挤破薄膜后从注胶孔流入密封槽16中，对密封槽16和密封环17进行清洗，然后挥发后的清洗剂23连通灰尘在固化胶水22的推动下流入膨胀腔15，固化胶水22很好的填充密封槽16，进一步保证凝固后的固化胶水22提供最大的支撑和密封效果。
工作时，先将二号法兰6焊接到对应接口的管道7上，然后通过螺栓将一号法兰3和三号法兰5分别与二号法兰6固连，通过外波纹管1、中筒2和内波纹管4截面成“之”字形布置，可以在有限的膨胀节安装空间内实现较大的变形量，保证波纹管有足够的补偿余量，减少膨胀节中的波纹管因过载而失效，进而引起泄漏和脱落等严重安全事故；当膨胀节位于管道7源头或者末端，由于机械振动或者压力冲击会造成膨胀节连续振动，使得外波纹管1与内波纹管4连续变形，影响使用寿命，此时通过活塞杆10在缸筒8内往复滑动，缸筒8内的液压油不断流过限流孔11吸收振动的能量，进而减少外波纹管1和内波纹管4的振动变形，进而增加膨胀节的使用寿命，节省更换成本，通过调节螺母13松紧配合弹簧12可以调节活塞9吸收振动的幅度；管道7中流经的热气对膨胀腔15进行加热，膨胀腔15中的乙醇受热后气化，气态的乙醇蒸汽经气管通入气囊14中，使得气囊14膨胀，膨胀的气囊14紧贴缸筒8内壁，增大了活塞9与缸筒8内壁的摩擦力，进一步增加活塞杆10运动时受到的阻尼，进一步减少外波纹管1与内波纹管4的振动变形，同时气囊14还能防止活塞9滑动幅度过大时碰撞缸筒8的端盖；当管道7外部环境温度下降，管道7预冷收缩，通过外波纹管1与内波纹管4变形后伸长，补偿管道7收缩时产生的变形量，此时内波纹管4带动中筒2移动使得中筒2与一号法兰3之间的距离增大，进而使得中筒2拉动钢绳18，缠绕在密封环17外周的钢绳18拉紧后进一步增加了管道7与一号法兰3的密封性，防止管道7内气体泄漏；钢绳18张紧时带动杠杆19转动，杠杆19远离钢绳18的一端挤压滑杆21，滑杆21滑动时将滑孔20中的固化胶水22从注胶孔中挤入密封槽16，最后在密封槽16中固化，提高了密封环17的支撑力，进一步保证管道7与一号法兰3之间的密封性；当滑杆21在滑孔20中滑动时，滑孔20中靠近底部的清洗剂23挤破薄膜后从注胶孔流入密封槽16中，对密封槽16和密封环17进行清洗，然后挥发后的清洗剂23连通灰尘在固化胶水22的推动下流入膨胀腔15，固化胶水22很好的填充密封槽16，进一步保证凝固后的固化胶水22提供最大的支撑和密封效果。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种环保波纹膨胀节，其特征在于：包括外波纹管(1)；所述外波纹管(1)中套有中筒(2)，中筒(2)外径小于外波纹管(1)内径；所述外波纹管(1)一端固连有一号法兰(3)，另一端与中筒(2)一端固连；所述中筒(2)中套有内波纹管(4)，内波纹管(4)外径小于中筒(2)内径；中筒(2)另一端与内波纹管(4)固连，内波纹管(4)另一端固连有三号法兰(5)；所述三号法兰(5)远离内波纹管(4)的一侧通过螺栓固连有二号法兰(6)；所述一号法兰(3)远离外波纹管(1)的一侧通过螺栓固连有二号法兰(6)；所述二号法兰(6)上焊接有管道(7)。
2.根据权利要求1所述的一种环保波纹膨胀节，其特征在于：所述中筒(2)靠近三号法兰(5)的一端设有缸筒(8)，缸筒(8)内滑动连接有活塞(9)，活塞(9)远离缸筒(8)底部的一侧固连有活塞杆(10)；所述活塞(9)上开设有限流孔(11)；所述缸筒(8)内装有液压油；所述活塞杆(10)位于缸筒(8)外部的一端贯穿三号法兰(5)，三号法兰(5)远离外波纹管(1)一侧的活塞杆(10)上套有弹簧(12)，弹簧(12)远离三号法兰(5)一侧的活塞杆(10)上螺纹连接有螺母(13)。
3.根据权利要求2所述的一种环保波纹膨胀节，其特征在于：所述活塞杆(10)位于缸筒(8)内的一端套有环形的气囊(14)；所述一号法兰(3)靠近管道(7)的部位开设有膨胀腔(15)，膨胀腔(15)中装有乙醇，膨胀腔(15)通过气管与气囊(14)连通。
4.根据权利要求3所述的一种环保波纹膨胀节，其特征在于：所述膨胀腔(15)一侧的一号法兰(3)内开设有密封槽(16)，密封槽(16)通过连通孔与膨胀腔(15)连通；所述密封槽(16)中设有截面为牛角形的密封环(17)，密封环(17)用于增加一号法兰(3)与管道(7)的密封性；所述密封环(17)外周缠绕有钢绳(18)，钢绳(18)另一端与中筒(2)靠近一号法兰(3)的一端固连。
5.根据权利要求1所述的一种环保波纹膨胀节，其特征在于：所述一号法兰(3)靠近外波纹管(1)的一侧固连有支架，支架位于外波纹管(1)内壁一侧，支架上设有有杠杆(19)，杠杆(19)中部与支架铰接；所述杠杆(19)一端与支架对应位置的钢绳(18)中部固连；所述一号法兰(3)上与杠杆(19)另一端对应位置的滑孔(20)中滑动连接有滑杆(21)，滑孔(20)中装有固化胶水(22)，滑孔(20)底部通过注胶孔与密封槽(16)连通。
6.根据权利要求5所述的一种环保波纹膨胀节，其特征在于：所述滑孔(20)靠近底部的部分设有薄膜密封的易挥发的清洗剂(23)，清洗剂(23)先从注胶管挤入密封槽(16)中对密封环(17)进行清洗。
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