CN110513561A - 一种压力补偿器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于补偿器技术领域，具体的说是一种压力补偿器，包括壳体、波纹管、第一连接管和第二连接管；所述第一连接管和第二连接管相对一侧侧面分别开设有第一环形槽和第二环形槽，且第一环形槽和第二环形槽位置相互对应设置；所述第一环形槽和第二环形槽内共同固连有同一个波纹管；所述第一连接管和第二连接管外表面共同套接有同一个壳体；本发明不但满足了现有技术中管道轴向变形的补偿要求，同时也实现了管道发生局部变形的补偿要求，以及解决了管道发生横向和角向位移时，补偿效果较弱等问题，结构简单，实用性较高。
Description
技术领域
本发明属于补偿器技术领域，具体的说是一种压力补偿器。
背景技术
补偿器习惯上也叫膨胀节，或伸缩节。由构成其工作主体的波纹管、端管、支架、法兰和导管等部件组成。属于一种补偿元件。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。在现代工业中用途广泛。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。目前压力补偿器常应用于大型场馆的冷热管道系统、钢铁厂、火力发电厂、等排烟脱硫，除尘设备，空气加热，助流鼓风等设备的出入口处。
在管系补偿设计中，最为经济的是自然补偿，自然补偿是利用管道的自然弯曲形状所具有的柔性来补偿热位移，显然自然补偿的能力是有限的，当自然补偿不能满足要求时，通常应考虑设置金属波纹补偿器等补偿装置。
现有技术中的压力补偿器整体性较强，当管道局部受热发生变形时，无法满足局部变形的补偿要求，同时现常用补偿器仅通过波纹管形变来起到对管道变形的补偿需求，即当管道发生轴向变形时可有效起到补偿作用，但是对于管道发生横向和角向位移时，作用效果较差，使得当管道发生横向和角向位移时管道弯曲应力和扭转应力蓄积，进而对管道正常输运产生潜在影响。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中压力补偿器难以满足管道发生局部变形的补偿要求，以及当管道发生横向和角向位移时，补偿效果较弱等问题，本发明提出一种压力补偿器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种压力补偿器，包括壳体、波纹管、第一连接管和第二连接管；所述第一连接管和第二连接管相对一侧侧面分别开设有第一环形槽和第二环形槽，且第一环形槽和第二环形槽位置相互对应设置；所述第一环形槽和第二环形槽内共同固连有同一个波纹管；所述波纹管共包含有六个子管和六个波纹橡胶垫，所述波纹橡胶垫和子管交替布置，且彼此固连；所述第一连接管和第二连接管外表面共同套接有同一个壳体；所述壳体于第一连接管和第二连接管处均开设有第一安装槽；所述第一安装槽内均安装有第一O型圈；所述壳体外部均通过螺栓固连于地面；工作时，分别将第一连接管和第二连接管与对应的管道固连，当管道受到均匀的温度变化时，会产生轴向尺寸变化：当温度升高时，管道受热膨胀长度增长，此时管道会对第一连接管和第二连接管相对产生挤压，进而第一连接管和第二连接管相对作用力会对波纹管产生压缩力，波纹管受到压缩作用力后产生压缩形变，此时第一连接管和第二连接管产生相对运动，压力补偿器总长减少，以达到对管道膨胀的补偿，及时释放膨胀后管道的内应力；当温度降低时，管道遇冷收缩长度减小，此时管道会对第一连接管和第二连接管相背产生拉伸，进而第一连接管和第二连接管相背作用力会对波纹管产生拉伸力，波纹管受到拉伸作用力后产生拉伸形变，此时第一连接管和第二连接管产生相背运动，压力补偿器总长增加，以达到对管道收缩的补偿，及时释放收缩后管道的内应力，当管道受到非均匀的温度变化时，管道产生局部变形、横向和角向位移，此时子管间可以通过位置的相对变化调整，来对管道局部变形、横向和角位移进行相应的补偿，波纹橡胶垫通过弹性变形对位置变化后的子管间进行有效的连接，并且第一连接管和第二连接管可以在壳体内进行滑动，通过设置子管组成的波纹管，子管间的位置变化增加波纹管的形变自由方式，有效的解决了现有技术中，压力补偿器难以满足管道发生局部变形的补偿要求，以及当管道发生横向和角向位移时，补偿效果较弱等问题，同时外部设置壳体，一方面可以有效对压力补偿器进行有效固定；另一方面可以防止外部环境对内部波纹管产生影响，如高温、低温、雨雪等，极大增加波纹管的使用寿命，其次可以产生二次密封，有效防止因波纹管损坏使得内部流体产生泄漏风险。
优选的，所述第一连接管和第二连接管内壁共同套接有同一个导流管；所述导流管于第一连接管和第二连接管位置处均开设有第二安装槽；所述第二安装槽内均安装有第二O型圈；工作时，由于管道内的流体长期通过波纹管导通，使得波纹管长期受到向外的膨胀压力，会对波纹管的补偿功能产生影响，同时由于波纹管内表面为波纹状会对流体流动产生影响，因此通过在波纹管内部设置导流管，可以有效连通压力补偿器两端的管道，进而实现管道内流体的正常导通，同时导流管通过表面设置的O型圈滑动连接于对应的第一连接管和第二连接管内壁，实现了流体的进一步多重密封，有效防止流体通过压力补偿器向外泄露。
优选的，所述第一连接管内壁上固连有第一橡胶环，且第一橡胶环位于导流管上端面上方；所述第二连接管内壁上固连有第二橡胶环，且第二橡胶环位于导流管下端面下方；所述第一环形槽左右两侧侧面均固连有第一膨胀环；所述第一膨胀环上下端面均固连于第一环形槽侧面；所述第一膨胀环与第一环形槽侧面之间间隙空间形成第一空腔；所述第二环形槽左右两侧侧面均固连有第二膨胀环；所述第二膨胀环上下端面均固连于第二环形槽侧面；所述第二膨胀环与第二环形槽侧面之间间隙空间形成第二空腔；所述第一橡胶环和第二橡胶环内均开设有第一内腔和第二内腔；所述第一内腔和第二内腔分别通过导槽与对应的第一空腔和第二空腔连通；工作时，当流体通过压力补偿器时，会对第一橡胶环和第二橡胶环均产生压力，并向着流体流动方向顶开，进而使得第一内腔和第二内腔体积均压缩变小，第一内腔和第二内腔内的气体均通过导槽进入到对应的第一空腔和第二空腔内，使得第一空腔和第二空腔气体增多压力增大，然后第一膨胀环和第二膨胀环的体积膨胀对波纹管形成挤压固定，同时也可以进行有效的密封，通过设置第一膨胀环和第二膨胀环，有效的利用了流体压力来进行波纹管的进一步固定和密封，使得压力补偿器使用更加可靠，寿命提高，同时压力补偿器两接口内分别设置第一橡胶环和第二橡胶环，使得压力补偿器可以正反使用，无需考虑安装方向问题，便利了施工人员的安装，同时也可以防止方向安装错误对于压力补偿器正常使用的影响。
优选的，所述波纹管于第一环形槽和第二环形槽位置处均为波纹结构设计；所述第一环形槽和第二环形槽内均涂有UV胶；工作时，当第一膨胀环和第二膨胀环膨胀过程中会形成弧形膨胀结构，该弧形膨胀结构和波纹管对应的波纹结构均相互匹配，增加了第一膨胀环和第二膨胀环与波纹管的接触面积，提高密封效果，同时固定效果更加牢靠，通过在第一环形槽和第二环形槽内涂有UV胶，可以进一步提高密封性。
优选的，所述第一橡胶环和第二橡胶环相对一侧侧面上设有均匀布置的凸起；工作时，当流体通过压力补偿器时，流体进口侧的第一橡胶环或第二橡胶环会贴合在导流管内壁上，第一橡胶环和第二橡胶环上设置的凸起可以提高对相应的第一内腔和第二内腔挤压的效果，同时也可以进行一定的密封，减小流体对导流管的冲击。
优选的，所述导流管为外弓形设计；工作时，当流体通过导流管时，导流管外弓形设计使得流体在经过管口时，流动速度较快；在流体经过导流管中间位置时，流动速度较慢，流体在导流管口部位置时压力较大，在导流管中间位置时压力较小，因此流体可以在导流管口部位置增强对第一橡胶环和第二橡胶环的压力，进而增加了密封的效果；同时导流管外弓形设计可以减少流体对导流管向外的压力，有效的减少管路对流体产生的阻力，使得流体通过压力补偿器更加通畅。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种压力补偿器，通过设置壳体、波纹管、第一连接管和第二连接管，通过第一连接管和第二连接管均与管道进行连通，波纹管由六个子管和六个波纹橡胶垫组成，且波纹橡胶垫和子管交替布置彼此固连，子管间的位置变化增加波纹管的形变自由方式，有效的解决了现有技术中，压力补偿器难以满足管道发生局部变形的补偿要求，以及当管道发生横向和角向位移时，补偿效果较弱等问题，且第一连接管和第二连接管外表面共同套接有同一个壳体，一方面有效对压力补偿器进行有效固定；另一方面可以防止外部环境对内部波纹管产生影响，如高温、低温、雨雪等，极大增加波纹管的使用寿命，其次可以产生二次密封，有效防止因波纹管损坏导致内部流体产生泄漏风险。
2.本发明所述的一种压力补偿器，通过设置导流管、第一橡胶环、第二橡胶环、第一膨胀环和第二膨胀环，通过设置导流管减少了流体对波纹管的直接压力冲击，同时导流管的流畅导流面可以使得流体通过压力补偿器更加顺畅，减小流动阻力，同时通过设置第一橡胶环和第二橡胶环使得流体产生的作用力可以有效的转化为内应力，并使得第一膨胀环和第二膨胀环对波纹管的固定和密封更加有效。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的剖视图；
图3是本发明的波纹管立体图；
图4是图2中A处局部放大图；
图中：壳体1、第一O型圈11、波纹管2、子管21、波纹橡胶垫22、第一连接管3、凸起31、导流管32、第二O型圈33、第一橡胶环34、第一膨胀环35、第一空腔36、第一内腔37、第二连接管4、第二膨胀环41、第二橡胶环42。
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4所示，本发明所述的一种压力补偿器，包括壳体1、波纹管2、第一连接管3和第二连接管4；所述第一连接管3和第二连接管4相对一侧侧面分别开设有第一环形槽和第二环形槽，且第一环形槽和第二环形槽位置相互对应设置；所述第一环形槽和第二环形槽内共同固连有同一个波纹管2；所述波纹管2共包含有六个子管21和六个波纹橡胶垫22，所述波纹橡胶垫22和子管21交替布置，且彼此固连；所述第一连接管3和第二连接管4外表面共同套接有同一个壳体1；所述壳体1于第一连接管3和第二连接管4处均开设有第一安装槽；所述第一安装槽内均安装有第一O型圈11；所述壳体1外部均通过螺栓固连于地面；工作时，分别将第一连接管3和第二连接管4与对应的管道固连，当管道受到均匀的温度变化时，会产生轴向尺寸变化：当温度升高时，管道受热膨胀长度增长，此时管道会对第一连接管3和第二连接管4相对产生挤压，进而第一连接管3和第二连接管4相对作用力会对波纹管2产生压缩力，波纹管2受到压缩作用力后产生压缩形变，此时第一连接管3和第二连接管4产生相对运动，压力补偿器总长减少，以达到对管道膨胀的补偿，及时释放膨胀后管道的内应力；当温度降低时，管道遇冷收缩长度减小，此时管道会对第一连接管3和第二连接管4相背产生拉伸，进而第一连接管3和第二连接管4相背作用力会对波纹管2产生拉伸力，波纹管2受到拉伸作用力后产生拉伸形变，此时第一连接管3和第二连接管4产生相背运动，压力补偿器总长增加，以达到对管道收缩的补偿，及时释放收缩后管道的内应力，当管道受到非均匀的温度变化时，管道产生局部变形、横向和角向位移，此时子管21间可以通过位置的相对变化调整，来对管道局部变形、横向和角位移进行相应的补偿，波纹橡胶垫22通过弹性变形对位置变化后的子管21间进行有效的连接，并且第一连接管3和第二连接管4可以在壳体1内进行滑动，通过设置子管21组成的波纹管2，子管21间的位置变化增加波纹管2的形变自由方式，有效的解决了现有技术中，压力补偿器难以满足管道发生局部变形的补偿要求，以及当管道发生横向和角向位移时，补偿效果较弱等问题，同时外部设置壳体1，一方面可以有效对压力补偿器进行有效固定；另一方面可以防止外部环境对内部波纹管2产生影响，如高温、低温、雨雪等，极大增加波纹管2的使用寿命，其次可以产生二次密封，有效防止因波纹管2损坏使得内部流体产生泄漏风险。
作为本发明的一种实施方式，所述第一连接管3和第二连接管4内壁共同套接有同一个导流管32；所述导流管32于第一连接管3和第二连接管4位置处均开设有第二安装槽；所述第二安装槽内均安装有第二O型圈33；工作时，由于管道内的流体长期通过波纹管2导通，使得波纹管2长期受到向外的膨胀压力，会对波纹管2的补偿功能产生影响，同时由于波纹管2内表面为波纹状会对流体流动产生影响，因此通过在波纹管2内部设置导流管32，可以有效连通压力补偿器两端的管道，进而实现管道内流体的正常导通，同时导流管32通过表面设置的O型圈滑动连接于对应的第一连接管3和第二连接管4内壁，实现了流体的进一步多重密封，有效防止流体通过压力补偿器向外泄露。
作为本发明的一种实施方式，所述第一连接管3内壁上固连有第一橡胶环34，且第一橡胶环34位于导流管32上端面上方；所述第二连接管4内壁上固连有第二橡胶环42，且第二橡胶环42位于导流管32下端面下方；所述第一环形槽左右两侧侧面均固连有第一膨胀环35；所述第一膨胀环35上下端面均固连于第一环形槽侧面；所述第一膨胀环35与第一环形槽侧面之间间隙空间形成第一空腔36；所述第二环形槽左右两侧侧面均固连有第二膨胀环41；所述第二膨胀环41上下端面均固连于第二环形槽侧面；所述第二膨胀环41与第二环形槽侧面之间间隙空间形成第二空腔；所述第一橡胶环34和第二橡胶环42内均开设有第一内腔37和第二内腔；所述第一内腔37和第二内腔分别通过导槽与对应的第一空腔36和第二空腔连通；工作时，当流体通过压力补偿器时，会对第一橡胶环34和第二橡胶环42均产生压力，并向着流体流动方向顶开，进而使得第一内腔37和第二内腔体积均压缩变小，第一内腔37和第二内腔内的气体均通过导槽进入到对应的第一空腔36和第二空腔内，使得第一空腔36和第二空腔气体增多压力增大，然后第一膨胀环35和第二膨胀环41的体积膨胀对波纹管2形成挤压固定，同时也可以进行有效的密封，通过设置第一膨胀环35和第二膨胀环41，有效的利用了流体压力来进行波纹管2的进一步固定和密封，使得压力补偿器使用更加可靠，寿命提高，同时压力补偿器两接口内分别设置第一橡胶环34和第二橡胶环42，使得压力补偿器可以正反使用，无需考虑安装方向问题，便利了施工人员的安装，同时也可以防止方向安装错误对于压力补偿器正常使用的影响。
作为本发明的一种实施方式，所述波纹管2于第一环形槽和第二环形槽位置处均为波纹结构设计；所述第一环形槽和第二环形槽内均涂有UV胶；工作时，当第一膨胀环35和第二膨胀环41膨胀过程中会形成弧形膨胀结构，该弧形膨胀结构和波纹管2对应的波纹结构均相互匹配，增加了第一膨胀环35和第二膨胀环41与波纹管2的接触面积，提高密封效果，同时固定效果更加牢靠，通过在第一环形槽和第二环形槽内设涂有UV胶，可以进一步提高密封性。
作为本发明的一种实施方式，所述第一橡胶环34和第二橡胶环42相对一侧侧面上设有均匀布置的凸起31；工作时，当流体通过压力补偿器时，流体进口侧的第一橡胶环34或第二橡胶环42会贴合在导流管32内壁上，第一橡胶环34和第二橡胶环42上设置的凸起31可以提高对相应的第一内腔37和第二内腔挤压的效果，同时也可以进行一定的密封，减小流体对导流管32的冲击。
作为本发明的一种实施方式，所述导流管32为外弓形设计；工作时，当流体通过导流管32时，导流管32外弓形设计使得流体在经过管口时，流动速度较快；在流体经过导流管32中间位置时，流动速度较慢，流体在导流管32口部位置时压力较大，在导流管32中间位置时压力较小，因此流体可以在导流管32口部位置增强对第一橡胶环34和第二橡胶环42的压力，进而增加了密封的效果；同时导流管32外弓形设计可以减少流体对导流管32向外的压力，有效的减少管路对流体产生的阻力，使得流体通过压力补偿器更加通畅。
具体工作流程如下：
工作时，分别将第一连接管3和第二连接管4与对应的管道固连，当管道受到均匀的温度变化时，会产生轴向尺寸变化：当温度升高时，管道受热膨胀长度增长，此时管道会对第一连接管3和第二连接管4相对产生挤压，进而第一连接管3和第二连接管4相对作用力会对波纹管2产生压缩力，波纹管2受到压缩作用力后产生压缩形变，此时第一连接管3和第二连接管4产生相对运动，压力补偿器总长减少，以达到对管道膨胀的补偿，及时释放膨胀后管道的内应力；当温度降低时，管道遇冷收缩长度减小，此时管道会对第一连接管3和第二连接管4相背产生拉伸，进而第一连接管3和第二连接管4相背作用力会对波纹管2产生拉伸力，波纹管2受到拉伸作用力后产生拉伸形变，此时第一连接管3和第二连接管4产生相背运动，压力补偿器总长增加，以达到对管道收缩的补偿，及时释放收缩后管道的内应力，当管道受到非均匀的温度变化时，管道产生局部变形、横向和角向位移，此时子管21间可以通过位置的相对变化调整，来对管道局部变形、横向和角位移进行相应的补偿，波纹橡胶垫22通过弹性变形对位置变化后的子管21间进行有效的连接，并且第一连接管3和第二连接管4可以在壳体1内进行滑动，同时由于管道内的流体长期通过波纹管2导通，使得波纹管2长期受到向外的膨胀压力，会对波纹管2的补偿功能产生影响，同时由于波纹管2内表面为波纹状会对流体流动产生影响，因此通过在波纹管2内部设置导流管32，可以有效连通压力补偿器两端的管道，进而实现管道内流体的正常导通，当流体通过压力补偿器时，会对第一橡胶环34和第二橡胶环42均产生压力，并向着流体流动方向顶开，进而使得第一内腔37和第二内腔体积均压缩变小，第一内腔37和第二内腔内的气体均通过导槽进入到对应的第一空腔36和第二空腔内，使得第一空腔36和第二空腔气体增多压力增大，然后第一膨胀环35和第二膨胀环41的体积膨胀对波纹管2形成挤压固定。
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)
1.一种压力补偿器，其特征在于：包括壳体(1)、波纹管(2)、第一连接管(3)和第二连接管(4)；所述第一连接管(3)和第二连接管(4)相对一侧侧面分别开设有第一环形槽和第二环形槽，且第一环形槽和第二环形槽位置相互对应设置；所述第一环形槽和第二环形槽内共同固连有同一个波纹管(2)；所述波纹管(2)共包含有六个子管(21)和六个波纹橡胶垫(22)，所述波纹橡胶垫(22)和子管(21)交替布置，且彼此固连；所述第一连接管(3)和第二连接管(4)外表面共同套接有同一个壳体(1)；所述壳体(1)于第一连接管(3)和第二连接管(4)处均开设有第一安装槽；所述第一安装槽内均安装有第一O型圈(11)；所述壳体(1)外部均通过螺栓固连于地面。
2.根据权利要求1所述一种压力补偿器，其特征在于：所述第一连接管(3)和第二连接管(4)内壁共同套接有同一个导流管(32)；所述导流管(32)于第一连接管(3)和第二连接管(4)位置处均开设有第二安装槽；所述第二安装槽内均安装有第二O型圈(33)。
3.根据权利要求2所述一种压力补偿器，其特征在于：所述第一连接管(3)内壁上固连有第一橡胶环(34)，且第一橡胶环(34)位于导流管(32)上端面上方；所述第二连接管(4)内壁上固连有第二橡胶环(42)，且第二橡胶环(42)位于导流管(32)下端面下方；所述第一环形槽左右两侧侧面均固连有第一膨胀环(35)；所述第一膨胀环(35)上下端面均固连于第一环形槽侧面；所述第一膨胀环(35)与第一环形槽侧面之间间隙空间形成第一空腔(36)；所述第二环形槽左右两侧侧面均固连有第二膨胀环(41)；所述第二膨胀环(41)上下端面均固连于第二环形槽侧面；所述第二膨胀环(41)与第二环形槽侧面之间间隙空间形成第二空腔；所述第一橡胶环(34)和第二橡胶环(42)内均开设有第一内腔(37)和第二内腔；所述第一内腔(37)和第二内腔分别通过导槽与对应的第一空腔(36)和第二空腔连通。
4.根据权利要求1所述一种压力补偿器，其特征在于：所述波纹管(2)于第一环形槽和第二环形槽位置处均为波纹结构设计；所述第一环形槽和第二环形槽内均涂有UV胶。
5.根据权利要求3所述一种压力补偿器，其特征在于：所述第一橡胶环(34)和第二橡胶环(42)相对一侧侧面上设有均匀布置的凸起(31)。
6.根据权利要求2所述一种压力补偿器，其特征在于：所述导流管(32)为外弓形设计。
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