CN110671569B - 一种压力补偿器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管道配件技术领域，具体的说是一种压力补偿器，包括轴向伸缩机构、偏向伸缩结构、连接盘和紧固盘，轴向伸缩机构的两侧均设有偏向伸缩结构，相邻轴向伸缩机构和偏向伸缩结构之间通过连接盘连接，本发明所述的一种压力补偿器，通过轴向伸缩机构的设置，波纹管为管状弹性敏感元件，可将压力补偿器受到的轴向力转化为位移量，可满足管路热胀冷缩等原因造成的轴向位移要求，且由紧固螺栓、橡胶垫环和外延边连接波纹管和二号法兰盘，组合波纹管操作方便，通过输气机构的设置，偏向伸缩结构的设置，由一号螺杆、二号螺母、万向节和二号螺杆连接一号法兰盘和紧固盘，可调整一号法兰盘和紧固盘之间的轴向力。

Description

一种压力补偿器
技术领域
本发明涉及管道配件技术领域，具体的说是一种压力补偿器。
背景技术
压力补偿器指能有效地起到补偿轴向变形作用的挠性元件，例如焊接在固定管板式换热器壳体上的压力补偿器轴向柔度大、容易变形，可补偿管子和壳体因壁温不同产生的热膨胀差，降低它们的轴向载荷，从而减小管子、管板和壳体的温差应力，避免引起强度破坏、失稳破坏和管子拉脱破坏，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，因此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，具有工作可靠、性能良好、结构紧凑等优点。
虽然波纹管能够满足轴向、横向和角向位移的要求，但弹性敏感元件长时间使用或过度补偿后，会出现金属疲劳现象，波纹管弹力也会逐渐下降，而波纹管同时进行角向位移补偿和轴向位移补偿时，其耐久性低，部分压力补偿器采用套管式结构，然后利用密封圈等活动弹性件进行密封，该方式对活动弹性件密封要求较高，很难起到密封作用。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种压力补偿器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压力补偿器，包括轴向伸缩机构、偏向伸缩结构、连接盘和紧固盘，所述轴向伸缩机构的两侧均设有偏向伸缩结构，相邻所述轴向伸缩机构和偏向伸缩结构之间通过连接盘连接，所述偏向伸缩结构远离连接盘的一侧设有紧固盘，两个所述连接盘相互连接，相邻所述连接盘和紧固盘相互连接。
具体的，所述轴向伸缩机构包括波纹管、外延边、紧固螺栓、橡胶垫环和一号轴向流道，所述波纹管的两端外壁均固定连接外延边，所述外延边内嵌设有若干紧固螺栓，所述外延边的一侧均设有橡胶垫环，所述紧固螺栓的螺纹端均穿过橡胶垫环，所述波纹管内设有一号轴向流道。
具体的，所述偏向伸缩结构包括二号轴向流道、金属板、橡胶层、上凸环、下凸环和排气孔，若干所述金属板等距间隔设置，所述金属板内设有上凸环和下凸环，所述上凸环和下凸环均与金属板内壁固定连接，所述金属板外壁且位于上凸环和下凸环之间设有若干排气孔，相邻所述金属板之间粘接有橡胶层，所述金属板和橡胶层内设有二号轴向流道。
具体的，所述连接盘包括一号法兰盘、二号法兰盘、一号连接孔、二号连接孔、三号连接孔、长连接杆、一号螺母和三号轴向流道，所述连接盘的一端外壁固定套设有一号法兰盘，所述连接盘的另一端外壁固定套设有二号法兰盘，所述一号法兰盘上设有四个一号连接孔，所述二号法兰盘上开设有四个三号连接孔，所述二号法兰盘上且位于四个三号连接孔内设有若干二号连接孔，相邻所述二号法兰盘之间设有四个长连接杆，所述长连接杆的两端分别穿过两侧的三号连接孔螺纹连接有一号螺母，所述连接盘内设有三号轴向流道。
具体的，所述紧固盘包括四号轴向流道、四号连接孔、一号螺杆、二号螺母、万向节、二号螺杆、连接内环和连接外环，所述紧固盘内等距设有四个四号连接孔，所述四号连接孔内嵌设有一号螺杆，所述一号螺杆的一端固定连接有万向节，所述万向节的另一端固定连接有二号螺杆，所述二号螺杆远离万向节的一端穿过一号连接孔，所述一号螺杆和二号螺杆远离万向节的一端均螺纹连接有二号螺母，所述紧固盘和一号法兰盘的相邻侧均固定连接有连接内环和连接外环，所述连接外环均位于连接内环的外侧，所述连接内环和连接外环与相邻金属板之间粘接有橡胶层，所述紧固盘内设有四号轴向流道。
具体的，所述外延边和橡胶垫环均对应二号连接孔开设有穿孔，所述紧固螺栓依次穿过外延边、橡胶垫环和二号法兰盘螺纹连接有螺母。
具体的，所述一号法兰盘和紧固盘与金属板之间均热熔粘接有橡胶层，相邻所述金属板之间热熔粘接有橡胶层。
具体的，所述长连接杆的两端外壁均设有外螺纹，所述连接盘的截面体呈“工”字型结构。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的一种压力补偿器，通过轴向伸缩机构的设置，波纹管为管状弹性敏感元件，可将压力补偿器受到的轴向力转化为位移量，可满足管路热胀冷缩等原因造成的轴向位移要求，且由紧固螺栓、橡胶垫环和外延边连接波纹管和二号法兰盘，组合波纹管操作方便。
(2)本发明所述的一种压力补偿器，通过输气机构的设置配合偏向伸缩结构的设置，由一号螺杆、二号螺母、万向节和二号螺杆连接一号法兰盘和紧固盘，可调整一号法兰盘和紧固盘之间的轴向力，且万向节的设置，可满足横向位移的偏转要求，橡胶层与金属板之间采用浇筑填充的方式组合，金属板和橡胶层层叠设置，该结构沿压力补偿器轴向弹力有限，刚度较大，而横向偏移弹力较大，刚度较低，可满足管路热胀冷缩等原因造成的横向位移要求。
(3)本发明所述的一种压力补偿器，通过轴向伸缩机构和偏向伸缩结构相互配合，对于管路热胀冷缩等原因造成的角向位移，同样具有调节作用，未采用密封圈等活动弹性密封件，而采用整体组合的方式，既能保证位移结构的密封性，又能防止管路结构损毁的问题，具有结构紧凑和经久耐用的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的一种压力补偿器的结构剖视图；
图2为本发明提供的一种压力补偿器中二号法兰盘的结构图；
图3为本发明提供的一种压力补偿器图1中的A处放大图；
图4为本发明提供的一种压力补偿器中紧固盘的结构剖视图；
图5为本发明提供的一种压力补偿器中金属板的结构剖视图。
图中：1、轴向伸缩机构；11、波纹管；12、外延边；13、紧固螺栓；14、橡胶垫环；15、一号轴向流道；2、偏向伸缩结构；21、二号轴向流道；22、金属板；23、橡胶层；24、上凸环；25、下凸环；26、排气孔；3、连接盘；31、一号法兰盘；32、二号法兰盘；33、一号连接孔；34、二号连接孔；35、三号连接孔；36、长连接杆；37、一号螺母；38、三号轴向流道；4、紧固盘；41、四号轴向流道；42、四号连接孔；43、一号螺杆；44、二号螺母；45、万向节；46、二号螺杆；47、连接内环；48、连接外环。
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-图5所示，本发明所述的一种压力补偿器，包括轴向伸缩机构1、偏向伸缩结构2、连接盘3和紧固盘4，所述轴向伸缩机构1的两侧均设有偏向伸缩结构2，相邻所述轴向伸缩机构1和偏向伸缩结构2之间通过连接盘3连接，所述偏向伸缩结构2远离连接盘3的一侧设有紧固盘4，两个所述连接盘3相互连接，相邻所述连接盘3和紧固盘4相互连接，采用整体组合的方式，既能保证位移结构的密封性，又能防止管路结构损毁的问题，具有结构紧凑和经久耐用的优点。
具体的，所述轴向伸缩机构1包括波纹管11、外延边12、紧固螺栓13、橡胶垫环14和一号轴向流道15，所述波纹管11的两端外壁均固定连接外延边12，所述外延边12内嵌设有若干紧固螺栓13，所述外延边12的一侧均设有橡胶垫环14，所述紧固螺栓13的螺纹端均穿过橡胶垫环14，所述波纹管11内设有一号轴向流道15，波纹管11为管状弹性敏感元件，可将压力补偿器受到的轴向力转化为位移量，可满足管路热胀冷缩等原因造成的轴向位移要求。
具体的，所述偏向伸缩结构2包括二号轴向流道21、金属板22、橡胶层23、上凸环24、下凸环25和排气孔26，若干所述金属板22等距间隔设置，所述金属板22内设有上凸环24和下凸环25，所述上凸环24和下凸环25均与金属板22内壁固定连接，所述金属板22外壁且位于上凸环24和下凸环25之间设有若干排气孔26，相邻所述金属板22之间粘接有橡胶层23，所述金属板22和橡胶层23内设有二号轴向流道21，金属板22和橡胶层23层叠设置，该结构沿压力补偿器轴向弹力有限，刚度较大，而横向偏移弹力较大，刚度较低，可满足管路热胀冷缩等原因造成的横向位移要求。
具体的，所述连接盘3包括一号法兰盘31、二号法兰盘32、一号连接孔33、二号连接孔34、三号连接孔35、长连接杆36、一号螺母37和三号轴向流道38，所述连接盘3的一端外壁固定套设有一号法兰盘31，所述连接盘3的另一端外壁固定套设有二号法兰盘32，所述一号法兰盘31上设有四个一号连接孔33，所述二号法兰盘32上开设有四个三号连接孔35，所述二号法兰盘32上且位于四个三号连接孔35内设有若干二号连接孔34，相邻所述二号法兰盘32之间设有四个长连接杆36，所述长连接杆36的两端分别穿过两侧的三号连接孔35螺纹连接有一号螺母37，所述连接盘3内设有三号轴向流道38，由紧固螺栓13、橡胶垫环14和外延边12连接波纹管11和二号法兰盘32，组合波纹管11操作方便，由长连接杆36和一号螺母37连接相邻的二号法兰盘32，可调整波纹管11的弹力大小，起到加固压力补偿器的作用。
具体的，所述紧固盘4包括四号轴向流道41、四号连接孔42、一号螺杆43、二号螺母44、万向节45、二号螺杆46、连接内环47和连接外环48，所述紧固盘4内等距设有四个四号连接孔42，所述四号连接孔42内嵌设有一号螺杆43，所述一号螺杆43的一端固定连接有万向节45，所述万向节45的另一端固定连接有二号螺杆46，所述二号螺杆46远离万向节45的一端穿过一号连接孔33，所述一号螺杆43和二号螺杆46远离万向节45的一端均螺纹连接有二号螺母44，所述紧固盘4和一号法兰盘31的相邻侧均固定连接有连接内环47和连接外环48，所述连接外环48均位于连接内环47的外侧，所述连接内环47和连接外环48与相邻金属板22之间粘接有橡胶层23，所述紧固盘4内设有四号轴向流道41，由一号螺杆43、二号螺母44、万向节45和二号螺杆46连接一号法兰盘31和紧固盘4，可调整一号法兰盘31和紧固盘4之间的轴向力，且万向节45的设置，可满足横向位移的偏转要求。
具体的，所述外延边12和橡胶垫环14均对应二号连接孔34开设有穿孔，所述紧固螺栓13依次穿过外延边12、橡胶垫环14和二号法兰盘32螺纹连接有螺母，橡胶垫环14的设置，具有连接密封作用。
具体的，所述一号法兰盘31和紧固盘4与金属板22之间均热熔粘接有橡胶层23，相邻所述金属板22之间热熔粘接有橡胶层23，利用支架将环形金属板22逐层套设在模型内柱的外侧，在金属板22外侧套设模型外柱，之后利用模型外柱的喷口向相邻金属板22之间注入熔融橡胶，使得熔融橡胶充满上凸环24和下凸环25之间的型腔，排气孔26方便注浆排气，待熔融橡胶冷却后，橡胶层23与金属板22之间形可成曲折接触面，配合热熔粘接作用，从而保证橡胶层23与金属板22之间连接紧密。
具体的，所述长连接杆36的两端外壁均设有外螺纹，所述连接盘3的截面体呈“工”字型结构，方便长连接杆36与一号螺母37连接配合。
在使用时，由紧固螺栓13、橡胶垫环14和外延边12连接波纹管11和二号法兰盘32，组合波纹管11操作方便，由一号螺杆43、二号螺母44、万向节45和二号螺杆46连接一号法兰盘31和紧固盘4，可调整一号法兰盘31和紧固盘4之间的轴向力，且万向节45的设置，可满足横向位移的偏转要求，由长连接杆36和一号螺母37连接相邻的二号法兰盘32，可调整波纹管11的弹力大小，起到加固压力补偿器的作用，波纹管11和外延边12为一体结构，一号法兰盘31和紧固盘4与金属板22之间热熔粘接有橡胶层23，方便本压力补偿器的组装操作，利于加工生产，橡胶层23与金属板22之间采用浇筑填充的方式组合，生产工艺为：利用支架将环形金属板22逐层套设在模型内柱的外侧，在金属板22外侧套设模型外柱，之后利用模型外柱的喷口向相邻金属板22之间注入熔融橡胶，使得熔融橡胶充满上凸环24和下凸环25之间的型腔，排气孔26方便注浆排气，待熔融橡胶冷却后，橡胶层23与金属板22之间形可成曲折接触面，配合热熔粘接作用，从而保证橡胶层23与金属板22之间连接紧密，同理，可将一号法兰盘31和紧固盘4粘接，金属板22和橡胶层23层叠设置，该结构沿压力补偿器轴向弹力有限，刚度较大，而横向偏移弹力较大，刚度较低，可满足管路热胀冷缩等原因造成的横向位移要求，波纹管11为管状弹性敏感元件，可将压力补偿器受到的轴向力转化为位移量，可满足管路热胀冷缩等原因造成的轴向位移要求，且轴向伸缩机构1和偏向伸缩结构2相互配合，对于管路热胀冷缩等原因造成的角向位移，同样具有调节作用，未采用密封圈等活动弹性密封件，而采用整体组合的方式，既能保证位移结构的密封性，又能防止管路结构损毁的问题，具有结构紧凑和经久耐用的优点。
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，上述实施方式和说明书中的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本发明要求保护的范围内。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 (3)

1.一种压力补偿器，其特征在于，包括轴向伸缩机构(1)、偏向伸缩结构(2)、连接盘(3)和紧固盘(4)，所述轴向伸缩机构(1)的两侧均设有偏向伸缩结构(2)，相邻所述轴向伸缩机构(1)和偏向伸缩结构(2)之间通过连接盘(3)连接，所述偏向伸缩结构(2)远离连接盘(3)的一侧设有紧固盘(4)，两个所述连接盘(3)相互连接，相邻所述连接盘(3)和紧固盘(4)相互连接；所述轴向伸缩机构(1)包括波纹管(11)、外延边(12)、紧固螺栓(13)、橡胶垫环(14)和一号轴向流道(15)，所述波纹管(11)的两端外壁均固定连接外延边(12)，所述外延边(12)内嵌设有若干紧固螺栓(13)，所述外延边(12)的一侧均设有橡胶垫环(14)，所述紧固螺栓(13)的螺纹端均穿过橡胶垫环(14)，所述波纹管(11)内设有一号轴向流道(15)；所述偏向伸缩结构(2)包括二号轴向流道(21)、金属板(22)、橡胶层(23)、上凸环(24)、下凸环(25)和排气孔(26)，若干所述金属板(22)等距间隔设置，所述金属板(22)内设有上凸环(24)和下凸环(25)，所述上凸环(24)和下凸环(25)均与金属板(22)内壁固定连接，所述金属板(22)外壁且位于上凸环(24)和下凸环(25)之间设有若干排气孔(26)，相邻所述金属板(22)之间粘接有橡胶层(23)，所述金属板(22)和橡胶层(23)内设有二号轴向流道(21)；所述连接盘(3)包括一号法兰盘(31)、二号法兰盘(32)、一号连接孔(33)、二号连接孔(34)、三号连接孔(35)、长连接杆(36)、一号螺母(37)和三号轴向流道(38)，所述连接盘(3)的一端外壁固定套设有一号法兰盘(31)，所述连接盘(3)的另一端外壁固定套设有二号法兰盘(32)，所述一号法兰盘(31)上设有四个一号连接孔(33)，所述二号法兰盘(32)上开设有四个三号连接孔(35)，所述二号法兰盘(32)上且位于四个三号连接孔(35)内设有若干二号连接孔(34)，相邻所述二号法兰盘(32)之间设有四个长连接杆(36)，所述长连接杆(36)的两端分别穿过两侧的三号连接孔(35)螺纹连接有一号螺母(37)，所述连接盘(3)内设有三号轴向流道(38)；所述外延边(12)和橡胶垫环(14)均对应二号连接孔(34)开设有穿孔，所述紧固螺栓(13)依次穿过外延边(12)、橡胶垫环(14)和二号法兰盘(32)螺纹连接有螺母；所述长连接杆(36)的两端外壁均设有外螺纹，所述连接盘(3)的截面体呈“工”字型结构。
2.根据权利要求1所述的一种压力补偿器，其特征在于：所述紧固盘(4)包括四号轴向流道(41)、四号连接孔(42)、一号螺杆(43)、二号螺母(44)、万向节(45)、二号螺杆(46)、连接内环(47)和连接外环(48)，所述紧固盘(4)内等距设有四个四号连接孔(42)，所述四号连接孔(42)内嵌设有一号螺杆(43)，所述一号螺杆(43)的一端固定连接有万向节(45)，所述万向节(45)的另一端固定连接有二号螺杆(46)，所述二号螺杆(46)远离万向节(45)的一端穿过一号连接孔(33)，所述一号螺杆(43)和二号螺杆(46)远离万向节(45)的一端均螺纹连接有二号螺母(44)，所述紧固盘(4)和一号法兰盘(31)的相邻侧均固定连接有连接内环(47)和连接外环(48)，所述连接外环(48)均位于连接内环(47)的外侧，所述连接内环(47)和连接外环(48)与相邻金属板(22)之间粘接有橡胶层(23)，所述紧固盘(4)内设有四号轴向流道(41)。
3.根据权利要求1所述的一种压力补偿器，其特征在于：所述一号法兰盘(31)和紧固盘(4)与金属板(22)之间均热熔粘接有橡胶层(23)，相邻所述金属板(22)之间热熔粘接有橡胶层(23)。
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