CN113623476A - 一种压力监测膨胀节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力监测膨胀节，包括：左端接管(1)，左环板(2)，入口法兰(3)，左工作接管(4)、监测波纹管(5)、外管(6)、中间工作接管(7)、工作波纹管(8)、右端接管(9)、右环板(10)以及出口法兰(11)。本发明公开的压力监测膨胀节，能够在工作波纹管发生破坏时，及时输出报警提示；并且由于监测波纹管也能满足压力、温度、位移等参数，在工作波纹管发生破坏的情况下该压力监测膨胀节仍可以继续使用。

Description

一种压力监测膨胀节

技术领域

本发明属于管道补偿技术领域，尤其涉及一种压力监测膨胀节。

背景技术

金属波纹管膨胀节是设备、管道中重要的承压柔性元件。近年来金属波纹管膨胀节越来越多的被应用到各行各业的重要场合，金属波纹管膨胀节的使用环境也越来越恶劣，压力越来越高，介质危害性也越来越高。现有的金属波纹管膨胀节易发生损坏、腐蚀、开裂等问题，由于金属波纹管膨胀节波纹管一般为薄壁壳体，损坏、开裂等问题通常瞬间发生无征兆，而且出现上述问题后无法现场修复，介质危害性高的金属波纹管膨胀节泄漏还会造成更大的危害和损失。

为解决上述问题，专利CN204202834U提供了一种双层波纹管的一种层间监测技术，该专利可以起到对波纹管报警的作用，但该专利在产品设计压力过高时波纹管一层发生泄漏，另外一层无法继续工作。若想达到一层泄漏，另一层仍能工作的目的，需将波纹管的壁厚加厚，膨胀节的刚度会变大。膨胀节的刚度变大后，在敏感设备管口使用时，易造成设备被推坏。同时由于波纹管在受压和变形状态下，两层波纹管层间间隙会发生变化，两层波纹管的层间容积也会发生变化，容易导致波纹管不报警或误报警。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：提供一种压力监测膨胀节以解决现有技术中存在的上述至少一个问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种压力监测膨胀节，包括：左端接管，左环板，入口法兰，左工作接管、监测波纹管、外管、中间工作接管、工作波纹管、右端接管、右环板以及出口法兰；

所述监测波纹管的第二端、所述中间工作接管以及所述工作波纹管的第一端顺次连接；

所述监测波纹管的第一端、所述左工作接管、所述左环板、所述外管以及所述右环板的第一端顺次连接，所述右端接管的第一端与所述工作波纹管的第二端连接，所述右环板的第二端连接于所述右端接管的中间预设位置处，所述左端接管的右端插入到所述中间工作接管右端位置，所述左端接管的左端与所述右端接管的第二端通过外管连接，形成一个密闭腔体；

所述入口法兰设置在所述外管的外部机械加工口上，所述出口法兰设置在所述外管的外部机械加工口上。

可选的，所述入口法兰处连接压力变送器，所述压力变送器连接中控室。

可选的，所述入口法兰处连接压力表，所述压力表连接中控室。

可选的，所述入口法兰通入监测介质，监测介质对所述外管、所述工作波纹管以及所述监测波纹管之间的腔体空气进行置换；置换完成后，封闭所述出口法兰，继续通入监测介质至腔体内压力升高至监测压力后，封闭入口法兰。

可选的，所述监测波纹管与工作波纹管均为复式波纹管。

可选的，所述监测波纹管、所述工作波纹管经过不锈钢钢板下料、焊接、套合后，放置到成型模具上制备生成。

可选的，所述左端接管、所述外管、所述中间工作接管经过钢板下料、卷制、焊接后，在车床上进行机械加工生成。

可选的，所述工作波纹管、所述监测波纹管的参数、材质相同。

可选的，所述工作波纹管和监测波纹管位移互补，所述工作波纹管吸收位移时受压，所述监测波纹管吸收位移时受拉，所述工作波纹管、所述监测波纹管、所述密闭腔体的体积不变。

本发明具有以下优点：

本发明实施例公开的压力监测膨胀节，第一方面，工作波纹管发生破坏时，由于监测波纹管也能满足压力、温度、位移等参数，该压力监测膨胀节仍可以继续使用；第二方面，该压力监测膨胀节无需额外增加波纹管壁厚，并且串联式波纹管结构还可降低膨胀节的整体刚度；第三方面，由于工作波纹管、监测波纹管外部设置了外管，外管不仅可降低外界因素对各波纹管的影响，还可以在波纹管发生破裂时，阻隔飞溅的介质，避免介质对人员、物资造成损伤。

附图说明

图1为本发明实施例的一种压力监测膨胀节的结构示意图。

具体实施方式

下面根据具体的实施例，结合附图针对本发明进行详细说明。应当理解，此处所述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明针对现有金属波纹膨胀节结构的不足，提出了一种全新的压力监测膨胀节，通过改进设计结构，在工作波纹管一侧增加一组监测波纹管，两组波纹管通过中间工作接管串联连接在一起，工作波纹管、监测波纹管、工作接管外侧通过环板与外管连接在一起。内部介质与工作波纹管、进出口端接管接触，工作波纹管、监测波纹管、工作接管与外管、环板之间组成一个密闭腔体，该腔体出口法兰密封，通过入口法兰充入监测气体，监测气体同内部流通介质，达到监测压力后，密封入口法兰，入口法兰处加装压力变送器，接到中控室中。其中，监测压力小于介质压力，大于大气压。

工作波纹管、监测波纹管设计时参数、材质一致，均能承受内部介质压力、温度及位移，工作时，工作波纹管和监测波纹管位移互补，工作波纹管吸收位移时受压，监测波纹管吸收位移时受拉，工作波纹管、监测波纹管、工作接管与外管、环板之间腔体体积不变，压力变送器的压力值无变化。

当压力监测膨胀节在工作时由于腐蚀等原因导致工作波纹管发生泄漏或破坏时，内部介质进入波纹管外部腔体中，压力变送器压力提高，发出报警，由于监测波纹管也能承受介质压力、温度、位移，因此可以保证该金属波纹管膨胀节能够继续正常运行，为检修、定备件和更换留了充分的时间。

下面参照图1对本发明公开的压力监测膨胀节进行说明。

图1为本发明实施例提供的一种压力监测膨胀节的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例的压力监测膨胀节包括：左端接管1，左环板2，入口法兰3，左工作接管4、监测波纹管5、外管6、中间工作接管7、工作波纹管8、右端接管9、右环板10以及出口法兰11；

监测波纹管5的第二端、中间工作接管7以及工作波纹管8的第一端顺次连接；监测波纹管5的第一端、左工作接管4、左环板2、外管6以及右环板10的第一端顺次连接，右端接管9的第一端与工作波纹管8的第二端连接，右环板10的第二端连接于右端接管9的中间预设位置处，左端接管1的右端插入到中间工作接管7右端位置，左端接管1的左端与右端接管9的第二端通过外管6连接，形成一个密闭腔体。入口法兰3设置在外管6的外部机械加工口上，出口法兰11设置在外管6的外部机械加工口上。

本发明实施例的压力监测膨胀节，由于工作波纹管、监测波纹管外部设置了外管，外管不仅可降低外界因素对各波纹管的影响，还可以在波纹管发生破裂时，阻隔飞溅的介质，避免介质对人员、物资造成损伤。此外，压力监测膨胀节中外管和环板的设置，可为现场紧急抢修提供便利，若工作波纹管、监测波纹管都发生破坏时，可以采用环板与端接管进行临时性焊接进行抢修。

在一种可选的实施例中，入口法兰3处连接压力变送器，压力变送器连接中控室。

入口法兰3通入监测介质，监测介质对外管6、工作波纹管8以及监测波纹管6之间的腔体空气进行置换；置换完成后，封闭出口法兰11，继续通入监测介质至腔体内压力升高至监测压力后，封闭入口法兰3。由于入口法兰3处加装的压力变送器，接到中控室中，压力变送器的测量得到的压力值大于监测压力时，可在中控室中输出报警提示，以提示技术人员即时检修。

由于工作波纹管和监测波纹管为串联使用，两者参数一致，一个受拉，一个受压，工作波纹管、监测波纹管与外管之间腔体容积不变，可以降低内部压力波动，避免变送器等监测装置不报警或误报警，从而对膨胀节的状态进行有效监测。而且该种压力监测结构中工作波纹管、监测波纹管只需满足设计工况即可，不需要额外增加波纹管壁厚，串联式波纹管结构自身还可降低膨胀节的整体刚度，基于上述两个方面，本发明提供的压力监测膨胀节能够降低对外输出力。

在一种可选的实施例中，入口法兰3处连接压力表，压力表连接中控室。

与在入口法兰3处连接变送器监测原理相同，通过压力表测量腔体内的压力，在压力值大于压力阈值的情况下，可在中控室中输出报警提示，以提示操作人员工作波纹管已经发生破坏，提前准备检修更换。在实际工作过程中，由于监测波纹管也能满足压力、温度、位移等参数，所以即使工作波纹管发生破坏，膨胀节仍可以继续使用。

在一种可选的实施例中，监测波纹管5与工作波纹管8均为复式波纹管。需要说明的是，监测波纹管5与工作波纹管8还可均设置为单式波纹管，或二者中一个被设置为单式波纹管另一个被设置为复式波纹管。

在一种可选的实施例中，监测波纹管5、工作波纹管8经过不锈钢钢板下料、焊接、套合后，放置到成型模具上制备生成。

在一种可选的实施例中，左端接管1、外管6、中间工作接管7经过钢板下料、卷制、焊接后，在车床上进行机械加工生成，生成的各管的光洁度可达到Ra12.5。

在一种可选的实施例中，工作波纹管8、监测波纹管5的参数、材质相同。

在一种可选的实施例中，工作波纹管8和监测波纹管5位移互补，工作波纹管8吸收位移时受压，监测波纹管5吸收位移时受拉，工作波纹管8、监测波纹管5、密闭空腔的体积不变。当工作波纹管8破坏时，密闭空腔内体积发送变化，进一步导致出口法兰11处连接的压力变送器或压力表测量值大于监测压力时，触发报警提示。

在一种可选的实施例中，入口法兰3、出口法兰11插入到外管6外部机械加工的孔中，定位后进行焊接，焊接后对连接焊缝按照NB/T47013.5-2015标准进行着色探伤，I级合格，组成外管组件。右环板10套入到右端接管9定位后进行焊接，焊接后对连接焊缝按照NB/T47013.5-2015标准进行着色探伤，I级合格，组成右端接管组件。左工作接管4右端插入到监测波纹管6左端，中间工作接管7左端插入到监测波纹管6右端，中间工作接管7右端插入到工作波纹管8左端，右端接管组件左端插入到工作波纹管8右端，采用氩弧焊对上述连接周向焊缝进行焊接，焊接后对连接焊缝按照NB/T47013.5-2015标准进行着色探伤，I级合格，组成波纹管组件。左端接管1右端插入到波纹管组件中中间工作接管7右端位置，定位后进行焊接，焊接后对连接焊缝按照NB/T47013.5-2015标准进行着色探伤，I级合格，组成接管和波纹管组件。外管组件套装到接管和波纹管组件中，使得外管组件右端与接管和波纹管组件中右环板10右端面平齐。将左环板2接管和波纹管组件和外管组件中，使得左环板2与左工作接管4左端、外管组件中外管6左端面平齐，再对右环板10外径部位、左环板2内外径部位进行焊接，焊接后对连接焊缝按照NB/T47013.5-2015标准进行着色探伤，I级合格，组成膨胀节组件。膨胀节组件中左端接管1、右端接管9分别与管道进行焊接，焊接后对连接焊缝按照NB/T47013.2-2015标准进行射线探伤，II级合格。

本发明实施例提供的压力监测膨胀节，第一方面，可以对压力监测膨胀节的工作状态进行监控，当工作波纹管发生损坏时，及时输出报警提示；第二方面，工作波纹管发生破坏时，由于监测波纹管也能满足压力、温度、位移等参数，该压力监测膨胀节仍可以继续使用；第三方面，该压力监测膨胀节无需额外增加波纹管壁厚，并且串联式波纹管结构还可降低膨胀节的整体刚度；第四方面，由于工作波纹管、监测波纹管外部设置了外管，外管不仅可降低外界因素对各波纹管的影响，还可以在波纹管发生破裂时，阻隔飞溅的介质，避免介质对人员、物资造成损伤。

需要说明的是，以上说明仅是本发明的优选实施方式，应当理解，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明技术构思的前提下还可以做出若干改变和改进，这些都包括在本发明的保护范围内。

本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本发明说明书中未详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种压力监测膨胀节，其特征在于，包括：左端接管(1)，左环板(2)，入口法兰(3)，左工作接管(4)、监测波纹管(5)、外管(6)、中间工作接管(7)、工作波纹管(8)、右端接管(9)、右环板(10)以及出口法兰(11)；

所述监测波纹管(5)的第二端、所述中间工作接管(7)以及所述工作波纹管(8)的第一端顺次连接；

所述监测波纹管(5)的第一端、所述左工作接管(4)、所述左环板(2)、所述外管(6)以及所述右环板(10)的第一端顺次连接，所述右端接管(9)的第一端与所述工作波纹管(8)的第二端连接，所述右环板(10)的第二端连接于所述右端接管(9)的中间预设位置处，所述左端接管(1)的右端插入到所述中间工作接管(7)右端位置，所述左端接管(1)的左端与所述右端接管(9)的第二端通过外管(6)连接，形成一个密闭腔体；

所述入口法兰(3)设置在所述外管(6)的外部机械加工口上，所述出口法兰(11)设置在所述外管(6)的外部机械加工口上。

2.根据权利要求1所述的压力监测膨胀节，其特征在于，所述入口法兰(3)处连接压力变送器，所述压力变送器连接中控室。

3.根据权利要求1所述的压力监测膨胀节，其特征在于，所述入口法兰(3)处连接压力表，所述压力表连接中控室。

4.根据权利要求2所述的压力监测膨胀节，其特征在于，所述入口法兰(3)通入监测介质，监测介质对所述外管(6)、所述工作波纹管(8)以及所述监测波纹管(5)之间的腔体空气进行置换；置换完成后，封闭所述出口法兰(11)，继续通入监测介质至腔体内压力升高至监测压力后，封闭入口法兰(3)。

5.根据权利要求1所述的压力监测膨胀节，其特征在于，所述监测波纹管(5)与工作波纹管(8)均为复式波纹管。

6.根据权利要求1所述的压力监测膨胀节，其特征在于，所述监测波纹管(5)、所述工作波纹管(8)经过不锈钢钢板下料、焊接、套合后，放置到成型模具上制备生成。

7.根据权利要求1所述的压力监测膨胀节，其特征在于，所述左端接管(1)、所述外管(6)、所述中间工作接管(7)经过钢板下料、卷制、焊接后，在车床上进行机械加工生成。

8.根据权利要求1所述的压力监测膨胀节，其特征在于，所述工作波纹管(8)、所述监测波纹管(5)的参数、材质相同。

9.根据权利要求8所述的压力监测膨胀节，其特征在于，所述工作波纹管(8)和监测波纹管(5)位移互补，所述工作波纹管(8)吸收位移时受压，所述监测波纹管(5)吸收位移时受拉，所述工作波纹管(8)、所述监测波纹管(5)、所述密闭腔体的体积不变。

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