CN215981390U - 一种即时在线测量轴向位移量的均衡型补偿波纹膨胀节 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种即时在线测量轴向位移量的均衡型补偿波纹膨胀节，包括两个端法兰、一个中间法兰、连接端法兰和中间法兰的波纹管，其特征在于：所述中间法兰的两端设置有与端法兰相配合的拉杆组件；所述端法兰和中间法兰的两侧对称设置有与其相配合的复式四连杆组件；所述复式四连杆组件上设有角度传感器组件。上述结构利用角度传感器测量比例连杆与中间法兰的夹角变化，计算出膨胀节整体的轴向位移量，解决了采用直接测量位移方法中标尺结构易被破坏的问题；利用拉杆组件在中间法兰双向对称固定，在两侧端法兰处滑动的结构，解决了单向端固定时布置空间不足以及拉杆悬臂过长导致弯曲而造成拉杆与法兰孔干涉的问题。

Description

一种即时在线测量轴向位移量的均衡型补偿波纹膨胀节

技术领域

本实用新型属于波纹膨胀节测量技术领域，具体涉及一种即时在线测量轴向位移量的均衡型补偿波纹膨胀节。

背景技术

目前现有的波纹膨胀节测量轴向位移的方式，采用在端法兰两侧安装机械标尺，或者采用安装位移传感器的方式，测量波纹膨胀节的轴向位移量。该方法对波纹膨胀节的径向位移有严格要求，容易损坏标尺结构。其中，专利申请公布号：CN111306392A 《一种具有位移实时监测功能和大位移补偿的膨胀节》，采用安装位移传感器的测量方式，测量波纹膨胀节的轴向位移量，由于位移传感器的结构使然，对径向位移极其敏感，当波纹膨胀节出现径向位移时，机械标尺和位移传感器结构容易损坏，故该方式不适用于有径向位移的使用工况。

根据现有专利技术情况，专利申请公布号：CN110137881A 《一种GIL专用复式拉杆四连杆金属波纹管补偿器》。由两个端法兰、一个中间法兰和两个波纹管组成的波纹膨胀节，限制径向位移的拉杆采用其中一侧端法兰用螺母固定，另一侧端法兰螺母不固定的限位方式。当波纹膨胀节产生径向位移时，因拉杆受力的悬臂过长，产生弯曲，拉杆偏离原始安装位置，在后续的工作中，拉杆螺纹部分会与法兰孔之间产生干涉，阻碍波纹管的动作，从而使膨胀节失去补偿功能而失效，故该结构不适应于有径向位移的使用工况；当波纹膨胀节产生轴向位移时，该安装方式使拉杆的螺母不固定端伸出端法兰的距离过长，容易干涉电气管线上的其他元件，所以不适用于电气管线上安装空间比较紧凑的使用工况。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用角度变化量即时在线测量轴向位移量的均衡型补偿波纹膨胀节，来解决现有技术中在线测量轴向位移量、空间布置局限、组件互相干涉的问题。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种即时在线测量轴向位移量的均衡型补偿波纹膨胀节，包括中间法兰、对称排列在中间法兰两端的端法兰、中间法兰与端法兰之间相连接的波纹管、设置在中间法兰和端法兰上的拉杆组件、对称设置在端法兰和中间法兰两侧的复式四连杆组件；所述拉杆组件包括拉杆以及与拉杆套装的套管；所述拉杆固定套装在中间法兰上；所述管套套装在端法兰上；所述复式四连杆组件包括两端与端法兰相配合的短销轴、与中间法兰相配合的长销轴、与长销轴相配合的长连杆、与短销轴相配合的短连杆；所述复式四连杆组件上设置有角度传感器组件。

进一步的，所述角度传感器组件包括与长销轴的轴心相对应的角度传感器；所述角度传感器外部设置有保护外壳；所述保护外壳的与传动支架相配合；所述传动支架与复式四连杆组件外侧的长连杆相配合。

进一步的，所述拉杆组件还包括与拉杆螺接的固定螺母、与套管两端相配合压盖、套装在套管外侧的运输护套；所述拉杆组件有四组。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过使用角度传感器测量比例连杆与中间法兰的夹角变化，计算出膨胀节整体的轴向位移量，消除了采用直接测量位移方法中标尺结构易被破坏的风险；另外，拉杆组件在中间法兰处固定，在两侧端法兰处滑动，将膨胀节的变形量平均分摊到两侧，降低了对电气管线元件的布置限制；同时，由于拉杆的固定端在中间法兰处，拉杆的悬臂只有拉杆总长的一半，当出现径向位移时，最大程度的避免拉杆弯曲导致的拉杆与法兰孔干涉，消除了波纹膨胀节补偿作用失效的风险。本实用新型还具有相对布置灵活、测量简便、延长使用寿命、提高稳定性的优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的角度传感器组件的结构示意图；

图3为本实用新型的拉杆组件的结构示意图。

图中序号说明：1、端法兰；2、波纹管；3、中间法兰；4、角度传感器组件；401、角度传感器；402、传动支架；403、保护外壳；5、复式四连杆组件；501、长连杆；502、短连杆；503、连杆轴；504、长销轴；505、短销轴；6、拉杆组件；601、拉杆；602、套管；603、固定螺母；604、压盖；605、运输护套。

具体实施方式

如图1-3所示，一种即时在线测量轴向位移量的均衡型补偿波纹膨胀节，包括中间法兰3、对称排列在中间法兰3两端的端法兰1、中间法兰3与端法兰1之间相连接的波纹管2、设置在中间法兰3和端法兰1上的拉杆组件6、对称设置在端法兰1和中间法兰3两侧的复式四连杆组件5；所述拉杆组件6包括拉杆601以及与拉杆套装的套管602、与拉杆6螺接的固定螺母603、与套管602两端相配合压盖604、套装在套管602外侧的运输护套605；拉杆601固定套装在中间法兰3上；管套602套装在端法兰3上；所述拉杆组件6有四组，呈周向分布；所述固定螺母603位于中间法兰3的两侧，用于固定拉杆组件6，拉杆601与端法兰3的法兰孔中间用套管602隔离，保持滑动；所述复式四连杆组件5包括两端与端法兰1相配合的短销轴505、与中间法兰3相配合的长销轴504、与长销轴504相配合的长连杆501、与短销轴505相配合的短连杆502；复式四连杆组件5上设置有角度传感器组件4；同时，复式四连杆组件5中每个连杆和连杆的链接关节处，以及连杆与法兰连接的关节处，都采用滚动轴承，以保证连接处的间隙足够小，对轴向位移测量值的影响在合理范围内，同时保证波纹膨胀节在补偿动作中无卡滞现象。其中角度传感器组件4包括与长销轴504的轴心相对应的角度传感器401；角度传感器401外部设置有保护外壳403；保护外壳403与传动支架402相配合；传动支架402与复式四连杆组件5外侧的长连杆501相配合。

本新型中各部件之间的连接关系，包括缝纫、焊接或现有的其他连接关系。

本实用新型的工作原理如下：

当波纹膨胀节的正常补偿动作产生轴向位移时，两个端法兰1的距离产生变化，带动复式四连杆组件5构成的平行四边形形状变化，引起复式四连杆组件5中的连杆与中间法兰3的夹角出现变化，此时通过角度传感器组件4中的角度传感器401采集到该夹角的数据，根据三角函数公式，在配套的电子元件中计算出此时波纹膨胀节的轴向位移，并显示出来，完成轴向位移的测量。同时，采用无线传输等方式，将数据传输到上位机，处理并展示轴向位移量。

当波纹膨胀节出现设计允许的径向位移时，角度传感器401结构不会损坏，而是复式四连杆组件5整体偏转，虽然此时实际测量的轴向位移量是轴向位移和径向位移的综合值，但由于径向位移远小于轴向位移，因此对最终的轴向位移量的测量值影响很小。

关于拉杆组件6的拉杆601，在中间法兰3处固定，在端法兰1处滑动，当波纹膨胀节的正常补偿动作产生轴向位移时，拉杆两端伸出或收缩，端法兰1两侧露出的拉杆601长度保持均匀一致，将膨胀节的变形量平均分摊到两侧，降低了对电气管线元件的布置限制。

另外，采用该种测量位移量的方式，为保证测量的精度，复式四连杆组件5的各个连杆相连的关节处，使用滚动轴承以保证较小的间隙，并保证运动的顺滑无卡滞。同时，复式四连杆组件的轴承安装孔采用铰制加工方式，且多杆一刀加工，保证孔间距尺寸满足精度要求。

本实用新型利用角度传感器测量比例连杆与中间法兰的夹角变化，计算出膨胀节整体的轴向位移量，解决了采用直接测量位移方法中标尺结构易被破坏的问题；利用拉杆组件在中间法兰处固定，在两侧端法兰处滑动，将膨胀节的变形量平均分摊到两侧，降低了对电气管线元件的布置限制；同时，由于拉杆的固定端在中间法兰处，拉杆的悬臂只有拉杆总长的一半，当出现径向位移时，最大程度的避免拉杆弯曲导致的拉杆与法兰孔干涉，消除了波纹膨胀节补偿作用失效的风险。

Claims (3)

1.一种即时在线测量轴向位移量的均衡型补偿波纹膨胀节，包括中间法兰（3）、对称排列在中间法兰（3）两端的端法兰（1）、中间法兰（3）与端法兰（1）之间相连接的波纹管（2）、设置在中间法兰（3）和端法兰（1）上的拉杆组件（6）、对称设置在端法兰（1）和中间法兰（3）两侧的复式四连杆组件（5）；所述拉杆组件（6）包括拉杆（601）以及与拉杆套装的套管（602），其特征在于：所述拉杆（601）固定套装在中间法兰（3）上；所述套管（602）套装在端法兰（3）上；

所述复式四连杆组件（5）包括两端与端法兰（1）相配合的短销轴（505）、与中间法兰（3）相配合的长销轴（504）、与长销轴（504）相配合的长连杆（501）、与短销轴（505）相配合的短连杆（502）；所述复式四连杆组件（5）上设置有角度传感器组件（4）。

2.根据权利要求1所述的即时在线测量轴向位移量的均衡型补偿波纹膨胀节，其特征在于：所述角度传感器组件（4）包括与长销轴（504）的轴心相对应的角度传感器（401）；所述角度传感器（401）外部设置有保护外壳（403）；所述保护外壳（403）与传动支架（402）相配合；所述传动支架（402）与复式四连杆组件（5）外侧的长连杆（501）相配合。

3.根据权利要求1所述的即时在线测量轴向位移量的均衡型补偿波纹膨胀节，其特征在于：所述拉杆组件（6）还包括与拉杆组件（6）螺接的固定螺母（603）、与套管（602）两端相配合压盖（604）、套装在套管（602）外侧的运输护套（605）；所述拉杆组件（6）有四组。

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