CN2369059Y - 万向抗震波纹补偿器 - Google Patents

Abstract

一种储罐柔性连接的万向抗震波纹补偿器,由带弹性承压管环的波纹管(1)、(8)端管(5)中间连接管(7)组成的补偿组件和由万向铰(3)支撑板(4)支撑连接杆(6)限位装置(2)组成万向支撑机构组成。该补偿器具有能满足横向、轴向,角向三维补偿条件,结构合理、价格便宜易于现场安装等优点具有广阔的推广前景。

Description

万向抗震波纹补偿器

本实用新型属一种储罐柔性连接装置——万向抗震波纹补偿器。

储罐是一种对地震极为敏感的构筑物，极易导致严重的次生灾害。同时，储罐与进出口管线基础的不均匀沉降也是诱发储罐失效的直接原因。工程界普遍认为，储罐与进出口管线之间采用柔性连接是解决上述问题的理想方法。

目前，工程上应用的抗震波纹补偿器尚有许多不足之处：一是常用的U型波纹管加大拉杆波纹补偿器，由于波纹形式的原因，单波补偿量小，因此，在补偿量可比情况下，结构长度相对较长；且不能满足三维补偿的要求。二是三维补偿复式铰链膨胀节(专利号：96239226.X)虽然对U型补偿器有所改进，使单波补偿量增大，减小了结构长度，满足了三维补偿的要求，但是仍存在大位移状态下，波纹管应力、应变不均匀和支撑结构复杂，约束力大，波纹补偿器的整体刚性较大等缺陷。

本实用新型主要目的是在满足横向、轴向、角向三维补偿条件下，为工程界提供一种价格便宜、结构短小、三维补偿、易于安装的万向抗震波纹补偿器。

经检索查新，尚未发现类似结构的补偿器。

万向抗震波纹补偿器由补偿组件带弹性承压管环的波纹管(1)、(8)、端管(5)、中间连接管(7)和万向支撑机构的万向铰(3)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、支撑板(4)、支撑连接杆(6)、限位装置(2)组成。其特征在于用中间连接管(7)连接带有弹性承压管环的波纹管(1)、(8)和端管(5)，组成补偿组件，补偿组件与万向支撑机构的万向铰固定座(3)或(15)、支撑板(4)相固接；支撑连接杆(6)是等径、等长对称的两根管或其它型材，分别插入两端的万向铰球芯(14)和支撑板(4)的中心孔，并在支撑连接杆两端设限位装置——挡板或销轴；万向铰第一型式如图所示，由固定支座(3)、活动支座(10)、球芯(14)、调整垫片(13)、连接螺栓(9)、螺母(11)(螺栓可直接联接于支座壳体)、弹簧垫圈(12)组成。固定支座和活动支座组成球芯架，内表面呈球形，与球芯外表面间隙配合，通过调整垫片，可使支座和球芯间获得理想的配合间隙。球芯设中心孔，与支撑连接杆呈间隙配合；万向铰第二种型式如图所示，简化为靠固定支座(15)中心孔凸起的曲面，与支撑连接杆呈间隙配合，实现铰接；补偿元件波纹管峰谷嵌入弹性承压管环，管环截面开有缺口。

为将本实用新型的技术方案进一步公开，下面结合附图1、附图2、附图3通过施实例作进一步阐述。

附图1  万向抗震波纹补偿器的结构示意图

附图2  万向铰示意图

附图3  弹性承压管环截面图

万向抗震波纹补偿器安装于储罐与管道之间，因基础下陷或地震产生的横向位移，补偿器波纹管以角向偏转和轴向伸长予以补偿，从而避免撕裂罐壁或引起管道的破坏，防止介质泄漏，发生次生灾害。

本实用新型的原理，是当其一端发生位移时，端部万向铰(3)或(15)必然随之发生相应的位移，带动支撑连接杆(6)发生偏转，由于端管(5)只有横向没有角向位移，所以支撑连接杆同步胁迫球芯(14)出现相同的角偏转，以满足横向和角向位移变形的需要。由于支撑连接杆(6)与补偿组件中间连接管(7)通过支撑板(4)互相固接，当其发生偏转时，必然使中间连接管(7)发生相应的角偏转，由于端管(5)在储罐或管道的约束下不可能发生角向偏转，因此，波纹管(1)、(8)必然在其约束下，发生相同角度的角偏转，以实现角位移的补偿。由于角向位移的出现，必然产生轴向位移，波纹管(1)、(8)在满足角向位移补偿的同时，必然作相应的轴向位移补偿，因此，支撑连接杆(6)便在球芯(14)中作必要滑动，以适应轴向补偿的需要。当轴向补偿超过补偿器允许的最大位移补偿量时，安装在支撑连接杆(6)上的限位装置(2)，将限制继续进行位移补偿，以保护补偿器不致破坏。

本实用新型在克服了U型波纹管刚性大，补偿量小，结构尺寸长不能三维补偿等缺点的基础上，保留了三维补偿复式铰链膨胀节补偿量大、结构尺寸短、三维补偿、与U形波纹管相比具有较好柔性等优点。同时，在波纹管中嵌入弹性承压管环，既解决了三维补偿复式铰链膨胀节波纹成型时材料回弹造成波纹峰谷不是一个正圆，实际是个椭圆，降低波纹稳定性的缺陷，使计算与实物的形态更加吻合，又解决了在大位移情况下，波纹应力应变不均匀的缺陷，获得更大的补偿量；在端管上设置万向铰(如图2两种型式)和在中间直管段设置筋板，用支撑连接杆相连，既解决了复式铰链约束力大的缺点，又使结构变的相当简单，但三维补偿的功能保持不变，使变形协调更容易，使每个波纹在发生位移时变形更均匀，减小了与之相连的罐体和进出口管线需要位移补偿时的约束应力。本实用新型可采用复层结构，以降低刚度和挠曲应力，延长使用寿命同时允许在波纹管外部设置橡胶外部包裹层，以使复层结构时，外层选用低级材料，降低造价，并减少波纹管在运输和使用时的划伤和损害。本实用新型适合于石化行业和热力工程及泵口减振使用。

附图图1  本实用新型结构示意图(主、俯视图)图2  万向铰示意图(两种形式)图3  弹性承压管环截面图附图说明1——波纹管2——限位装置3——万向铰固定座4——筋板5——端管6——支撑连接管7——中间连接管8——弹性承压管环9——螺栓10——万向铰活动支座11——螺母12——弹簧垫圈13——调整垫片14——万向铰球芯15——万向铰固定座

Claims (6)

1、一种储罐柔性连接的万向抗震波纹补偿器，由带弹性承压管环的波纹管(1)、(8)、端管(5)、中间连接管(7)组成的补偿组件和由万向铰(3)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)组件、支撑板(4)、支撑连接杆(6)、限位装置(2)组成的万向支撑机构组成，其特征在于中间连接管连接带有弹性承压管环的波纹管和端管，且与万向支撑机构的万向铰固定支座、支撑板相固结。

2、权利要求1所述的万向抗震波纹补偿器其特征在于支撑连接杆是等径、等长对称的两根管或其他型材，分别插入两端的万向铰球芯和支撑板的中心孔，且在其两端设限位装置。

3、权利要求1或2所述的万向抗震波纹补偿器其特征在于万向铰的支座将球芯用螺栓、螺母、弹簧垫圈所固定或者是直接用管柱或者是方型材料加工而成。

4、权利要求3所述的万向抗震补偿器，其特征在于球芯中心设有与支撑连接杆间隙配合的中心孔；球芯与支座为球面的间隙配合。

5、权利要求1、2或3所述的万向抗震补偿器其特征在于万向铰中心孔是凸曲面，与支撑连接杆是间隙配合。

6、权利要求1所述的万向抗震补偿器，其特征在于波纹管峰谷嵌入弹性承压管环且开口。

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