高温非金属膨胀节的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高温非金属膨胀节，包括上游连接板、下游连接板、柔性圈带、内套筒、中套筒和外套筒。中套筒一端套在内套筒外，另一端插入外套筒内，中套筒通过插销和外套筒连接，插销一端固定在中套筒上，另一端穿过外套筒并形成活动连接，中套筒横向位移可通过插销的移动进行补偿。本实用新型结构简单，可全方位地吸收膨胀或压缩位移及横向位移，不易损坏、不易泄漏、使用寿命长。可应用于热风管道、高温烟道等介质为高温气体或高温气固混合物的管道，可补偿因温度变化引起的膨胀量。
【专利说明】高温非金属膨胀节
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种连接管道之间的膨胀节，特别是指一种高温非金属膨胀节。
【背景技术】
[0002]高温非金属膨胀节一般用于热风管道、高温烟道等介质为高温气体或高温气固混合物的管道，可补偿因温度变化引起的膨胀量。高温非金属膨胀节的结构形式直接决定了其工作寿命与热膨胀吸收能力。
[0003]如图1所示为传统高温非金属膨胀节的结构示意图，包括上游连接板21、下游连接板22、柔性圈带31、内套筒41、外套筒42。上游连接板21、下游连接板22为环状金属板，其形状与上游管道11、下游管道12的管口相适应，即上游管道11、下游管道12为圆管时为圆环状，上游管道11、下游管道12为方管时为方框形。柔性圈带31的两端分别通过螺栓环绕固定在上游连接板21、下游连接板22的外环侧。内套筒41、外套筒42—般为金属材质，分别与上游连接板21、下游连接板22的内环侧焊接连接。上游连接板21、下游连接板22、内套筒41、柔性圈带31和外套筒42围成的保温层81内填充有保温材料。
[0004]现有技术存在以下缺点:由于其套筒仅由内套筒、外套筒两段组成，工作时，要同时吸收轴向和横向及全位移，效果较差；特别是在大膨胀或压缩位移的情况下，存在易于损坏、密封性差、使用寿命短等缺点，严重影响膨胀节的连续、稳定与安全运行。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种能够全方位地吸收膨胀或压缩位移及横向位移的不易损坏、不易泄漏、使用寿命长的高温非金属膨胀节。
[0006]为实现上述目的，本实用新型所设计的高温非金属膨胀节，包括连接上游管道的上游连接板、连接下游管道的下游连接板、柔性圈带、内套筒、中套筒和外套筒。柔性圈带的两端分别环绕固定在上游连接板、下游连接板的外侧。上游连接板、下游连接板为与上下游管道管口形状相适应的环状板。内套筒、外套筒分别连接在上游连接板、下游连接板的内侧，中套筒一端套在内套筒外，另一端插入外套筒内，中套筒和内套筒之间形成第一膨胀缝，其内填塞有耐高温密封材料，中套筒通过插销和外套筒连接，插销一端固定在中套筒上，另一端穿过外套筒并形成活动连接，中套筒横向位移可通过插销的移动进行补偿，上游连接板、下游连接板、内套筒、柔性圈带、中套筒和外套筒围成的保温层内填充有保温材料。膨胀节的整体形状为圆形、方形或矩形等，与上游管道、下游管道的形状一致。本实用新型高温非金属膨胀节在安装后使用前，需与上游管道、下游管道一起浇注耐磨耐火浇注料，并预留迷宫式膨胀缝，该迷宫式膨胀缝利用迷宫密封原理，使被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。
[0007]为进一步提高外套筒的热膨胀周向缓冲能力，外套筒与下游连接板之间可设置支撑环，支撑环固定在下游连接板内侧并形成支撑槽，外套筒一侧设置有凸缘，凸缘伸入支撑槽内并可在其中转动，外套筒与下游连接板之间形成第二膨胀缝，其内填塞有耐高温密封材料。
[0008]为进一步提高外套筒、中套筒间的密封性能，可分别在外套筒内侧设置环状隔板、在中套筒伸入外套筒的端面上设置环状挡板，环状隔板与环状挡板之间形成第三膨胀缝，其内填塞有耐高温密封材料。
[0009]第一膨胀缝、第二膨胀缝、第三膨胀缝的缝隙宽度可选为Imm?5mm，进一步优选为 2mm。
[0010]高温非金属膨胀节在安装时需要在其内侧浇注耐磨耐火浇注料，为使浇注更牢固，可在内套筒、中套筒和外套筒内侧面上设置销钉。
[0011]可选的，耐高温密封材料为陶瓷纤维纸或硅酸铝纤维板。
[0012]可选的，保温层内填充的保温材料为硅酸铝耐火纤维棉。
[0013]本实用新型的有益效果是:⑴增加中套筒显著提升了本实用新型高温非金属膨胀节吸收轴向膨胀或压缩位移的能力；(2)中套筒通过插销与外套筒活动连接，横向位移可通过中套筒上插销的移动进行补偿；(3)内套筒紧贴中套筒内壁沿介质流向滑移，其间没有横向位移，间隙用耐高温密封材料密封，与迷宫式膨胀缝配合使用，密封效果好；(4)由于对膨胀、收缩及横向位移的补偿效果好，在使用中不易变形和损坏，避免了因破损带来的介质泄漏，延长了膨胀节的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为传统高温非金属膨胀节的结构示意图。
[0015]图2为改进高温非金属膨胀节的结构示意图。
[0016]图3为图2中套筒结构与连接的详细示意图。
[0017]图1?3中箭头方向表示介质流向。
[0018]其中:上游管道11、下游管道12、上游连接板21、下游连接板22、柔性圈带31、内套筒41、外套筒42、中套筒43、插销44、第一膨胀缝51、第二膨胀缝52、第三膨胀缝53、支撑环61、支撑槽62、凸缘63、环状隔板71、环状挡板72、保温层81、销钉82、耐磨耐火层91、第一迷宫式膨胀缝92、第二迷宫式膨胀缝93、第三迷宫式膨胀缝94
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0020]如图1所示为传统的高温非金属膨胀节，其具体结构和缺陷已在【背景技术】中作了详细介绍，于此不再赘述。
[0021]如图2?3所示，本实用新型改进的高温非金属膨胀节，包括连接上游管道11的上游连接板21、连接下游管道12的下游连接板22、柔性圈带31、内套筒41、中套筒43和外套筒42。柔性圈带31的两端采用螺栓连接分别环绕固定在上游连接板21、下游连接板22的外侧。内套筒41焊接固定在上游连接板21的内侧。下游连接板22内侧焊接有支撑环61，其与下游连接板22之间形成支撑槽62，外套筒42 —侧设置有凸缘63，凸缘63伸入支撑槽62内，与支撑槽62间隙配合连接并可在其中转动。外套筒42与下游连接板22之间形成第二膨胀缝52，其内填塞有陶瓷纤维纸。中套筒43 —端套在内套筒41外，另一端插入外套筒42内，中套筒43和内套筒41之间形成第一膨胀缝51，其内填塞有陶瓷纤维纸。中套筒43通过插销44和外套筒42连接，插销44 一端焊接在中套筒43上，另一端插入外套筒42上的圆孔内，并可在圆孔内移动，起到支撑和导向作用。上游连接板21、下游连接板22、内套筒41、柔性圈带31、中套筒43和外套筒42围成的保温层81内填充有硅酸铝耐火纤维棉。外套筒42内侧焊接有环状隔板71，中套筒43伸入外套筒42的端面设置有环状挡板72，环状隔板71与环状挡板72之间形成第三膨胀缝53，其内填塞有陶瓷纤维纸。第一膨胀缝51、第二膨胀缝52、第三膨胀缝53的缝隙宽度为2mm。金属套筒内侧面上设置有销钉82。上游连接板21、下游连接板22、内套筒41、中套筒43和外套筒42的材料为金属，其材料按介质温度选取，介质温度低于350°C时，金属材料选用Q235-A，介质温度在350°C?450°C，金属材料选用12CrlMoV，介质温度高于450°C时，金属材料选用lCrl8Ni9Ti。柔性圈带31为层状结构，各层材料为:不锈钢钢丝网、硅橡胶覆合布、增强纤维布、复合无碱布、聚四氟乙烯薄膜、玻璃纤维布、普通玻纤布。
[0022]本实用新型高温非金属膨胀节的安装过程如下:(I)安装前，首先确认介质流向和横向膨胀方向，介质进口为膨胀节的上游连接板21，出口为下游连接板22，横向膨胀方向即为插销的轴向；(2)安装时，在确认介质流向、横向膨胀方向都正确无误的前提下，先将上游管道11与上游连接板21点焊，下游管道12与下游连接板22点焊，再次确认介质流向及横向膨胀方向，微调外套筒角度，确保插销44方向准确无误，将上游连接板21、下游连接板22焊接牢固，再拆除膨胀节出厂时的临时固定装置安装完成后，与上游管道11、下游管道12 —起浇注耐磨耐火浇注料并形成耐磨耐火层91 ； (3)浇注时，在耐磨耐火层91内预留3条迷宫式膨胀缝，分别为与第一膨胀缝51相连的第一迷宫式膨胀缝92、与第二膨胀缝52相连的第二迷宫式膨胀缝93、与第三膨胀缝53相连的第三迷宫式膨胀缝94，第一迷宫式膨胀缝92浇注时，轴向长度应确保膨胀节膨胀到位后，还留有不小于30mm的密封段，同时，靠近介质侧向下游方向倾斜30?45°，确保自由膨胀、密封、不积灰，并能在冷态时自动复位。第三迷宫式膨胀缝94浇注时，预留间隙不小于膨胀间隙的2倍，并须保持与插销方向及横向膨胀方向一致。注意横截面上，这个间隙由两个椭圆构成，椭圆长轴的中点偏离膨胀节中心约一个横向膨胀间隙，但长轴轴线通过膨胀节的横截面中心。第二迷宫式膨胀缝93浇注时，应确保膨胀节工作时，外套筒能够随着中套筒自由转动，以便时刻跟踪横向位移的角度变化，及时调整自身角度，避免膨胀节因受横向拉力和扭转力而变形。
【权利要求】
1.一种高温非金属膨胀节，用于连接上游管道(11)与下游管道(12),它包括连接上游管道(11)的上游连接板(21^连接下游管道(12)的下游连接板(22^柔性圈带(31^内套筒(41)、外套筒(42),所述柔性圈带(31)的两端分别环绕固定在上游连接板(21^下游连接板(22)的外侧，所述内套筒(41)、外套筒(42)分别连接在上游连接板(21^下游连接板(22)的内侧，其特征在于:它还包括中套筒(43),所述中套筒(43) —端套在内套筒(41)夕卜，所述中套筒(43)另一端插入外套筒(42)内，所述中套筒(43)和内套筒(41)之间形成第一膨胀缝(51)，所述第一膨胀缝(51)内填塞有耐高温密封材料，所述中套筒(43)通过插销(44)和外套筒(42)轴向定位，且所述插销(44) 一端固定在中套筒(43)上，另一端穿过外套筒(42)并形成活动连接，所述上游连接板(21^下游连接板(22^内套筒(虹)、柔性圈带(31^中套筒(43)和外套筒(42)围成的保温层(81)内填充有保温材料。
2.根据权利要求1所述的高温非金属膨胀节，其特征在于:所述下游连接板(22)与外套筒(42)之间还设置有支撑环(61),所述支撑环￠1)固定在下游连接板(22)内侧并形成支撑槽(62),所述外套筒(42) —侧设置有凸缘(63),所述凸缘(63)伸入支撑槽(62)内并可在其中转动，所述外套筒(42)与下游连接板(22)之间形成第二膨胀缝(52)，所述第二膨胀缝(52)内填塞有耐高温密封材料。
3.根据权利要求2所述的高温非金属膨胀节，其特征在于:所述外套筒(42)内侧设置有环状隔板(71),所述中套筒(43)伸入外套筒(42)的端面设置有环状挡板(72),所述环状隔板(71)与环状挡板(72)之间形成第三膨胀缝(53),所述第三膨胀缝(53)内填塞有耐高温密封材料。
4.根据权利要求3所述的高温非金属膨胀节，其特征在于:所述第一膨胀缝(51)、第二膨胀缝(52)、第三膨胀缝(53)的缝隙宽度为1臟?5臟。
5.根据权利要求4所述的高温非金属膨胀节，其特征在于:所述第一膨胀缝(51)、第二膨胀缝(52^第三膨胀缝(53)的缝隙宽度为2皿。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的高温非金属膨胀节，其特征在于:所述内套筒(41)、中套筒(43)和外套筒(42)内侧面上设置有销钉(82)。
7.根据权利要求1?5中任一项所述的高温非金属膨胀节，其特征在于:所述耐高温密封材料为陶瓷纤维纸或硅酸铝纤维板。
8.根据权利要求1?5中任一项所述的高温非金属膨胀节，其特征在于:所述保温层(81)内填充的保温材料为硅酸铝耐火纤维棉。
【文档编号】F16L51/00GK204239962SQ201420701404
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】谢志锋, 付新国, 郭蕾, 林勇 申请人:武汉凯迪工程技术研究总院有限公司