一种用于平衡直管压力的杠杆式膨胀节的制作方法

本发明涉及金属波纹管，尤其涉及一种用于平衡直管压力的杠杆式膨胀节。

背景技术：

1、以金属波纹管为挠性元件的膨胀节，主要用来补偿由于安装或热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸的变化，在各行业得到广泛应用。膨胀节的设计核心内容是波纹管的设计，一般来讲，管道中使用的波纹管都是在承压状态下服役的，由此产生的压力推力按公式fp=pay计算，式中：p为承载压力；ay波纹管的有效面积。压力推力多由管线在一定位置设置的主固定管架承担，有时也可能由管线连接的设备承担。设置主固定管架会增加投资成本。为抵御管线内流动介质导致的压力推力而加固设备基础，也同样要追加投资。因此，为减少投资，使波纹管产生的压力推力在膨胀节装置范围以内消除掉，不把该力施加到管线和设备上，现有技术中较典型的平衡膨胀节结构如下：

2、美国专利us2485370a、中国标准gb/t12777-2019中均介绍了经典的直管压力平衡膨胀节。膨胀节由三个波纹管组成，一般包括两个工作波纹管和一个平衡波纹管。设计准则是平衡波纹管的有效面积是工作波纹管的2倍。该类膨胀节的不足之处是轴向尺寸长、轴向体积大，导致制造成本增高。此外，中国专利cn203231017u给出了利用碟型弹簧组，平衡波纹管压力推力的方法，但该碟型弹簧组的不足之处是由于碟型弹簧间的摩擦力、压缩的非线性，使得精度差。可见，现有技术中的直管推力平衡型膨胀节，均有不足之处。

3、为此，本技术提供了一种用于平衡直管压力的杠杆式膨胀节。

技术实现思路

1、（一）要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种用于平衡直管压力的杠杆式膨胀节，其解决了现有技术的技术问题。

3、（二）技术方案

4、为了达到上述目的，本发明提供了一种用于平衡直管压力的杠杆式膨胀节，采用的技术方案包括：工作管组件，设置于直管管道之间；杠杆组件，设置于工作管组件的侧面；工作销轴组件，穿设于杠杆组件，使杠杆组件与工作管组件相连接；平衡管组件，设置于工作管组件的上方，并与杠杆组件相连接；平衡销轴组件，穿设于杠杆组件，使杠杆组件与平衡管组件相连接；排气件，设置于平衡管组件的上方；软管，设置于工作管组件与平衡管组件之间，使工作管组件与平衡管组件相连通；其中，平衡管组件的轴向线与工作管组件的轴向线之间连线的所在平面为第一平面，平衡销轴组件的轴向线所在平面为第二平面，工作销轴组件的轴向线所在平面为第三平面，第二平面垂直于第一平面，第三平面垂直于第一平面；平衡管组件的轴向线与工作管组件的轴向线之间连线的中点到第二平面、第三平面的距离相等。

5、可选择的，工作管组件与平衡管组件的材质相同，工作管组件与平衡管组件的尺寸相同。

6、可选择的，工作管组件包括：管体，设置于直管管道之间，并与直管管道相连通；工作波纹管，设置于管体之间，并与管体相连通。

7、可选择的，杠杆组件包括：第一连杆，设置于管体的第一侧面，并与管体相连接；第二连杆，设置于管体的第二侧面，并与管体相连接；其中，第一侧面与第二侧面分别设置于管体的两个相对的侧面。

8、可选择的，杠杆组件还包括：第一横杆，设置于第一侧面，并通过销轴与第一连杆相连接，第一横杆垂直于第一连杆，且第一横杆与第一连杆连接的点为第一连杆的中点；第一限位连杆，设置于第一侧面，并与第一横杆、管体均相连接；第二横杆，设置于第二侧面，并通过销轴与第二连杆相连接，第二横杆垂直于第二连杆，且第二横杆与第二连杆连接的点为所述第二连杆的中点；第二限位连杆，设置于第二侧面，并与第二横杆、管体均相连接。

9、可选择的，平衡管组件包括：第一端管，设置于第一连杆与第二连杆之间，并与第一连杆、第二连杆均相连接；第二端管，设置于第一限位连杆与第二限位连杆之间，并与第一限位连杆、第二限位连杆均相连接；平衡波纹管，设置于第一端管与第二端管之间，且与第一端管、第二端管均相连接，平衡波纹管的尺寸与工作波纹管的尺寸相同；第一平盖，设置于第一端管的远离平衡波纹管的侧面，并与第一端管相连接；第二平盖，设置于第二端管的远离平衡波纹管的侧面，并与第二端管相连接。

10、可选择的，杠杆组件还包括：第一导向槽，开设于第一限位连杆，且第一导向槽的位置设于工作波纹管的侧面；第二导向槽，开设于第一限位连杆，且第二导向槽的位置设于平衡波纹管的侧面；第一杠杆，设置于第一限位连杆的外侧；第一活动槽，开设于第一杠杆，利用销轴穿过第一活动槽和第一导向槽，进而使第一杠杆、第一限位连杆与管体相连接；第二活动槽，开设于第一杠杆，利用销轴穿过第二活动槽和第二导向槽，进而使第一杠杆、第一限位连杆与第二端管相连接；第三导向槽，开设于第二限位连杆，且第三导向槽的位置设于工作波纹管的侧面；第四导向槽，开设于第二限位连杆，且第四导向槽的位置设于平衡波纹管的侧面；第二杠杆，设置于第二限位连杆的外侧；第三活动槽开设于第二杠杆，利用销轴穿过第三活动槽和第三导向槽，进而使第二杠杆、第二限位连杆与管体相连接；第四活动槽开设于第二杠杆，利用销轴穿过第四活动槽和第四导向槽，进而使第二杠杆、第二限位连杆与第二端管相连接。

11、可选择的，工作销轴组件包括：第一连杆销轴，穿设于第一连杆，并与管体相连接；第二连杆销轴，穿设于第二连杆，并与管体相连接；第一杠杆销轴，穿设于第一杠杆、第一限位连杆，并与管体相连接；第二杠杆销轴，穿设于第二杠杆、第二限位连杆，并与管体相连接。

12、可选择的，平衡销轴组件还包括：第三连杆销轴，穿设于第一连杆，并与第一端管相连接；第四连杆销轴，穿设于第二连杆，并与第一端管相连接；第三杠杆销轴，穿设于第一杠杆、第一限位连杆，并与第二端管相连接；第四杠杆销轴，穿设于第二杠杆、第二限位连杆，并与第二端管相连接。

13、可选择的，第一导向槽沿管体的轴向方向的长度等于工作波纹管的位移量与平衡波纹管的位移量之和；第二导向槽沿第二端管的轴向方向的长度等于工作波纹管的位移量与平衡波纹管的位移量之和。

14、（三）有益效果

15、本发明的有益效果是：

16、本发明提供了一种用于平衡直管压力的杠杆式膨胀节，工作管组件设置在直管管道之间，并与直管管道相连通，在使用的过程中，直管管道内流通介质，则介质在直管管道内产生压力，即在工作管组件内存在压力，而设置在工作管组件上方的平衡管组件通过软管与工作管组件相连通，使得工作管组件内的流通介质通过软管流至平衡管组件内，且由于设置了排气件，便于在流通介质流进平衡管组件的过程中，平衡管组件从上方的排气件排出空气，这样就使得平衡管组件内的压力与工作管组件内的压力相等。

17、而且，由于设置了工作销轴组件，使得杠杆组件从工作管组件的两侧与工作管组件相连接，又由于设置了平衡销轴组件，使得杠杆组件从平衡管组件的两侧与平衡管组件相连接，杠杆组件的设置为平衡管组件和工作管组件提供了力臂，且由于限定了平衡管组件的轴向线与工作管组件的轴向线之间连线的所在平面为第一平面，平衡销轴组件的轴向线所在平面为第二平面，工作销轴组件的轴向线所在平面为第三平面，第二平面垂直于第一平面，使杠杆组件为平衡管组件两侧提供的力臂相等，第三平面垂直于第一平面，杠杆组件设置在工作管组件的两侧，使杠杆组件为工作管组件两侧提供的力臂相等，并且因为限定了平衡管组件的轴向线与工作管组件的轴向线之间连线的中点到第二平面、第三平面的距离相等，就保证了工作管组件的力臂与平衡管组件的力臂相等、方向相反。

18、因此，工作管组件内的压力与平衡管组件内的压力相等，进而使得工作管组件的压力推力和平衡管组件的压力推力相等，并且，由于工作管组件的力臂与平衡管组件的力臂相等，这样设置，本发明中的平衡管组件在直管管道运行使用的过程中，由于内部流动介质产生的压力推力相等、且杠杆组件提供的力臂相等、方向相反，平衡管组件就能够平衡抵消掉工作管组件由于流通介质带来的压力推力。一方面，平衡管组件的轴向尺寸与工作管组件相同，因此不需要在膨胀节结构中增加轴向尺寸，减小了膨胀节的轴向体积，降低制造成本；另一方面，由于设置的平衡膨胀节的内腔与工作膨胀节的内腔之间的压力相等，杠杆组件提供的力臂相等、方向相反，因此，平衡管组件能够完全准确地被平衡管组件平衡抵消掉，提高了平衡精度，最终很好地解决了碟型弹簧间的摩擦力、压缩的非线性，使得精度差的技术问题。

19、进一步的，工作管组件与平衡管组件的材质相同，工作管组件与平衡管组件的尺寸相同，这样设置就使得工作管组件与平衡管组件之间的压力推力完全相等，也就是平衡管组件能够完全准确地平衡抵消掉工作管组件的压力推力。

20、进一步的，工作管组件与平衡管组件的材质相同，工作管组件与平衡管组件的尺寸相同，这样设置使得由于流通介质产生的压力推力传递至工作管组件的大小，与传递至平衡管组件的大小相等，增加了通过杠杆组件平衡直管管道压力的准确性。