一种用于空间受限的直管压力平衡膨胀节的制作方法

本发明涉及金属波纹管膨胀节应用，具体而言，涉及一种用于空间受限的直管压力平衡膨胀节。

背景技术：

1、金属波纹管膨胀节吸收位移的基本形式包括轴向位移、横向位移和角位移，根据管道不同的布置方案来选用不同结构型式的金属波纹管膨胀节来补偿管道由温度变化带来的位移，从而降低管道应力。

2、传统的内压直管压力平衡膨胀节结构如图1所示，由位于两端的两个工作波纹管和位于中间的一个平衡波纹管及拉杆和端板等结构件组成，拉杆设置在工作波纹管和平衡波纹管外侧，通过拉杆的约束保证该膨胀节一个工作波纹管和平衡波纹管之间的距离在整个工作历程中不变，拉杆端部的球、锥面垫圈及螺母在约束压力推力的同时允许拉杆倾斜，使得波纹管吸收横向位移。拉杆在工作波纹管和平衡波纹管外侧交叉布置，仅能补偿较小的横向位移，主要用于吸收轴向位移。即现有技术的膨胀节不仅无法同时满足轴向和横向位移大，而且还存在外形尺寸较大，占据空间位置较大的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种用于空间受限的直管压力平衡膨胀节。以解决现有技术中的膨胀节不仅无法同时满足轴向和横向位移大，而且还存在外形尺寸较大，占据空间位置较大的问题。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种用于空间受限的直管压力平衡膨胀节，包括工作波组件、第一平衡波组件、第二平衡波组件、拉杆组件，所述工作波组件的一端与进口管连接，所述工作波组件的另一端与第一平衡波组件的一端通过出口管连接，所述第一平衡波组件的另一端与拉杆组件连接，所述第一平衡波组件套设在第二平衡波组件外部，所述第二平衡波组件的一端与出口管连接，所述第二平衡波组件的另一端与第三接管连接，所述拉杆组件的一端连接在进口管上，所述拉杆组件的另一端连接在第三接管上，所述出口管上设置有通孔，所述通孔使工作介质进入第一平衡波组件与第二平衡波组件形成的腔体内。

4、该设置通过优化平衡波纹管的布置方式，使得第一平衡波组件为内压状态，第二平衡波纹组件为外压状态，两组平衡波纹管进行内套式设计，同时能够有效降低膨胀节的安装长度，以此使得整个膨胀节的空间结构更加紧凑、可靠性高，并与工作波组件、拉杆组件配合，使得该膨胀节既能够补偿较大轴向位移，同时能够补偿较大横向位移。

5、进一步地，所述第一平衡波组件包括依次连接的第一接管、第一平衡波纹管、第二接管，所述第一接管通过第二环板与出口管连接，所述第二接管连接在拉杆组件上，所述通孔位于第二环板和第二平衡波组件之间。

6、进一步地，所述第二平衡波组件包括依次连接的第四接管、第二平衡波纹管，所述第四接管通过第四环板与出口管连接，所述第二平衡波纹管与第三接管连接，所述通孔位于第二环板和第四环板之间。

7、进一步地，所述出口管上设置有导向块，所述导向块位于第三接管的内侧。

8、该设置既起到支撑拉杆组件、第一平衡波组件、第二平衡波组件的功能，同时可以使得第一/第二工作波纹管在管道热伸长产生压缩位移时通过拉杆、第三环板等结构带动第一平衡波纹管和第二平衡波纹管产生拉伸位移，从而实现膨胀节的轴向位移补偿功能。

9、进一步地，所述通孔设置多个。

10、该设置目的是实现第一平衡波纹管受内压、第二平衡波纹管受外压状态。

11、进一步地，所述通孔设置的个数为6～10个。

12、进一步地，所述工作波组件包括第一工作波纹管、第二工作波纹管，所述进口管与第一工作波纹管连接，所述第一工作波纹管与第二工作波纹管通过连接管连接，所述第二工作波纹管与出口管连接。

13、进一步地，所述拉杆组件包括依次连接的第一环板、拉杆、第三环板，所述第一环板连接在进口管上，所述第三环板连接在第三接管上。

14、进一步地，所述拉杆两端设置有球锥面垫圈，所述球锥面垫圈与所述第一环板和第三环板紧密接触。

15、该设置可以提高了膨胀节的横向位移补偿能力。

16、进一步地，所述拉杆组件还包括筋板，所述筋板与第三环板和/或第一环板连接。

17、该设置用于提高拉杆组件的强度，保证膨胀节的结构紧凑下，还能够补偿较大轴向位移和较大横向位移。

18、进一步地，所述工作波组件内侧设置导流筒。

19、相对于现有技术，本发明所述的一种用于空间受限的直管压力平衡膨胀节，具有以下优势：

20、1)本发明通过优化平衡波纹管的布置方式，使得第一平衡波纹管为内压状态，第二平衡波纹管为外压状态，两组平衡波纹管进行内套式设计，实现工作波纹管与平衡波纹管压力推力的平衡，同时能够有效降低膨胀节的安装长度，以此使得整个膨胀节的空间结构更加紧凑、可靠性高，并与工作波组件、拉杆组件配合，使得该膨胀节既能够补偿较大轴向位移，同时能够补偿较大横向位移；

21、2)本发明的出口管与第三接管之间设置有间隙，出口管轴向伸长时使得工作波纹管压缩，平衡波拉伸，从而实现补偿管道轴向位移功能；

22、3)本发明的拉杆布置在工作波纹管和平衡波纹管的外侧，拉杆两端设置有球锥型垫圈，拉杆的一端与第三环板相连，拉杆另一端与进口端管外侧的第一环板相连，通过拉杆的约束保证连接进口管的工作波纹管和平衡波纹管之间的距离在整个工作历程中不变；

23、4)本发明的膨胀节，可应用于石化装置、大型试验装置等领域，适用于既要求有较大轴向位移补偿能力，同时要求能够补偿较大横向位移能力且安装空间紧凑的场合。

技术特征：

1.一种用于空间受限的直管压力平衡膨胀节，其特征在于，包括工作波组件、第一平衡波组件、第二平衡波组件、拉杆组件，所述工作波组件的一端与进口管(1)连接，所述工作波组件的另一端通过出口管(18)与第一平衡波组件的一端连接，所述第一平衡波组件的另一端与拉杆组件连接，所述第一平衡波组件套设在第二平衡波组件外部，所述第二平衡波组件的一端与出口管(18)连接，所述第二平衡波组件的另一端与第三接管(16)连接，所述拉杆组件的一端连接在进口管(1)上，所述拉杆组件的另一端连接在第三接管(16)上，所述出口管(18)上设置有通孔(181)，所述通孔(181)使工作介质进入第一平衡波组件与第二平衡波组件形成的腔体内。

2.根据权利要求1所述的膨胀节，其特征在于，所述第一平衡波组件包括依次连接第一接管(8)、第一平衡波纹管(9)、第二接管(12)，所述第一接管(8)通过第二环板(7)与出口管(18)连接，所述第二接管(12)连接在拉杆组件上，所述通孔(181)位于第二环板(7)和第二平衡波组件之间。

3.根据权利要求2所述的膨胀节，其特征在于，所述第二平衡波组件包括依次连接的第四接管(19)、第二平衡波纹管(10)，所述第四接管(19)通过第四环板(20)与出口管(18)连接，所述第二平衡波纹管(10)与第三接管(16)连接，所述通孔(181)位于第二环板(7)和第四环板(20)之间。

4.根据权利要求1所述的膨胀节，其特征在于，所述出口管(18)和第三接管(16)之间设置有导向块(17)。

5.根据权利要求1所述的膨胀节，其特征在于，所述通孔(181)设置多个。

6.根据权利要求1所述的膨胀节，其特征在于，所述工作波组件包括第一工作波纹管(3)、第二工作波纹管(6)，所述进口管(1)与第一工作波纹管(3)连接，所述第一工作波纹管(3)与第二工作波纹管(6)通过连接管(5)连接，所述第二工作波纹管(6)与出口管(18)连接。

7.根据权利要求1所述的膨胀节，其特征在于，所述拉杆组件包括依次连接的第一环板(2)、拉杆(11)、第三环板(15)，所述第一环板(2)连接在进口管(1)上，所述第三环板(15)连接在第三接管(16)上。

8.根据权利要求7所述的膨胀节，其特征在于，所述拉杆(11)两端设置有球锥面垫圈(13)，所述球锥面垫圈(13)与所述第一环板(2)和第三环板(15)紧密接触。

9.根据权利要求7所述的膨胀节，其特征在于，所述拉杆组件还包括筋板(14)，所述筋板(14)与第三环板(15)和/或第一环板(2)连接。

10.根据权利要求1所述的膨胀节，其特征在于，所述工作波组件内侧设置导流筒(4)。

技术总结
本发明提供一种用于空间受限的直管压力平衡膨胀节，包括工作波组件、第一平衡波组件、第二平衡波组件、拉杆组件，所述工作波组件的一端与进口管连接，所述工作波组件的另一端通过出口管与第一平衡波组件的一端连接，所述第一平衡波组件的另一端与拉杆组件连接，所述第一平衡波组件套设在第二平衡波组件外部，所述第二平衡波组件的一端与出口管连接，所述第二平衡波组件的另一端与第三接管连接，所述拉杆组件的一端连接在进口管上，所述拉杆组件的另一端连接在第三接管上，所述出口管上设置有通孔，所述通孔使工作介质进入第一平衡波组件与第二平衡波组件形成的腔体内。本发明的膨胀节不仅能够补偿较大轴向位移和横向位移，且结构更紧凑。

技术研发人员：占丰朝,付强,司晓博,李张治,刘海威
受保护的技术使用者：中船双瑞（洛阳）特种装备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/24