一种具有三向补偿的直管压力平衡型膨胀节制造技术

技术编号:18807637 阅读:29 留言:0更新日期:2018-09-01 08:26
一种具有三向补偿的直管压力平衡型膨胀节,由依次连接的法兰A、工作波纹管和法兰B组成,在法兰A和法兰B之间的工作波纹管外部周向上设有多个平衡构件,平衡构件由固定设置在法兰A上的压力缸、活塞和万向连杆组件组成,压力缸内设有至少两个相独立的压力腔,在每一个压力腔内设有一个在压力腔内滑动设置的活塞,当工作波纹管压缩时,压缩位置处的压力缸内的密封腔内的介质随活塞的滑动增加,当工作波纹管拉伸时,拉伸位置处的压力缸内的密封腔内的介质随活塞的滑动增加,使膨胀节处于平衡状态。本发明专利技术解决了常规直管压力平衡型膨胀节外径过大、重量较重、制造成本高的问题;同时具备补偿轴向位移、横向位移和角向位移的能力,位移补偿灵活。

A straight pipe pressure balanced expansion joint with three directional compensation

A three-way compensated straight-pipe pressure-balanced expansion joint is composed of flange A, working bellows and flange B connected sequentially. A plurality of balancing components are arranged on the outer circumference of the working bellows between flange A and flange B. The balancing components are composed of a pressure cylinder fixed on flange A, a piston and a universal connecting rod assembly. The pressure cylinder is provided with at least two independent pressure chambers, and each pressure chamber is provided with a piston sliding in the pressure chamber. When the working bellows are compressed, the medium in the sealing chamber of the pressure cylinder at the compression position increases with the sliding of the piston. When the working bellows are stretched, the pressure cylinder at the stretching position increases. The medium in the sealing cavity increases with the sliding of the piston, so that the expansion joint is in a state of equilibrium. The invention solves the problems of excessive external diameter, heavy weight and high manufacturing cost of conventional straight pipe pressure balanced expansion joint, and has the ability of compensating axial displacement, lateral displacement and angular displacement, and the displacement compensation is flexible.

【技术实现步骤摘要】
一种具有三向补偿的直管压力平衡型膨胀节
本专利技术涉及直管压力平衡型膨胀节,具体说的是一种具有三向补偿的直管压力平衡型膨胀节。
技术介绍
现有的直管压力平衡型膨胀节常规型式分外压和内压两种。外压型式的直管压力平衡型膨胀节(图1)由一组工作波纹管和一组平衡波纹管组成,主要用于吸收轴向位移并能够平衡波纹管的压力推力。内压型式的直管压力平衡型膨胀节(图2)由两个工作波纹管和位于中间的一个平衡波纹管及拉杆、端板等结构件组成,主要用于吸收轴向和横向位移并能够平衡波纹管的压力推力。常规结构直管压力平衡型膨胀节为实现压力平衡,除需设置满足位移补偿需要的工作波外,还需另设一组平衡波用于平衡压力推力,同时增加相应的约束结构件,制造成本相对较高。对于内压型直管压力平衡型膨胀节而言,平衡波的外径要远大于工作波,因而造成膨胀节整体外径过大,设备重量较重。另外,常规直管压力平衡型膨胀节因结构型式的限制主要用于补偿轴向位移,不具备角位移和横向位移补偿的功能。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术提供一种具有三向补偿的直管压力平衡型膨胀节,解决了常规直管压力平衡型膨胀节外径过大、重量较重、制造成本高的问题;同时具备补偿轴向位移、横向位移和角向位移的能力,位移补偿灵活。为实现上述技术目的,所采用的技术方案是:一种具有三向补偿的直管压力平衡型膨胀节,由依次连接的法兰A、工作波纹管和法兰B组成,在法兰A和法兰B之间的工作波纹管外部周向上设有多个平衡构件,所述的平衡构件由固定设置在法兰A上的压力缸、活塞和万向连杆组件组成,压力缸内按工作波纹管轴向方向设有至少两个相独立的压力腔,在每一个压力腔内设有一个与压力腔的腔壁相匹配并在压力腔内滑动设置的活塞,压力腔由活塞分隔为密封腔和排气腔,在排气腔侧的压力缸上设有与外部空气相连通的排气孔,所述的万向连杆组件由万向连杆和柔性管组成,万向连杆的轴中心为中空结构,在该中空结构中设有柔性管,万向连杆的一端伸入各压力腔内与各活塞连接,并带动所有活塞同向运动,在密封腔内的万向连杆上或活塞上开设有与柔性管相连通的引流孔,万向连杆的另一端与法兰B连接,在法兰B内开设有使柔性管与膨胀节介质通道相连通的介质流通孔,使介质流通孔、柔性管和密封腔依次相连通,在压力缸与法兰B之间的万向连杆上设有至少两个万向节,当工作波纹管压缩时,压缩位置处的压力缸内的密封腔内的介质随活塞的滑动增加,当工作波纹管拉伸时,拉伸位置处的压力缸内的密封腔内的介质随活塞的滑动增加,使膨胀节处于平衡状态。本专利技术所述的介质流通孔的截面为L型。本专利技术所述的万向节为球形万向节、十字轴万向节、球叉式万向节、三销轴式万向节或球笼式万向节。本专利技术有益效果是:采用了一种新型平衡结构,取消了平衡波,膨胀节外径可缩小30%以上,大幅减轻了膨胀节重量,节约了成本。利用新式的平衡构件可补偿轴向位移、横向位移和角向位移,具有补偿灵活的特点,同时具备结构简单,安全可靠的特点。附图说明图1为常规外压直管压力平衡型膨胀节示意图;图2为常规内压直管压力平衡型膨胀节示意图;图3为本专利技术的结构示意图;图4为本专利技术的平衡构件的结构示意图;图5为本专利技术的竖向平衡状态示意图;图6为本专利技术的横向位移补偿变化示意图;图7为本专利技术的角位移补偿变化示意图;图中:1、法兰A、2、工作波纹管,3、平衡构件,3-1、压力缸,3-2、活塞,3-3、密封圈A,3-4、活塞连杆,3-5、横隔板,3-6、密封圈B,3-7、万向连杆组件,3-7-1、万向连杆,3-7-2、柔性管,3-7-3、万向节,3-8、压力腔,3-8-1、密封腔,3-8-2、排气腔,3-8-3、引流孔,3-8-4、排气孔,4、法兰B,4-1、介质流通孔。具体实施方式下面结合附图给出专利技术的较佳实施例,以详细说明本专利技术的技术方案。这里,将给出相应附图对本专利技术进行详细说明。需要特别说明的是,这里所描述的优选实施例子仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制或限定本专利技术。如图3所示,一种具有三向补偿的直管压力平衡型膨胀节,由依次连接的法兰A1、工作波纹管2和法兰B4组成,在法兰A1和法兰B4之间的工作波纹管2外部周向上设有多个平衡构件3,该专利中指出的多个最少为两个,当法兰A1作为介质进口时,法兰B4作为介质出口,或当法兰A1作为介质出口时,法兰B4作为介质进口,并不影响平衡构件3的连接。法兰A1和法兰B4只是限定具有与工作波纹管2连通的中间介质进口,以及圆周方向的用于固定平衡构件3的外边沿,其它与法兰结构相类似的构件均属于法兰结构。整个膨胀节在使用时不限制于竖直使用或水平使用。如图4所示,多个平衡构件最优均匀设置在工作波纹管2的外侧,单个的平衡构件由固定设置在法兰A1上的压力缸3-1、活塞3-2和万向连杆组件3-7组成,法兰A1作介质入口法兰或介质出口法兰均可,可采用螺栓固定、焊接固定等固定方式,使压力缸3-1随法兰A1运动,压力缸3-1内按工作波纹管2轴向方向设有至少两个相独立的压力腔3-8,在每一个压力腔3-8内设有一个与压力腔3-8的腔壁相匹配并在压力腔3-8内滑动设置的活塞3-2,活塞3-2与压力缸3-1侧壁间设置密封圈A3-3进行密封,压力腔3-8由活塞3-2分隔为密封腔3-8-1和排气腔3-8-2,在排气腔3-8-2侧的压力缸3-1上设有与外部空气相连通的排气孔3-8-4,避免活塞运动时空腔因体积缩小压强升高,影响活塞的运动,通气孔的位置避开活塞的移动范围。多个压力腔可采用在压力缸的内腔加入横隔板3-5的形式分隔出多个压力腔,横隔板3-5的设置是为了将压力缸3-1分割成两个或多个腔室,配合活塞3-2的设置,形成两个或多个相互独立的腔室。当介质流入各个独立腔室后,压力作用于活塞和腔室的总面积将明显大于不设置横隔板时单个腔室的压力作用面积,因而,当压力推力一定时,相应的设置横隔板的平衡构件结构可明显缩小压力缸3-1外径,从而减小设备整体外形尺寸,并减轻设备重量。当取消横隔板设置时,虽然也具备该新式直管压力平衡型膨胀节的所有位移补偿能力和平衡压力推力功能,但相对设置横隔板的结果而言,外形尺寸较大,设备重量较重。万向连杆组件3-7由万向连杆3-7-1和柔性管3-7-2组成,万向连杆3-7-1的轴中心为中空结构,在该中空结构中设有柔性管3-7-2,柔性管3-7-2防止万向连杆3-7-1在万向转动时中心的中空结构无法对准,内部介质无法流通,万向连杆3-7-1的一端伸入各压力腔3-8内与各活塞3-2连接,并带动所有活塞3-2同向运动,万向连杆3-7-1伸入压力缸的底部孔中,与底部孔之间由密封圈进行密封,万向连杆3-7-1与活塞的连接形式一种为直接依次穿过各个活塞,对每个活塞进行共同连接,并保护万向连杆3-7-1的与最上端的活塞连接不会与排气腔连通,使万向连杆3-7-1的该端口密封,或不从活塞穿出,直接由活塞进行密封,另一种是在活塞与活塞之间加入中空的活塞连杆3-4,未端的活塞连杆3-4与万向连杆3-7-1连通,活塞连杆3-4与横隔板3-5圆孔内壁通过密封圈B3-6进行密封,该种连接形式,实际上是将万向连接3-7-1进行了拆分组合,不管何种连接,保证万向连接在竖向移动时,带动活塞沿轴线方向共同移动即可。在密封腔3-8-1内的万向连杆3-7-1上或活塞本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有三向补偿的直管压力平衡型膨胀节,由依次连接的法兰A(1)、工作波纹管(2)和法兰B(4)组成,在法兰A(1)和法兰B(4)之间的工作波纹管(2)外部周向上设有多个平衡构件(3),其特征在于:所述的平衡构件由固定设置在法兰A(1)上的压力缸(3‑1)、活塞(3‑2)和万向连杆组件(3‑7)组成,压力缸(3‑1)内按工作波纹管(2)轴向方向设有至少两个相独立的压力腔(3‑8),在每一个压力腔(3‑8)内设有一个与压力腔(3‑8)的腔壁相匹配并在压力腔(3‑8)内滑动设置的活塞(3‑2),压力腔(3‑8)由活塞(3‑2)分隔为密封腔(3‑8‑1)和排气腔(3‑8‑2),在排气腔(3‑8‑2)侧的压力缸(3‑1)上设有与外部空气相连通的排气孔(3‑8‑4),所述的万向连杆组件(3‑7)由万向连杆(3‑7‑1)和柔性管(3‑7‑2)组成,万向连杆(3‑7‑1)的轴中心为中空结构,在该中空结构中设有柔性管(3‑7‑2),万向连杆(3‑7‑1)的一端伸入各压力腔(3‑8)内与各活塞(3‑2)连接,并带动所有活塞(3‑2)同向运动,在密封腔(3‑8‑1)内的万向连杆(3‑7‑1)上或活塞(3‑2)上开设有与柔性管(3‑7‑2)相连通的引流孔(3‑8‑3),万向连杆(3‑7‑1)的另一端与法兰B(4)连接,在法兰B(4)内开设有使柔性管(3‑7‑2)与膨胀节介质通道相连通的介质流通孔(4‑1),使介质流通孔(4‑1)、柔性管(3‑7‑2)和密封腔依次相连通,在压力缸(3‑1)与法兰B(4)之间的万向连杆(3‑7‑1)上设有至少两个万向节(3‑7‑3),当工作波纹管(2)压缩时,压缩位置处的压力缸(3‑1)内的密封腔(3‑8‑1)内的介质随活塞(3‑2)的滑动增加,当工作波纹管(2)拉伸时,拉伸位置处的压力缸(3‑1)内的密封腔(3‑8‑1)内的介质随活塞(3‑2)的滑动增加,使膨胀节处于平衡状态。...

【技术特征摘要】
1.一种具有三向补偿的直管压力平衡型膨胀节,由依次连接的法兰A(1)、工作波纹管(2)和法兰B(4)组成,在法兰A(1)和法兰B(4)之间的工作波纹管(2)外部周向上设有多个平衡构件(3),其特征在于:所述的平衡构件由固定设置在法兰A(1)上的压力缸(3-1)、活塞(3-2)和万向连杆组件(3-7)组成,压力缸(3-1)内按工作波纹管(2)轴向方向设有至少两个相独立的压力腔(3-8),在每一个压力腔(3-8)内设有一个与压力腔(3-8)的腔壁相匹配并在压力腔(3-8)内滑动设置的活塞(3-2),压力腔(3-8)由活塞(3-2)分隔为密封腔(3-8-1)和排气腔(3-8-2),在排气腔(3-8-2)侧的压力缸(3-1)上设有与外部空气相连通的排气孔(3-8-4),所述的万向连杆组件(3-7)由万向连杆(3-7-1)和柔性管(3-7-2)组成,万向连杆(3-7-1)的轴中心为中空结构,在该中空结构中设有柔性管(3-7-2),万向连杆(3-7-1)的一端伸入各压力腔(3-8)内与各活塞(3-2)连接,并带动所有活塞(3-2)同向运动,在...

【专利技术属性】
技术研发人员:李双印钟玉平张力伟刘岩姜雪桦
申请(专利权)人:洛阳双瑞特种装备有限公司
类型:发明
国别省市:河南,41

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