万向铰链型膨胀节制造技术

一种万向铰链型膨胀节，包括波纹管、万向环和铰链座，其中万向环由翼缘和两腹板构成“Ⅱ”形空腹双工字梁，腹板的厚度小于翼缘的厚度。该万向环两端翼缘置于波纹管两端空间，铰链板一端与立板、弧板等固定，另一端插入万向环的两腹板之间，并用销轴Ｚ固定连接；弧板与弓形板之间垂直固定一筋板，该筋板分别与弧板和弓形板连接固定呈阶梯状，且弧板与万向环的距离小于弓形板与万向环的距离。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种万向铰链型膨胀节。
技术介绍
在空冷火力发电机组中，锅炉、汽轮机、空冷系统是构成热力循环的三个主要部分。空冷系统分为直接空冷系统和间接空冷系统，就排汽管道直径而言，直接空冷系统约为间接空冷系统的3倍多，如300MW机组为5500～5800毫米；600MW机组为6000毫米。万向铰链型膨胀节作为空冷系统主要的热补偿元件需要在全真空的条件下承受巨大的载荷(外压载荷、大直径管道的重量载荷、风力载荷、雪载荷、风机动力载荷、地震载荷等)且不允许有超过DN/600～DN/500的变形。如DN6000mm的万向铰链型膨胀节的轴向载荷为4480KN，而轴向变形则不允许超过12mm。目前国内外万向铰链型膨胀节均由波纹管、万向环、铰链座等构成(其中万向环采用厚钢板或箱形结构，铰链座由接管、弓形板、弧板、铰链板、销轴、立板、筋板等组成)，能吸收任一平面内的角位移并能承受波纹管压力推力。由于两铰链座通过万向环实现力的传递，且两铰链座错位90°，所以万向铰链型膨胀节工作时，万向环将处于弯、扭组合变形状态。因此万向环受力状况十分恶劣，其刚度大小对主管道影响很大，所以设计中对其刚度指标控制很严。目前国内外在设计膨胀节的万向环时多采用厚钢板或箱形结构(中板)，请参见图1和图2，其中图1为公知技术中厚钢板结构的铰链型膨胀节的万向环，该万向环2’为一厚钢板，而铰链板3a’从钢板两侧固定在万向环上。图2为公知技术中箱形结构的铰链型膨胀节方形万向环，该万向环2”为一中空的箱体，铰链板3a”也是从箱体两侧固定在万向环上。就大直径管道而言，采用厚钢板制造万向环材料利用率太低，绝对不可取；采用箱形结构将可能使产品外形尺寸增加过大。其结果是产品重量偏重(如国内某些厂家生产的DN6000mm万向铰链型膨胀节重量已超过50T)。因公知技术中的万向环与铰链板的构成，使得万向环与波纹管之间的距离加大。又因公知技术中，万向铰链型膨胀节的弓形板与弧板多采用对口连接，实际上增大了弧板与万向环之间的距离。由于公知技术的结构原因，造成产品重量和空间大幅增加，从而增大了整个空冷系统的结构载荷或导致产品结构刚度不够。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种万向铰链型膨胀节。为实现上述目的，本技术提供的万向铰链型膨胀节万向环，包括波纹管、万向环和铰链座；其中万向环由翼缘和两腹板构成“II”形空腹双工字梁，该万向环两端翼缘置于波纹管两端空间，万向环内侧翼缘对边距离小于波纹管波纹外径，铰链板一端与立板、弧板等固定，另一端插入万向环的两腹板之间，并用销轴Z固定连接；弧板与弓形板呈阶梯状连接，且弧板与万向环的距离小于弓形板与万向环的距离。所述腹板的厚度小于翼缘的厚度。所述弧板与弓形板之间垂直固定一筋板，该筋板分别与弧板和弓形板连接固定。由本技术的实施，可以解决万向铰链型膨胀节过重或结构刚度不够的问题，其载荷重量比较之公知结构要好得多。附图说明图1为公知技术厚钢板制造的万向铰链型膨胀节示意图。图2为公知技术箱形结构的万向铰链型膨胀节示意图。图3a为本技术的万向铰链型膨胀节方形万向环侧面剖面图；图3b为图3a中沿A-A线的剖面图；图3c为图3a中D部分的放大视图；具体实施方式本技术的万向铰链型膨胀节示意图。由波纹管1、万向环2、铰链座3等构成。本技术的讨论重点是在万向环2与铰链板3a、弓形板3b与弧板3c上。请结合图3，本技术的万向铰链型膨胀节上的万向环2由翼缘2a和两腹板2b构成，其载面基本形状为“II”形空腹双工字梁。该万向环2两端的翼缘2a置于波纹管1的两端空间，万向环2内侧翼缘对边距离小于波纹管波纹外径，充分利用受波纹管影响而闲置的空间。腹板2b厚度小于翼缘2a的厚度。铰链板3a为一钢板，其一端与弧板3c固定连接，另一端插入万向环2的两腹板2b之间，并用销轴Z固定连接。本技术中由于翼缘比腹板厚的多且距离形心轴Iz最远，所以万向环的惯性矩增大非常明显，因此提高了万向环的抗弯性能且又不使产品体积过分增大。本技术中铰链板从翼缘的中间位置进入万向环通过销轴与万向环组成的转动副，降低了万向环载荷中心与接管的距离，达到弯矩降低、变形减小的目的。由于空冷系统用膨胀节均在真空下工作，轴向压缩载荷很大，从稳定性考虑应在条件允许的情况下尽量缩短弧板至万向环的距离。为此本技术的万向铰链型膨胀节中，弧板3c与弓形板3b的连接设计成阶梯状。本实施例中，弧板3c与弓形板3b之间垂直固定一筋板3d，通过该筋板3d将弧板3c与弓形板3b连接成阶梯状。本技术采用的弧板与弓形板为阶梯状，使弧板与万向环的距离缩短，可以减少变形并通过筋板将弓形板与万向环距离延长至工作允许值，使产品的整体刚度大幅提高，其载荷重量比较之传统结构要好得多。在上述实施例中，描述了本实施新型的结构，以及此结构具有的积极效果，而不是用来限制本技术。本技术的保护范围应以权利要求书的内容为准。权利要求1.一种万向铰链型膨胀节，包括波纹管、万向环和铰链座，其特征在于，万向环由翼缘和两腹板构成“II”形空腹双工字梁，该万向环两端翼缘置于波纹管两端空间，万向环内侧翼缘对边距离小于波纹管波纹外径，铰链板一端与立板、弧板固定，另一端插入万向环的两腹板之间，并用销轴Z固定连接；弧板与弓形板呈阶梯状连接，且弧板与万向环的距离小于弓形板与万向环的距离。专利摘要一种万向铰链型膨胀节，包括波纹管、万向环和铰链座，其中万向环由翼缘和两腹板构成“II”形空腹双工字梁，腹板的厚度小于翼缘的厚度。该万向环两端翼缘置于波纹管两端空间，铰链板一端与立板、弧板等固定，另一端插入万向环的两腹板之间，并用销轴Z固定连接；弧板与弓形板之间垂直固定一筋板，该筋板分别与弧板和弓形板连接固定呈阶梯状，且弧板与万向环的距离小于弓形板与万向环的距离。文档编号F16L27/02GK2859172SQ20052013338公开日2007年1月17日 申请日期2005年11月21日 优先权日2005年11月21日专利技术者黄文佳, 黄卿乐, 任赤兵, 黄文博, 韩玉坡 申请人:北京首航波纹管制造有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种万向铰链型膨胀节，包括波纹管、万向环和铰链座，其特征在于，万向环由翼缘和两腹板构成“Ⅱ”形空腹双工字梁，该万向环两端翼缘置于波纹管两端空间，万向环内侧翼缘对边距离小于波纹管波纹外径，铰链板一端与立板、弧板固定，另一端插入万向环的两腹板之间，并用销轴Ｚ固定连接；　　　　弧板与弓形板呈阶梯状连接，且弧板与万向环的距离小于弓形板与万向环的距离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文佳，黄卿乐，任赤兵，黄文博，韩玉坡，
申请(专利权)人：北京首航波纹管制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]