【技术实现步骤摘要】
本技术涉及膨胀节，特别涉及一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节。
技术介绍
1、为避免非约束型膨胀节产生的压力推力作用于设备上，影响设备正常工作，通常选用直管压力平衡型膨胀节，用以约束压力推力。现有的金属直管压力平衡型膨胀节(图1)或者非金属直管压力平衡型膨胀节(图2)，往往由两组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，主要用于吸收轴向并能够约束波纹管的压力推力。
2、常规结构直管压力平衡型膨胀节补偿横向位移时，三组波纹管(两组工作波纹管和一组平衡波纹管)按刚度比例进行位移分配，无法实现复式波纹管大横向位移补偿功能，在有限的长度尺寸范围内，补偿横向位移能力十分有限，并且刚度较大，对设备管口存在较大弹性反力。
3、同时，在常规结构直管压力平衡型膨胀节中，往往采用波纹管结构，在补偿轴向位移过程中，除了波纹管的轴向变形之外，波纹管中的弹性元件还会发生径向变形(如图5，图中可以理解为波纹管中某一小段波纹结构的受力变形示意，也可对应图2中的k处)，这使得整个波纹管会产生整体横向变形，造成其径向刚度较大，这也导致现有的直管压力平衡型膨胀节中，波纹管的壁厚往往难以采用较薄的壁厚。
4、因此，对于现有技术中的直管压力平衡型膨胀节而言，在管线给定补偿需求的前提下，膨胀节需要更长的安装尺寸，某些情况下会带来布置冲突；同时，在管系给定了许用安装尺寸限制的前提下，膨胀节刚度较大，需要增强管系约束结构强度或者设备管口强度，这无疑会对膨胀节相关部件的厚壁材质性能有较高的要求。以上两种情况均会增
技术实现思路
1、有鉴于此，本技术旨在提出一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，以解决现有技术中常规直管压力平衡型膨胀节刚度较大、尺寸过大的问题。
2、为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：
3、一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，包括前法兰、前中法兰、后中法兰、后法兰、拉杆结构、滚动变形组件，所述前法兰通过拉杆结构与后中法兰连接，所述后法兰通过拉杆结构与前中法兰连接，所述前中法兰、后中法兰之间以能够进行相对位移的方式连接；所述前法兰、前中法兰之间设置滚动变形件，所述后法兰、后中法兰之间设置滚动变形件，所述滚动变形件能够沿着左右方向以滚动变形的方式进行形变，使得前法兰与前中法兰之间能够进行相对位移，和/或后法兰与后中法兰之间能够进行相对位移。
4、进一步的，所述滚动变形件为u形的弹性元件，所述滚动变形件的u形开口朝左或朝右设置，所述滚动变形件的任意一端均能够相对于滚动变形件的另一端以沿着左右方向的形式进行移动，使得滚动变形件的整体能够在左右方向上以滚动变形的方式进行形变。
5、进一步的，所述前法兰、前中法兰、后中法兰、后法兰之间形成平衡腔，所述平衡腔与管线的管腔连通，所述滚动变形件的u型开口朝向平衡腔，并与平衡腔连通。
6、进一步的，在前法兰、前中法兰之间，所述滚动变形件的一端与前法兰连接，另一端与前中法兰连接；在后法兰、后中法兰之间，所述滚动变形件的一端与后法兰连接，另一端与后中法兰连接。
7、进一步的，所述前中法兰在远离后中法兰的一侧依次设置外垫环、外压紧法兰，所述后中法兰在远离前中法兰的一侧依次设置外垫环、外压紧法兰，所述滚动变形件依次与外垫环、外压紧法兰连接；所述前法兰在靠近后法兰的一侧依次设置内垫环、内压紧法兰，所述后法兰在靠近前法兰的一侧依次设置内垫环、内压紧法兰，所述滚动变形件依次与内垫环、内压紧法兰连接。
8、进一步的，所述滚动变形件为双层结构，所述外垫环设置检测孔，所述检测孔的外侧设置第一监测表，所述第一监测表的检测端贯穿检测孔，并延伸至滚动变形件的内层与外层之间，用于检测滚动变形件的内层是否发生破损泄漏。
9、进一步的，所述前中法兰朝向后中法兰的一侧设置插接件或法兰槽，所述后中法兰朝向前中法兰的一侧设置法兰槽或插接件，所述插接件被设置在法兰槽内，所述插接件能够沿着法兰槽进行左右移动。
10、进一步的，所述插接件的外壁与法兰槽内壁之间设置密封件。
11、进一步的，所述法兰槽的外壁设置第二监测表，所述第二监测表的检测端贯穿法兰槽外壁，并与插接件与法兰槽之间的环形空腔连通，用于检测密封件处是否发生破损泄露。
12、进一步的，所述拉杆结构包括球头螺栓、锁止组件，所述拉杆结构具有两种装配结构形式：形式一、所述球头螺栓依次贯穿前法兰、后中法兰，所述锁止组件设置在后中法兰远离前法兰的一侧，并与球头螺栓连接；形式二、所述球头螺栓依次贯穿后法兰、前中法兰，所述锁止组件设置在前中法兰远离后法兰的一侧，并与球头螺栓连接；在沿着膨胀节的周向方向上，形式一与形式二交错设置。
13、相对于现有技术，本技术所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节具有以下优势：
14、本技术所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，与现有技术中设置波纹管的直管压力平衡型膨胀节相比，本申请无需设置常规的波纹管形式，通过设置滚动变形件，避免了传统的波纹管结构的压缩拉伸变形(附图5所示)，并将传统的压缩拉伸变形改为滚动变形件的滚动变形(附图6所示)，这一结构的改进，一方面在轴向上，可以大幅减小膨胀节的轴向刚度，同时增大轴向补偿能力，相应的，有利于缩减膨胀节的径向与轴向长度，有利于对膨胀节的尺寸进行优化减小，优化了膨胀节安装空间上的需求；另一方面使得膨胀节仅在左右方向上产生滚动变形，不再参与径向变形，不再面临“波纹管会产生整体横向变形，造成径向刚度较大”的问题，能够进一步降低膨胀节整体的径向刚度。
15、同时，对于仅仅在左右方向进行滚动变形，滚动变形件在工作状态下的大部分载荷由前法兰、后法兰所承受，在相同设计压力条件下，本申请中滚动变形件的壁厚可以比常规非金属膨胀节弹性元件的壁厚更小，进一步降低了膨胀节的整体刚度，在一定程度上降低了增强管系约束结构强度或者设备管口强度的需求，也避免了现有技术对厚壁材质性能的需求。
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1.一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述膨胀节包括前法兰(1)、前中法兰(6)、后中法兰(8)、后法兰(11)、拉杆结构、滚动变形组件，所述前法兰(1)通过拉杆结构与后中法兰(8)连接，所述后法兰(11)通过拉杆结构与前中法兰(6)连接，所述前中法兰(6)、后中法兰(8)之间以能够进行相对位移的方式连接；所述前法兰(1)、前中法兰(6)之间设置滚动变形件(4)，所述后法兰(11)、后中法兰(8)之间设置滚动变形件(4)，所述滚动变形件(4)能够沿着左右方向以滚动变形的方式进行形变，使得前法兰(1)与前中法兰(6)之间能够进行相对位移，和/或后法兰(11)与后中法兰(8)之间能够进行相对位移。
2.根据权利要求1所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述滚动变形件(4)为U形的弹性元件，所述滚动变形件(4)的U形开口朝左或朝右设置，所述滚动变形件(4)的任意一端均能够相对于滚动变形件(4)的另一端以沿着左右方向的形式进行移动，使得滚动变形件(4)的整体能够在左右方向上以滚动变形的方式进行形变。
3.根据权利要求
4.根据权利要求1所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，在前法兰(1)、前中法兰(6)之间，所述滚动变形件(4)的一端与前法兰(1)连接，另一端与前中法兰(6)连接；在后法兰(11)、后中法兰(8)之间，所述滚动变形件(4)的一端与后法兰(11)连接，另一端与后中法兰(8)连接。
5.根据权利要求1所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述前中法兰(6)在远离后中法兰(8)的一侧依次设置外垫环(10)、外压紧法兰(3)，所述后中法兰(8)在远离前中法兰(6)的一侧依次设置外垫环(10)、外压紧法兰(3)，所述滚动变形件(4)依次与外垫环(10)、外压紧法兰(3)连接；所述前法兰(1)在靠近后法兰(11)的一侧依次设置内垫环(12)、内压紧法兰(13)，所述后法兰(11)在靠近前法兰(1)的一侧依次设置内垫环(12)、内压紧法兰(13)，所述滚动变形件(4)依次与内垫环(12)、内压紧法兰(13)连接。
6.根据权利要求5所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述滚动变形件(4)为双层结构，所述外垫环(10)设置检测孔，所述检测孔的外侧设置第一监测表(14)，所述第一监测表(14)的检测端贯穿检测孔，并延伸至滚动变形件(4)的内层与外层之间，用于检测滚动变形件(4)的内层是否发生破损泄漏。
7.根据权利要求1所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述前中法兰(6)朝向后中法兰(8)的一侧设置插接件或法兰槽，所述后中法兰(8)朝向前中法兰(6)的一侧设置法兰槽或插接件，所述插接件被设置在法兰槽内，所述插接件能够沿着法兰槽进行左右移动。
8.根据权利要求7所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述插接件的外壁与法兰槽内壁之间设置密封件(7)。
9.根据权利要求8所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述法兰槽的外壁设置第二监测表(15)，所述第二监测表(15)的检测端贯穿法兰槽外壁，并与插接件与法兰槽之间的环形空腔连通，用于检测密封件(7)处是否发生破损泄露。
10.根据权利要求1所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述拉杆结构包括球头螺栓(2)、锁止组件(9)，所述拉杆结构具有两种装配结构形式：
...【技术特征摘要】
1.一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述膨胀节包括前法兰(1)、前中法兰(6)、后中法兰(8)、后法兰(11)、拉杆结构、滚动变形组件，所述前法兰(1)通过拉杆结构与后中法兰(8)连接，所述后法兰(11)通过拉杆结构与前中法兰(6)连接，所述前中法兰(6)、后中法兰(8)之间以能够进行相对位移的方式连接；所述前法兰(1)、前中法兰(6)之间设置滚动变形件(4)，所述后法兰(11)、后中法兰(8)之间设置滚动变形件(4)，所述滚动变形件(4)能够沿着左右方向以滚动变形的方式进行形变，使得前法兰(1)与前中法兰(6)之间能够进行相对位移，和/或后法兰(11)与后中法兰(8)之间能够进行相对位移。
2.根据权利要求1所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述滚动变形件(4)为u形的弹性元件，所述滚动变形件(4)的u形开口朝左或朝右设置，所述滚动变形件(4)的任意一端均能够相对于滚动变形件(4)的另一端以沿着左右方向的形式进行移动，使得滚动变形件(4)的整体能够在左右方向上以滚动变形的方式进行形变。
3.根据权利要求1所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述前法兰(1)、前中法兰(6)、后中法兰(8)、后法兰(11)之间形成平衡腔，所述平衡腔与管线的管腔连通，所述滚动变形件(4)的u型开口朝向平衡腔，并与平衡腔连通。
4.根据权利要求1所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，在前法兰(1)、前中法兰(6)之间，所述滚动变形件(4)的一端与前法兰(1)连接，另一端与前中法兰(6)连接；在后法兰(11)、后中法兰(8)之间，所述滚动变形件(4)的一端与后法兰(11)连接，另一端与后中法兰(8)连接。
5.根据权利要求1所述的一种带泄漏监测的非金属直管压力平衡型膨胀节，其特征在于，所述前中法兰(6...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄亦鹏，张登宇，魏保恒，黄少军，闫廷来，李双印，
申请(专利权)人：中船双瑞洛阳特种装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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