【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及膨胀节设计，具体为一种用于高速介质的导流式膨胀节。
技术介绍
1、在燃气轮机或压气机机组抽排气管路中，为了补偿管道热位移，减少设备口受力，一般回在管路中设置膨胀节。膨胀节工作温度约500℃，内部介质为高压空气，平均流速为400m/s，局部流速达到500m/s，气流经过膨胀节时，对膨胀节形成巨大的冲击与烧蚀，造成膨胀节损坏和使用寿命减少，影响机组的运行安全。
2、传统复式膨胀节在设计时会带内部导流衬套结构，导流衬套可减小膨胀节波纹管与流通介质的直接接触，在膨胀节入口端与接管焊接，另外一段不焊接。由于结构尺寸限制，一般导流衬套不能全部覆盖波纹管段，同时在工作时由于膨胀节两端产生横向位移，导流衬套与波纹管间的间隙会明显增大，高速介质就会直接冲击到膨胀节中间段及波纹管内壁面。而且导流衬套为悬臂梁结构，高速气流的不稳定流动致使其产生明显振动，极易导致其根部焊缝由于振动应力开裂甚至破坏，将严重影响整个系统的正常安全运行。
3、例如申请公布号为cn110985800a的中国专利技术专利中，提出了一种新型烟气轮机进出口膨胀节导流筒，包括：端接管ⅰ、导流筒、波纹管、垫环和端接管ⅱ；波纹管的两端分别与端接管ⅰ和端接管ⅱ焊接固定；导流筒为扩口结构，导流筒的扩口端与端接管ⅰ焊接；垫环设置在导流筒的扩口端之前，垫环一端与导流筒的扩口端焊接，另一端与端接管ⅰ焊接。该方案有效避免了膨胀节内介质对膨胀节的冲击与冲刷腐蚀，但其将导流筒焊接在波纹管进口端的安装方式不利于导流筒的安装与更换，且导流筒的尺寸也没有公开合理有效的设计
4、授权公告号为cn 205859472u的中国技术专利中，公开了一种用于高炉冲渣水管道的膨胀节，包括进口导流筒、出口导流筒、密封筒和填料密封套，进口导流筒、出口导流筒之间留有间隙，密封筒套装在进口导流筒、出口导流筒外侧，密封筒一侧与出口导流筒焊合，密封筒另一侧与进口导流筒间隙配合，填料密封套套装在进口导流筒和密封筒外侧，填料密封套的一侧与密封筒焊合，填料密封套的另一侧与进口导流筒间隙配合，密封筒和填料密封套之间的环形空腔内填充柔性石墨填料。该方案将导流筒焊接在连接法兰上，并通过螺栓固定连接法兰与膨胀节，一定程度上便于导流筒的更换，但该结构的安装定位繁琐，在需要高空作业安装的膨胀节结构中难以定位对齐；且导流筒的尺寸也没有公开合理有效的设计尺寸。
5、鉴于此，亟需提供一种用于高速介质的导流式膨胀节，相对于现有技术，可减小高速介质对波纹膨胀节的冲击，同时提升导流筒的装拆和快速定位更换速度，提升安装与维修效率。
技术实现思路
1、为避免现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种用于高速介质的导流式膨胀节，可减小高速介质对波纹膨胀节的冲击，增加膨胀节的使用寿命，提升其运行可靠性，同时该结构也可提升导流筒的装拆和更换速度，提升安装与维修效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种用于高速介质的导流式膨胀节，包括复式膨胀节组件和导流筒组件，所述复式膨胀节组件包括膨胀节进口法兰，所述导流筒组件包括导流筒法兰和导流筒；
3、所述膨胀节进口法兰上设置有环形定位槽，所述导流筒法兰上设置有与所述环形定位槽配合的环形定位凸台；所述导流筒组件套接在复式膨胀节组件的内部；所述膨胀节进口法兰和导流筒法兰上设置有角度标识。
4、环形定位凸台与环形定位槽，在安装时进行定心配合，同时，此结构可以起到密封作用，防止内部介质通过间隙泄露。
5、本专利技术进一步设置为：所述复式膨胀节组件还包括膨胀节本体和膨胀节出口法兰；所述膨胀节本体的一端设置有所述膨胀节进口法兰，膨胀节本体的另一端设置有膨胀节出口法兰。
6、本专利技术进一步设置为：所述膨胀节本体包括过渡段和两组波纹管段，所述膨胀节进口法兰和膨胀节出口法兰分别连接一组波纹管段，波纹管段间通过所述过渡段连接；所述波纹管段的内壁两侧交错设置有挡板。
7、所述膨胀节进口法兰和膨胀节出口法兰上分别设置有固定座，固定座间设置有导向杆。
8、本专利技术进一步设置为：所述导流筒为薄壁圆筒结构，当导流筒法兰与膨胀节进口法兰对应安装后，所述导流筒设置于所述膨胀节本体内部；所述导流筒与膨胀节本体内壁存在间隙δ。
9、本专利技术进一步设置为：所述导流筒与膨胀节本体内壁间隙δ通过下述公式计算：
10、δ＝x+y+z
11、
12、y＝l/100
13、
14、
15、其中x1和x2为两组波纹管段需要吸收的横向位移量，y为安装误差，l为导流筒长度，z为由于高速介质冲击导流筒产生的振动位移，为导流筒内高速介质的质量流量，v为高速介质在导流筒内的截面平均流速，k为工程系数，e为导流筒材料弹性模量，i为导流筒的截面惯性矩。
16、本专利技术进一步设置为：所述导流筒法兰上设置有安装凸台，所述导流筒焊接在安装凸台。
17、本专利技术进一步设置为：所述导流筒壁厚t通过下式计算：
18、t＝c1cvcttmin
19、
20、
21、
22、其中，tmin为最小壁厚，根据导流筒公称尺寸确定；l为导流筒长度，umax为介质流速，为对应温度为r时的弹性模量，为对应150℃时的弹性模量。
23、本专利技术进一步设置为：设所述导流筒的外径为d，则导流筒安装凸台轴向长度范围为0.04-0.08d，所述环形定位凸台的轴向长度范围为0.02-0.04d，所述环形定位凸台内径范围为1.2-1.3d。
24、本专利技术进一步设置为：所述导流筒法兰的进口处设置有圆角，圆角与导流筒内壁面相切。
25、所述圆角的半径为：
26、
27、其中，b1为导流式膨胀节上游管道内径，d为导流筒内径，t1为导流筒法兰厚度，所述圆角与导流筒内壁面相切。
28、设计圆角的目的在于，实现上游管道与膨胀节之间的光顺过渡，抑制局部气流分离形成紊流，进而产生气流激振。
29、本专利技术进一步设置为：所述膨胀节进口法兰和导流筒法兰沿圆周方向设置有多组对应的螺栓孔，所述角度标识为槽体，角度标识沿膨胀节进口法兰或导流筒法兰的径向开槽，所述角度标识宽3-5mm，深1-2mm，角度标识距离螺栓孔的间距＞10mm。
30、安装时，所述导流筒组件的导流筒从所述膨胀节进口法兰端插入所述复式膨胀节组件内并与所述膨胀节本体间留有间隙，通过角度标识实现两者在装配时的快速定位；将环形定位凸台嵌入所述环形定位槽后，通过螺栓连接所述导流筒法兰和所述膨胀节进口法兰。
31、综上，本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
32、1、本专利技术公开的一种用于高速介质的膨胀节和导流筒结构，通过设置导流组件，并提供导流组件各尺寸的计算方法，在不影响膨胀节横向位移吸收能力下，能够适应高速介质下，高温高速的工作环境，减少高速介质对膨胀节的冲击本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于高速介质的导流式膨胀节，包括复式膨胀节组件和导流筒组件，其特征在于，所述复式膨胀节组件包括膨胀节进口法兰，所述导流筒组件包括导流筒法兰和导流筒；
2.根据权利要求1所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述复式膨胀节组件还包括膨胀节本体和膨胀节出口法兰；所述膨胀节本体的一端设置有所述膨胀节进口法兰，膨胀节本体的另一端设置有膨胀节出口法兰。
3.根据权利要求2所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述膨胀节本体包括过渡段和两组波纹管段，所述膨胀节进口法兰和膨胀节出口法兰分别连接一组波纹管段，波纹管段间通过所述过渡段连接；所述波纹管段的内壁两侧交错设置有挡板。
4.根据权利要求3所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述导流筒为薄壁圆筒结构，当导流筒法兰与膨胀节进口法兰对应安装后，所述导流筒设置于所述膨胀节本体内部；导流筒与膨胀节本体内壁存在间隙δ。
5.根据权利要求4所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述导流筒与膨胀节本体内壁间隙δ需满足：
6.根据权利要求5
7.根据权利要求6所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述导流筒法兰上设置有安装凸台，所述导流筒焊接在安装凸台上。
8.根据权利要求7所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，设所述导流筒的外径为D，则导流筒的安装凸台轴向长度范围为0.04-0.08D，所述环形定位凸台的轴向长度范围为0.02-0.04D，所述环形定位凸台的内径范围为1.2-1.3D。
9.根据权利要求1所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述导流筒法兰的进口处设置有圆角，圆角与导流筒内壁面相切；所述圆角的半径为：
10.根据权利要求1所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述膨胀节进口法兰和导流筒法兰沿圆周方向设置有多组对应的螺栓孔，所述角度标识为槽体，角度标识沿膨胀节进口法兰或导流筒法兰的径向开槽；所述角度标识宽3-5mm，深1-2mm，角度标识距离螺栓孔的间距＞10mm。
...【技术特征摘要】
1.一种用于高速介质的导流式膨胀节，包括复式膨胀节组件和导流筒组件，其特征在于，所述复式膨胀节组件包括膨胀节进口法兰，所述导流筒组件包括导流筒法兰和导流筒；
2.根据权利要求1所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述复式膨胀节组件还包括膨胀节本体和膨胀节出口法兰；所述膨胀节本体的一端设置有所述膨胀节进口法兰，膨胀节本体的另一端设置有膨胀节出口法兰。
3.根据权利要求2所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述膨胀节本体包括过渡段和两组波纹管段，所述膨胀节进口法兰和膨胀节出口法兰分别连接一组波纹管段，波纹管段间通过所述过渡段连接；所述波纹管段的内壁两侧交错设置有挡板。
4.根据权利要求3所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述导流筒为薄壁圆筒结构，当导流筒法兰与膨胀节进口法兰对应安装后，所述导流筒设置于所述膨胀节本体内部；导流筒与膨胀节本体内壁存在间隙δ。
5.根据权利要求4所述的一种用于高速介质的导流式膨胀节，其特征在于，所述导流筒与膨胀节本体内壁间隙δ需满足：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：余沛坰，魏佳明，敬洪凯，魏明，鲍林军，张硕，赵鸿琛，陶新中，蓝吉兵，
申请(专利权)人：浙江燃创透平机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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