【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道连接器，尤其涉及一种活塞球轴复合式自平衡减振接管及应用方法。
技术介绍
1、随着海洋经济建设和国家经济的不断发展，海洋工程领域的研究和应用正不断升级。其中，海洋管道是海洋经济建设中的重要组成部分，广泛应用于输油、输气、海底通信、海洋矿产等方面，是海洋工程中不可或缺的一环。但是传统的接管设计通常存在刚度过高、容易产生应力集中等问题。同时，当管道系统发生故障或者由于地震等因素时，管道系统需要采取适当的措施来避免管道破裂或爆炸。目前海洋柔性立管的研究主要集中在材料、结构、运行控制等方面，旨在提高立管的可靠性、安全性和经济性。因此，为了降低管道系统对自然灾害的风险，提高管道系统的可靠性、减少维修成本和维护时间，设计一种具有自平衡能力和低刚度的接管结构已成为一个研究热点。
2、现有授权公告号为cn213871649u的技术专利，公开了一种设置阻灰球的新型三维球型补偿器，包括中间连接管和球状面活动密封组件，球状面活动密封组件由球状面管、球状面法兰、球状面外套管和变径管构成，球状面外套管一端与球状面法兰连接，另一端与变径管焊接，球状面管设在球状面外套管内，球状面管与球状面外套管之间设有密封填料，球状面管与变径管之间设有阻灰球和挡环，挡环与变径管连接和固定；中间连接管与球状面活动密封组件之间设有伸缩补偿装置。
3、如上述技术方案中的补偿器，伸缩管和中间连接管为套接配合，但伸缩管和中间连接管只能在轴向上进行滑动，这导致伸缩管在承受径向力时无法进行补偿，只有介质管道整体位移时才可实现径向补偿，其可补偿的范围
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种可单独进行多方向位移补偿、适应范围广的活塞球轴复合式自平衡减振接管及应用方法，以解决现有补偿器补偿范围有限、适应性差的问题。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一方面，本专利技术提供了一种活塞球轴复合式自平衡减振接管，包括第一管座、第一补偿器、第二补偿器、第三补偿器和第二管座，第一管座、第一补偿器、第二补偿器、第三补偿器和第二管座呈线性依次套接并相互贯通，以形成流道，其中，
4、第一补偿器与第一管座的套接面为球状面；
5、第二补偿器与第一补偿器的套接面为筒状面，且第二补偿器与第一补偿器滑动配合；
6、第三补偿器与第二补偿器及第二管座的套接面均为球状面；
7、活塞球轴复合式自平衡减振接管处于工作状态时，第一管座和第二管座的轴向距离相对固定。
8、在以上技术方案的基础上，优选的，还包括壳体，壳体的一端套设在第一管座上，壳体与第一管座滑动密封，且壳体与第一管座的套接部分设置有平衡腔；
9、壳体的另一端与第二管座相对固定，第一补偿器、第二补偿器和第三补偿器位于壳体内；
10、第一管座上开设有平衡孔，平衡孔与流道及平衡腔相贯通。
11、在以上技术方案的基础上，优选的，第一管座具有第一端面，第二管座具有第二端面，平衡腔具有第三端面和第四端面，其中，
12、第一端面的有效面积与第四端面的面积相等；
13、第二端面的有效面积与第三端面的面积相等。
14、在以上技术方案的基础上，优选的，第一管座包括连接筒、连接座、端盖和滑环，其中，
15、连接座设置在连接筒的一端，第一补偿器与连接座套接；
16、端盖与连接座相连接，用于限位第一补偿器；
17、滑环设置在连接座的一端，滑环与连接座同心设置，且滑环与连接座之间具有环形腔；
18、平衡孔开设在滑环内。
19、在以上技术方案的基础上，优选的，壳体包括活塞壳、连接座和波纹管，其中，
20、活塞壳与第一管座滑动配合，平衡腔设置在活塞壳与第一管座之间；
21、连接座设置在活塞壳远离第一管座的一端上；
22、波纹管的一端与连接座相连接，波纹管的另一端与第二管座相连接。
23、在以上技术方案的基础上，优选的，连接座具有中心孔，中心孔的孔径与第三补偿器套接第二补偿器的一端的外径相匹配。
24、在以上技术方案的基础上，优选的，壳体包括套环，套环的外径面与波纹管的内壁相连接，套环的内径面与第三补偿器滑动配合。
25、在以上技术方案的基础上，优选的，还包括拉线，波纹管包括固定段和波纹段，其中，
26、固定段在波纹段的两端各设置有一个，一个固定段与第二管座相连接，另一个固定段与连接座相连接；
27、拉线的两端各与一个固定段相连接，且拉线相平行的设置有多根。
28、在以上技术方案的基础上，优选的，还包括连接杆，固定段为法兰盘，法兰盘的周向面上设置有多个连接杆，拉线挂接在连接杆上。
29、另一方面，本专利技术提供了一种上述活塞球轴复合式自平衡减振接管的应用方法，包括以下步骤：
30、s1、初始状态下，将第三补偿器套接第二补偿器的一端的部分置于中心孔内，将套环套至第三补偿器上；
31、s2、将第一管座与介质管道进行连接；
32、s3、拉动第二管座，以使第三补偿器从中心孔中脱出；
33、s4、将第二管座与介质管道进行连接；
34、s5、向流道中通入介质，介质经平衡孔进入平衡腔内，流道与平衡孔中受力平衡，第一补偿器、第二补偿器和第三补偿器进行位移补偿。
35、本专利技术的活塞球轴复合式自平衡减振接管及应用方法相对于现有技术具有以下有益效果：
36、(1)通过在第一管座和第二管座之间设置第一补偿器、第二补偿器和第三补偿器，且三个补偿器之间采用套接配合滑动方式进行连接，如此其既可承受轴向力也可承受径向力，即使第一管座和第二管座被相对固定，介质管道整体不位移形变，依靠三个补偿器的配合也可单独进行径向的补偿，相较现有技术具有补偿范围全面、适应范围广的优点；
37、(2)通过设置壳体，其可对本减振接管进行限位，通过限制最大长度，可避免组件间出现滑脱失效的风险，同时在壳体与第一管座之间设置有通过平衡孔与流道相连通的平衡腔，其可以依靠介质压力控制本减振接管的补偿量，应用更为方便；
38、(3)通过控制第一端面的有效面积与第四端面的面积相等，第二端面的有效面积与第三端面的面积相等，其可保证受力平衡，如此在介质压强变化或受到轴向外力时，由于平衡腔两端与流道两端达到了受力平衡，因此本减振接管的长度不会发生变化，即使第一补偿器、第二补偿器和第三补偿器进行位移补偿，在稳定后还可达到内部自平衡，从而保持整体稳定，其不需要使用传统的支撑系统和抗拔系统，承压能力更强，具有更高的可靠性；
39、(4)连接座的中心孔孔径与第三补偿器套接第二补偿器的一端外径本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：包括第一管座(1)、第一补偿器(2)、第二补偿器(3)、第三补偿器(4)和第二管座(5)，所述第一管座(1)、所述第一补偿器(2)、所述第二补偿器(3)、所述第三补偿器(4)和所述第二管座(5)呈线性依次套接并相互贯通，以形成流道(101)，其中，
2.如权利要求1所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：还包括壳体(6)，所述壳体(6)的一端套设在所述第一管座(1)上，所述壳体(6)与所述第一管座(1)滑动密封，且所述壳体(6)与所述第一管座(1)的套接部分设置有平衡腔(102)；
3.如权利要求2所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：所述第一管座(1)具有第一端面(S1)，所述第二管座(5)具有第二端面(S2)，所述平衡腔(102)具有第三端面(S3)和第四端面(S4)，其中，
4.如权利要求2所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：所述第一管座(1)包括连接筒(11)、连接座(12)、端盖(13)和滑环(14)，其中，
5.如权利要求2所述的活塞球轴复合
6.如权利要求5所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：所述连接座(62)具有中心孔(601)，所述中心孔(601)的孔径与所述第三补偿器(4)套接所述第二补偿器(3)的一端的外径相匹配。
7.如权利要求6所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：所述壳体(6)包括套环(64)，所述套环(64)的外径面与所述波纹管(63)的内壁相连接，所述套环(64)的内径面与所述第三补偿器(4)滑动配合。
8.如权利要求5所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：还包括拉线(7)，所述波纹管(63)包括固定段(631)和波纹段(632)，其中，
9.如权利要求8所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：还包括连接杆(8)，所述固定段(631)为法兰盘，所述法兰盘的周向面上设置有多个所述连接杆(8)，所述拉线(7)挂接在所述连接杆(8)上。
10.一种如权利要求7所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：包括第一管座(1)、第一补偿器(2)、第二补偿器(3)、第三补偿器(4)和第二管座(5)，所述第一管座(1)、所述第一补偿器(2)、所述第二补偿器(3)、所述第三补偿器(4)和所述第二管座(5)呈线性依次套接并相互贯通，以形成流道(101)，其中，
2.如权利要求1所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：还包括壳体(6)，所述壳体(6)的一端套设在所述第一管座(1)上，所述壳体(6)与所述第一管座(1)滑动密封，且所述壳体(6)与所述第一管座(1)的套接部分设置有平衡腔(102)；
3.如权利要求2所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：所述第一管座(1)具有第一端面(s1)，所述第二管座(5)具有第二端面(s2)，所述平衡腔(102)具有第三端面(s3)和第四端面(s4)，其中，
4.如权利要求2所述的活塞球轴复合式自平衡减振接管，其特征在于：所述第一管座(1)包括连接筒(11)、连接座(12)、端盖(13)和滑环(14)，其中，
5.如权利要求2所述的活塞球轴复合式自平衡减振接...
【专利技术属性】
技术研发人员：张满弓，甯尤军，吴涛，林暄皓，吴刚，赵诚，李巧娇，黄贻苍，夏兴隆，刘冰，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：
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