一种大型装配式直管压力平衡型膨胀节
技术领域
本发明属于风洞管道技术领域，更具体地说，本发明涉及一种大型装配式直管压力平衡型膨胀节。
背景技术
膨胀节是热力管道系统、压力容器壳体上常见的结构，用于补偿因温差引起的热膨胀应力，位移补偿，兼有减振降噪和密封的功能，目前已广泛应用于冶金、炼油、石油化工、电力、热网、船舶、建筑、水泥、宇航和机械等各工业部门的热力管线工艺配管、机、泵和压力容器等设备上。膨胀节主要由波纹管及其他承力结构件共同组成，利用波纹管的有效伸缩变形，吸收管系或压力容器的横向、轴向和角向热变形，具有一定承压能力。
直管压力平衡型膨胀节主要有外拉杆和内拉板两种型式。对于大口径的管道系统，膨胀节内部尺寸增大导致波纹管损害等故障发生后，设备维护的时间成本、经济成本大幅增加。内拉板型膨胀节结构紧凑、设备占用空间小，但波纹管损坏后只能将膨胀节进行整体更换，维护周期长、更换成本高；外拉杆型膨胀节的波纹管可单独更换，但膨胀节整体占用空间大，并对拉杆和端板等结构的强度与刚度设计提出较高要求。本发明结合两种直管压力平衡型膨胀节的优点，既保证结构紧凑，又可单独更换任何一个波纹管，设备维护周期短、成本低。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种大型装配式直管压力平衡型膨胀节，包括：
导流筒Ⅰ，其上可拆卸连接有环形入口短节；
导流筒Ⅱ，其上可拆卸连接有环形出口短节；所述导流筒Ⅰ与导流筒Ⅱ之间留有间隙，且导流筒Ⅰ与导流筒Ⅱ的中心轴线相重合；
入口工作波纹管，其套设在导流筒Ⅰ外部，入口工作波纹管一端与环形入口短节固定连接，另一端固定连接有平衡环Ⅰ；平衡波纹管，其套设在导流筒Ⅰ和导流筒Ⅱ外部，平衡波纹管一端与所述平衡环Ⅰ固定连接，另一端固定连接有平衡环Ⅱ；出口工作波纹管，其套设在导流筒Ⅱ外部，出口工作波纹管一端与所述平衡环Ⅱ固定连接，另一端与所述环形出口短节固定连接；
入口连杆和出口连杆，其设置在膨胀节内部，且入口连杆两端分别与所述环形入口短节和平衡环Ⅱ可拆卸连接；所述出口连杆两端分别与所述环形出口短节和平衡环Ⅰ可拆卸连接。
优选的是，其中，导流筒Ⅰ和导流筒Ⅱ在周向上分块设置，即导流筒Ⅰ和导流筒Ⅱ包括多个周向排布的导流板。
优选的是，其中，所述入口连杆与环形入口短节、入口连杆与平衡环Ⅱ之间的可拆卸连接方式为螺栓或螺钉连接，且入口连杆与平衡环Ⅱ之间设置有调整垫板；所述出口连杆与环形出口短节、出口连杆与平衡环Ⅰ之间的可拆卸连接方式为螺栓或螺钉连接，且出口连杆与平衡环Ⅰ之间设置有调整垫板。
优选的是，其中，所述入口连杆与环形入口短节、入口连杆与平衡环Ⅱ之间的可拆卸连接方式为螺栓或螺钉连接，且入口连杆与环形入口短节之间设置有调整垫板；所述出口连杆与环形出口短节、出口连杆与平衡环Ⅰ之间的可拆卸连接方式为螺栓或螺钉连接，且出口连杆与环形出口短节之间设置有调整垫板。
优选的是，其中，所述入口工作波纹管与环形入口短节、入口工作波纹管与平衡环Ⅰ、平衡波纹管与平衡环Ⅰ、平衡波纹管与平衡环Ⅱ、出口工作波纹管与平衡环Ⅱ、出口工作波纹管与环形出口短节的固定连接方式为焊接。
优选的是，其中，所述导流筒Ⅰ与环形入口短节、导流筒Ⅱ与环形出口短节之间的可拆卸连接方式为螺钉连接。
优选的是，其中，所述入口连杆和出口连杆为框架式板材焊接结构。
优选的是，其中，所述环形入口短节、平衡环Ⅰ、平衡环Ⅱ和环形出口短节的圆环面上焊接有用作入口连杆和出口连杆安装面的法兰垫板。
优选的是，其中，所述环形入口短节、平衡环Ⅰ、平衡环Ⅱ和环形出口短节上预留有一段过渡筒体。
本发明至少包括以下有益效果：本发明提供的装配式直管压力平衡型膨胀节采用装配式结构，拆除入口连杆和出口连杆后可单独更换波纹管，更换周期短，维护成本低；入口连杆和出口连杆采用框架式板材焊接结构，增强了膨胀节整体刚度和结构强度；入口连杆和出口连杆交错置于膨胀节内部，结构布局紧凑、节省安装空间。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
图1为本发明提供的大型装配式直管压力平衡型膨胀节剖面结构示意图；
图2为图1中A处放大视图；
图3为图1中B处放大视图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1-3所示：本发明的一种大型装配式直管压力平衡型膨胀节，包括：
导流筒Ⅰ15，其上可拆卸连接有环形入口短节1；
导流筒Ⅱ12，其上可拆卸连接有环形出口短节7；所述导流筒Ⅰ15与导流筒Ⅱ12之间留有间隙，且导流筒Ⅰ15与导流筒Ⅱ12的中心轴线相重合；
入口工作波纹管2，其套设在导流筒Ⅰ15外部，入口工作波纹管2一端与环形入口短节1固定连接，另一端固定连接有平衡环Ⅰ3；平衡波纹管4，其套设在导流筒Ⅰ15和导流筒Ⅱ12外部，平衡波纹管4一端与所述平衡环Ⅰ3固定连接，另一端固定连接有平衡环Ⅱ5；出口工作波纹管6，其套设在导流筒Ⅱ12外部，出口工作波纹管6一端与所述平衡环Ⅱ5固定连接，另一端与所述环形出口短节7固定连接；
入口连杆11和出口连杆13，其设置在膨胀节内部，且入口连杆11两端分别与所述环形入口短节1和平衡环Ⅱ5可拆卸连接；所述出口连杆13两端分别与所述环形出口短节7和平衡环Ⅰ5可拆卸连接。
工作原理：当入口工作波纹管2、平衡波纹管4和出口工作波纹管6中的任何一个出现损坏，维护时先拆除入口连杆11、出口连杆13、导流筒Ⅰ15和导流筒Ⅱ12，割掉损坏的波纹管，装入新的波纹管并将新的波纹管两端焊接固定，比如如果更换的是入口工作波纹管2，则将换入的入口工作波纹管两端分别与环形入口短节1和平衡环Ⅰ3焊接固定，最后再重新装上入口连杆11、出口连杆13、导流筒Ⅰ15和导流筒Ⅱ12，即可实现维护的目的。导流筒Ⅰ15与导流筒Ⅱ12之间留有缝隙，使得入口工作波纹管2、平衡波纹管4和出口工作波纹管6在伸缩时，导流筒Ⅰ15与导流筒Ⅱ12之间可相对运动。
在上述技术方案中，导流筒Ⅰ和导流筒Ⅱ在周向上分块设置，即导流筒Ⅰ和导流筒Ⅱ包括多个周向排布的导流板，气流可以从导流板之间通过。
在上述技术方案中，如图1、图3所示，所述入口连杆11与环形入口短节1、入口连杆11与平衡环Ⅱ5之间的可拆卸连接方式为螺栓连接，且入口连杆11与平衡环Ⅱ5之间设置有调整垫板14；所述出口连杆13与环形出口短节7、出口连杆13与平衡环Ⅰ3之间的可拆卸连接方式为螺栓连接，且出口连杆13与平衡环Ⅰ3之间设置有调整垫板14。实际制造中入口连杆11和出口连杆13的轴向长度可能存在偏差，通过修磨调整垫板14的厚度，保证入口连杆11与平衡环Ⅱ5、出口连杆13与平衡环Ⅰ3的安装面连接牢固。
在上述技术方案中，所述入口连杆11与环形入口短节1、入口连杆11与平衡环Ⅱ5之间的可拆卸连接方式为螺栓连接，且入口连杆11与环形入口短节1之间设置有调整垫板；所述出口连杆13与环形出口短节7、出口连杆13与平衡环Ⅰ3之间的可拆卸连接方式为螺栓连接，且出口连杆13与环形出口短节7之间设置有调整垫板。通过修磨调整垫板的厚度，保证入口连杆11与环形入口短节1、出口连杆13与环形出口短节7的安装面连接牢固
在上述技术方案中，所述入口工作波纹管2与环形入口短节1、入口工作波纹管2与平衡环Ⅰ3、平衡波纹管4与平衡环Ⅰ3、平衡波纹管4与平衡环Ⅱ5、出口工作波纹管6与平衡环Ⅱ5、出口工作波纹管6与环形出口短节7的固定连接方式为焊接。焊接时，要保证入口工作波纹管2与环形入口短节1、入口工作波纹管2与平衡环Ⅰ3、平衡波纹管4与平衡环Ⅰ3、平衡波纹管4与平衡环Ⅱ5、出口工作波纹管6与平衡环Ⅱ5、出口工作波纹管6与环形出口短节7之间焊接完全密封，保证整个膨胀节具有良好的密封性。
在上述技术方案中，所述导流筒Ⅰ15与环形入口短节1、导流筒Ⅱ12与环形出口短节7之间的可拆卸连接方式为螺钉连接。如图2所示，图中16为连接环形入口短节1和导流筒Ⅰ15的螺钉。
在上述技术方案中，所述入口连杆11和出口连杆13为框架式板材焊接结构。框架式板材焊接结构取代常规焊接式直管压力平衡型膨胀节的拉板结构，增强了结构整体刚度。
在上述技术方案中，所述环形入口短节1、平衡环Ⅰ3、平衡环Ⅱ5和环形出口短节7的圆环面上焊接有用作入口连杆11和出口连杆13安装面的法兰垫板(未示出)。
在上述技术方案中，所述环形入口短节1、平衡环Ⅰ3、平衡环Ⅱ5和环形出口短节7上预留有一段过渡筒体，在割掉出口工作波纹管2、平衡波纹管4或入口工作波纹管6后，可在过渡筒体上重新加工坡口，用于焊接入口工作波纹管2、平衡波纹管4或出口工作波纹管6。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
