一种用于波纹管膨胀节上的自平衡装置 |
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| 申请号 | CN201710218479.X | 申请日 | 2017-04-05 | 公开(公告)号 | CN106969227A | 公开(公告)日 | 2017-07-21 |
| 申请人 | 洛阳双瑞特种装备有限公司; | 发明人 | 杨玉强; 闫保和; 王伟兵; 闫廷来; | ||||
| 摘要 | 一种用于 波纹管 膨胀节上的自平衡装置，自平衡装置设置在连接于固定支座与设备之间的波纹管的外侧，自平衡装置由 铰链 连接机构和油缸组成，油缸与波纹管相连通，当管道内介质有压 力 时，波纹管和油缸各自同时产生不同大小的推力，在管道上设置铰链连接机构，利用力学杠杆原理，通过改变杠杆两端臂长L比例值，可以使油缸有着较小尺寸的情况下就可以平衡波纹管所产生的压力推力，避免使设备承受波纹管的压力推力。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于波纹管膨胀节上的自平衡装置，其特征在于：自平衡装置设置在连接于固定支座（1）与设备（9）之间的波纹管（4）的外侧，自平衡装置由铰链连接机构和油缸组成，所述的铰链连接机构由连接件（3）、铰链板一（5）、连接板（6）和铰链板二（12）组成，连接件（3）为环形，其固定套设在固定支座（1）和波纹管（4）之间的管道一（2）上，铰链板一（5）的一端与连接件（3）铰接，铰链板一（5）的另一端与连接板（6）的一端铰接，连接板（6）的另一端与铰链板二（12）的一端铰接，铰链板二（12）的另一端与油缸（11）的活塞连接，油缸（11）的进油口通过供油管道（13）与波纹管（4）和设备（9）之间的管道二（14）连通，连接板（6）的中部通过固定设置在管道二（14）上的座板（8）铰接在管道二（14）上，使座板（8）至铰链板一（5）的连接板（6）的长度与座板（8）至铰链板二（12）的连接板（6）的长度比等于油缸（11）推力与波纹管（4）对设备（9）压力的比。 |
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| 说明书全文 | 一种用于波纹管膨胀节上的自平衡装置技术领域背景技术[0002] 金属波纹管膨胀节是现代受热管网和设备进行热补偿的关键部件之一，具有位移补偿、减振降噪和密封的作用。目前已广泛应用于冶金、炼油、石油化工、电力(火电、水电和核电)、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。但由于波纹管本身的结构特点，波纹管会对与其相连接处的两端产生压力推力，进一步会作用于与其连接端的设备上，严重时会损害设备，造成严重后果。 [0003] 图1为带有设备和波纹管膨胀节的管道示意图，设备与固定支架之间设置一波纹管膨胀节用来补偿设备与固定支架之间的轴向热位移。波纹管膨胀节的一端与设备相连，另一端与管道固定支架相连。当管道内有压力时，带有管道固定支架端可以承受波纹管膨胀节的压力推力，而与设备连接端的压力推力会作用于设备上。 发明内容[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种用于波纹管膨胀节上的自平衡装置，可用于管道设备上需平衡波纹管压力推力的场合，平衡因波纹管产生的对设备的压力推力，消除与波纹管膨胀节连接端设备所受的压力推力，结构简单，易于实现。 [0005] 为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种用于波纹管膨胀节上的自平衡装置，自平衡装置设置在连接于固定支座与设备之间的波纹管的外侧，自平衡装置由铰链连接机构和油缸组成，所述的铰链连接机构由连接件、铰链板一、连接板和铰链板二组成，连接件为环形，其固定套设在固定支座和波纹管之间的管道一上，铰链板一的一端与连接件铰接，铰链板一的另一端与连接板的一端铰接，连接板的另一端与铰链板二的一端铰接，铰链板二的另一端与油缸的活塞连接，油缸的进油口通过供油管道与波纹管和设备之间的管道二连通，连接板的中部通过固定设置在管道二上的座板铰接在管道二上，使座板至铰链板一的连接板的长度与座板至铰链板二的连接板的长度比等于油缸推力与波纹管对设备压力的比。本发明所述的供油管道上设有增压装置。 [0006] 本发明所述的增压装置为增压阀。 [0007] 本发明所述的油缸固定设置在安装处。 [0008] 本发明的益效果是：1、本专利在膨胀节上设置油缸，油缸与波纹管相连通，当管道内介质有压力时，波纹管和油缸各自同时产生不同大小的推力，其中波纹管的压力推力为波纹管有效面积Ae与管道内介质压力P之积，油缸的推力为油缸的截面积S与管道内介质压力P之积。在管道上设置铰链连接机构，利用力学杠杆原理，通过改变杠杆两端臂长L比例值，可以使油缸有着较小尺寸的情况下就可以平衡波纹管所产生的压力推力，避免使设备承受波纹管的压力推力。 [0009] 2、在膨胀节上设置油缸和增压阀，增压阀、油缸与波纹管相连通，通过设置增压阀，使进入油缸的压力由管道内介质压力P升高为P’。当管道内介质有压力时，波纹管和油缸各自同时产生不同大小的推力，其中波纹管的压力推力为波纹管有效面积Ae与管道内介质压力P之积，油缸的推力为油缸的截面积S与增压后的压力P’之积。在管道上设置铰链连接机构，利用力学杠杆原理，通过改变杠杆两端臂长L比例值，同时设置增压阀，可以使油缸有着更小尺寸的情况下就可以平衡波纹管所产生的压力推力，避免使设备承受波纹管的压力推力。附图说明 [0010] 图1为带有设备和波纹管膨胀节的管道示意图；图2为本发明的结构示意图； 图3为本发明的安装增加阀后的结构示意图； 图中：1、固定支座，2、管道一，3、连接件，4、波纹管，5、铰链板一，6、连接板，7、销轴，8、座板，9、设备，10、油缸支座，11、油缸，12、铰链板二，13、进油管道，14、管道二，15、增压阀。 具体实施方式[0011] 结合附图和具体实施例对本发明加以说明，但是，本发明并不局限于这些实施例，还可用于其它有同样工作条件的带有波纹管膨胀节管道。 [0012] 如图2所示，自平衡装置由铰链连接机构和油缸组成，在带有波纹管膨胀节的管道一2和管道二14上设置一油缸11和铰链连接机构，固定支座1与波纹管4之间通过管道一2连接，波纹管4与设备之间通过管道二14连接，所述的铰链连接机构由连接件3、铰链板一5、连接板6和铰链板二12组成，波纹管靠近固定支座安装。在铰链连接机构中，连接件3为环形，其固定套设在固定支座和波纹管4之间的管道一2上，波纹管上的铰链板一5的一端通过连接件3与管道一2连接，铰链板一5的另一端与连接件3的一端通过销轴相连，为铰接；油缸11上的活塞连接的铰链板二12的一端，为铰接，铰链板二12的另一端与连接板6的另一端通过销轴相连，为铰接。油缸11另一端部具有进油腔，进油腔通过进油口以进油管道与管道二14相连通，座板8为固定点。同时连接板6的中部通过座板8为铰接点，通过座板8铰接在管道二14上，使座板8至铰链板一5的连接板6的长度与座板8至铰链板二12的连接板6的长度比等于油缸11推力与波纹管4对设备9压力的比。 [0013] 为使油缸的大小可调，可在供油管道上增加增压装置，通过改变进油腔处受到的压力，改变油缸的大小，当油缸处受到的压力越大，油缸越小。 [0014] 增压装置优先采用增加阀，通过可调节的增加阀，改变油缸进油腔的进油压力。 [0015] 进一步，油缸的安装为固定安装，可通过油缸支座进行安装，保证油缸稳定，也可采用其它固定形式进行固定，保证油缸在自平衡过程中不会发生晃动，影响力的传递。 [0016] 实施例1如图2所示，以铰链板一、连接板、铰链板二相互垂直为例，当管道内有压力P时,工作波纹管对设备产生的压力推力为F1=P·Ae，油缸产生的推力为F2=P·S，F1与F2方向相同。通过改变铰链机构上的L1和L2的比例值和油缸的大小，利用力学杠杆原理当F1·L1= F2·L2时，油缸可以平衡波纹管对设备产生的压力推力，L2与L1比值越大，油缸的尺寸就会越小。 另外当管道内有温度时，波纹管可以吸收波纹管与设备之间管道的热伸长量。这样既能实现波纹管膨胀节轴向补偿能力，又能保证波纹管产生的压力推力不作用与其连接设备上，从而提高设备的安全性。 [0017] 实施例2如图3所示，以铰链板一、连接板、铰链板二相互垂直为例，当管道内有压力P时,工作波纹管对设备产生的压力推力为F1=P·Ae，油缸产生的推力为F2=P’·S，F1与F2方向相同。通过改变铰链机构上的L1和L2的比例值和油缸的大小，利用力学杠杆原理当F1·L1= F2·L2时，油缸可以平衡波纹管对设备产生的压力推力，L2与L1比值越大，增压阀的功率越大，油缸的尺寸就会越小。另外当管道内有温度时，波纹管可以吸收波纹管与设备之间管道的热伸长量。这样既能实现波纹管膨胀节轴向补偿能力，又能保证波纹管产生的压力推力不作用与其连接设备上，从而提高设备的安全性。 [0018] 同理，当铰链板一、连接板、铰链板二之间不垂直时，应按杠杆原理乘以各自夹角再进行计算，只需保持座板至铰链板一的连接板的长度与座板至铰链板二的连接板的长度比等于油缸推力与波纹管对设备压力的比即可。 |
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