一种热风管道轴向压缩补偿器及具有该补偿器的热风管道的制作方法

本实用新型涉及高炉热风炉热风管道技术领域，更具体的说，涉及一种热风管道轴向压缩补偿器及具有该补偿器的热风管道。

背景技术：

高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节，也是应用最广泛的炼铁工艺，高炉生产过程中从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳，在炉内上升过程中将矿石中的铁氧化物还原得到铁水。高炉冶炼需要温度足够高的热风，在高炉冶炼过程中热风炉把鼓风加热到要求的温度并鼓入高炉内部，可以显著提高高炉的效益和效率。热风炉在将1100-1250℃的高温热风鼓入高炉的过程中需要专门的热风管道进行输送，且一个高炉一般配备3-4个热风炉组，多个热风炉在为高炉供风的过程中就构成了复杂的高温、高压热风管道系统。

热风总管一端与热风炉组多个热风支管垂直水平连接，另一端与热风围管水平连接，特别是顶燃式热风炉热风出口位置较高，导致热风支管位置比热风围管高5-8米，使得热风总管与热风围管不在同一水平面上，整个热风管系的热膨胀补偿和限位装置设置比较复杂。热风管道中的热风压力一般为0.30-0.45Mpa，并在盲板或弯头处会产生巨大的盲板力，热风管道和热风炉在受热的过程中也会膨胀，盲板力和内热膨胀位移作用于热风管道。为了消除上述影响，既要设置轴向拉伸补偿器来消除热风炉、热风支管和热风总管等热膨胀位移，同时还要设置限位装置来克服和限制送风过程中热风管道盲端力产生的位移。现有的热风管道系统难以有效的消除热风炉工作过程中的膨胀位移与盲端力产生的位移，极易造成热风管道三种损坏：1)热风炉热风出口耐材损坏，2)热风支管与热风总管衔接的三叉管上部耐材损坏，3)热风总管衔接的竖管耐材损坏，并最终导致热风管道上述部位管壳发红、裂开，严重影响高炉安全生产。由于热风主管的位置较高、不易维护，在高风温的工况下，热风管道的稳定性己经成为一个重要的技术课题。为了消除上述问题，往往需要在上述管道上安装补偿器以补偿热风管道的膨胀位移。

经检索，已经有相关的技术方案公开。例如发明创造的名称为：分瓣式波纹管补偿器(专利号：ZL2010207013071，申请日：2010-12-31)，其包括波纹管、连接在波纹管两端的端接管、设置在流体最先通过的端接管的内表面上的垫圈板以及设置在端接管和波纹管内部并与垫圈板的一端接触的导流管，其中，所述波纹管、端接管、垫圈板和导流管均由数量相等且在分瓣式波纹补偿器的横截面中均匀地分布的至少两个单瓣组成，流体流向与所述横截面垂直。此外，双向导流复试补偿器(专利申请号：2016101126073，申请日：2016-02-29)，其包括端接管、波纹管、左导流管、右导流管、中间接管，中间接管与两端端接管之间通过波纹管连接，构成复式波纹管补偿器结构；波纹管内设有轴向覆盖波纹管的左导流管和右导流管；上述的技术方案虽然都对补偿器进行了技术上的改进，但是上述的补偿器往往仅仅能实现拉伸或者压缩功能，其补充功能有限，难以有效的补偿热风管道的不同形式的膨胀位移；此问题继续改进。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中热风管道补偿器难以有效的补偿热风管道的不同形式的膨胀位移的问题，提供一种热风管道轴向压缩补偿器及具有该补偿器的热风管道；提供的一种热风管道轴向压缩补偿器实现了对热风管道的轴向补偿；提供的一种具有轴向压缩补偿器的热风管道有效地克服了盲板力和内热膨胀位移对热风管道系统的破坏作用，从而提高了使用寿命。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种热风管道轴向压缩补偿器，包括外管、定位板I、定位板Ⅱ、轴向限位杆和导流管，所述的导流管设置在外管内，所述的导流管为内径渐缩的气流管道，即沿着气流流动的方向导流管的横截面积逐渐减小，所述的外管上对应的设置有定位板I和定位板Ⅱ，定位板I和定位板Ⅱ之间的外管上设置有波纹管，所述的轴向限位杆安装于定位板I和定位板Ⅱ上，轴向限位杆的两端端部上安装有定位螺母。

优选地，所述的导流管的一端端部设置有滑动挡圈，该滑动挡圈与外管内壁滑动配合，所述的导流管另一端端部设置有固定挡圈，固定挡圈与外管内壁相固连。

优选地，所述的定位板I外侧的轴向限位杆上设置有2个定位螺母，且定位螺母与定位板I之间设置有横向限位垫片；定位板Ⅱ外侧的轴向限位杆上设置有2个定位螺母，定位螺母与定位板Ⅱ之间设置有横向限位垫片。

本实用新型的一种具有轴向压缩补偿器的热风管道，包括转向接头、竖直支管、水平支管和支管定位座，所述的竖直支管、水平支管固定于支管定位座上，所述的竖直支管顶部通过转向接头与热风炉相连，该竖直支管底部与水平支管相连，所述的水平支管上设置有上述的轴向压缩补偿器。

优选地，所述的水平支管上设置有热风阀。

优选地，所述的竖直支管上设置有轴向拉伸补偿器。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种热风管道轴向压缩补偿器，外管内设置有导流管，所述的导流管为内径渐缩的气流管道，即沿着气流流动的方向导流管的横截面积逐渐减小，所述的外管上对应的设置有定位板I和定位板Ⅱ，定位板I和定位板Ⅱ之间的外管上设置有波纹管，所述的轴向限位杆安装于定位板I和定位板Ⅱ上，轴向限位杆的两端端部上安装有定位螺母；导流管横截面积逐渐减小，热风在导流管中产生较大的阻力，并在轴向压缩补偿器产生较大的压力降，减小了热风对管道转弯处的盲板力。

(2)本实用新型的一种热风管道轴向压缩补偿器，设置有2个定位螺母，外侧的定位螺母限制了内侧的定位螺母受力偏移；即使当内侧的定位螺母发生松动时，外侧的定位螺母仍有较好的定位与限位作用，从而有效地保证定位螺母对定位板I和定位板Ⅱ固定效果；

(3)本实用新型的一种具有轴向压缩补偿器的热风管道，竖直支管、水平支管固定于支管定位座上，竖直支管顶部通过转向接头与热风炉相连，该竖直支管底部与水平支管相连，水平支管上设置有轴向压缩补偿器，可以消除热风炉、热风支管等热膨胀位移，从而有效地减小了热风管道的损坏程度，提高管道的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的轴向压缩补偿器的结构示意图；

图2为本实用新型的水平支管单元与竖直支管单元的连接示意图。

附图中的标号说明：

110、热风炉；121、转向接头；122、竖直支管；131、水平支管；132、热风阀；140、支管定位座；

220、轴向压缩补偿器；230、轴向拉伸补偿器；

310、定位螺母；320、轴向限位杆；330、导流管；340、横向限位垫片；

411、定位板I；412、定位板Ⅱ；

510、波纹管；521、滑动挡圈；522、固定挡圈。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。因此，下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。从而，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1-2所示，本实用新型的一种具有轴向压缩补偿器的热风管道，包括转向接头121、竖直支管122、水平支管131和支管定位座140，所述的竖直支管122、水平支管131固定于支管定位座140上，所述的竖直支管122顶部通过转向接头121与热风炉110相连，该竖直支管122底部与水平支管131相连，所述的水平支管131上设置有轴向压缩补偿器220；且水平支管131上设置有热风阀132，热风阀132用于控制热风管道的开启或关闭，从而控制热风炉110对高炉的供风状态，水平支管131的另一端通过热风总管与热风围管相连，热风炉110的热风经转向接头121、竖直支管122、水平支管131到达热风总管，再由热风总管进入热风围管为高炉提供热风。

本实施例的一种热风管道轴向压缩补偿器包括外管、定位板I 411、定位板Ⅱ412、轴向限位杆320和导流管330，外管内设置有导流管330，该导流管330为内径渐缩的气流管道，即沿着气流流动的方向导流管330横截面积逐渐减小；该导流管330的一端端部设置有滑动挡圈521，该滑动挡圈521与外管内壁滑动配合，该滑动挡圈521设置于供风的一侧，即热风的上风侧，导流管330另一端端部设置有固定挡圈522，固定挡圈522与外管内壁相固连。

本实施例的轴向压缩补偿器220外管上对应的设置有定位板I 411和定位板Ⅱ412，所述的定位板I 411和定位板Ⅱ412为圆环形；定位板I 411和定位板Ⅱ412之间的外管上设置有波纹管510；上述的轴向限位杆320安装于定位板I 411和定位板Ⅱ412上，轴向限位杆320的两端端部上安装有定位螺母310，即在定位板I 411和定位板Ⅱ412外侧的轴向限位杆320上安装有定位螺母310，用于限制定位板I 411和定位板Ⅱ412朝向相互远离的方向运动，定位板I 411和定位板Ⅱ412可沿着轴向限位杆320朝向相互靠近的方向运动，上述的外侧即定位板I 411和定位板Ⅱ412相互背离的一侧，内侧即为相互靠近的一侧。所述的定位板I 411外侧的轴向限位杆320上设置有2个定位螺母310，且定位螺母310与定位板I 411之间设置有横向限位垫片340；定位板Ⅱ412外侧的轴向限位杆320上设置有2个定位螺母310，定位螺母310与定位板Ⅱ412之间设置有横向限位垫片340。热风供风的过程中热风流入导流管330，由于导流管330横截面积逐渐减小，热风在导流管330中产生较大的阻力，而且滑动挡圈521设置于供风的一侧，使得滑动挡圈521沿着热风的流向进行压缩，并在轴向压缩补偿器220产生较大的压力降，减小了热风对管道转弯处的盲板力，从而有效地减小了热风管道的损坏程度，提高管道的使用寿命。所述的轴向限位杆320的两端安装有定位螺母310，由于热风炉110是一个供风、蓄热的交替过程中，每完成一次蓄热、供风过程，轴向压缩补偿器220都会完成压缩再复原的循环过程，这个过程中势必会对定位螺母310产生碰撞，这种微小的碰撞极易造成定位螺母310与定位板I 411或定位板Ⅱ412产生松动。

本实施例的轴向限位杆320靠近定位板I 411一侧设置有2个定位螺母310，且定位螺母310与定位板I 411之间设置有横向限位垫片340，所述的横向限位垫片340与定位板I 411紧密贴合；所述的轴向限位杆320靠近定位板Ⅱ412一侧设置有2个定位螺母310，且定位螺母310与定位板Ⅱ412之间设置有横向限位垫片340，而且横向限位垫片340与定位板Ⅱ412紧密贴合。横向限位垫片340减弱了蓄热、供风过程中对定位螺母310产生的碰撞，从而减弱了该冲击力对定位螺母310的碰撞，而且由于设置有2个定位螺母310，外侧的定位螺母310限制了内侧的定位螺母310受力偏移；即使当内侧的定位螺母310发生松动时，外侧的定位螺母310仍有较好的定位与限位作用，从而有效地保证定位螺母310对定位板I 411和定位板Ⅱ412固定效果。

实施例2

本实施例的一种具有轴向压缩补偿器的热风管道，基本内容同实施例1，不同之处在于：其竖直支管122上设置有轴向拉伸补偿器230，即在转向接头121与水平支管131之间的竖直支管122上设置有轴向拉伸补偿器230，所述的轴向拉伸补偿器230包括外管、定位板I 411、定位板Ⅱ412、轴向限位杆320和导流管330，所述的外管内设置有导流管330，该导流管330为内径渐缩的气流管道，即沿着气流流动的方向导流管330横截面积逐渐减小，即导流管330靠近热风炉110的一侧的横截面积大于远离热风炉110的一侧的横截面积。导流管330的一端端部设置有滑动挡圈521，滑动挡圈521设置于热风供风的一侧，热风炉110供风的过程中导流管330沿着气流流动的方向横截面积逐渐减小，使得轴向拉伸补偿器230产生较大的阻力，滑动挡圈521受热风压力的作用下向固定挡圈522一侧运动，即导流管330靠近滑动挡圈521一侧的横截面积大于靠近固定挡圈522的一侧；从而在轴向拉伸补偿器230产生较大的压力降，从而减小了热风对管道转弯处的盲板力，减弱了盲板力对竖直支管122和水平支管131连接处的损坏；该滑动挡圈521与外管内壁滑动配合，所述的导流管330另一端端部设置有固定挡圈522，固定挡圈522与外管内壁相固连。

本实施的外管上对应的设置有定位板I 411和定位板Ⅱ412，定位板I 411和定位板Ⅱ412之间的外管上设置有波纹管510，轴向限位杆320安装于定位板I 411和定位板Ⅱ412上，定位板I 411和定位板Ⅱ412内侧的轴向限位杆320上设置有定位螺母310，定位板I 411和定位板Ⅱ412可沿着轴向限位杆320朝向相互远离的方向运动，即轴向拉伸补偿器230只能产生拉伸运动。定位板I 411内侧的轴向限位杆320上设置有定位螺母310，且定位螺母310与定位板I 411之间设置有横向限位垫片340；定位板Ⅱ412内侧的轴向限位杆320上设置定位螺母310，定位螺母310与定位板Ⅱ412之间设置有横向限位垫片340。

由于竖直支管122上设置有轴向拉伸补偿器230，热风炉110在受热后易发生受热膨胀而“长高”后，定位板I 411和定位板Ⅱ412可沿着轴向限位杆320朝向相互远离的方向运动，从而补偿热风管道的长度，防止竖直支管122与热风炉110发生相对位移而产生应力损坏。

更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、(例如各个实施例之间的)组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。例如，在本实用新型中，术语“优选地”不是排他性的，这里它的意思是“优选地，但是并不限于”。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。