一种带位移监测装置燃气轮机主体配套用膨胀节的制作方法

本实用新型涉及膨胀节技术领域，具体领域为一种带位移监测装置燃气轮机主体配套用膨胀节。

背景技术：

目前，燃气轮机广泛应用于发电、船舶和机车动力、管道增压等能源、国防、交通领域，是关系国家安全和国民经济发展的高技术核心装备，属于市场前景巨大的高技术产业。我国燃气轮机发展虽然已经有50年的历史，但30年的发展断层让我国燃气轮机技术错过了国外高速发展的时期，迅速与国际水平拉大了差距，随着我国科学技术飞速发展，自主知识产权逐渐被国人重视起来，创新和技术升级成为主流技术研发目标，掌握自主知识产权，提升核心竞争力，已成为首要解决的问题。燃气轮机主体配套膨胀节作为燃气轮机的关键部件主要用来吸收管道的热位移、振动位移及安装偏差，从而减小管道和管口的受力，提高所连接管道或设备的使用寿命，其具有结构紧凑，柔性高、补偿量大等特点。目前，燃气轮机主体配套膨胀节主要采用进口，国内尚无同类产品，且国内燃机公司缺少膨胀节的实际运行参数，所以掌握膨胀节实际运行参数，实现膨胀节的国产化替代进口已成为我们迫切需要解决的问题；

传统曲管压力平衡型膨胀节的承力构件一般采购拉杆结构；三通组件一般采用两个接管相贯焊接或虾米弯焊接结构；导流筒一般采用与接管内壁角焊缝焊接形式；传统膨胀节不带位移监测装置，从而不能实现膨胀节位移在线可靠实时测量，阈值报警，数据统计分析等功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带位移监测装置燃气轮机主体配套用膨胀节，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带位移监测装置燃气轮机主体配套用膨胀节，包括工作端组件，所述工作端组件的一端连接有三通组件的一端，所述三通组件的另一端连接有平衡端组件，所述工作端组件的外壁通过铰链板组件与三通组件和平衡端组件相连，所述工作端组件和平衡端组件的外围分别装配有第一位移监测装置和第二位移监测装置；

所述工作端组件包括第一端管和支撑板，所述第一端管的外壁焊接有支撑板，所述第一端管的一侧焊接连通有第一波纹管的一端，所述第一波纹管的另一端焊接连通有工作端中间管的一端，所述第一波纹管的内壁插接有第一导流筒，且延伸至第一端管和工作端中间管内，所述第一导流筒与第一端管的内壁焊接相连，所述第一导流筒与第一波纹管间隙配合，所述工作端中间管的另一端焊接连通有第二波纹管的一端，所述第二波纹管的另一端焊接连通有第二端管，所述第二波纹管的内壁插接有第二导流筒，且延伸至工作端中间管和第二端管内，所述第二导流筒与工作端中间管的内壁焊接相连。

优选的，所述三通组件包括弯头，所述弯头的一侧与第二端管相连通，所述弯头的另一侧与接管相连通，且弯头和接管在水平方向的中心在同一轴线上且两件相贯焊接；

所述平衡端组件包括第三波纹管，所述第三波纹管的一端与接管焊接连通，所述第三波纹管的另一端与平衡端中间管焊接连通，所述平衡端中间管的内壁间隙插接有内导向管，所述内导向管的两端分别贯穿第三波纹管和第四波纹管，且延伸至接管和第三端管内，并与接管焊接固定，所述平衡端中间管的另一端外壁焊接连通有第四波纹管，所述第四波纹管的外侧端焊接连通有第三端管，所述第三端管的外侧端固定装配有封板。

优选的，所述铰链板组件包括第一主铰链板、副铰链板、第二主铰链板和销轴，所述第一主铰链板与支撑板相焊接，所述第二主铰链板与封板相焊接，所述副铰链板的两端均通过销轴分别与第一主铰链板和第二主铰链板相连，所述工作端中间管的外壁焊接有副铰链板导向板，所述弯头和所述接管以及所述平衡端中间管的外壁焊接有主铰链板导向板，所述第二主铰链板贯穿主铰链板导向板且与主铰链板导向板间隙配合，所述副铰链板贯穿副铰链板导向板且与副铰链板导向板间隙配合，所述第一位移监测装置的一端固定在支撑板上，所述第一位移监测装置的另一端固定在工作端中间管上，所述第二位移监测装置的一端固定在平衡端中间管上，所述第二位移监测装置的另一端固定在封板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：带位移监测装置燃气轮机主体配套用膨胀节，可以吸收膨胀节自身产生的内压推力；其承力部件采用铰链结构可以提高膨胀节的稳定性；平衡端采用复式结构可以降低膨胀节的刚度、提高膨胀节的柔性；三通采用弯头与接管相贯焊接形式，在高流速介质工况下，可以避免介质直接冲刷三通的相贯焊缝，造成焊缝开裂；在支撑板上开一通气孔，可以避免在高温工况下，由于支撑板与接管焊接后所形成的封闭腔体的受热膨胀，造成支撑板与接管所连接环焊缝开裂；导流筒采用流线结构，与接管焊接端开坡口焊接，且留有一定长度直段，均布若干个塞焊孔，可以避免在高流速工况和高频振动工况下，导流筒焊缝的开裂、脱落；增加位移监测装置，即膨胀节上设置传感器，并通过信号采集器和数据传输单元将传感器测量的实时数据传送至终端，经模型转换为实际位移，可以实现膨胀节位移在线可靠实时测量，阈值报警，数据统计分析等功能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-第一端管、2-支撑板、3-第一波纹管、4-第一主铰链板、5-第一导流筒、6-工作端中间管、7-副铰链板导向板、8-副铰链板、9-第二导流筒、10-第二波纹管、11-销轴、12-销轴盖、13-第二端管、14-主铰链板导向板、15-弯头、16-接管、17-第二主铰链板、18-第三波纹管、19-平衡端中间管、20-内导向管、21-第四波纹管、22-焊环、23-第三端管、24-封板、25-第一位移监测装置、26-第二位移监测装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种带位移监测装置燃气轮机主体配套用膨胀节，包括工作端组件，工作端组件的一端连接有三通组件的一端，三通组件的另一端连接有平衡端组件，工作端组件的外壁通过铰链板组件与三通组件和平衡端组件相连，工作端组件和平衡端组件的外围分别装配有第一位移监测装置25和第二位移监测装置26；

工作端组件包括第一端管1和支撑板2，第一端管1的外壁焊接有支撑板2，第一端管1的一侧焊接连通有第一波纹管3的一端，第一波纹管3的另一端焊接连通有工作端中间管6的一端，第一波纹管3的内壁插接有第一导流筒5，且延伸至第一端管1和工作端中间管6内，第一导流筒5与第一端管1的内壁焊接相连，第一导流筒5与第一波纹管3间隙配合，工作端中间管6的另一端焊接连通有第二波纹管10的一端，第二波纹管10的另一端焊接连通有第二端管13，第二波纹管10的内壁插接有第二导流筒9，且延伸至工作端中间管6和第二端管13内，第二导流筒9与工作端中间管6的内壁焊接相连。

带位移监测装置燃气轮机主体配套用膨胀节，可以吸收膨胀节自身产生的内压推力；其承力部件采用铰链结构可以提高膨胀节的稳定性；平衡端采用复式结构可以降低膨胀节的刚度、提高膨胀节的柔性；三通采用弯头15与接管16相贯焊接形式，在高流速介质工况下，可以避免介质直接冲刷三通的相贯焊缝，造成焊缝开裂；在支撑板2上开一通气孔，可以避免在高温工况下，由于支撑板2与第一端管1焊接后所形成的封闭腔体的受热膨胀，造成支撑板2与第一端管1所连接环焊缝开裂；导流筒采用流线结构，与第一端管端开坡口焊接，且留有一定长度直段，均布若干个塞焊孔，可以避免在高流速工况和高频振动工况下，导流筒焊缝的开裂、脱落；增加位移监测装置，即膨胀节上设置传感器，并通过信号采集器和数据传输单元将传感器测量的实时数据传送至终端，经模型转换为实际位移，可以实现膨胀节位移在线可靠实时测量，阈值报警，数据统计分析等功能，膨胀节在工作时，第一端管1和弯头15分别连接管道的两端，通过工作端组件的变形吸收管道由于热胀冷缩、安装偏差、振动等原因所产生的轴向和径向位移，然后通过铰链板组件的控制，使包含平衡端组件在内的膨胀节整体在轴向方向的总长度保持不变，铰链板组件吸收膨胀节产生的内压推力，从而使膨胀节整体达到力平衡的效果；用安装在工作端组件上的第一位移监测装置25测量工作端的轴向位移和横向位移，用安装在平衡端组件上的第二位移监测装置26测量平衡端的轴向位移。

具体而言，三通组件包括弯头15，弯头15的一侧与第二端管13相连通，弯头15的另一侧与接管16相连通，且弯头15和接管16在水平方向的中心在同一轴线上且两件相贯焊接；

平衡组件包括第三波纹管18，第三波纹管18的一端与接管16焊接连通，第三波纹管18的另一端与平衡端中间管19焊接连通，平衡端中间管19的内壁间隙插接有内导向管20，内导向管20的两端分别贯穿第三波纹管18和第四波纹管21，且延伸至接管16和第三端管23内，并与接管16焊接固定，平衡端中间管19的另一端外壁焊接连通有第四波纹管21，第四波纹管21的外侧端焊接连通有第三端管23，第三端管23的外侧端固定装配有封板24，膨胀节在工作时，平衡端组件通过产生与工作端组件在轴向方向相反的变形，使包含平衡端组件在内的膨胀节整体在轴向方向的总长度保持不变，从而使膨胀节在能够吸收自身产生的内压推力的同时能够吸收管道或设备产生的轴向位移，使膨胀节整体处于一种受力平衡的稳定的状态，内导向管20的加入，有效的提高了平衡端组件的稳定性，使平衡端能够采用复式结构，从而有效降低膨胀节的刚度。

三通采用弯头15与接管16相贯焊接形式，在高流速介质工况下，避免介质直接冲刷三通的相贯焊缝，造成焊缝开裂。

平衡端采用复式结构，可以降低膨胀节的刚度，提高膨胀节的柔性。

具体而言，铰链板组件包括第一主铰链板4、副铰链板8、第二主铰链板17和销轴11，第一主铰链板4与支撑板2相焊接，第二主铰链板17与封板24相焊接，副铰链板8的两端均通过销轴11分别与第一主铰链板4和第二主铰链板17相连，在铰链板组件的作用下，平衡端组件产生与工作端组件在轴向方向相反的变形，使包含平衡端组件在内的膨胀节整体在轴向方向的总长度保持不变，铰链板组件吸收膨胀节产生的内压推力，从而使膨胀节整体达到力平衡的效果，同时在振动环境下，铰链板组件能够有效提高膨胀节的稳定性，工作端中间管6的外壁焊接有副铰链板导向板7，弯头15和接管16以及平衡端中间管19的外壁焊接有主铰链板导向板14，第二主铰链板17贯穿主铰链板导向板14且与主铰链板导向板14间隙配合，副铰链板8贯穿副铰链板导向板7且与副铰链板导向板7间隙配合，在第一主铰链板4、第二主铰链板17、副铰链板8、主铰链板导向板14和副铰链板导向板7的共同作用下，能够有效限制工作端中间管6和平衡端中间管19的径向偏转范围，提高膨胀节的工作端和平衡端的稳定性，第一位移监测装置25的一端固定在支撑板2上，第一位移监测装置25的另一端固定在工作端中间管6上，第二位移监测装置26的一端固定在平衡端中间管19上，第二位移监测装置26的另一端固定在封板24上，第一位移监测装置25能够实时监测膨胀节工作端的轴向位移和横向位移，第二位移监测装置26能够实时监测膨胀节平衡端的轴向位移。

带位移监测装置燃气轮机主体配套用膨胀节，可以吸收膨胀节自身产生的内压推力；其承力部件采用铰链结构可以提高膨胀节的稳定性。

工作原理：膨胀节在工作时，第一端管1和弯头15分别连接管道的两端，通过工作端组件的变形吸收管道由于热胀冷缩、安装偏差、振动等原因所产生的轴向和径向位移，然后通过铰链板组件的控制，使包含平衡端组件在内的膨胀节整体在轴向方向的总长度保持不变，铰链板组件吸收膨胀节产生的内压推力，从而使膨胀节整体达到力平衡的效果；用安装在工作端组件上的第一位移监测装置25测量工作端的轴向位移和横向位移，用安装在平衡端组件上的第二位移监测装置26测量平衡端的轴向位移。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设置备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。