高炉送风装置用膨胀节的制作方法

本实用新型涉及冶金技术领域，尤其是涉及一种高炉送风装置用膨胀节。

背景技术：

在冶金行业的高炉炼铁过程中，高炉送风装置中的膨胀节是将热风炉加热的1200-1350℃的热空气送入高炉的热补偿部件，因送风工艺管道空间受到限制，同时承受主管热补偿和连接密封的作用，因此成为热风送风关键部分。

高炉送风装置用膨胀节的主要作用包括以下几个方面：

1.膨胀节上端与鹅颈管连接，下段与弯头和直吹管连接，形成连接热风围管至高炉炉体的热风通道，将高炉围管的高温热风输送到高炉，进行高炉炼铁；

2.对高炉的热风围管、高炉本体和送风装置在运行时由于温度等原因产生的轴向和横向等复合变形进行补偿。

3.隔热：通过耐火材料——浇注料和陶瓷纤维作为衬里，使设备表面温度达到适宜的温度。

作为弹性部件的波纹管是关键部件，在运行时波纹管表面温度力求低于其它壳体部位，保证其补偿性能。围绕波纹管及连接接管部位，需要考虑设置伸缩缝及由此带来的隔热问题，以及波纹管的保护问题(防止波纹拉直或柱失稳)。

目前，高炉送风装置用膨胀节有多种形式，针对伸缩缝和隔热保护、波纹管保护主要结构有:

一、伸缩缝和隔热保护

1、伸缩缝采用球面密封，球面密封结构使得伸缩缝处的浇注料厚度变薄，虽然在伸缩缝处填充隔热材料，但波纹管表面温度不低于甚至高于其他部位的壳体表面温度；同时，由于凹凸密封球面相互压紧受力，相对位移时非自由状态。

2、伸缩缝采用阶梯型结构，同时波纹管及连接接管直径尺寸加大，浇注料体厚度与其他部分厚度一致。使得波纹管表面温度远远低于其他部分壳体表面温度。阶梯状的伸缩缝，两个由浇注料构成的隔热体在运行时处于自由状态。但伸缩缝内填充的隔热材料在形成负压的情况下，长时间运行有被抽空的可能，而热风进入到伸缩缝内，造成局部温度升高，对波纹管周围局部造成损坏。

二、波纹管补偿方式和波纹管的保护

现有的膨胀节多采用万向环式结构即万向铰链型膨胀节：通过对万向环偏转角度的限定，将波纹管的变形限定在允许的范围内。但该结构形式造成热位移补偿的横向、轴向位移是相互制约的，使得波纹管的补偿能力有所影响，不能根据实际位移变化进行针对性的补偿。同时由于万向环及其连接件的设置，增加了制作成本和制作工序。

本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：现有的膨胀节的浇注料的浇筑工艺方法是，在膨胀节工作面内壁上设置模套，与膨胀节结构固定后，在相对空腔内填注浇注料，由于膨胀节结构空间窄小，特别是波纹管部位需要进行位移补偿，浇注料的的厚度更小；由于弹性部件的波纹管是关键部件，在运行时波纹管表面温度力求低于其它壳体部位，保证其补偿性能；现有技术中的上述设置易导致波纹管处局部温度过高，波纹管寿命降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高炉送风装置用膨胀节，以解决现有技术中存在的膨胀节运行时波纹管处局部温度过高，波纹管寿命较低影响其补偿性能的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种高炉送风装置用膨胀节，包括膨胀节本体和浇注料内衬体，所述膨胀节本体包括波纹管、波纹管连接部和过渡连接部，所述过渡连接部设置于所述波纹管的下方，所述波纹管的上端通过所述波纹管连接部连接所述膨胀节本体的上端面，所述波纹管的下端通过所述波纹管连接部连接所述过渡连接部，所述浇注料内衬体被夹持于所述波纹管与膨胀节内壁之间以及所述波纹管连接部与膨胀节内壁之间；所述过渡连接部与膨胀节的内壁之间设有浇注料，所述波纹管和所述波纹管连接部的内径均大于所述过渡连接部的内径以使所述浇注料内衬体等于或大于所述浇注料的厚度。

优选的，所述波纹管与所述浇注料内衬体之间形成环形空腔，所述环形空腔内设有隔热材料层。

优选的，所述隔热材料层为隔热毡或隔热毯。

优选的，所述浇注料内衬体包括浇注料外壳和第一浇注料，所述浇注料外壳包括连接环板、第一内衬管、环板和第二内衬管，所述连接环板的上端面作为所述膨胀节本体的上端面，所述连接环板的下端面连接垂直设置的所述第一内衬管，所述环板的第一端连接所述第一内衬管并向膨胀节内壁处横向延伸以形成所述环板的第二端，所述环板的第二端连接垂直设置的所述第二内衬管，所述第一浇注料设置于所述浇注料外壳与膨胀节内壁之间。

优选的，所述波纹管连接部与所述过渡连接部之间设有锥形连接管，所述锥形连接管的内径较小的一端与所述过渡连接部相连。

优选的，所述波纹管连接部包括第一波纹管连接管和第二波纹管连接管，所述第一波纹管连接管与所述第二波纹管连接管夹持所述波纹管，且所述第一波纹管连接管与膨胀节本体的上端面连接，所述第二波纹管连接管与所述锥形连接管连接，所述过渡连接部包括设置于外侧的过渡连接管，所述第二波纹管连接管、所述锥形连接管和所述过渡连接管与膨胀节内壁之间夹持有第二浇注料。

优选的，所述第一浇注料的下端面与所述第二浇注料的上端面的连接处设置有伸缩缝，所述伸缩缝内设有隔热毡或隔热毯。

优选的，所述波纹管的外围还设有拉杆装置，所述拉杆装置包括两个耳板、拉杆和锁紧螺母，两个所述耳板分别连接所述波纹管连接部的上部和所述波纹管连接部的下部以使所述波纹管位于两个所述耳板之间，所述拉杆垂直设置且所述拉杆的两端穿过两个所述耳板，两个所述耳板的上端面和下端面均设有穿过所述拉杆的锁紧螺母。

优选的，所述拉杆装置还包括限位装置，所述限位装置为限位螺母，所述限位螺母固定设置于所述拉杆的两端，工作时所述锁紧螺母抵接所述限位螺母。

优选的，膨胀节包括膨胀节上段和膨胀节下段，所述膨胀节上段和所述膨胀节下段均包括所述膨胀节本体和所述浇注料内衬体，所述膨胀节上段的过渡连接部与所述膨胀节下段螺纹连接，所述过渡连接部的下端面与所述膨胀节下段的上端面之间还设有隔热垫片和密封垫片。

本实用新型提供的高炉送风装置用膨胀节，与现有技术相比，具有如下有益效果：膨胀节本体为变径结构，使得浇注料内衬体等于或大于膨胀节本体的浇注料的厚度，波纹管设置于浇注料内衬体的外侧，运行时，通过浇注料内衬体的保护，能够有效降低波纹管及波纹管连接管部位的表面温度，而浇注料内衬体的厚度不小于膨胀节本体的浇注料的厚度，使得波纹管的温度低于膨胀节其它壳体部分，能够有效保护波纹管，增强其使用寿命，防止波纹管局部温度过高而损坏，从而进一步提高膨胀节的保温性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型高炉送风装置用膨胀节的结构示意图；

图中：1、第一法兰；2、连接环板；3、第一波纹管连接管；4、隔热毡； 5、波纹管；6、第一内衬管；7、环板；8、第二波纹管连接管；9、第二内衬管； 10、第一浇注料；11、锥形连接管；12、第二浇注料；13、过渡连接管；14、第二法兰；15、密封垫片；16、螺纹连接件；17、隔热垫片；18、环形空腔； 19、第三法兰；20、筋板；21、限位螺母；22、锁紧螺母；23、第一耳板；24、拉杆；25、第二耳板；26、定位环板；27、伸缩缝；28、膨胀节内壁。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型提供了一种高炉送风装置用膨胀节，参照图1，图1是本实用新型高炉送风装置用膨胀节的结构示意图；包括膨胀节本体和浇注料内衬体，膨胀节本体包括波纹管5、波纹管连接部和过渡连接部，过渡连接部设置于波纹管的下方，波纹管5的上端通过波纹管连接部连接膨胀节本体的上端面，波纹管5的下端通过波纹管连接部连接过渡连接部，浇注料内衬体被夹持于波纹管5与膨胀节内壁28之间以及波纹管连接部与膨胀节内壁28之间；过渡连接部与膨胀节的内壁之间设有浇注料，波纹管5和波纹管连接部的内径均大于过渡连接部的内径以使浇注料内衬体等于或大于浇注料的厚度。

膨胀节本体为变径结构，使得浇注料内衬体等于或大于膨胀节本体的浇注料的厚度，波纹管设置于浇注料内衬体的外侧，运行时，通过浇注料内衬体的保护，能够有效降低波纹管及波纹管连接管部位的表面温度，而浇注料内衬体的厚度不小于膨胀节本体的浇注料的厚度，使得波纹管5的温度不高于膨胀节其它壳体部分，能够有效保护波纹管，增强其使用寿命，防止波纹管5局部温度过高而损坏，从而进一步提高膨胀节的保温性能。其中，浇注料为耐火材料，作为膨胀节装置中常规的设置结构在此不做具体限定，如可采用陶瓷纤维等；上述波纹管、波纹管连接部和过渡连接部固定连接，具体设置方式为本领域内常规手段不做赘述，如可采用焊接的方式进行固定。

作为可选的实施方式，参照图1，波纹管5与浇注料内衬体之间形成环形空腔18，环形空腔18内设有隔热材料层。为了使得波纹管5处的温度低于膨胀节其它外壳的温度，除了上述变径结构之外，在波纹管与浇注料内衬体之间的环形空腔18内另外设置隔热材料层，能够进一步降低波纹管5的表面温度。

其中，隔热材料层为隔热毡4或隔热毯；隔热毡4在浇注料内衬体与波纹管5之间的固定方式作为膨胀节领域内常规的手段在此不再赘述。

具体的，参照图1，浇注料内衬体包括浇注料外壳和第一浇注料10，浇注料外壳包括连接环板2、第一内衬管6、环板7和第二内衬管9，连接环板2的上端面作为膨胀节本体的上端面，连接环板2的下端面连接垂直设置的第一内衬管6，环板7的第一端连接第一内衬管6并向膨胀节内壁处横向延伸以形成环板7的第二端，环板7的第二端连接垂直设置的第二内衬管9，第一浇注料 10设置于浇注料外壳与膨胀节内壁28之间。其中，浇注料外壳内填注第一浇注料，使得管道内的高温热风与波纹管之间通过第一浇注料和浇注料外壳隔绝，第一浇注料、浇注料外壳与环形空腔18内的隔热毡4相互协同，形成波纹管5 的多道保护屏障，进一步降低波纹管的表面温度。

为了使得过渡连接部的内径小于波纹管5和波纹管连接部的内径，作为可选的实施方式，参照图1，波纹管连接部与过渡连接部之间设有锥形连接管11，锥形连接管11的内径较小的一端与过渡连接部相连。

作为可选的实施方式，波纹管连接部包括第一波纹管连接管3和第二波纹管连接管8，第一波纹管连接管3与第二波纹管连接管8夹持波纹管5，且第一波纹管连接管3与膨胀节本体的上端面连接，第二波纹管连接管8与锥形连接管11连接，过渡连接部包括设置于外侧的过渡连接管13，第二波纹管连接管8、锥形连接管11和过渡连接管13与膨胀节内壁28之间夹持有第二浇注料12。参照图1，第二波纹管连接管8、锥形连接管11和过渡连接管13与膨胀节内壁 28之间通过夹持第二浇注料12，使其设备外壳表面温度达到适宜的温度，防止温度过高；上述第一波纹管连接管3、第二波纹管连接管8、锥形连接管11和过渡连接管13可均采用焊接的方式连接，第二浇注料12浇注在上述夹持空间内。

参照图1，第一浇注料10的下端面与第二浇注料12的上端面连接处设置有伸缩缝27，伸缩缝27内设有隔热毡或隔热毯。伸缩缝为波纹管的变形补偿提供足够的空间位置，伸缩缝内填充有隔热毡或隔热毯，隔热毡或隔热毯具有一定的压缩形变量，能够保证波纹管正常的伸缩，且同时防止局部漏风；参照图1，第二浇注料的上端面设有定位环板26对伸缩缝内的隔热毡进行固定，定位环板与侧边的第二波纹管连接管8焊接。

作为可选的实施方式，波纹管5的外围还设有拉杆装置，拉杆装置包括两个耳板、拉杆24和锁紧螺母22，两个耳板分别连接波纹管连接部的上部和波纹管连接部的下部以使波纹管5位于两个耳板之间，拉杆24垂直设置且拉杆 24的两端穿过两个耳板，两个耳板的上端面和下端面均设有穿过拉杆24的锁紧螺母22。

如图1所示，耳板包括第一耳板23和第二耳板25，第二耳板25下方通过筋板20与膨胀节本体之间固定，第一耳板23与第二耳板25的上端面和下端面均设有两个锁紧螺母22。

优选的，拉杆装置还包括限位装置，限位装置为限位螺母21，限位螺母21 固定设置于拉杆24的两端，工作时锁紧螺母22抵接限位螺母21。

具体的，第一耳板23、第二耳板25、筋板20沿圆周均布焊接在壳体的图示位置上，拉杆24、锁紧螺母22(设备运行时旋开到最大位置)按图示连接到第一耳板23、第二耳板25的连接孔内调中，限位螺母21旋到拉杆24的两端，按尺寸调整位置后在限位螺母21的外侧与拉杆点焊定位。在工作时，将第一耳板23上端面的锁紧螺母拧到抵接上端限位螺母的位置，将第一耳板23下端面的锁紧螺母置于拉杆24的中部位置，将第二耳板25上端面的锁紧螺母置于拉杆24的中部位置，将第二耳板25下端面的锁紧螺母抵接下端限位螺母的位置，波纹管5在进行补偿时，拉杆24的两个耳板分别在锁紧螺母22之间进行运动，拉杆24两端头的限位螺母21对波纹管的纵向位移进行上限与下限的限定(图中锁紧螺母为未工作时的位置)。

上述膨胀节在波纹管的外围采用了无约束式的拉杆结构：波纹管在许可范围内，可以单独对横向、轴向位移进行补偿，能够承受最大热风压力产生的轴向拉力，充分发挥波纹管5的补偿能力；在拉杆上设置极限限位，对波纹管进行极限保护。

参照图1，膨胀节包括膨胀节上段和膨胀节下段，膨胀节上段和膨胀节下段均包括膨胀节本体和浇注料内衬体，膨胀节上段的过渡连接部与膨胀节下段螺纹连接，过渡连接部的下端面与膨胀节下段的上端面之间还设有隔热垫片17 和密封垫片15。

采用两节式结构，降低了制作成本，减少制作工序；同时降低了多节连接导致的温度升高或漏风的可能环节；膨胀节上段和膨胀节下段之间通过螺纹连接件连接，如图1所示，膨胀节上段的下端面上设置第二法兰14，第二法兰14 与膨胀节下段的法兰通过螺纹连接件连接，密封垫片15设置于第二法兰14与膨胀节下段的连接环板之间，隔热垫片17设置于膨胀节上段的下端面与膨胀节下段的上端面之间。隔热垫片17和密封垫片15的材质为常用的隔热与密封材质，在此不再限定，如隔热垫片17可采用隔热毡或隔热毯或陶瓷纤维材料，密封垫片15可采用不锈钢包覆的陶瓷纤维材料。

参照图1，浇注料内衬体与第二浇注料12之间膨胀节内壁的横截面均为上宽下窄的锥形，且下端的膨胀节内壁直径小于上端的膨胀节内壁直径，主要是为了在安装连接时，防止由于安装误差热风吹到浇注料的结合部断面上，产生风阻，影响热风的流动。

膨胀节下段的下端面设有第三法兰19以与高炉炉体连接。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。