一种膨胀节承力结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种膨胀节承力结构，包括外筒体和内筒体，其中，所述外筒体由一段锥筒体和一段圆筒体连接组成，所述锥筒体顶端靠近内筒体一侧端部并与内筒体相接，所述内筒体的另一侧端部用于与波纹管相连，在所述外筒体外部设有环状受力件。能有效解决膨胀差和热应力问题，同时也能解决浮动环结构的固有问题，使膨胀节的承力结构更加合理，保证了膨胀节在高温下的安全运行。
【专利说明】一种膨胀节承力结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油化工领域，具体涉及一种膨胀节承力结构，用于石油炼制催化裂化(裂解)装置中高温管线的热壁膨胀节。
【背景技术】
[0002]在石油炼制催化裂化(裂解)装置中布置了一些热壁管线，这些管线的操作温度可以达到700°C，为了吸收这些高温管线的热膨胀，要用到各种各样的膨胀节。图1示出了较典型的一种高温热壁铰链性膨胀节，包括筒体A-1，双加强环板A-2，筋板A-3，铰链机构A-4，波纹管A-5。其工作原理是通过铰链机构的转动，使柔性部件波纹管变形吸收角位移，进而和其它膨胀节一起完成对整个管系热膨胀的吸收。膨胀节中的铰链机构既是动作机构又是受力部件，所承受的是由内压所产生的轴向力。该力数值巨大，其通过双环板A-2和筋板A-3作用在筒体A-1上。热壁管线中其它类型的膨胀节的受力形式和承力部位与上述膨胀节类似，只不过有的类型的膨胀节是用拉杆，而非铰链板(如图2所示)。
[0003]在现有技术常见的结构中，无论是铰链式结构还是拉杆式结构，最终膨胀节的轴向力还是通过双环板和筋板作用在筒体上，使得该处工作应力较大；现有技术常见结构的另一个问题是由于筒体和结构件(即双环板、筋板)的温度不同，热膨胀量也就不同，会在筒体和结构件中产生非常大的热应力。实践证明，以上工作应力和热应力叠加在一起，经常造成结构的破坏。为解决上述的热应力问题，专利号为200920283566.4的专利采用一种浮动环的办法，主要包括一个环状受力件，其与筒体之间在径向留有一定间隙，此间隙用于吸收由于环状受力件与筒体温度不同而在径向所产生的膨胀差；在此结构的前方和后方设有挡块，挡块的作用是将环状受力件所承受的轴向力传递到筒体上，挡块与筒体间采用焊接结构，挡块与环状受力件之间不焊接，并在轴向留有间隙，这样就可吸收工作时由于环状受力件与筒体温度不同而在轴向所产生的膨胀差。此结构由于环状受力件是浮在筒体上，所以被称为浮动环。此结构能够解决由于承力结构件与筒体之间由于温度不同而产生的结构件与筒体之间的热应力问题。但是，由于所有的轴向力是通过挡块再传递到筒体上，挡块的强度就成了问题，挡块与筒体间焊缝受的剪力非常大，在工作压力较高时难以为继，如果将挡块的截面扩大，其本身与筒体间也会产生热应力；另外，由于浮动环距高温筒体间只有一很小的间隙，其本身的温度仍然较高，使材料的许用应力大幅降低。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于克服公知技术存在的上述缺陷，而提供一种更安全可靠的膨胀节承力结构，以保证膨胀节在高温下的安全运行。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的，依据本实用新型提供的一种膨胀节承力结构，包括变径筒和内筒体，所述变径筒由依次相接的第一圆筒体、锥筒体及第二圆筒体构成，所述内筒体的一端与第一圆筒体的内端连接，另一端用于与波纹管连接，所述第二圆筒体外部设有环状受力件。
[0006]本实用新型还可以采取以下技术方案进一步实现:
[0007]前述的膨胀节承力结构，其中，在锥筒体、第二圆筒体及内筒体之间设有隔热层，所述隔热层充满锥筒体、第二圆筒体与内筒体之间形成的空腔。
[0008]前述的膨胀节承力结构，其中，在所述第二圆筒体的开口端，其与内筒体之间沿圆周设有若干挡块，所述挡块焊接在内筒体上且与第二圆筒体之间留有间隙。
[0009]前述的膨胀节承力结构，其中，所述内筒体的一端与第一圆筒体内端的连接为焊接连接。
[0010]前述的膨胀节承力结构，其中，所述环状受力件上设有铰链板。
[0011]前述的膨胀节承力结构，其中，所述环状受力件上设有拉杆。
[0012]采用以上结构，解决了环状受力件与内筒体之间由于膨胀差所产生的热应力问题，使膨胀节的承力结构合理、可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为现有技术中的铰链膨胀节结构示意图；
[0014]图2为现有技术中复式拉杆膨胀节结构示意图；
[0015]图3-1为本实用新型膨胀节承力结构(铰链板型)示意图；
[0016]图3-2为图3-1的A-A向视图；
[0017]图4-1为本实用新型膨胀节承力结构(拉杆型)示意图；
[0018]图4-2为图4-1的B-B向视图；
[0019]图5为本实用新型实施例之单式铰链型膨胀节的示意图；
[0020]图6为本实用新型实施例之单式万向型膨胀节的示意图；
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的结构、特征及其效果，详细说明如下:
[0022]如图3-1、3_2所示，本实用新型提供的一种膨胀节承力结构，包括变径筒I和内筒体2，所述变径筒由依次相接的第一圆筒体11、锥筒体12及第二圆筒体13构成，所述内筒体2的一端与第一圆筒体11的内端连接，另一端用于与波纹管连接，所述第二圆筒体外部设有环状受力件3。
[0023]本实施方式可进一步通过下面结构实现:
[0024]前述的膨胀节承力结构，其中，在锥筒体12、第二圆筒体13及内筒体2之间设有隔热层6，所述隔热层充满锥筒体12、第二圆筒体13与内筒体2之间形成的空腔。
[0025]前述的膨胀节承力结构，其中，在所述第二圆筒体13的开口端，其与内筒体之间沿圆周设有若干挡块7，所述挡块7焊接在内筒体上且与第二圆筒体之间留有间隙。
[0026]前述的膨胀节承力结构，其中，所述内筒体2的一端与第一圆筒体11内端的连接为焊接连接。
[0027]前述的膨胀节承力结构，其中，所述环状受力件上设有铰链板4(如图3-1、3_2所示)O
[0028]前述的膨胀节承力结构，其中，所述环状受力件上设有拉杆5(如图4-1、4_2所示)O
[0029]通过设置锥筒体和第二圆筒体，使环状受力件与高温的第一圆筒体和内筒体隔离开，这样就保证了环状受力件与内筒体之间的径向和轴向膨胀差不会在承受内压的第一圆筒体和内筒体上产生热应力；通过设置锥筒体，使环状受力件所承受的内压轴向力通过锥筒体本身传递到第一圆筒体上，较之其它结构更加可靠；通过设置隔热层使第二圆筒体及环状受力件的温度大幅降低，大大提高了环状受力件的许用应力；由于锥筒体及其内部的隔热层的形状特点，使锥筒体的温度由与第一圆筒体和内筒体相同的高温逐渐过渡到与第二圆筒体及环状受力件相同的低温，这种温度梯度可减小直至消除锥筒体本身的热应力；通过设置支撑块，有利于维持第二圆筒体和环状受力件的形状。
[0030]如图5所示，上述膨胀节承力结构可用于单式铰链型膨胀节，其波纹管的两端对称连接有上述的膨胀节承力结构，其两端环状受力件上设置的铰链板通过销轴连接。上述膨胀节承力结构还可用于万向型膨胀节(如图6所示)。
[0031]除以上举例说明，上述膨胀节承力结构还可用于复式铰链型膨胀节、复式万向铰链型膨胀节、复式万向拉板型膨胀节、复式自由拉杆型膨胀节、曲管压力平衡型膨胀节等等，连接方式可采用现有技术，在此不再赘述。
[0032]综上所述，与现有技术相比，按照本实用新型提供的膨胀节承力结构能有效解决膨胀差和热应力问题，同时也能解决浮动环结构的固有问题，使膨胀节的承力结构更加合理，保证了膨胀节在高温下的安全运行。
[0033]以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，凡是依据本实用新型的技术方案对以上实施例进行的任何简单修改和等同变换，均属于本实用新型保护的范围。
【权利要求】
1.一种膨胀节承力结构，包括变径筒和内筒体，所述变径筒由依次相接的第一圆筒体、锥筒体及第二圆筒体构成，所述内筒体的一端与第一圆筒体的内端连接，另一端用于与波纹管连接，所述第二圆筒体外部设有环状受力件。
2.根据权利要求1所述的膨胀节承力结构，其特征在于，在锥筒体、第二圆筒体及内筒体之间设有隔热层，所述隔热层充满锥筒体、第二圆筒体与内筒体之间形成的空腔。
3.根据权利要求2所述的膨胀节承力结构，其特征在于，在所述第二圆筒体的开口端，其与内筒体之间沿圆周设有若干挡块，所述挡块焊接在内筒体上且与第二圆筒体之间留有间隙。
4.根据权利要求3所述的膨胀节承力结构，其特征在于，所述内筒体的一端与第一圆筒体内端的连接为焊接连接。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的膨胀节承力结构，其特征在于，所述环状受力件上设有铰链板。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的膨胀节承力结构，其特征在于，所述环状受力件上设有拉杆。
【文档编号】F16L51/02GK203948854SQ201420352687
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】程建民, 张迎恺, 董汪平, 于力, 秦彦晰, 居颍, 郭海, 陆刚, 刘良海, 赵思珍, 龙秀兰, 韩健, 赵菲 申请人:中国石化工程建设有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司