一种高温耐磨轴向防扭膨胀节的制作方法
【专利摘要】一种高温耐磨轴向防扭膨胀节，包括波纹管和焊接在波纹管两端的第一端管、第二端管，波纹管内填充隔热陶瓷纤维毡；第一端管、第二端管和导流筒内壁设有隔热层，隔热层内均布锚固件；设置在导流筒内和设置在第二端管内的锚固件底部分别与第一龟甲网、第二龟甲网的外壁焊合，第一龟甲网、第二龟甲网均为筒形，在第一龟甲网、第二龟甲网的内壁上覆盖耐磨层；高温耐磨轴向防扭膨胀节还设有两处结构相同的防扭结构。本实用新型有效降低波纹管工作温度，提高了膨胀节的耐磨性、耐腐蚀性和耐冲击性，防扭结构可避免了波纹元件承受附加扭转剪应力。相比现有技术，本实用新型可明显提高使用寿命和管道系统的运行稳定性。
【专利说明】一种高温耐磨轴向防扭膨胀节
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种管网部件，特别是一种高温耐磨轴向防扭膨胀节，属管件【技术领域】。
【背景技术】
[0002]高温轴向膨胀节广泛应用于冶金、石化的高温、高冲刷及高压管道，用来吸收管道由于温度变化引起的轴向位移。构成高温轴向膨胀节的重要元件为波纹管，波纹管是在使用过程中既要有高的承压能力，又要有良好的柔性，还要具备一定的稳定性、疲劳寿命和耐腐蚀性，它是整个高温轴向膨胀节中的薄弱环节。目前普通高温轴向膨胀节所存在的问题如下:1、在传输高温介质的过程中波纹管长期在高温条件下工作，加之高温介质对波纹管冲击作用，使波纹管的使用寿命缩短；2、为保证轴向膨胀节的轴向位移，在导流筒出口侧与该侧端管间非刚性连接的一段区域，防磨、防腐及保温结构难以兼顾，使该区域成为轴向膨胀节的易损部位；3、由于温度变化引起管道变形会对高温轴向膨胀节产生较大扭矩，致使波纹管承受较大的扭转剪应力，高温轴向膨胀节构件传递和吸收扭矩的能力较差，导致波纹管变形严重甚至撕裂。上述问题严重影响高温轴向膨胀节使用寿命，加大了管道运行成本，同时也给高温高压管道的安全运行带来隐患。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种可有效降低波纹管工作温度、提高膨胀节整体耐磨、防腐及抗扭性的高温耐磨轴向防扭膨胀节。
[0004]本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的:
[0005]一种高温耐磨轴向防扭膨胀节，包括波纹管和焊接在波纹管两端的第一端管、第二端管，波纹管内设有导流筒，导流筒一端与第一端管焊合，所述波纹管内填充隔热陶瓷纤维毡；第一端管、第二端管和导流筒内壁设有隔热层，隔热层内均布锚固件；设置在导流筒内和设置在第二端管内的锚固件底部分别与第一龟甲网、第二龟甲网的外壁焊合，第一龟甲网、第二龟甲网均为筒形，在第一龟甲网、第二龟甲网的内壁上覆盖耐磨层；所述高温耐磨轴向防扭膨胀节还设有两处结构相同的防扭结构。
[0006]上述高温耐磨轴向防扭膨胀节，所述第二端管的内壁焊合环形的第一挡板，所述导流筒靠近第二端管侧焊合环形第二挡板，填充在波纹管内的隔热陶瓷纤维毡延伸至第一挡板、第二挡板之间，在第一挡板、第二挡板之间还设有环形护板，环形护板的截面形状为拱形，环形护板覆盖在位于第一环板、第二环板间的隔热陶瓷纤维毡外，环形护板的两端分别与第一环板、第二环板焊合，在环形护板的表面设有鳞片胶泥层。
[0007]上述高温耐磨轴向防扭膨胀节，所述防扭结构包括传递扭矩键和键槽，在第一挡板的同一直径两侧分别焊合传递扭矩键，在第二挡板上焊合两个键槽，每个键槽对应一个传递扭矩键，传递扭矩键的长度小于键槽长度，各传递扭矩键与键槽间隙配合。
[0008]上述高温耐磨轴向防扭膨胀节，所述各锚固件为截面呈T形的台阶轴，其底部为大直径端，设置在第一端管内的锚固件的小直径端与第一端管的内壁焊合，设置在第二端管内的锚固件的小直径端与第二端管的内壁焊合，设置在导流筒的锚固件与导流筒内壁焊口 ο
[0009]上述高温耐磨轴向防扭膨胀节，所述传递扭矩键的横截面为槽形。
[0010]本实用新型的有益效果如下:1、在波纹管内侧增设隔热陶瓷纤维毡层，以降低波纹管的工作温度；2、在端管及导流筒内设置由耐热锚固件支撑的隔热层，以进一步提高隔热效果和连接强度；3、在导流筒与第二端管间设置隔热陶瓷纤维毡、环形护板和玻璃鳞片胶泥层，在保证膨胀节可轴向位移的同时，提高了该部位的保温性、耐磨性和耐腐蚀性；4、针对解决波纹管承受较大的扭转剪应力的问题，在相隔180°的位置设置了两处防扭结构，当管道由于温度变化产生轴向位移和扭矩时，防扭结构通过一侧的端管、传递扭矩键、键槽、内衬、膨胀节、经另一侧端管传递到管道的固定管架上，避免了波纹元件承受附加扭转剪应力。经上述改进，本实用新型可明显提高使用寿命和管道系统的运行稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0012]图1是本实用新型的结构示意图；
[0013]图2是图1Α-Α剖视图
[0014]图3是图1 Β处的局部放大视图。
[0015]图中各标号清单为:1、第一端管，2、锚固件，3、隔热层，4、隔热陶瓷纤维毡，5、导流筒，6、波纹管，7、耐磨层，8、第一龟甲网，9、键槽，10、传递扭矩键，11、第二挡板，12、第一挡板，13、第二龟甲网，14、第二端管，15、环形护板，16、鳞片胶泥层，17、隔板。
【具体实施方式】
[0016]参看图1、图2，本实用新型高温耐磨轴向防扭膨胀节，用于输送高温气体介质，它包括波纹管6，在波纹管的两端分别焊接第一端管1、第二端管14，在波纹管内设有导流筒5，导流筒的左侧端与第一端管焊合。为降低波纹管的工作温度，在波纹管内填充了隔热陶瓷纤维毡4，陶瓷纤维毡4分布在波纹管与导流筒之间。第一端管、第二端管和导流筒内壁还设置了设有隔热层3，隔热层主要构成包括莫来石、氧化铝粉、漂珠、硅微粉等，隔热层也可以采用硅铝酸纤维。隔热层具有导热系数低、线膨胀系数小、隔热性能好的特点。上述这种双重隔热结构可以有效阻隔热量传递，从而降低波纹管的工作温度。为提高隔热层的连接强度，在隔热层内均布锚固件2，各锚固件为纵截面呈Τ形的台阶轴，其底部为大直径端。设置在第一端管内的锚固件的小直径端与第一端管的内壁焊合，设置在第二端管内的锚固件的小直径端与第二端管的内壁焊合，设置在导流筒的锚固件与导流筒内壁焊合。为提高所述膨胀节的防腐耐磨性，还设置了耐磨层7，耐磨层的主要构成包括莫来石、AL203、SiC、硅微粉等，耐磨层也可以采用鳞片胶泥。耐磨层具有高温抗折、抗压强度高，耐磨性能好的特点。耐磨层直接与介质接触，并按照如下结构设置:取筒形的第一龟甲网8、第二龟甲网13(所述龟甲网选用市售金属龟甲网产品)，将第一龟甲网8的外壁与设置在导流筒内的锚固件底部焊合，将第二龟甲网13的外壁与设置在第二端管内的锚固件底部焊合，然后在第一龟甲网、第二龟的内壁上覆盖耐磨层7。位于隔热层和耐磨层之间的龟甲网，可以起到类似加强筋的作用，并提高了耐磨层的耐冲击性。
[0017]仍参看图1、图2、图3，针对解决导流筒5与第二端管14之间的一段区域防磨、防腐及保温问题，本实用新型做出了如下改进:在第二端管14的内壁焊合环形的第一挡板12，在导流筒靠近第二端管侧焊合环形的第二挡板11，第一挡板12、第二挡板11之间留有轴向空隙，填充在波纹管内的隔热陶瓷纤维毡4延伸至第一挡板、第二挡板之间的轴向空隙内；在第一挡板、第二挡板之间还设有环形的环形护板15，环形护板的截面形状为拱形，环形护板可选用不锈钢板，环形护板覆盖在位于第一环板、第二环板间的隔热陶瓷纤维毡外，环形护板的两端分别与第一环板、第二环板焊合，在环形护板的表面设有鳞片胶泥层16。上述结构在保证膨胀节轴向位移的同时，提高了导流筒5与第二端管14之间非刚性连接部位的保温性、耐磨性和耐腐蚀性。环形护板对隔热陶瓷纤维毡起到防护作用，具有拱形截面的环形护板可以随膨胀节的轴向位移拉直或进一步弯曲；环形护板表层喷涂的鳞片胶泥层采用乙烯基酯树脂鳞片胶泥，乙烯基酯树脂鳞片胶泥中含有10%-40%片径不等的玻璃鳞片，鳞片胶泥层喷涂完毕后，扁平型的玻璃鳞片在树脂连续相中呈平行重叠排列，从而形成致密的防渗层结构。腐蚀介质在固化后的胶泥中的渗透必须经过无数条曲折途径，因此在一定厚度的耐腐蚀层中，腐蚀渗透的距离大大的延长，相当于有效地增加防腐层的厚度。玻璃鳞片胶泥层具有较强的粘结强度和变形能力，在随环形护板的变形过程中不易产生龟裂、分成、或剥离现象，鳞片胶泥在固化后的硬度较高，耐磨性良好。
[0018]仍参看图1、图2，为解决管道变形时波纹管承受较大的扭转剪应力的问题，所述高温耐磨轴向防扭膨胀节还设有两处结构相同的防扭结构。所述防扭结构包括传递扭矩键10和键槽9。在第一挡板12的同一直径的两侧分别焊合传递扭矩键10，在第二挡板11上焊合两个键槽，每个键槽对应一个传递扭矩键，传递扭矩键的长度小于键槽长度，各传递扭矩键与键槽间隙配合。在本实施例中，传递扭矩键和键槽均采用槽钢制作。设置防扭结构后，当管道由于温度变化产生轴向位移和较大扭矩时，较大的扭矩经由一侧端管通过传递扭矩键、键槽、导流筒、另一侧端管传递到管道的固定管架上，避免了波纹管承受附加扭转剪应力，延长了波纹管的使用寿命。
[0019]第一端管、第二端管的端部均设有环形的隔板17。
【权利要求】
1.一种高温耐磨轴向防扭膨胀节，包括波纹管和焊接在波纹管(6)两端的第一端管(I)、第二端管(14)，波纹管内设有导流筒(5)，导流筒一端与第一端管焊合，其特征在于:所述波纹管内填充隔热陶瓷纤维毡(4);第一端管、第二端管和导流筒内壁设有隔热层(3)，隔热层内均布锚固件(2);设置在导流筒内和设置在第二端管内的锚固件底部分别与第一龟甲网(8)、第二龟甲网(13)的外壁焊合，第一龟甲网、第二龟甲网均为筒形，在第一龟甲网、第二龟甲网的内壁上覆盖耐磨层(7);所述高温耐磨轴向防扭膨胀节还设有两处结构相同的防扭结构。
2.根据权利要求1所述的高温耐磨轴向防扭膨胀节，其特征在于:所述第二端管(14)的内壁焊合环形的第一挡板(12)，所述导流筒靠近第二端管侧焊合环形第二挡板(11)，填充在波纹管内的隔热陶瓷纤维毡(4)延伸至第一挡板、第二挡板之间，在第一挡板、第二挡板之间还设有环形护板(15)，环形护板的截面形状为拱形，环形护板覆盖在位于第一环板、第二环板间的隔热陶瓷纤维毡外，环形护板的两端分别与第一环板、第二环板焊合，在环形护板的表面设有鳞片胶泥层(16)。
3.根据权利要求2所述的高温耐磨轴向防扭膨胀节，其特征在于:所述防扭结构包括传递扭矩键(10)和键槽(9)，在第一挡板的同一直径两侧分别焊合传递扭矩键(10)，在第二挡板上焊合两个键槽，每个键槽对应一个传递扭矩键，传递扭矩键的长度小于键槽长度，各传递扭矩键与键槽间隙配合。
4.根据权利要求3所述的高温耐磨轴向防扭膨胀节，其特征在于:所述各锚固件(2)为截面呈T形的台阶轴，其底部为大直径端，设置在第一端管内的锚固件的小直径端与第一端管的内壁焊合，设置在第二端管内的锚固件的小直径端与第二端管的内壁焊合，设置在导流筒的锚固件与导流筒内壁焊合。
5.根据权利要求4所述的高温耐磨轴向防扭膨胀节，所述传递扭矩键(10)的横截面为槽形。
【文档编号】F16L58/04GK204141133SQ201420581831
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】魏守亮, 王春月, 鲁林, 刘锁 申请人:秦皇岛北方管业有限公司