一种一次性波纹补偿器的制作方法

1.本实用新型涉及城镇供热直埋管道补偿技术领域，尤其是涉及一种一次性波纹补偿器。


背景技术：

2.直埋热水供热管道采取预热安装时常采用一次性补偿器来连接预热段与相邻的其他预热段。目前常用的一次性波纹补偿器其结构示意图如下图1所示，主要由内筒节、外筒节、波纹管、环板、筋板组成，波纹管与内连接管焊接，环板套在内连接管外侧，其底部和内连接管周向焊接，环板外侧和外筒节焊接连接，在环板一侧设置有筋板起到加强环板的刚度作用，左右两侧外筒节外圆直径大小不同形成上下搭接结构，在产品使用时当左右外筒节收缩移动到位置时会进行搭接焊缝的焊接，在外筒节搭接焊缝施焊完毕后为了提高补偿器的抗轴向力能力，在外筒节外侧设置有加强筋板，加强筋板的两端分别搭接在左右外筒节外侧。
3.一次性波纹补偿器不同于传统的波纹管膨胀节，其现场焊接完成后不具有补偿位移的功能，波纹管仅起到承压密封的作用。管道预热安装的温度低于实际运行温度，一次性波纹补偿器在管道处于热态工作工况下会承受压应力，冷态工况时承受拉应力，为实现产品的长周期安全运行，结构件需要承受较大的抗拉和抗压能力，除此之外还要求焊缝有较好的抗疲劳性能，以承受长周期下的交变载荷工况。目前的环板结构由于存在结构突变（内筒节和外筒节的连接通过环板垂直过渡），环板和外筒节连接处应力较大，在长周期的运行中此处焊缝易发生疲劳失效。另外外侧筒节搭接处通过加强筋板焊接来加强强度，造成了产品外筒节局部凸起，不利于后续现场对于补偿器保温的施工。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种一次性波纹补偿器，能够大大降低一次性补偿器受力结构件的应力，减少焊接变形，提高一次性补偿器的疲劳寿命，保证补偿器的长周期安全稳定运行，同时有利于补偿器的现场保温施工。
5.为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种一次性波纹补偿器，包括大等径外筒节、小等径外筒节、大变径管、小变径管、加强筒节、内筒节、波纹管和导流筒，波纹管的两端分别连接有一个内筒节，其中一个内筒节的内侧连接有导流筒，导流筒的尾端外侧固定有第一限位环，第一限位环对应的另一个内筒节的内侧固定有第二限位环，第二限位环和第一限位环配合限位，两个内筒节分别焊接在同轴设置的大变径管和小变径管的内侧，大变径管的直径和小变径管的直径均向波纹管方向逐渐增大，大变径管的大径端连接有大等径外筒节，大变径管和大等径外筒节一体成型，小变径管的大径端一体连接有小等径外筒节，小变径管和小等径外筒节一体成型，小等径外筒节的自由端伸入大等径外筒节内，并与大等径外筒节之间设有间隙，大等径外筒节的端部边缘焊接在小等径外筒节上形成第一周向密封满焊缝，通过第一周向密封满焊缝在大等径外筒节的端部焊连加强筒节，加强筒
节的端部边缘焊接在小等径外筒节上形成第二周向密封满焊缝。
6.导流筒的前端设置有挡环。
7.内筒节与大变径管和小变径管的小径端平齐。
8.导流筒为无翻边直筒节，导流筒通过垫环与内筒节连接。
9.大变径管和小变径管的半顶角小于20
°
。
10.大变径管和小变径管的小端直边段长度大于80mm。
11.本实用新型有益效果是：
12.1、通过一体成型方法制得包含大、小等径外筒节的大、小变径管，消除了原变径管和外筒节之间的焊缝，受力好，提高了结构件的抗疲劳能力，内筒节和大、小等径外筒节外筒节通过大、小变径管连接，减少了应力集中，提高了一次性补偿器的疲劳寿命，提高了补偿器的安全性；
13.通过加强筒节的设置取消外筒节外部的加强筋板，使得结构整体外形尺寸减小，焊接变形也减小，且大、小等径外筒节和大、小变径管为一体成型圆滑过渡，既保证了一次性波纹补偿器的抗轴向力的能力，同时方便后期补偿器在现场的保温施工，提高了补偿器的实用性；
14.另外加强筒节制造简单，在变径管外部安装加强筒节较采用变径管成本低，易于套装；较采用加强筋板安装方便，避免采用加强筋板数量较多时易漏焊的现象；
15.增加导流筒，在外部焊缝未失效时起到导流作用，当外部焊缝失效时，导流筒尾部的限位环起到抗拉作用，对波纹管进行防护，提升补偿器的使用寿命。
16.2、内连接管与变径管小端内径平齐，可减少流体阻力，减少能量的损耗。
17.3、挡环可以减少流体对导流筒焊缝的冲击，防止导流筒脱落，提高导流筒的使用寿命。
附图说明
18.图1为现有技术一次性补偿器的结构示意图；
19.图2为本实用新型的结构示意图；
20.图中：1、小变径管，2、小等径外筒节，3、第二周向密封满焊缝，4、加强筒节，5、第一周向密封满焊缝，6、大等径外筒节，7、大变径管，8、内筒节，9、第一限位环，10、第二限位环，11、波纹管，12、导流筒，13、垫环，14、挡环。
具体实施方式
21.结合附图和具体实施例对本发明加以说明，但是，本实用新型并不局限于这些实施例。
22.一种一次性波纹补偿器，包括大等径外筒节6、小等径外筒节2、大变径管7、小变径管1、加强筒节4、内筒节8、波纹管11和导流筒12，波纹管11的两端分别连接有一个内筒节8，连接形式为焊接，大等径外筒节6、小等径外筒节2、加强筒节4、内筒节8均为等径直筒节，波纹管11可采用不同形式不同材质的波纹管结构。
23.其中一个内筒节8的内侧连接有导流筒12，连接可通过垫环11焊接在内筒8上，导流筒12的尾端外侧固定有第一限位环9，第一限位环9对应的另一个内筒节8的内侧固定有
第二限位环10，第一限位环9和第二限位环10相接触或两者具有间隙，若波纹管外侧的外部密封失效，第二限位环10和第一限位环9配合限位，两个内筒节8分别焊接在同轴设置的大变径管7和小变径管1的内侧，大变径管7的直径和小变径管1的直径均向波纹管11方向逐渐增大，大变径管7的大径端连接有大等径外筒节6，大变径管7和大等径外筒节6一体成型，小变径管1的大径端一体连接有小等径外筒节2，小变径管1和小等径外筒节2一体成型，小等径外筒节2的自由端伸入大等径外筒节6内，并与大等径外筒节6之间设有间隙，大等径外筒节6的端部边缘焊接在小等径外筒节2上形成第一周向密封满焊缝5，通过第一周向密封满焊缝5在大等径外筒节6的端部焊连加强筒节4，加强筒节4的端部边缘焊接在小等径外筒节2上形成第二周向密封满焊缝3。
24.该一次性波纹补偿器在现场施工前，第一周向密封满焊缝5和第二周向密封满焊缝3均不施焊，现场管道预热至设计所需的伸长量后两侧变径管的外筒节会伸缩到适当位置，此时推动加强筒节至靠近大变径管位置，具体位置按补偿器图纸要求，然后施焊第一周向密封满焊缝5和第二周向密封满焊缝3。
25.导流筒12的前端设置有挡环14，可以减少流体对导流筒焊缝的冲击，防止导流筒脱落，提高导流筒的使用寿命。
26.内筒节8与大变径管7和小变径管1的小径端平齐，可减少流体阻力，减少能量的损耗。
27.导流筒12为无翻边直筒节，有翻边结构制造工艺性差，导流筒12和内筒节通过垫环13连接，垫环13的设置可增强导流筒与筒节的连接强度，导流筒在垫环13一侧沿圆周开设有塞焊孔，增强导流筒和垫环的连接强度；导流筒12另一端设置一组限位环，可以起到避免异常位移造成波纹管过大拉伸变形，限位环可以是整体环板结构，也可以是沿圆周断续均布互相错开的环板结构。
28.变径管的半顶角（锥段斜边与轴线夹角）大小直接影响变径管应力大小，进而影响变径管的疲劳寿命，大变径管7和小变径管1的半顶角小于20
°
。
29.变径管小端与管道焊接连接，小端直边段的长度不能过短，过短会造成此处焊缝应力大，大变径管7和小变径管1的小端直边段长度大于80mm。