一种波纹管与套筒补偿器组合的低流阻压力平衡膨胀节的制作方法

1.本实用新型涉及管道补偿技术领域，具体而言，涉及一种波纹管与套筒补偿器组合的低流阻压力平衡膨胀节。


背景技术：

2.现有技术中，常规的旁通直管压力平衡膨胀节在其进口端管和出口端管上分别开有流通孔，具体可参见图1所示的内外压型旁通直管压力平衡膨胀节：流体介质经过进口端管1上的第一流通孔901流入外管5与外压波纹管4所组成的腔体流道，然后又从腔体流道通过出口端管10上的第二流通孔902流入到出口端管10。介质的流动受到流通孔面积和流向的限制，流动阻力较大，并极有可能伴随气体介质的高速流动而产生异响。
3.此外，常规的旁通直管压力平衡膨胀节需要两组波纹管(参见图1中的外压波纹管4和内压波纹管8)来满足热位移动作和密封功能，鉴于波纹管的制造成本较高，由此不利于产品的大量推广应用。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种波纹管与套筒补偿器组合的低流阻压力平衡膨胀节，大幅降低流体介质在其内部的流动阻力，并还降低旁通直管压力平衡膨胀节的生产制造成本。
5.为至少解决上述技术问题的其中之一，本实用新型提供了一种波纹管与套筒补偿器组合的低流阻压力平衡膨胀节，包括由进口端管、外压波纹管、外管、出口端管围设而成且前后依次连通的入口端流道、中间环腔流道、出口端流道，所述外压波纹管包括位于其前后两端的前端封头、后端封头；
6.所述进口端管通过若干辐射状分布的第一连接板与所述前端封头固定连接，并使所述入口端流道与所述中间环腔流道连通；和/或所述出口端管通过若干辐射状分布的第二连接板与所述后端封头固定连接，并使所述中间环腔流道与所述出口端流道连通。
7.优选地，所述膨胀节具有管道中心线，所述第一连接板和/或所述第二连接板所在的平面均通过所述管道中心线。
8.优选地，所述第一连接板呈薄板状的l型设置，并包括依次首尾接合的第一焊接面、内l型端面、第二焊接面、外l型端面，所述第一焊接面焊接于所述进口端管的内壁面，所述第二焊接面焊接于所述前端封头上。
9.优选地，所述外l型端面的高度小于所述进口端管的半径。
10.优选地，所述内l型端面和/或所述外l型端面呈削尖状设置。
11.优选地，所述外管包括位于其前后两端的固定端环、活动端环，所述固定端环与所述进口端管焊接或一体成型，所述活动端环套接于所述出口端管外部并与所述出口端管之间形成有周向间隙。
12.优选地，所述出口端管外部滑动套接有与所述活动端环焊接的套筒补偿器，所述
套筒补偿器用于对所述周向间隙形成密封。
13.优选地，所述套筒补偿器包括：
14.外套管，位于所述出口端管的外周侧并与所述活动端环焊接；
15.密封填料，填充于所述外套管与所述出口端管之间，并用于对所述周向间隙形成滑动密封；
16.压盖，通过与所述外套管的螺栓连接插接于所述外套管与所述出口端管之间，并与所述密封填料抵接。
17.优选地，所述密封填料为o型圈或唇形密封圈。
18.优选地，所述外压波纹管的外部套设有防涡流的导流筒，所述导流筒焊接于所述前端封头或所述后端封头中的其中一个上，并与另一个之间形成有导流环隙，所述导流环隙用于将所述导流筒与所述中间环腔流道导通。
19.相对于现有技术而言，本实用新型所述的一种波纹管与套筒补偿器组合的低流阻压力平衡膨胀节具有以下有益效果：
20.大幅降低流体介质在其内部的流动阻力，并还降低旁通直管压力平衡膨胀节的生产制造成本。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1为本实用新型背景技术中所述的一种旁通直管压力平衡膨胀节(内外压型)的半剖结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例中所述的一种波纹管与套筒补偿器组合的低流阻压力平衡膨胀节的主剖结构示意图；
24.图3为图2中c部位所对应的一种具有填料密封结构的套筒补偿器的局部放大结构示意图；
25.图4为图2沿其a-a截面的剖视结构示意图；
26.图5为图2沿其b-b截面的剖视结构示意图；
27.图6为本实用新型实施例中所述的一种连接板(第一连接板和/或第二连接板)的立体结构示意图。
28.附图标记说明：
29.1-进口端管，2-固定端环，3-第一连接板，301-第一焊接面，302-内l型端面，303-第二焊接面，304-外l型端面，4-外压波纹管，5-外管，601-前端封头，602-后端封头，7-活动端环，8-内压波纹管，901-第一流通孔，902-第二流通孔，10-出口端管，11-第二连接板，12-外套管，13-密封填料，14-压盖，15-导流筒。
具体实施方式
30.为使本实用新型的上述目的、技术方案和优点更加清楚易懂，下面将结合附图及实施例，对本实用新型做进一步的详细说明。应当理解，本实用新型在此所描述的具体实施
例仅是构成本实用新型的部分实施例，其仅用以解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限定，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.实施例1
32.参见图2-6所示，本实用新型提供了一种波纹管与套筒补偿器组合的低流阻压力平衡膨胀节，包括由进口端管1、外压波纹管4、外管5、出口端管10围设而成且前后依次连通的入口端流道、中间环腔流道、出口端流道，所述外压波纹管4包括位于其前后两端的前端封头601、后端封头602；
33.所述进口端管1通过若干辐射状分布的第一连接板3与所述前端封头601固定连接，并使所述入口端流道与所述中间环腔流道连通；和/或所述出口端管10通过若干辐射状分布的第二连接板11与所述后端封头602固定连接，并使所述中间环腔流道与所述出口端流道连通。
34.具体的，仍参见图1所示，为减小旁通直管压力平衡膨胀节的流动阻力，可以适当增大流通孔的面积，以进口端管1为例，理想的情况是其未开孔部位的面积趋近于零，但是由于需要保证进口端管1开孔后的截面具有承受管道盲板力和流体冲击荷载的作用，因此最大开孔面积被限制，而流体介质流经未开孔部位时，未开孔部位会成为介质流动的障碍。介质以一定流速流经该障碍物时，流体边界层分离并因涡流产生能量损失，进而必然形成一定的局部阻力损失，障碍物的面积越大，迎流面积也越大，阻力损失也越大。又由于进口端管1未开孔部位作为障碍物，介质流经障碍物时形成涡流，流速一定的情况下还可能形成卡门涡街，造成流动阻力增加，因此在进口端管1上开设流通孔的流通方式和结构设计，不能从根本上解决旁通直管压力平衡膨胀节流动阻力大的问题。
35.在本实用新型中，参见图2-6所示，仍以进口端管1为例，若干辐射状分布的第一连接板3之间会形成有大面积的贯通流道，以替代开设于进口端管1上的第一流通孔901，进而介质的流通面积会大幅增加，迎水面积减少，相当于进口端管1上未开孔部位的面积趋近于零，有利于介质在入口端流道与中间环腔流道之间的高效流动。同时第一连接板3固定连接于进口端管1与前端封头601之间，还将保证进口端管1、第一连接板3、前端封头601所组成的整体结构，能够足以承受管道盲板力和流体冲击荷载。同理，出口端管10上未开孔部位的面积也可趋近于零，且同样能够足以承受管道盲板力和流体冲击荷载。
36.由此，通过本实用新型所述的低流阻压力平衡膨胀节，将形成一种新型的介质流道，通过该介质流道，完全替代了常规旁通直管压力平衡膨胀节在其进口端管1和/或出口端管10上分别开有流通孔的流通方式和结构设计，进而大幅降低流体介质在其内部的流动阻力，并实现与直通式直管压力平衡膨胀节基本相当的沿程压力损失。
37.优选地，所述膨胀节具有管道中心线，所述第一连接板3和/或所述第二连接板11所在的平面均通过所述管道中心线。
38.具体的，对于膨胀节而言，进口端管1、外压波纹管4、外管5、出口端管10的管道中心线均相同。以第一连接板3为例，当第一连接板3所在的平面均通过管道中心线时，流体介质在膨胀节内部的流动阻力最小。其中，第一连接板3的数量可以根据实际应用需要并通过力学计算确定。
39.优选地，所述第一连接板3呈薄板状的l型设置，并包括依次首尾接合的第一焊接面301、内l型端面302、第二焊接面303、外l型端面304，所述第一焊接面301焊接于所述进口
端管1的内壁面，所述第二焊接面303焊接于所述前端封头601上。
40.具体的，第一连接板3呈薄板状的l型设置，则可以使第一连接板3具有一定的结构强度，方便承受管道盲板力和流体冲击荷载。其中，第一焊接面301例如可以为圆弧曲面，以方便与进口端管1的内壁面进行适配性焊接；第二焊接面303例如可以为平面，以方便与前端封头601进行适配性焊接。
41.作为本实用新型的一种优选示例，所述外l型端面304的高度小于所述进口端管1的半径，以确保介质在入口端流道与中间环腔流道之间更加高效流动。
42.优选地，所述内l型端面302和/或所述外l型端面304呈削尖状设置。
43.具体的，若第一连接板3具有一定的薄板状厚度时，虽可提高其承受管道盲板力和流体冲击荷载的能力，但也会使得介质流动阻力有所增大，内l型端面302和/或外l型端面304的削尖状设置，在提高管道盲板力和流体冲击荷载承受能力的同时，也可使得其对介质流动阻力的影响尽量降到最低。反之，若第一连接板3的薄板状厚度较小时，则不建议继续对内l型端面302和/或外l型端面304做削尖处理，具体可以根据实际应用需要进行相关优化设置。
44.实施例2
45.优选地，参见图2-3所示，所述外管5包括位于其前后两端的固定端环2、活动端环7，所述固定端环2与所述进口端管1焊接或一体成型，所述活动端环7套接于所述出口端管10外部并与所述出口端管10之间形成有周向间隙。
46.具体的，图1-2中的箭头均用以表示介质流向。当管路受热膨胀时，外压波纹管4压缩以用来补偿整个管路的热位移，而周向间隙的设置，将方便例如图1中的内压波纹管8横向拉伸，以用于抵消外压波纹管4产生的压力推力，从而保证膨胀节在前后方向上的正常轴向变形。
47.优选地，所述出口端管10外部滑动套接有与所述活动端环7焊接的套筒补偿器，所述套筒补偿器用于对所述周向间隙形成密封。
48.具体的，常规的旁通直管压力平衡膨胀节需要两组波纹管，以满足热位移动作和密封功能。鉴于波纹管的制造成本较高，本实用新型采用套筒补偿器替代图1中的内压波纹管8，同样可以满足热位移动作和密封功能，并同时实现降低膨胀节生产制造成本的目的。
49.优选地，所述套筒补偿器包括：
50.外套管12，位于所述出口端管10的外周侧并与所述活动端环7焊接；
51.密封填料13，填充于所述外套管12与所述出口端管10之间，并用于对所述周向间隙形成滑动密封；
52.压盖14，通过与所述外套管12的螺栓连接插接于所述外套管12与所述出口端管10之间，并与所述密封填料13抵接。
53.具体的，由外套管12、密封填料13、压盖14所组成的套筒补偿器，在满足热位移动作的同时可以始终保证密封功能，且成本低、易于维护。
54.作为本实用新型的其中一种优选示例，所述密封填料13为o型圈或唇形密封圈，以进一步提高套筒补偿器的组装便利性与组装效率。
55.优选地，所述外压波纹管4的外部套设有防涡流的导流筒15，所述导流筒15焊接于所述前端封头601或所述后端封头602中的其中一个上，并与另一个之间形成有导流环隙，
所述导流环隙用于将所述导流筒15与所述中间环腔流道导通。
56.具体的，在介质流经外压波纹管4的位置设置防涡流的导流筒15，可以进一步降低介质在流经外压波纹管4处的流动阻力，从而更高要求地满足旁通直管压力平衡膨胀节的低流阻要求，以更好应用到对流阻有较高要求的场合，并实现对直通型直管压力平衡膨胀节的低成本替代。
57.当然，在此还需要强调的是，图1-2中的箭头均用以表示介质流向，例如设定图1-2中的介质流向为正向流动，但实则对于同一结构的膨胀节而言，流体介质根据实际需要还可以选择在膨胀节中进行反向流动。进而在正向流动时，优选导流筒15与前端封头601焊接，而在反向流动时，优选导流筒15与后端封头602焊接，其中前端封头601或后端封头602中的另外一个可以根据需要与导流筒15适配。
58.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。