[发明专利]外压直管压力平衡式波纹膨胀节

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力平衡式波纹膨胀节，尤其涉及一种外压直管压力平衡式波纹膨胀节。

背景技术

压力平衡式波纹膨胀节就是要求波纹膨胀节在压力作用时，波纹管产生的压力推力不作用在管系上，由膨胀节自身结构来吸收，要达到此目的，就要求工作波纹管和平衡波纹管产生的压力推力大小相等，方向相反。即工作波纹管和平衡波纹管的有效面积相等，采用机械结构使其作用方向相反。

现有的内压直管压力平衡式波纹膨胀节和内外压压力平衡式波纹膨胀节，它们均是采用工作波纹管和平衡波纹管的有效面积相等，采用机械结构使其作用方向相反来达到压力平衡的目的，由于采用了内压波纹管，所以，波纹管的波数就受到一定限制，则补偿管系的热胀冷缩量就受到限制，不能用于大轴向位移的管系。因波纹管的失效有两个重要的失效方式，一个是波纹管的柱失稳，一个是波的平面失稳，内压波纹管柱失稳和波的平面失稳均需考虑，柱失稳是由于波纹管的波数较多时，波纹管在压力作用下，引起的波纹管轴向或横向的无规则的变形。面失稳是由于波纹管在压力作用下，引起的波平面的无规则变形，一般为波纹管的壁厚较薄引起。波纹管承受外压时，只考虑波纹管的平面失稳，而不存在柱失稳。并且工作波纹管和平衡波纹管均为暴露在外的状态，工作波纹管和平衡波纹管容易遭受破坏，不能用于地埋式管系。目前，在大轴向位移的管系中，为了满足管系的使用寿命，大多数采用设置多个支架和多个膨胀节的方法来补偿管系的热胀冷缩量，而热网中，需用平衡式膨胀节来补偿位移的，均采用挖窨井来安装平衡式膨胀节，这样增加了工程造价和难度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种外压直管压力平衡式波纹膨胀节，不但能够用于大轴向位移的管系中，还能够适用于地埋式管系中。

本发明的技术方案是：一种外压直管压力平衡式波纹膨胀节，包括工作波纹管和平衡波纹管，工作波纹管的两端分别密封连接有第一端管和第二端管，其特征在于，第一端管和第二端管邻近工作波纹管的近端分别密封固定有第一盲板和第二盲板；所述平衡波纹管套在第一端管上，平衡波纹管邻近工作波纹管的近端与第一端管之间密封固定，平衡波纹管远离工作波纹管的远端空套在第一端管上，第一端管位于平衡波纹管与工作波纹管之间的管壁上设有若干个第一通孔；一圆筒形外护罩套在第一端管和第二端管上，其中，外护罩一端的内壁与所述平衡波纹管远端的外壁之间通过第一环板密封固定，所述外护罩另一端的内壁与所述第二端管的外壁之间通过第二环板密封固定，第二端管位于第二环板与工作波纹管之间的管壁上设有若干个第二通孔；一与外部大气相通的通气管依次穿过第二端管、第二盲板与所述工作波纹管连通。

所述工作波纹管与所述平衡波纹管的有效面积相等。

本发明的有益效果是：本发明热气流或热液体通过第一端管的第一通孔进入外保护罩内壁与工作波纹管外壁和平衡波纹管外壁之间，并通过第二通孔进入到第二端管，此时工作波纹管和平衡波纹管均承受外压，故工作波纹管和平衡波纹管的波数可不受限制，则补偿管系的热胀冷缩量就不受到限制，即可满足波纹膨胀节的大轴向位移要求，同时由于本发明的工作波纹管和平衡波纹管均在外保护罩内，可防止外界的人为对工作波纹管和平衡波纹管的破坏，因此本发明能够用于供热管系中的直埋式管系中。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A处放大示意图；

图3为图1的B处放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见图1～图3，一种外压直管压力平衡式波纹膨胀节，包括工作波纹管1和平衡波纹管2，工作波纹管1的两端分别密封连接有第一端管3和第二端管4，第一端管3和第二端管4邻近于工作波纹管的一端均为近端，第一端管3的近端密封固定有第一盲板5，第二端管4的近端密封固定有第二盲板6。平衡波纹管2套在第一端管3上，平衡波纹管2邻近于工作波纹管的一端为平衡波纹管2的近端，平衡波纹管2的近端与第一端管3之间密封固定，平衡波纹管2远离工作波纹管的一端为平衡波纹管2的远端，平衡波纹管2的远端空套在第一端管3上。第一端管3位于平衡波纹管与工作波纹管之间的管壁上设有四个第一通孔7。一个圆筒形外护罩8套在第一端管3和第二端管4上，其中，外护罩8一端的内壁与平衡波纹管2远端的外壁之间通过第一环板9密封固定，外护罩8另一端的内壁与第二端管4的外壁之间通过第二环板10密封固定，第二端管4位于第二环板10与工作波纹管1之间的管壁上设有四个第二通孔11。一根与外部大气相通的通气管12依次穿过第二端管4的管壁、第二盲板6与工作波纹管1连通，通气管12的作用在于：当工作波纹管工作时，工作波纹管内部的压力始终保持与外界大气压相同的压力，从而不使工作波纹管形成压差。四个第一通孔7和四个第二通孔11的有效流通量与外接管系的流通量一致，使热气或热液体从平衡波纹管2与工作波纹管1的外壁流过，而使平衡波纹管2与工作波纹管1受外压，为了不阻碍热气或热液体的流动，外护罩8内壁与工作波纹管1外壁、平衡波纹管2外壁之间的流通量等于第一通孔、第二通孔与外接管系之间的流通量。利用外护罩8和外护罩8两端的第一环板9和第二环板10来使工作波纹管1和平衡波纹管2在受压时，工作波纹管1和平衡波纹管2的压力推力作用方向相反，从而达到工作波纹管1和平衡波纹管2产生的压力推力大小相等，方向相反，使压力推力的合力为零，不作用于管系中。工作波纹管1和平衡波纹管2采用相同的通径、相同的波数、相同的波高、相同的波距进行设计制造，使工作波纹管1和平衡波纹管2的有效面积完全相等。