套筒補(bǔ)償器的發(fā)展
套筒補(bǔ)償器的發(fā)展
摘要：本文從結(jié)構(gòu)、密封、摩擦力三個(gè)方面綜速了套筒補(bǔ)償囂的發(fā)展，分析了工作廈密封原理和已選到的性也水平。
關(guān)鍵詞：套筒補(bǔ)償囂結(jié)構(gòu)密封摩擦力
套筒補(bǔ)償器是最古老的管道用補(bǔ)償器，由于它補(bǔ)償量大，阻力小，成本低，筒體壽命長(zhǎng)，上世紀(jì)七十年代前一直得到廣泛應(yīng)用，但它密封處易泄漏，需檢修。在八十年代波紋管補(bǔ)償器應(yīng)用于管道補(bǔ)償后，逐漸占領(lǐng)了較大市場(chǎng)，但在應(yīng)用中由于材料、水質(zhì)和安裝等因素出現(xiàn)了短期使用破裂問(wèn)題，加之成本高，人們又關(guān)注套筒補(bǔ)償器的使用，與此同時(shí)九十年代初，套筒補(bǔ)償器為克服密封缺陷和消除介質(zhì)壓力產(chǎn)生的軸向力，又相繼出現(xiàn)了彈性套筒補(bǔ) 償器和“ 無(wú)推力” 補(bǔ)償器以及用“ 油” 密封等結(jié)構(gòu)和新密封材料。不僅促進(jìn)了套筒補(bǔ)償器的使用，而且“ 無(wú)推力” 的結(jié)構(gòu)也讓波紋管補(bǔ)償器得到發(fā)展，從專利查尋中可知，我國(guó)在套筒補(bǔ) 償器上處于領(lǐng)先。生產(chǎn)套筒補(bǔ)償器的企業(yè)很多，河南省就約有20個(gè)，為規(guī)范套筒補(bǔ)償器的 發(fā)展和應(yīng)用，提高產(chǎn)品質(zhì)量，我國(guó)建設(shè)部1994年發(fā)布了城市供熱用焊制套筒補(bǔ)償器行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)。下面對(duì)套筒補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)、密封和摩擦力問(wèn)題作一概述。
1套簡(jiǎn)補(bǔ)償器的型式進(jìn)展
套簡(jiǎn)補(bǔ)償器的型式進(jìn)展是與密封材料、補(bǔ)償器性能進(jìn)展密切相關(guān)的。
1．1從結(jié)構(gòu)上分類
(1)普通型：見(jiàn)(動(dòng)力設(shè)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)) R408( 圖1) ，上世紀(jì)六十年代前就采用此結(jié)構(gòu)。這是套筒補(bǔ)償器的基本型式，以后很多型式都是改變密封材料后在這種型式上發(fā)展起來(lái)的。
(2)雙向補(bǔ)償：在普通型的外套管兩個(gè)方向上均有伸縮芯管，補(bǔ)償量為普通型的兩倍，并且用于雙向補(bǔ)償，減少了采圈l 普通套筒補(bǔ)償器用兩個(gè)普通型的長(zhǎng)度尺寸和成本(圖2)。
(3)消除介質(zhì)壓力對(duì)固定支座軸向力的套管補(bǔ)償器：為與普通補(bǔ)償器相曲別，這類補(bǔ)償器常在“ 套管” 前冠以“ 平衡式” “ 壓力平衡式” “ 無(wú)推力” 等定詞，開(kāi)封柳園熱能設(shè)備有限公司首創(chuàng)了這類型式。其結(jié)構(gòu)形式從消除介質(zhì)軸向力的原理上分為旁通式( 簡(jiǎn)稱I型) 和活塞平衡式( 簡(jiǎn)稱Ⅱ型) 及平衡轉(zhuǎn)角式( 簡(jiǎn)稱Ⅲ型) 三種( 專利號(hào)：91100367．3、92200440．4、98235639．0)。
I型結(jié)構(gòu)如圖3所示，從圖上可知管道的熱伸長(zhǎng)是通過(guò)甲管在套筒中移動(dòng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)?，介質(zhì)流動(dòng)不是直接由甲管流入乙管，而是經(jīng)過(guò)旁通管實(shí)現(xiàn)的。這樣在一個(gè)補(bǔ)償器中就有了一對(duì)甲乙封頭，介質(zhì)壓力產(chǎn)生的水平推力F1、F2在補(bǔ)償器內(nèi)實(shí)現(xiàn)了平衡。這一結(jié)構(gòu)還可以
看成是方形補(bǔ)償器的形式，管道伸縮是采用套筒式的結(jié)構(gòu)。Ⅱ型結(jié)構(gòu)稱為活塞自動(dòng)平衡型補(bǔ)償器，如圖4所示。
在芯管外安裝了一個(gè)環(huán)形活塞，并使活塞的總面積等于芯 管的截面積，這是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平衡的技術(shù)核心。此結(jié)構(gòu)的受力圉2雙向補(bǔ)償器分析如下：假定在一段管道上
圖1
田3壓力平衡式I量結(jié)構(gòu)田4壓力平街式Ⅱ型結(jié)構(gòu)1一主管道；2一套筒；1一，l =形活塞(與芯管戚一體)；3一密封填辯；4一旁通臂2一拉桿(套筒與活塞外璧相連)；3一連通孔
安裝了Ⅱ型補(bǔ)償器，F(xiàn)1、F2為介質(zhì)壓力產(chǎn)生的軸向推力，其方向相反，大小相等，這兩個(gè)力分別作用在套筒的左右連接管道上，若不能平衡，就應(yīng)分別由左右段管道上的固定支架承受?，F(xiàn)在采用附加活塞體，活塞體內(nèi)的介質(zhì)通過(guò)連通孔3與管道相連，介質(zhì)壓力同樣作用在環(huán)形活塞l 上，話塞的面積等于管道的截面積，則F’1=F1，F(xiàn)’。通過(guò)活塞拉桿與左面套筒相連接，F(xiàn)’ 2、F’ 1是一對(duì)作用力和反作用力，大小相等，方向相反。于是F’ 2=F1、F2=F’ 。。這樣兩對(duì)作用力大小相等、方向相反、作用在一條直線上，使介質(zhì)壓力產(chǎn)生的軸向力得到了平衡。
以上兩種結(jié)構(gòu)在管道試壓時(shí)，再也不會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)拉開(kāi)的問(wèn)題，也不會(huì)使套筒相對(duì)安裝位置發(fā)生移動(dòng)，便利于施工，安裝。 Ⅲ型結(jié)構(gòu)補(bǔ)償功能是依靠芯管移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，由于介質(zhì)流動(dòng)轉(zhuǎn)向在芯管端出現(xiàn)盲板，因 此管段中，介質(zhì)產(chǎn)生的軸向力在兩端得到平衡，Ⅲ型結(jié)構(gòu)的基本型式有兩種，可以根據(jù)管路 布置選用，見(jiàn)圖5。
(4)一次性套筒補(bǔ)償器：用于直埋管道預(yù)熱膨脹后在a、b兩接觸面處焊死，外套管和芯管不能再作相對(duì)移動(dòng)，然后填埋，所以稱一次性補(bǔ)償器(圖6)。
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