球形補(bǔ)償器(又稱球形接頭),主要依靠球體的角位移來吸收或補(bǔ)償管道一個(gè)或多個(gè)方向上的橫向位移,該補(bǔ)償器應(yīng)成對(duì)使用,單只球形補(bǔ)償器沒有補(bǔ)償能力,可作管道萬向接頭使用。該補(bǔ)償器具有補(bǔ)償量大,無盲板力,對(duì)固定支架的作用力小,密封采用可注組合密封,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可靠密封。
管道補(bǔ)償器又稱為伸縮器或伸縮節(jié)、 膨脹節(jié), 主要用于補(bǔ)償管道受溫度變化而產(chǎn)生的熱脹冷縮。如果溫度變化時(shí)管道不能完全自由地膨脹或收縮,管道中將產(chǎn)生熱應(yīng)力。在管道設(shè)計(jì)中考慮這種應(yīng)力, 否則它可能導(dǎo)致管道的破裂, 影響正常生產(chǎn)的進(jìn)行。作為管道工程的一個(gè)重要組成部分,補(bǔ)償器在管道長(zhǎng)期正常運(yùn)行方面發(fā)揮著重要的作用。
金屬波紋補(bǔ)償器由構(gòu)成其工作主體的波紋管(一種彈性元件)和端管、支架、法蘭、導(dǎo)管等附件組成。屬于一種補(bǔ)償元件。利用其工作主體波紋管的有效伸縮變形,以吸收管線、導(dǎo)管、容器等由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化,或補(bǔ)償管線、導(dǎo)管、容器等的軸向、橫向和角向位移。也可用于降噪減振。在現(xiàn)代工業(yè)中用途廣泛。
由于受到各方面的制約是相當(dāng)復(fù)雜的,但是任何復(fù)雜的管系都可以選用若干個(gè)固定支架在不同的部位選擇不同的設(shè)置,將其分成若干形狀相對(duì)簡(jiǎn)單的單管段,“Z”型管段和“∏” 型管段等,并分別確定各管段的變形及補(bǔ)償量,由于補(bǔ)償器的種類很多,正確地選型是非常重要的,因此在管系的總體設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分地考慮到管線的走向和支撐體系(包括固定管架、導(dǎo)向滑動(dòng)管架等)的設(shè)計(jì)和綜合考慮補(bǔ)償器的造型和配置,以示達(dá)到安全、合理、適用、經(jīng)濟(jì)的佳組合。
波紋管補(bǔ)償器它是以波紋管為核心的撓性元件,在管線上再作軸向、橫向和角向三個(gè)方向的補(bǔ)償。軸向型補(bǔ)償器為了減少介質(zhì)的自激現(xiàn)象。在產(chǎn)品內(nèi)部沒有內(nèi)套管,在很大程度上限制了徑向補(bǔ)償能力,故一般僅用以吸收或補(bǔ)償管道的軸向位移(如果管系中確需少量的徑向位移,可以訂貨時(shí)予以說明其徑大位移量):橫向位移補(bǔ)償器(大拉桿)主要吸收垂直于補(bǔ)償器軸線的橫向位移,小拉桿橫向位移補(bǔ)償器適合于吸收橫向位移,也可以吸收軸向、角向和任意三個(gè)方向位移的組合:鉸鏈補(bǔ)償器(也稱角向補(bǔ)償器)。它以兩上或三個(gè)補(bǔ)償器配套使用(單個(gè)使用鉸鏈補(bǔ)償器沒有補(bǔ)償能力),用以吸收單向平面內(nèi)的橫向變形,萬向鉸鏈(角向)補(bǔ)償器,由兩個(gè)或三個(gè)配套使用,可吸收三維方向的變形量。
供熱管道上采用補(bǔ)償器的種類很多,主要有管道的自然補(bǔ)償、方型補(bǔ)償器、波紋補(bǔ)償器、套筒補(bǔ)償器和球形補(bǔ)償器等。種是利用補(bǔ)償器材料的變形來吸收熱伸長(zhǎng);后兩種利用管道的位移來吸收熱伸長(zhǎng)。
它由球體及外殼組成。球體與外殼可相對(duì)折曲或旋轉(zhuǎn)一定的角度(一般可達(dá)30),以此進(jìn)行補(bǔ)償,兩個(gè)配對(duì)成一組,如圖4:球形補(bǔ)償器動(dòng)作原理圖所示。球形補(bǔ)償器的球體與外殼間的密封性能好,壽命更長(zhǎng),能作空間變形,補(bǔ)償器能力大,適用于架空敷設(shè)上。
波紋管補(bǔ)償器是利用波紋形管壁的彈性變形來吸收管道的熱膨脹,故又稱其為波形補(bǔ)償器。波紋管補(bǔ)償器的形式很多,有軸向型、鉸鏈型、萬向型等,以及單式和復(fù)式等。如圖5:軸向型波紋管補(bǔ)償器圖所示,(1-端管;2-導(dǎo)流管;3-波紋管;4-限位拉桿;5-限位螺母)所示是供熱管道上常用的軸向型波紋管補(bǔ)償器。這種補(bǔ)償器的體積小,重量輕。占地面積和占用空間小,易于布置,安裝方便。由于在波紋管內(nèi)側(cè)裝有導(dǎo)流管,減小了流體的流動(dòng)阻力,同時(shí)也避免了介質(zhì)流動(dòng)對(duì)波紋管壁面的沖刷.使波紋管的使用壽命延長(zhǎng)了許多。在采用不銹鋼波紋管后,補(bǔ)償器的性能和壽命又提高了許多。波紋管補(bǔ)償器具有良好的密封性能,與套管補(bǔ)償器相比,它不需要進(jìn)行維修,承壓能力和工作溫度都比較高。因此,在供熱管道補(bǔ)償器設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用。波紋管補(bǔ)償器在國內(nèi)已有生產(chǎn)廠,產(chǎn)品的大規(guī)格為DN2400mm,大公稱壓力為2.5MPa,高使用溫度可達(dá)450℃。但波紋管補(bǔ)償器還存在補(bǔ)償能力小的缺點(diǎn),其價(jià)格也較貴,致使使用成本偏高。
與此同時(shí)在這里機(jī)器設(shè)備上加設(shè)了可注填充料設(shè)備這一技術(shù)性,促使該機(jī)器設(shè)備密封性特性更為平穩(wěn)靠譜。即便長(zhǎng)期運(yùn)作發(fā)生漏水時(shí),也并不需停氣緩解壓力便可維護(hù)保養(yǎng)且十分省時(shí)省力。