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膨(peng)(peng)脹節(jie)(jie)也稱補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)，是(shi)一種彈性補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)裝置，主要用(yong)來補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)管道或(huo)設備因溫度影響而引起的(de)(de)熱脹冷(leng)縮位(wei)移(yi)(yi) (有時(shi)也稱熱位(wei)移(yi)(yi))。膨(peng)(peng)脹節(jie)(jie)的(de)(de)補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)元件是(shi)波(bo)(bo)紋管。在操作(zuo)過程(cheng)中，波(bo)(bo)紋管除產生位(wei)移(yi)(yi)(變形)外，往(wang)往(wang)還要承(cheng)受(shou)一定的(de)(de)工作(zuo)壓力。因此(ci)，膨(peng)(peng)脹節(jie)(jie)也是(shi)一種承(cheng)壓的(de)(de)彈性補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)裝置。所以，保證其安(an)全(quan)可靠地工作(zuo)是(shi)十分重要的(de)(de)。膨(peng)(peng)脹節(jie)(jie)除作(zuo)為熱位(wei)移(yi)(yi)補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)裝置使用(yong)外，也常被(bei)用(yong)于隔(ge)振和降噪。膨(peng)(peng)脹節(jie)(jie)波(bo)(bo)紋管的(de)(de)波(bo)(bo)形較多，常用(yong)的(de)(de)有U形、Ω形、S形等(deng)。在這里，主要介紹U形波(bo)(bo)紋管膨(peng)(peng)脹節(jie)(jie)的(de)(de)設計(ji)與(yu)應用(yong)中的(de)(de)有關問題。
1、膨脹節結構類型
U形波(bo)紋管膨脹節的結構(gou)類型
U形(xing)波紋管膨(peng)脹節的結(jie)構類(lei)(lei)型(xing)(xing)較多(duo)，不同類(lei)(lei)型(xing)(xing)的膨(peng)脹節，適(shi)用的場合也各不相同。主要的類(lei)(lei)型(xing)(xing)有單式(shi)(shi)軸(zhou)向(xiang)型(xing)(xing)、單式(shi)(shi)和復式(shi)(shi)鉸(jiao)鏈型(xing)(xing)、復式(shi)(shi)自由型(xing)(xing)、復式(shi)(shi)拉桿(gan)型(xing)(xing)、直管和彎管壓力平衡型(xing)(xing)等(deng)。
為提高膨脹節的承載能(neng)力，可(ke)設計帶加強(qiang)環或穩定環的膨脹節。
(1) 單式軸向型膨脹節
由一個波(bo)(bo)紋管(guan)(guan)及結構(gou)件組成(cheng)，主要用于(yu)吸(xi)收軸向(xiang)位移(yi)而(er)不能承受波(bo)(bo)紋管(guan)(guan)壓(ya)力推力的膨脹節。
(2) 單式鉸鏈型膨脹節
由一(yi)個(ge)波紋管及銷軸、鉸鏈(lian)板(ban)和立板(ban)等(deng)結構件組成(cheng)、承受波紋管壓力(li)推力(li)的膨(peng)脹節 。
(3) 單式萬向鉸鏈型膨脹節
由(you)一個波紋(wen)管(guan)及銷軸、鉸鏈(lian)板、萬向環和立板等(deng)結構(gou)組成、能在(zai)任意平面內(nei)角位(wei)移并能承受波紋(wen)管(guan)壓力推力的膨(peng)脹節。
(4) 復式自由型膨脹(zhang)節
由(you)中間(jian)管(guan)所(suo)連接的兩個波(bo)紋管(guan)(及控制桿(gan)或四連桿(gan))等結構件組(zu)(zu)成、主要用于(yu)吸收軸向與橫向組(zu)(zu)合位移(yi)而(er)不能承受波(bo)紋管(guan)壓力推力的膨(peng)脹節。
(5) 復(fu)式拉桿型膨脹節
由中間(jian)管所連接的兩個波(bo)紋管及拉桿和端板等結構件組(zu)成、能吸收任一方向橫向位移(yi)并能承(cheng)受波(bo)紋管壓力推力的膨脹節。
(6) 復式鉸(jiao)鏈型膨脹節(jie)
由中間管(guan)(guan)所連接(jie)的兩個(ge)波紋(wen)管(guan)(guan)及銷軸、鉸(jiao)鏈板(ban)和立板(ban)等結(jie)構件(jian)組成、只能吸收(shou)單方(fang)向橫向位移并能承受波紋(wen)管(guan)(guan)壓力推力的膨脹(zhang)節。
(7) 復式萬向鉸鏈型膨脹節
由中間(jian)管所連(lian)接(jie)的兩個波紋(wen)管及十(shi)字銷(xiao)軸(zhou)、鉸(jiao)鏈板和立板等結(jie)構件(jian)組成、能吸收(shou)一方向(xiang)橫向(xiang)位移并能承受波紋(wen)管壓力(li)推力(li)的膨脹節。
(8)彎管壓力平(ping)衡型膨脹節
由一個或(huo)中間(jian)管(guan)所連接的兩個工作波紋管(guan)和一個平衡波紋管(guan)及彎頭或(huo)三通、封頭、拉桿(gan)和端板等結構件組(zu)成、主要用于吸(xi)收(shou)軸(zhou)向與(yu)橫向組(zu)合位移(yi)并能承受(shou)波紋管(guan)壓(ya)力推力的膨(peng)脹節。
(9) 直管壓力平(ping)衡(heng)型膨脹節
由位于(yu)兩端的兩個工作波紋(wen)管(guan)和位于(yu)中間的一個平衡波紋(wen)管(guan)及(ji)拉桿和端板(ban)等結構件組(zu)成、主(zhu)要用于(yu)吸收(shou)軸向位移(yi)并能承受波紋(wen)管(guan)壓力推力的膨脹節。
(10)外壓單式軸向型膨脹節
由承受外壓的(de)波(bo)紋(wen)管(guan)及外管(guan)和(he)端環(huan)等結(jie)構件組成、只用于(yu)吸收位移而不能承受波(bo)紋(wen)管(guan)壓力推力的(de)膨脹節。
2 、膨脹節的應用示例
不同(tong)型式的(de)膨脹節(jie)有不同(tong)位移補償功能(neng)，在管路(lu)設計中，可以(yi)根據管路(lu)的(de)結(jie)構及壓力(li)與通(tong)徑等(deng)參數(shu)綜合考慮給予選型。
2.1 軸向位移的補償
2.2 對橫向位移、角位移及其組合位移的補償
在具有橫向位(wei)移(yi)、角位(wei)移(yi)及其組合(he)(he)(he)位(wei)移(yi)的(de)(de)(de)(de)場合(he)(he)(he)，正確(que)選(xuan)擇和(he)使用膨脹節需要考慮到管道(dao)的(de)(de)(de)(de)構形、運行條件、預期(qi)的(de)(de)(de)(de)循(xun)環(huan)壽命、管道(dao)和(he)設備的(de)(de)(de)(de)承載能(neng)力、可(ke)用于支(zhi)承的(de)(de)(de)(de)結構物等多種(zhong)(zhong)因素。在某些(xie)情(qing)況下，可(ke)能(neng)有幾(ji)種(zhong)(zhong)膨脹節都適(shi)合(he)(he)(he)同一(yi)項應(ying)用，這時可(ke)以單純根據經濟性(xing)來考慮選(xuan)擇哪(na)一(yi)種(zhong)(zhong)。然而，更為常見的(de)(de)(de)(de)是(shi)在各種(zhong)(zhong)可(ke)行的(de)(de)(de)(de)設計(ji)之中，應(ying)考慮到這一(yi)種(zhong)(zhong)或那一(yi)種(zhong)(zhong)具有獨到之處，特別適(shi)合(he)(he)(he)在某些(xie)特定的(de)(de)(de)(de)場合(he)(he)(he)下使用。
(1) 單式膨脹節
(2) 萬能式膨脹節
萬(wan)能(neng)式膨(peng)脹節特別(bie)適(shi)合吸(xi)收橫(heng)向位(wei)移(yi)。此外，這種(zhong)設計(ji)形(xing)式也(ye)可(ke)用(yong)于吸(xi)收軸向位(wei)移(yi)、角位(wei)移(yi)以及任意由(you)這三種(zhong)形(xing)式合成(cheng)的(de)位(wei)移(yi)。萬(wan)能(neng)式膨(peng)脹節一般用(yong)法是(shi)將這種(zhong)帶連(lian)桿(gan)的(de)膨(peng)脹節設置在(zai)呈90°的(de)"z"型管道(dao)的(de)中間管臂內(nei)。
(3) 鉸鏈式膨脹節
鉸鏈式膨(peng)(peng)脹節(jie)一般以(yi)兩、三個(ge)作為一組使(shi)用(yong)，用(yong)于吸收(shou)單平面管(guan)系中(zhong)一個(ge)或多個(ge)方向(xiang)的(de)(de)橫向(xiang)位(wei)移(yi)。在這種(zhong)系統(tong)中(zhong)每一個(ge)膨(peng)(peng)脹節(jie)被它的(de)(de)鉸鏈所(suo)(suo)制(zhi)約(yue)，產(chan)生(sheng)純角位(wei)移(yi);然而，被管(guan)段(duan)分(fen)開的(de)(de)每對鉸鏈式膨(peng)(peng)脹節(jie)互相(xiang)配(pei)合，能夠吸收(shou)橫向(xiang)位(wei)移(yi)。給定單個(ge)膨(peng)(peng)脹節(jie)的(de)(de)角位(wei)移(yi)。每對鉸鏈式膨(peng)(peng)脹節(jie)所(suo)(suo)能吸收(shou)的(de)(de)橫向(xiang)位(wei)移(yi)與其鉸鏈銷軸(zhou)之間(jian)的(de)(de)距離(li)成正比，因此為了使(shi)膨(peng)(peng)脹節(jie)充分(fen)發(fa)揮效用(yong)，應盡(jin)量加大這一距離(li)。
膨脹節的(de)鉸(jiao)鏈通常用于(yu)承受作(zuo)用于(yu)膨脹節上的(de)全部壓力推力;另外(wai)，也(ye)可(ke)以用于(yu)承受管道和設備的(de)重量、風載或(huo)類(lei)似的(de)外(wai)力。
如果(guo)單平面管(guan)系的(de)(de)柔性不(bu)足以(yi)吸(xi)收(shou)雙鉸(jiao)系統的(de)(de)彎曲撓度，或者(zhe)由彎曲而產生的(de)(de)載荷超過了連接設備的(de)(de)許(xu)用(yong)極(ji)限，則可采(cai)用(yong)具有三個(ge)鉸(jiao)鏈式膨(peng)(peng)脹(zhang)節的(de)(de)系統。豎(shu)直管(guan)段的(de)(de)熱膨(peng)(peng)脹(zhang)將(jiang)由B和C兩個(ge)膨(peng)(peng)脹(zhang)節的(de)(de)動作來吸(xi)收(shou)。于是(shi)，很明顯，膨(peng)(peng)脹(zhang)節B必須能吸(xi)收(shou)由A和C兩個(ge)膨(peng)(peng)脹(zhang)節一(yi)起(qi)形成的(de)(de)轉動。
(4) 萬向鉸鏈(lian)式膨(peng)脹節
正如(ru)鉸(jiao)鏈式膨脹(zhang)節(jie)(jie)在平(ping)面管系中(zhong)具有(you)(you)很大的優越性一(yi)樣，萬向鉸(jiao)鏈式膨脹(zhang)節(jie)(jie)在空間管系中(zhong)具有(you)(you)類(lei)似的優越性。萬向鉸(jiao)鏈式膨脹(zhang)節(jie)(jie)具有(you)(you)吸收(shou)任意平(ping)面內的角位移的能力，常(chang)(chang)常(chang)(chang)利(li)用這(zhe)一(yi)點(dian)將它們組成一(yi)對，用來(lai)吸收(shou)橫向位移。。
如果不可能或不打算利用管道的彎曲來吸收豎直管臂的伸長，則可采用由兩個萬向鉸鏈式膨脹節和一個鉸鏈式膨脹節組成的系統。