[发明专利]一种能吸收多平面横向位移的复式万向四连杆膨胀节

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油化工行业中的高温大口径承压管道的连接结构，尤其是一种带四连杆机构、并能够吸收多个方向位移的膨胀节，具体的说是一种能吸收多平面横向位移的复式万向四连杆膨胀节。

背景技术

目前，用于石油化工行业中的高温大口径承压管道的复式膨胀节，在中间接管较长或管道内打隔热耐磨衬里的场合，中间接管重量会加大膨胀节内部的应力，且产生的无约束非周期性位移会作用到波纹管上，此时需在膨胀节上设四连杆机构等装置来承载。目前，主要的解决方法是在膨胀节上安装四连杆机构，如图1所示。但是，这种结构只能吸收单平面的横向位移，对其他方向上的位移无能为力。急需设计一种能够吸收多平面横向位移且设有承受中间接管荷载装置的的复式膨胀节，满足膨胀节及管道系统安全可靠运行的的需要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能吸收多平面横向位移的复式万向四连杆膨胀节，保证了膨胀节及管道系统运行的安全可靠性。

本发明的技术方案是：

一种能吸收多平面横向位移的复式万向四连杆膨胀节，包括中间接管组件和两件四连杆机构；所述中间接管组件的两端分别通过一个波纹管连接到两个端接管组件上，每个端接管组件的两侧对称设置两个U形铰链板组件；每组四连杆机构包括两根长板和四根短板，每根长板的中间和两端分别设有一个销孔；每根短板的两端分别设有一个销孔；所述长板和短板上的销孔分别通过销轴活动连接，形成对称的双菱形结构；每组四连杆机构的两端分别与两个同侧的所述U形铰链板组件活动铰接，并使该两件四连杆机构沿所述中间接管组件的轴线方向对称设置；所述两件四连杆机构的中部分别与一个万向环活动铰接，且该万向环所在平面与所述两件四连杆机构所在平面相垂直；该万向环同时还与固定在中间接管组件上的的两个万向环支架活动铰接，使四连杆机构所在平面及其他平面上的横向位移得到吸收。

进一步的，所述U形铰链板组件包括两块立板和一块“U”形铰链板；所述“U”形铰链板的端面为横向的“U”形，开口朝向中间接管组件，且开口端开设同心的销孔，使所述四连杆机构的端部能够通过销轴安装在该“U”形铰链板的开口端之间；所述两块立板分别位于所述“U”形铰链板封闭端的两侧，下端固定在所述端接管组件上；该两块立板上分别设有同心的销孔，能够用销轴与所述“U”形铰链板的封闭端相连；所述“U”形铰链板封闭端两侧各焊一个小环板。

进一步的，所述万向环包括两件万向环铰链板组件和两件万向环板组件；每件万向环铰链板组件为左右两侧开敞的半封闭盒状，包括前后两块铰链板和上下两块封闭板；每块铰链板的中心分别设有一个销孔，使其能够套装在所述四连杆机构的两块长板中心连接处的销轴上；所述两件万向环板组件形状和大小相同，沿所述中间接管组件的外周设置，端部与所述封闭板相连接，构成完整的万向环。

进一步的，所述万向环板组件为半圆弧铰链板，中间设有销孔，能够通过销轴活动连接在所述万向环支架上；该半圆弧铰链板的两端分别连接所述封闭板，使两件万向环板组件和两件万向环铰链板组件构成圆形的万向环。

进一步的，所述万向环板组件包括一件直铰链板，该直铰链板中间设有销孔，能够通过销轴活动连接在所述万向环支架上，其两端通过一件或串联的两件连接板后连接到所述封闭板上，使两件万向环板组件和两件万向环铰链板组件构成矩形或八角形的万向环，并在每个转角处的内侧设有一块加强板。

进一步的，所述万向环支架包括两块竖板；该两块竖板之间的上部设有两块与其垂直连接的横板；该两块横板之间设有空隙，板面中心设有同心销孔，使所述半圆弧铰链板或直铰链板能够穿过所述空隙，并通过销轴与所述两块横板相连接；所述竖板的下端固定在所述中间接管组件上，使中间接管组件的静荷载能够通过万向环、四连杆机构和U形铰链板组件转移到端接管组件上。

进一步的，所述销轴的两端分别焊接一小环板，使所述销轴得到定位；所述销轴连接处的各板面之间均设有小环板，使转动时更加顺滑。

本发明的有益效果：

1. 通过设置万向环和四连杆机构，能够吸收与四连杆机构所在平面的平行面上的横向位移，同时又可以吸收其它平面的横向位移。

2. 可使中间接管组件的重量传递到膨胀节的两端，而不是直接作用到波纹管上，保证了膨胀节的安全可靠性。

3. 限制了中间接管可能出现的不可预期的偏转，减少膨胀节在系统运行过程中的振动趋势，确保介质流动平稳。

4. 作用在中间接管的结构静载荷通过万向四连杆机构支撑，阻止了结构静载荷产生的无约束非周期性位移，保证了波纹管吸收的位移在允许设计范围内。