套筒補償器結(jié)構(gòu)與平衡原理

    (l)套筒補償器

由于套筒補償器占地小、運行阻力小、設(shè)計與安裝方便、價格便宜，近年來密封材料和密封結(jié)構(gòu)也有很多改進，因而選用套筒平衡型結(jié)構(gòu)己成為熱點，但是普通套筒補償器無法平衡軸向推力，為此開發(fā)出平衡型套筒補償器，其平衡原理可歸納成I型結(jié)構(gòu)和Ⅱ型結(jié)構(gòu)2種。Ⅱ型結(jié)構(gòu)己獲國家專利。

    I型結(jié)構(gòu)見圖3。對I型結(jié)構(gòu)，熱伸長通過甲管（芯管）在套筒中移動而實現(xiàn)補償，介質(zhì)不是直接由甲管流入乙管，而是經(jīng)過旁通管實現(xiàn)的。這樣在一個補償器中就有了一對甲乙封頭，介質(zhì)壓力產(chǎn)生的水平推力F，，凡在補償器內(nèi)實現(xiàn)了平衡。

圖3套筒式補償器T型結(jié)構(gòu)圖

  Ⅱ型結(jié)構(gòu)稱為活塞自平衡型補償器（見圖4），在芯管外安裝一個或多個環(huán)形活塞，并使活塞的總面積等于芯菅的截面積，這是實現(xiàn)自動平衡的核心。

    (2)介質(zhì)壓力產(chǎn)生軸向力的平衡原理

    假定在一段管道上安裝了Ⅱ型補償器，F(xiàn)1，F(xiàn)2為介質(zhì)壓力產(chǎn)生的軸向推力，其方向相反，這兩個力分別作用在套筒的兩端連接管道上，若不能平衡，就應(yīng)分別由兩端管道上的固定支座承受?，F(xiàn)在采用平衡活塞，活塞體內(nèi)的介質(zhì)通過連通孔與管道相連，介質(zhì)壓力同樣作用在環(huán)形活塞上，如果活塞的面積等于管道的截面積，則通過活塞桿連接在左面套管上，是一對作用力和反作用力，大小相等，方向相反，于是這兩對作用力大小相等、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。

    Ⅱ型比I型結(jié)構(gòu)緊湊，具有阻力小、體積小的優(yōu)點。以上2種結(jié)構(gòu)在管道試壓時，不會出現(xiàn)拉開的問題，也不會使套筒相對安裝位置發(fā)生移動，便于施工安裝。這一原理的證明還可從套筒與芯管發(fā)生位移后，管段內(nèi)水的體積是否發(fā)生變化來探討。普通套筒補償器拉開后體積增大，說明加壓泵有足夠的壓力可以把水加入管道中去，新型平衡型補償器芯

管在套管中移動到任何位置，該體積不會改變，此時水的壓力大小與芯管位移無關(guān)，因此平衡型補償器試壓時足穩(wěn)定的。

平衡型套筒補償器還有多種派生結(jié)構(gòu)，其中以下兩種應(yīng)為最普遍。第1種結(jié)構(gòu)是采用活塞與密封面組成一體式（見圖5）。工作原理與帶有環(huán)形活塞的自動平衡型補償器相同，不同處是用2個活塞壁（這里稱空氣室）代替了拉桿，使活塞室與3個密封面組成一體結(jié)構(gòu)，從外形上看起來整體性更好。如果與活塞滑動部位密封處泄漏，活塞室中的介質(zhì)

就要流入7中，有的產(chǎn)品將此稱為“低壓腔”，“低壓腔”必須與大氣相通，否則當(dāng)介質(zhì)流滿低壓腔，活塞就不能運動，芯管也就不能伸縮，甚至失去了補償器的功能。

第2種結(jié)構(gòu)是采用H形接法，把2個套筒補償器平行地用一根橫管相接，組成H形的一組。此時軸向推力在每一直管段上得到平衡，固定支座的位置可以設(shè)在H形兩個套筒補償器位置，也可以設(shè)在每一直管段的中部。

波紋管補償器中實現(xiàn)壓力平衡的原理與套管式帶環(huán)形活塞的結(jié)構(gòu)原理相同。

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