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无推力套筒补偿器的工作原理是什么?

套筒补偿器

无推力套筒补偿器是由变径管、内套管、密封座外套、柔性石墨填料、螺母螺栓N个压簧及N个注填料咀组合、填料压盖及弹簧压紧法兰构成:所述填料压紧法兰与压紧上法兰之间设有压簧和注填料咀。
无推力套筒补偿器采用新型的密封材料柔性石墨环,其具有强度大,摩擦系数小(0.04~0.10),不老化,效果好,维修方便等特点。
无推力套筒补偿器是利用流体力学中的帕斯卡理论,在设计结构上巧妙的利用一个密环形汽室,这个汽室内分别有两个环形受压面,一个是固定的汽室内端面,另一个是密闭在汽室内的伸缩管肩部环形面,随伸缩管是可移动的。这个可移动的环形受压面的面积恰好和伸缩横截面积相等,补偿器工作时,在介质压力的作用下,环形面上的压力和伸缩管横截面积的压力是相等的,而方向相反,因此两压力相互抵消。这样一来,在设计支架中仅考虑补偿器压紧填料的摩擦力,对固定支架的推力计算中,就不再计算由工作介质压力,而引起的对固定支架的推力。因此固定支架属减载式支架,可节省大量支架材料,也节省人力和财力。
一般来说,管道中固定支撑所受的水平推力是由以下三个方面引起的:
1、管道伸展和移动时由摩擦力产生的水平推力;
2、补偿器本身的结构被补偿和拉伸产生的水平推力(对于方形补偿器和波纹补偿器的水平推力是其自身变形的弹力,而套筒式补偿器是芯管与套管之间相对移动的摩擦力);
3、管道内介质压力产生的水平推力,这是采用套筒式或波纹补偿器时才可能出现的。
套筒式无推力补偿器填充材料以往多用石墨、石棉盘根,加注液体润滑剂,用于密封水、汽介质时,然而这些润滑剂在高压、高温下会流动 ,并使填料产生皱缩和硬化,由于填料容积缩小,必须经常重新压紧。近年来新型的材料不断出现,通过实验,我们主要采用两类填料。一类是用固体聚四氟己烯(PTFE)敛石墨、石棉盘根的固体润滑剂。选样就无需添加液体润滑剂,其皱缩率可达到最小,第二类是用柔性石墨做为填料。柔性石墨作为密封材料已广泛用于动密封和静密封上。其使用范围为一196~600℃,具有优异的耐腐蚀性能,摩擦系数为0.1~0.150。
所选用的密封填料都是柔性石墨,所采用的级别分别为核级、工业精密级且无推力自密封旋转补偿器填料内增加了一些抗氧 化剂成份达到延缓填料氧化的时间,从而使无推力自密封旋转补偿器比普通旋转补偿器密封性能得到很大的提高,使产品密 封发生泄漏时间延迟发生。
当使用套筒式补偿器时,对管道支架产生的推力是通过管道的摩擦力,弯曲管段的自然补偿的弹力和滑动支架的摩擦力的水平推力外,还要计算由于管道内压力而产生的水平推力。这是因为通过介质作用在管道拐角上的力不会导致与方形补偿器相反的力的自平衡。当管径较大时,该推力占总推力的30%-50%。在工程设计中,不计算管道中产生的压力以产生水平推力的固定支座通常被称为轻载。相反,固定支架被称为重载型。如果将重载型改为轻载型,体积一可以大为减小。并且可以节省大部分支架成本。可以看出,消除支撑管道上的压力,发挥了明显的经济意义,也便于布置,节约土地和美观。
无推力套筒补偿器工作原理的设计:
一种新无推力套筒补偿器,可抵消内部压力推力。管道在补偿器处与两个管子断开,并且通过在管子中移动管子来补偿管子的热伸长。介质不是直接从管子流入管子B,而是由旁通管实现,旁通管连接在管子套管和管子管之间。由于管和管都具有头部,因此由中压本身产生的水平推力是平衡的。我们称这种新型套筒补偿器为无推力补偿器。
这种新结构的套筒式补偿器在管道受压时不会出现自动拉动的问题,在压力试验过程中套筒不会相对于安装位置移动,这对施工和安装非常方便。
两个或三个旁通管连接到非推力补偿器歧管。为了保证管道的质量,减小尺寸并降低阻力,我们使用无缝弯头。弯曲半径等于弯管直径的1至4倍。其支管弯头中心线与总管中心线的夹角a不是90°而是30°一75°。

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