旋轉補償器
產品特點:
旋轉補償器(XZTB)是海泰客管道有限公司產品研發(fā)中心工作人員經(jīng)過多年的研制、實踐和努力,推出的最新供熱管道用補償器,它是又套筒補償器的結構結合旋轉接頭的原理演化而來,打破傳統(tǒng)波紋補償器的工作原理和設計理念。它結構簡單,設計合理、造價低、安裝方便,具體有點如下:
1、海泰客旋轉補償器在管線使用中,最典型的安裝方法有兩種組合(∏和Ω),其中Ω型組合用于長軸離直管段時,雙向補償量可達1500mm(其它形式補償適用器無可比擬),一組補償器可代替多個波紋器或套筒補償器;
2、海泰客旋轉補償器在管道補償時,不會產生盲板推力或內壓推廣,不存在實穩(wěn)、水錘現(xiàn)場,實踐表明,在外管設計時它的推力可忽略不計,對于管道兩頭的固定支架作用很小,因此固定支架和混凝土座基可以做得小一些,工程成本大降低;
3、海泰客旋轉補償器采用獨特的密封技術和國內優(yōu)良的密封材料,由于運行方式的不同,旋轉筒體與密封材料磨損極小,所以不存在漏泄現(xiàn)象,十年之內不需要換密封材料;
4、其他形式補償器由于補償能力小,布置點多,安全性能差,維修不方便,尤其使用在城市地下管網(wǎng),危險性大,實踐證明,選擇海泰客補償器可以長距離鋪設管網(wǎng)(500mm內無需設補償器),補償器使用數(shù)量及維修很少,管道泄漏點很少,流體阻力降低、壓損降低、運行成本降低,工程造價可降低20%~30%;
5、高溫、高壓運行安全;
6、維修方便:實現(xiàn)在不停氣的情況可帶溫、帶壓進行檢修;
7、設計方便:當熱力管網(wǎng)中的軸向位移或軸向推力較大,以及管網(wǎng)結構走向需要調整時,應用多只組成立體管道結構,可獲得較大的補償量和平衡能力,也可根據(jù)管網(wǎng)的結構改變管道的走向,只要計算其摩擦力既可。
8、可靠的安全性能:尤其是城市集中供熱管網(wǎng),埋于地下,安全要求特別高,選擇海泰客旋轉補償器讓您無后顧之憂。
性能指標:
工作壓力:0.6~6.0MPa 工作溫度:-50度~500度
適用介質:熱水、蒸汽、冷卻水、循環(huán)水、其他流體。
使用壽命:15年 組合最大補償量:1800mm
密封材料摩擦系數(shù):≤0.15
備注:
1、法蘭連接用戶要求供貨
2、訂貨須知:接管材質有特殊要求(正常情況下選用20#)可根據(jù)客戶要求;
3、要說明流體介質、工作壓力、工作溫度、產品規(guī)格型號:
4、產品表面油漆顏色說明;
5、對于管線復雜或特別要求,海泰客技術開發(fā)部可代為設計。
旋轉補償器產品型號示例

其中: 1、XZTB-(海泰客旋轉型式代號)
2、XX-公稱壓力代號(詳見下表)

3、XXX-公稱通經(jīng)代號
4、實例說明

海泰客旋轉補償器是一種新型的大補償量、無壓力推力、耐高溫、耐高壓、耐腐蝕的補償器。廣泛用于供熱、供水、燃氣、石油、化工管道。
海泰客旋轉補償器的補償作用是借旋轉筒及其之間的連接管道(力臂)構成回轉力偶,并圍繞(虛擬的)回轉中心,依靠補償器兩端管道的熱膨脹推力進行補償?shù)?。其作用原理見圖1、2。

旋轉補償器的補償原理:
旋轉筒在旋轉補償器中的作用是借其旋轉來吸收熱力管道的熱位移,以起到熱補償?shù)淖饔谩R虼诵D筒結構是否合理是至關重要的。
旋轉補償器,它由旋轉筒、壓蓋法蘭、彈簧、緊固法蘭、導向滑圈、填料、擋環(huán)、限位環(huán)、外套管、變徑管、螺桿、螺母組成、緊固法蘭、彈簧、壓蓋法蘭與外套管法蘭之間用螺栓把緊,它們與旋轉筒之間分別用導向滑圈進行徑向旋轉以便有利于旋轉筒的轉動。
旋轉組合式補償器的結構特點
1、∏型組合補償器
這種補償器主要用于受熱管道線的非直線(直線管線錯位及拐角)管段中。當補償器布置于兩個固定支架之間時,在熱脹推力F構成的力偶作用下,力臂L環(huán)繞中心O旋轉θ角,從而吸收管道兩端的熱伸長。詳見圖1、2。該補償器的正常運行是不利的。為限制△y值過大,設計時必須對θ角(亦即可相應的補償量)加以限制。在安裝時對該補償器的第一個導向支架的布置距離要加大。
該類補償器適用于官網(wǎng)中的平行管徑、轉角管段、地理管段以及地埋過渡到架空的管徑等。
2、Ω型組合補償器
該類補償器主要用于官網(wǎng)中的直線管段。其結構原理如圖3、4
該類補償器在直線管段的兩側對稱布置,依靠受熱管道兩端熱脹推力F及力臂構成的兩對力偶同步旋轉,使得圖4的θ角和補償間距B由大變小,以達到吸收熱伸長量的目的。

旋轉補償器的設計
旋轉補償器的設計主要分為旋轉筒的結構設計和補償器的補償設計兩個部分。
旋轉筒的結構設計
主要著眼于旋轉筒承壓能力的設計和密封結構的設計。有關旋轉筒承壓能力的設計可參見GB150-1998壓力容器筒體設計的有關部分,密封結構的設計可參見機械零件設計手冊的有關部分。
旋轉補償器的最大補償量
最大補償量的設計應確保大于受熱管道的熱膨脹量。
補償器的熱膨脹量計算
以∏型組合式旋轉補償器為例,管道受熱時的熱膨脹為
△x=α.(L1+L2)(t2-t1) (mm)
式中: α-管材的線膨脹系數(shù)mm/mm.℃
L1-左側直管長度,mm
L2-右側直管長度,mm
t1-管道安裝時溫度,℃
t2-輸送介質溫度,℃
△x-管道受熱時x方向的膨脹量,mm
影響旋轉補償器補償量的因素
下面討論影響旋轉補償量的因素
1、∏型組合式旋轉補償器的徑向擺動量△y y=√(L/2)2-(△/2)2 △y=(L/2)-y Sin(θ)=△/L θ/2=arcsin(△/L) θ=2arcsin=L/2[1-cos(θ/2)] △ymax=L/2[1-cos(θ/2)] | ![]() |
鑒于徑向擺動量△y的存在及其對旋轉補償器正常運行構成損害,必須對它加以限制,海泰客公司要求最大擺動量△y不宜超過100mm,否則將對補償器附近的導向支架構構成威脅。為此還規(guī)定在補償器的兩側在設定的距離內不得設置導向支架,詳見表1。

2)擺動角θ值
1)對于∏組合旋轉補償器
擺動角θ的大小直接反映了補償量的大?。害戎翟酱?,補償量越大,同時Y向的擺動量也越大。此外,θ角越大,補償器密封材料的壽命越短,對于管徑,這種情況更加明顯。因此,對擺動角θ也作相應限制。θ角的極限值參加那表2、
表2、θ的極大值[θmax]

2)對于Ω組合旋轉補償器 Ω組合補償器前后兩直管在同一條軸線上并進行雙向補償,其立面示意圖如下, 它是一個等腰三角形,底邊B應為: B=2Lsin(θ/2) 熱膨脹量△=(△1+△2)/2 設保溫管外徑為Dw,由左、右兩直管的補償能力△1及△2,保溫施工空間空間8組成 為它們之間的關系式為: 則B=△+Dw+δ θ≤[θmax]θ的意義和取值同∏組合相同。 | ![]() |
3、表3海泰客公司標準產品相關技術參數(shù)

4、算例
例1、某熱網(wǎng)工作壓力為16kg/cm2,工作溫度為350°
110kg/m3擬選用海泰客∏型旋轉補償器,求結構尺寸、工作最大摩擦力。
解:(1)根據(jù)θ≤[θmax]要求。
查表2:DN300管θmax=55°
要滿足補償量△,則L最小值應滿足要求
△=α·(L1+L2)(t2-t1)=12×10-6×(140+120)(350-20)=1.0296m
θ=2arcsin(△/2L)≤[θmax]
△/2L≤sin(55°2)
則L=1.5m時 則θ=2arcsin(△/2L)=2arcsin(1.0296/2×1.5)=40°

(2)擺動值
△Y=L/2[1-cos(θ/2)]=1.5/2[1-cos(40°/2)=0.045225m=45.225mm
所以在旋轉補償器附近不能設置導向支架,同時要考慮橫向擺動。
(3)求摩擦力
查表3旋轉補償器的技術參數(shù)當管徑為DN300,蒸汽工作壓力1.6MPa時轉矩為12.10KN·m
M=F·(L/2) 則F=2M/L=2×12.10/1.15=16.13KN=1.6448T
例2.某熱網(wǎng)工作壓力為2.5MPa,工作溫度為300℃,選用Φ426×8鋼管,保溫層厚140mm.
兩固定支架間距為250米,擬用海泰客Ω組合補償器。求結構尺寸和最大摩擦力。
解:(1)結構尺寸. 關系式 B=2Lsin(θ/2)
B≥△+Dw+δ=12×10-6×250×(300-20)+0.426+0.14=1.406m
即2Lsin(θ/2)≥1.406
θ≤[θmax]=50° L≥1.6635m
(2)最大摩擦力
查表3轉矩為29.84KN·m
M=F·L則F=M/L=29.84/1.6635=17.938KN=1.8292T

CGXZ無推力旋轉補償器在熱網(wǎng)工程中的布置形式及說明
一、布置形式“XZTB-∏1”

說明:XZTB-∏型旋轉補償器特點補償最大,造價低,對固定支架推力小,適用面廣。對L1段L2段的高度、平行度要求不高,但有一定的橫向位移,安裝時除過河、過路等特殊要求外,一般L臂不要超過一下數(shù)值,一方面減小橫向位移量,另一方面減小旋轉補償器的軸向壓力。
L臂長取值一般不應超夠以下值為:

如L臂較長,應增設在L臂上的平面滑動支架,以減小補償器的軸向壓力和彎頭應力。
另:如果L1或L2管段上有小管段如小方型等,但不能滿足整個管段的補償要求,只要其剛度不是太小,也可用“∏”型旋轉補償器。安裝時注意事項:
1、補償器應偏裝,只要滿足θ≤θ′的條件,m可以等于伸長量△,以使運行時管路美觀,同時減少“倒流”而增加壓力損失。
2、根據(jù)補償器臂長L計算出最大橫向位移量,安裝時管道托座在支柱上必須有足夠的位置,以防管子支座上橫向脫落。
3、導向支架必須設在遠離補償器三個支架以外,以防影響補償器工作
二、布置形式“XZTB-∏2”型

XZTB-∏2型補償器一般布置在L1與L2段成90°,而且L1與L2段高低差大于3倍管道外徑D,只能單向補償,管道左右轉都可以布置,但應在圖示位置設彈簧支架(在長管段上)。
說明:
1、長管段補償器必須與該管段在同一水平面上。如(1)中補償器a與L1,(2)中補償器b與L2。
2、圖(1)中吸能補償L1,圖(2)中只能補償L2。
3、安裝時應偏差裝△/2。
三、布置形式“XZTB-∏3”型

XZTB-∏-3型補償器一般布置在L1、L2段管線在同一個方向上,L1和L2段高低差在4倍管道外徑D以上。補償器可任意安裝在管道的左、右側。但上管道必須安裝彈簧支架,下管道視情況是否安裝支架。
說明:
1、安裝時應偏差裝△/2。
2、如補償量過大時,上下支柱都應設彈簧支架。
四、布置形式“XZTB-∏4”型

XZTB-∏4型補償器一般布置在L1、L2段管線同一個方向上,不在一條直線且有高低差,L1和L2段高低差一般應大于6倍的管道外徑D。
說明:
1、安裝時應偏差裝△/2。
2、考慮橫向位移,導向支架必須設在距離補償器三個支架以外。
3、L臂較長時,可以在L臂上設平面滑動支架。
五、布置形式“XZTB-∏5”型

六、布置形式“XZTB-Ω1”型

七、布置形式“XZTB-Ω2”型

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