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套筒補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)與平衡原理

    (l)套筒補(bǔ)償器

由于套筒補(bǔ)償器占地小、運(yùn)行阻力小、設(shè)計(jì)與安裝方便、價(jià)格便宜，近年來密封材料和密封結(jié)構(gòu)也有很多改進(jìn)，因而選用套筒平衡型結(jié)構(gòu)己成為熱點(diǎn)，但是普通套筒補(bǔ)償器無法平衡軸向推力，為此開發(fā)出平衡型套筒補(bǔ)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(duì)I型結(jié)構(gòu)，熱伸長通過甲管（芯管）在套筒中移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，介質(zhì)不是直接由甲管流入乙管，而是經(jīng)過旁通管實(shí)現(xiàn)的。這樣在一個(gè)補(bǔ)償器中就有了一對(duì)甲乙封頭，介質(zhì)壓力產(chǎn)生的水平推力F，，凡在補(bǔ)償器內(nèi)實(shí)現(xiàn)了平衡。

圖3套筒式補(bǔ)償器T型結(jié)構(gòu)圖

  Ⅱ型結(jié)構(gòu)稱為活塞自平衡型補(bǔ)償器（見圖4），在芯管外安裝一個(gè)或多個(gè)環(huán)形活塞，并使活塞的總面積等于芯菅的截面積，這是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(bǔ)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(gè)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。現(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(duì)作用力和反作用力，大小相等，方向相反，于是這兩對(duì)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(diǎn)。以上2種結(jié)構(gòu)在管道試壓時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)拉開的問題，也不會(huì)使套筒相對(duì)安裝位置發(fā)生移動(dòng)，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(bǔ)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(bǔ)償器芯

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

平衡型套筒補(bǔ)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(dòng)平衡型補(bǔ)償器相同，不同處是用2個(gè)活塞壁（這里稱空氣室）代替了拉桿，使活塞室與3個(gè)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(dòng)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(yùn)動(dòng)，芯管也就不能伸縮，甚至失去了補(bǔ)償器的功能。

第2種結(jié)構(gòu)是采用H形接法，把2個(gè)套筒補(bǔ)償器平行地用一根橫管相接，組成H形的一組。此時(shí)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(gè)套筒補(bǔ)償器位置，也可以設(shè)在每一直管段的中部。

波紋管補(bǔ)償器中實(shí)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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