阅读说明：本技术 一种补偿器 (A kind of compensator ) 是由 高严慧 王章选 刘玉林 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明属于管道连接技术领域,具体的说是一种补偿器,包括左半部和右半部；所述左半部与右半部均为半球型设计；所述左半部安装有对接管、右半部安装有球体；所述左半部内壁固连有橡胶层；所述对接管外壁环形凹槽内有密封层；所述对接管内壁安装有缓冲层；所述补偿器外壁开设有充气孔；本发明通过橡胶层、密封层和缓冲层之间空腔通过导槽互相连通,利用橡胶材质良好的延展性,使补偿装置实现三层密封构造,加强装置密封效果,通过充气孔实现对第一空腔充气从而控制第一空腔、第二空腔内气压,从而增强补偿器的抗压能力,而压力感应器与温度感应器的设置将补偿器内实时压强与温度传递到电子显示屏上,使补偿器内具体情况可视化显示。(The invention belongs to the technical field of pipeline connection, and particularly relates to a compensator which comprises a left half part and a right half part; the left half part and the right half part are both in hemispherical design; the left half part is provided with a butt joint pipe, and the right half part is provided with a ball body; the inner wall of the left half part is fixedly connected with a rubber layer; a sealing layer is arranged in the annular groove on the outer wall of the butt joint pipe; a buffer layer is arranged on the inner wall of the butt-joint pipe; the outer wall of the compensator is provided with an inflation hole; according to the invention, the rubber layer, the sealing layer and the buffer layer are communicated with each other through the guide groove, the compensation device realizes a three-layer sealing structure by utilizing good ductility of rubber materials, the sealing effect of the device is enhanced, the first cavity is inflated through the inflation hole so as to control the air pressure in the first cavity and the second cavity, so that the compression resistance of the compensator is enhanced, and the pressure sensor and the temperature sensor are arranged to transmit the real-time pressure and temperature in the compensator to the electronic display screen, so that the internal condition of the compensator is visually displayed.)

一种补偿器

技术领域

本发明属于管道连接技术领域，具体的说是一种补偿器。

背景技术

管道补偿器主要是解决管道因温度变化引起的热胀冷缩问题，消除管道内应力，使管网保持良好的工况。目前，管道补偿器的补偿方式主要有三种形式：一是自然补偿，二是金属波纹管补偿，三是套筒补偿器补偿。

以上三种补偿方式都存在一定的不足。自然补偿是指在蒸汽管道安装过程中，在直段管道上每隔一定的间距设置一个“U”形弯、“Z”形弯，或“L”形弯，利用管道的弹性变形实现管道的冷热补偿。其优点是：耐用、不易漏汽，承压能力高；其缺点是：占用空间较大、投资大、补偿量小。金属波纹管补偿是在蒸汽管道的直段管道上每隔一定的间距设置一段金属波纹管，其优点是：占用空间小，在其疲劳范围内不漏汽；其缺点是：承压能力低，且由于多数蒸汽管道的温度波动大，管道的伸缩次数多，频繁的动作极易造成波纹管的疲劳，使其使用寿命大为降低。套筒补偿器补偿的优点是：补偿量大、占用空间小、承压能力高；缺点是：不可维护、使用中容易漏汽，维修工作量大，现在很少使用。

例如中国专利CN101876386A公开了一种热网管道旋转补偿器，包括内管、外管和与外管相连的接管，在内管与外管之间装有石墨填料，石墨填料朝向接管的一端设有凸环，另一端设有与外管螺栓连接的压紧法兰，其特征是所述凸环由固定于外管内壁上的内凸环和固定于内管外壁上的外凸环构成，内凸环与石墨填料相接触，接触面为圆锥面，该圆锥面的大直径端朝向石墨填料，外凸环的外圆部位有环形槽，环形槽内设有高温介质密封环，所述压紧法兰压向石墨填料的端面设有与内管外壁密封配合的填料密封环。该技术方案虽然使用了二次密封，增加了一定的密封性能，但是局限于高温介质的管道，具有一定的局限性，而且仍然存下补偿不灵活的问题，且补偿器的补偿量有限，有待扩展。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决现有补偿器容易发生泄露且维修工作复杂以及补偿器本身承压能力较小且容易发生侧向位移导致管道容易破损的问题，本发明提出的一种补偿器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种补偿器，包括左半部和右半部；所述左半部与右半部均为半球形中空设计且左半部与右半部半球形可组合成球形；所述右半部安装有球体；所述球体左侧开口、右侧固连管道且管道穿出右半部固连法兰盘设计；所述左半部最左端固连有法兰盘；所述左半部半球形内壁固连有对接管；所述对接管可***球体左侧开口且对接管外径与球体左侧开口直径相等；所述左半部与右半部外壁靠近开口面均固连有均匀布置的固定扣且固定扣上均开有螺钉孔；所述左半部与右半部的固定扣一一对应；所述左半部内壁固连有橡胶层且橡胶层突出左半部；所述橡胶层环形设计；所述橡胶层内部开设有第一空腔；所述橡胶层弹性橡胶材料制成；

工作时，球体***右半部，再将左半部与右半部进行合拢；在合拢过程中橡胶层突出部分***右半部，球体外壁挤压橡胶层，由于橡胶层内部空腔充有气体，橡胶层变形，左半部与右半部交界处橡胶层凸起使左半部与右半部紧密结合，同时随着左半部与右半部逐渐靠近，橡胶层将球体、对接管和补偿器内壁形成的间隙填充满，此时使用螺钉通过固定扣上开设的螺钉孔将左半部与右半部固定，从而实现补偿器的快速组装与密封，由于橡胶材料具有良好的延展性，橡胶层将空隙完全填满使装置的密封性得到了保障，而橡胶层的存在还可以在一定程度上保护装置不受腐蚀，同时补偿器结构上相对较简单，组装更加简单、迅捷，可以在补偿器发生故障时实现快速更换与安装，避免紧急情况造成更大损失，同时通过对接管与球体的相对连接，可以有效避免补偿器发生侧向位移损坏管道，同时还可以保障补偿器的正常使用。

优选的，所述对接管靠近右半部一端管壁外表面开设有环形凹槽；所述环形凹槽内固连有密封层；所述密封层弹性橡胶材料制成且密封层内部开设有第二空腔；所述第二空腔与第一空腔通过对接管管壁开设的导槽连通；工作时，在左半部与右半部进行合拢时，橡胶层受到挤压，第一空腔内气体迫使橡胶层发生形变，而与第一空腔连通的第二空腔同样迫使密封层发生形变，沿着环形凹槽向外膨胀，使对接管与球体连接口密封，同时当补偿器内流体流动时，膨胀的密封层不仅可以使流体不会外泄同时还可以缓冲球体内压力，避免压力过大损伤球体内壁，同时密封层的存在还可以避免球体开口与对接管外壁磨损扩大接口缝隙，使补偿器密封性能下降。

优选的，所述球体内壁上下两侧开设有滑槽；所述滑槽“T”形设计且滑槽内通过“T”形导杆滑动连接有压力环；所述压力环由橡胶块与金属板交替拼接而成；初始状态下压力环套接在对接管上；所述球体内壁位于压力环左侧固连有挤压囊；所述挤压囊环形设计；所述挤压囊弹性橡胶材料制成且内部充有气体；工作时，当球体内压力过大时，压强迫使压力环向左移动，压力环金属板与橡胶块交替拼接的设计可以使压力环在移动的同时缓缓收缩，使压力环内径紧贴对接管外壁，当压力环移动时挤压挤压囊，挤压囊变形填充球体与对接管间隙，当球体内压强较大时挤压环与挤压囊均可以缩小体型，增大球体内空间，可以起到缓解球体内压强，减轻流体对对接管管壁、球体壁的压力，保护对接管、球体的作用，同时挤压囊填充球体与对接管的间隙可以进一步加强补偿器的密封作用，使装置密封性能更加优越。

优选的，所述对接管内壁固连有均匀布置的测试条且初始状态下测试条均向右倾斜设置；所述测试条上固定安装有压力感应器和温度感应器；所述测试条橡胶材料制成；所述左半部外壁固定安装有电子显示屏；所述压力感应器和温度感应器与外部电子显示屏电连接；所述电子显示屏上显示的压力与温度数据均为多个压力感应器与温度感应器的平均值；工作时，流体于管道内流动时，温度与压强均会发生变化，而补偿器内的变化尤为明显；流体在流经对接管时，对接管内壁固连的测试条受到冲击，固定安装于测试条上的压力感应器与温度感应器对对接管内压力与温度进行测量，通过电连接将实时压强与温度反馈到外界电子显示屏上，在管道安装的初期，可以使施工人员更清楚明了的估算补偿器的承受范围，使管道的安装更加合理，避免后期管道内流体流速过快、压强过大损坏装置，降低管道与补偿器的使用寿命；同时当管道内发生堵塞时，工作人员可根据补偿器内压强的变化快速确定堵塞位置，避免工作人员一一排查损耗大量时间，减轻了工作人员的工作量的同时还加快了维修速度，避免造成更大损失。

优选的，所述测试条左侧固连有缓冲层；所述缓冲层紧挨测试条设计；所述缓冲层弹性橡胶材料制成且缓冲层内部开有第三空腔；所述第三空腔与第一空腔、第二空腔均通过导槽导通；工作时，流体冲击测试条，由于测试条橡胶材质制成，测试条顺着流体流动方向弯曲，撞击在缓冲层上，缓冲层橡胶材质可以有效缓冲撞击力，避免流体流速过快，测试条快速撞击在对接管管壁上损坏测试条上的压力感应器与温度感应器，同时缓冲层的存在可以在一定程度上减慢流体流速，避免流体流速过快造成球体内压力过大，同时当对接管内压强过大时，流体挤压缓冲层，第三空腔内气体通过导槽进入第一空腔与第二空腔，使密封层与橡胶层与管壁的结合更加紧密，从而提高装置的密封性。

优选的，所述补偿器左半部外壁开设有充气孔；所述充气孔连通第一空腔且充气孔可通过外接气泵对第一空腔充气；所述充气孔开口处安装有密封塞；工作时，当补偿装置内压力过大，导致内部密封装置无法完全密封时，将密封塞打开，使用外接气泵通过充气孔向第一空腔内充气，使第一空腔内气压增大同时通过导槽使第二空腔、第三空腔内气压同样增大，暂时性提高装置密封能力，避免装置内压力过大流体发生泄露，同时充气孔的存在还可以在更换老旧装置时放出补偿器内气体，使拆卸工作更加方便。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种补偿器，通过左半部与右半部的设计，安装补偿器时仅需通过补偿器外壁的固定扣，使用螺钉进行固定，便可以实现快速安装，同时在更换老旧装置时，通过管壁开设的充气孔可以放出补偿装置内气体，使装置更方便拆卸。

2.本发明所述的一种补偿器，通过设置橡胶层、密封层、缓冲层以及挤压囊包裹装置，利用橡胶材质本身具备的良好的延展性能实现了多层密封构造，在保障了装置密封效果的同时还可以通过调节第一空腔、第二空腔和第三空腔内气压来减轻装置内流体压强，使装置抗压能力更加完善。

3.本发明所述的一种补偿器，通过设置压力感应器、温度感应器以及装置外壁固连的电子显示屏将管道内实时压力与温度清晰地展现出来，可以在管道安装初期使施工人员更加清楚明了得知补偿器内压力与温度的承受范围，避免超过补偿器承受能力造成流体泄露造成更大的损失。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的剖视图；

图3是图2中A处局部放大图；

图4是图2中B处局部放大图；

图中：左半部1、右半部2、固定扣3、球体4、对接管5、橡胶层11、第一空腔12、环形凹槽51、密封层52、第二空腔53、滑槽41、压力环42、橡胶块421、金属板422、挤压囊43、测试条6、压力感应器61、温度感应器62、电子显示屏63、缓冲层7、第三空腔8、充气孔9、密封塞91。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，一种补偿器，包括左半部1和右半部2；所述左半部1与右半部2均为半球形中空设计且左半部1与右半部2半球形可组合成球形；所述右半部2安装有球体4；所述球体4左侧开口、右侧固连管道且管道穿出右半部2固连法兰盘设计；所述左半部1最左端固连有法兰盘；所述左半部1半球形内壁固连有对接管5；所述对接管5可***球体4左侧开口且对接管5外径与球体4左侧开口直径相等；所述左半部1与右半部2外壁靠近开口面均固连有均匀布置的固定扣3且固定扣3上均开有螺钉孔；所述左半部1与右半部2的固定扣3一一对应；所述左半部1内壁固连有橡胶层11且橡胶层11突出左半部1；所述橡胶层11环形设计；所述橡胶层11内部开设有第一空腔12；所述橡胶层11弹性橡胶材料制成；

工作时，球体4***右半部2，再将左半部1与右半部2进行合拢；在合拢过程中橡胶层11突出部分***右半部2，球体4外壁挤压橡胶层11，由于橡胶层11内部空腔充有气体，橡胶层11变形，左半部1与右半部2交界处橡胶层11凸起使左半部1与右半部2紧密结合，同时随着左半部1与右半部2逐渐靠近，橡胶层11将球体4、对接管5和补偿装置外壁形成的间隙填充满，此时使用螺钉通过固定扣3上开设的螺钉孔将左半部1与右半部2固定，从而实现补偿器的快速组装与密封，由于橡胶材料具有良好的延展性，橡胶层11将空隙完全填满使装置的密封性得到了保障，而橡胶层11的存在还可以在一定程度上保护装置不受腐蚀，同时补偿器结构上相对较简单，组装更加简单、迅捷，可以在补偿器发生故障时实现快速更换与安装，避免紧急情况造成更大损失，同时通过对接管5与球体4的相对连接，可以有效避免补偿器发生侧向位移损坏管道，同时还可以保障补偿器的正常使用。

作为本发明的一种实施方式，所述对接管5靠近右半部2一端管壁外表面开设有环形凹槽51；所述环形凹槽51内固连有密封层52；所述密封层52弹性橡胶材料制成且密封层52内部开设有第二空腔53；所述第二空腔53与第一空腔12通过对接管5管壁开设的导槽连通；工作时，在左半部1与右半部2进行合拢时，橡胶层11受到挤压，第一空腔12内气体迫使橡胶层11发生形变，而与第一空腔12连通的第二空腔53同样迫使密封层52发生形变，沿着环形凹槽51向外膨胀，使对接管5与球体4连接口密封，同时当补偿器内流体流动时，膨胀的密封层52不仅可以使流体不会外泄同时还可以缓冲球体4内压力，避免压力过大损伤球体4内壁，同时密封层52的存在还可以避免球体4开口与对接管5外壁磨损扩大接口缝隙，使装置密封性能下降。

作为本发明的一种实施方式，所述球体4内壁上下两侧开设有滑槽41；所述滑槽41“T”形设计且滑槽41内通过“T”形导杆滑动连接有压力环42；所述压力环42由橡胶块421与金属板422交替拼接而成；初始状态下压力环42套接在对接管5上；所述球体4内壁位于压力环42左侧固连有挤压囊43；所述挤压囊43环形设计；所述挤压囊43弹性橡胶材料制成且内部充有气体；工作时，当球体4内压力过大时，压强迫使压力环42向左移动，压力环42金属板422与橡胶块421交替拼接的设计可以使压力环42在移动的同时缓缓收缩，使压力环42内径紧贴对接管5外壁，当压力环42移动时挤压挤压囊43，挤压囊43变形填充球体4与对接管5间隙，当球体4内压强较大时挤压环与挤压囊43均可以缩小体型，增大球体4内空间，可以起到缓解球体4内压强，减轻流体对对接管5管壁、球体4壁的压力，保护对接管5、球体4的作用，同时挤压囊43填充球体4与对接管5的间隙可以进一步加强补偿器的密封作用，使补偿器密封性能更加优越。

作为本发明的一种实施方式，所述对接管5内壁固连有均匀布置的测试条6且初始状态下测试条6均向右倾斜设置；所述测试条6上固定安装有压力感应器61和温度感应器62；所述测试条6橡胶材料制成；所述左半部1外壁固定安装有电子显示屏63；所述压力感应器61和温度感应器62与外部电子显示屏63电连接；所述电子显示屏63上显示的压力与温度数据均为多个压力感应器61与温度感应器62的平均值；工作时，流体于管道内流动时，温度与压强均会发生变化，而补偿器内的变化尤为明显；流体在流经对接管5时，对接管5内壁固连的测试条6受到冲击，固定安装于测试条6上的压力感应器61与温度感应器62对对接管5内压力与温度进行测量，通过电连接将实时压强与温度反馈到外界电子显示屏63上，在管道安装的初期，可以使施工人员更清楚明了的估算补偿器的承受范围，使管道的安装更加合理，避免后期管道内流体流速过快、压强过大损坏装置，降低管道与补偿器的使用寿命；同时当管道内发生堵塞时，工作人员可根据补偿器内压强的变化快速确定堵塞位置，避免工作人员一一排查损耗大量时间，减轻了工作人员的工作量的同时还加快了维修速度，避免造成更大损失。

作为本发明的一种实施方式，所述测试条6左侧固连有缓冲层7；所述缓冲层7紧挨测试条6设计；所述缓冲层7弹性橡胶材料制成且缓冲层7内部开有第三空腔8；所述第三空腔8与第一空腔12、第二空腔53均通过导槽导通；工作时，流体冲击测试条6，由于测试条6橡胶材料制成，测试条6顺着流体流动方向弯曲，撞击在缓冲层7上，缓冲层7橡胶材质可以有效缓冲撞击力，避免流体流速过快，测试条6快速撞击在对接管5管壁上损坏测试条6上的压力感应器61与温度感应器62，同时缓冲层7的存在可以在一定程度上减慢流体流速，避免流体流速过快造成球体4内压力过大，同时当对接管5内压强过大时，流体挤压缓冲层7，第三空腔8内气体通过导槽进入第一空腔12与第二空腔53，使密封层52与橡胶层11与管壁的结合更加紧密，从而提高补偿器的密封性。

作为本发明的一种实施方式，所述补偿器左半部1外壁开设有充气孔9；所述充气孔9连通第一空腔12且充气孔9可通过外接气泵对第一空腔12充气；所述充气孔9开口处安装有密封塞91；工作时，当补偿装置内压力过大，导致内部密封装置无法完全密封时，将密封塞91打开，使用外接气泵通过充气孔9向第一空腔12内充气，使第一空腔12内气压增大同时通过导槽使第二空腔53、第三空腔8内气压同样增大，暂时性提高装置密封能力，避免装置内压力过大流体发生泄露，同时充气孔9的存在还可以在更换老旧装置时放出补偿器内气体，使拆卸工作更加方便。

具体工作流程如下：

工作时，球体4***右半部2，再将左半部1与右半部2进行合拢；在合拢过程中橡胶层11突出部分***右半部2，球体4外壁挤压橡胶层11，由于橡胶层11内部空腔充有气体，橡胶层11变形，左半部1与右半部2交界处橡胶层11凸起使左半部1与右半部2紧密结合，同时随着左半部1与右半部2逐渐靠近，橡胶层11将球体4、对接管5和补偿装置外壁形成的间隙填充满，同时橡胶层11受到挤压时第一空腔12内气体通过导槽进入第二空腔53和第三空腔8，使密封层52与缓冲层7膨胀，此时使用螺钉通过固定扣3上开设的螺钉孔将左半部1与右半部2固定，通过左右两侧的法兰盘将补偿器固连到管道上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。