套筒补偿器的发展 

摘要：本文从结构、密封、摩擦力三个方面综速了套筒补偿嚣的发展，分析了工作厦密封原理和已选到的性也水平。

关键词：套筒补偿嚣结构密封摩擦力

套筒补偿器是最古老的管道用补偿器，由于它补偿量大，阻力小，成本低，筒体寿命长，上世纪七十年代前一直得到广泛应用，但它密封处易泄漏，需检修。在八十年代波纹管补偿器应用于管道补偿后，逐渐占领了较大市场，但在应用中由于材料、水质和安装等因素出现了短期使用破裂问题，加之成本高，人们又关注套筒补偿器的使用，与此同时九十年代初，套筒补偿器为克服密封缺陷和消除介质压力产生的轴向力，又相继出现了弹性套筒补  偿器和“ 无推力” 补偿器以及用“ 油” 密封等结构和新密封材料。不仅促进了套筒补偿器的使用，而且“ 无推力” 的结构也让波纹管补偿器得到发展，从专利查寻中可知，我国在套筒补  偿器上处于领先。生产套筒补偿器的企业很多，河南省就约有20个，为规范套筒补偿器的  发展和应用，提高产品质量，我国建设部1994年发布了城市供热用焊制套筒补偿器行业标  准。下面对套筒补偿器结构、密封和摩擦力问题作一概述。
 1套简补偿器的型式进展

套简补偿器的型式进展是与密封材料、补偿器性能进展密切相关的。

1．1从结构上分类

(1)普通型：见(动力设施国家标准) R408( 图1) ，上世纪六十年代前就采用此结构。这是套筒补偿器的基本型式，以后很多型式都是改变密封材料后在这种型式上发展起来的。

 (2)双向补偿：在普通型的外套管两个方向上均有伸缩芯管，补偿量为普通型的两倍，并且用于双向补偿，减少了采圈l 普通套筒补偿器用两个普通型的长度尺寸和成本(图2)。

  (3)消除介质压力对固定支座轴向力的套管补偿器：为与普通补偿器相曲别，这类补偿器常在“ 套管” 前冠以“ 平衡式” “ 压力平衡式” “ 无推力” 等定词，开封柳园热能设备有限公司首创了这类型式。其结构形式从消除介质轴向力的原理上分为旁通式( 简称I型) 和活塞平衡式( 简称Ⅱ型) 及平衡转角式( 简称Ⅲ型) 三种( 专利号：91100367．3、92200440．4、98235639．0)。

     I型结构如图3所示，从图上可知管道的热伸长是通过甲管在套筒中移动实现补偿的，介质流动不是直接由甲管流入乙管，而是经过旁通管实现的。这样在一个补偿器中就有了一对甲乙封头，介质压力产生的水平推力F1、F2在补偿器内实现了平衡。这一结构还可以                                                           

看成是方形补偿器的形式，管道伸缩是采用套筒式的结构。Ⅱ型结构称为活塞自动平衡型补偿器，如图4所示。   

 在芯管外安装了一个环形活塞，并使活塞的总面积等于芯         管的截面积，这是实现自动平衡的技术核心。此结构的受力圉2双向补偿器分析如下：假定在一段管道上

图1

      田3压力平衡式I量结构田4压力平街式Ⅱ型结构1一主管道；2一套筒；1一，l =形活塞(与芯管戚一体)；3一密封填辩；4一旁通臂2一拉杆(套筒与活塞外璧相连)；3一连通孔

安装了Ⅱ型补偿器，F1、F2为介质压力产生的轴向推力，其方向相反，大小相等，这两个力分别作用在套筒的左右连接管道上，若不能平衡，就应分别由左右段管道上的固定支架承受。现在采用附加活塞体，活塞体内的介质通过连通孔3与管道相连，介质压力同样作用在环形活塞l 上，话塞的面积等于管道的截面积，则F’1=F1，F’。通过活塞拉杆与左面套筒相连接，F’ 2、F’ 1是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反。于是F’ 2=F1、F2=F’ 。。这样两对作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上，使介质压力产生的轴向力得到了平衡。

以上两种结构在管道试压时，再也不会出现自动拉开的问题，也不会使套筒相对安装位置发生移动，便利于施工，安装。    Ⅲ型结构补偿功能是依靠芯管移动实现的，由于介质流动转向在芯管端出现盲板，因   此管段中，介质产生的轴向力在两端得到平衡，Ⅲ型结构的基本型式有两种，可以根据管路    布置选用，见图5。

 (4)一次性套筒补偿器：用于直埋管道预热膨胀后在a、b两接触面处焊死，外套管和芯管不能再作相对移动，然后填埋，所以称一次性补偿器(图6)。