鉸鏈式膨脹節由一個(gè)波紋管、兩組與端管相連的鉸鏈板及一對銷(xiāo)軸等組成的撓性裝置,鉸鏈式膨脹節一般以?xún)?、三個(gè)作為一組使用,用于吸收單平面管系中一個(gè)或多個(gè)方向的橫向位移。在這種系統中每一個(gè)膨脹節被它的鉸鏈板所制約,產(chǎn)生純角位移,然而,被管段分開(kāi)的每對鉸鏈型膨脹節互相配合可吸收橫向位移。定單個(gè)膨脹節的角位移,每對鉸鏈式膨脹節所能吸收的橫向位移與其鉸鏈銷(xiāo)軸之間的距離成正比,因此,為了便膨脹節充分發(fā)揮應用,應盡量加大這一距離。
膨脹節的鉸鏈板通常用于承受作用于膨脹節上的全部壓力推力,另外也可以用來(lái)承受管道和設備的重量、風(fēng)載等。
1)圖 6 是用雙鉸鏈系統吸收單平面“Z”形彎管的主要熱膨脹,由于壓力推力是由膨脹節上的鉸鏈板來(lái)承受的,只需在管系的兩端設置中間固定支架,由于膨脹節受鉸鏈制約只能產(chǎn)生純角位移,不能伸縮,包含有膨脹節的中間管臂的熱膨脹須由與它相垂直的管臂發(fā)生彎曲來(lái)吸收,兩個(gè)長(cháng)管臂的彎曲撓度由正確設計的導向支架和支架來(lái)控制。
(2) 如果單平面“Z”形管系的中間管臂較長(cháng)過(guò),可采用三個(gè)鉸鏈型膨脹節的系統。圖 7 表示在單平面彎管中的三鉸鏈型膨脹節系統,豎直管段的熱膨脹將由 B 和 C 兩個(gè)膨脹節的動(dòng)作來(lái)吸收,水平管段的熱膨脹由 A 和 B 兩個(gè)膨脹節來(lái)吸收,很明顯,膨脹節 B 的角位移是 A 和 C 之和。
和前面的示例一樣,在管系兩端只用中間固定支架來(lái)固定,本例中所有的熱變形全部被膨脹節所吸收,因管道的熱變形作用于固定支架的載荷非常小,如果左側的固定支架與個(gè)鉸鏈型膨脹節的間距較大,在靠近膨脹節處應設置導向支架,該支架為以承受膨脹節轉動(dòng)的力,從而減少膨脹節 C 至左側固定支架之間部分管道的彎曲,為了保持管系位于平面內,并消除可能由外載所產(chǎn)生的作用于鉸鏈的彎曲力,可以增設一個(gè)或多個(gè)導向支架,管系的支撐可以采取多種方式,對膨脹節之間的管道進(jìn)行支撐而不妨礙其自由移動(dòng)時(shí),可采取彈簧支吊架。
3)圖 8 是彎管角度不等于 90°時(shí),使用鉸鏈式膨脹節的示例。
鉸鏈型膨脹節的主要優(yōu)點(diǎn)是它的尺寸緊湊,便于安裝,而且可以使它的鉸鏈板具有很大的剛度和強度,使用它們通??梢詫嬓尾灰巹t的復雜管線(xiàn)的熱膨脹進(jìn)行補償,在這樣的管線(xiàn)上使用別種膨脹節往往行不通,由于鉸鏈結構能夠傳遞載荷,鉸鏈型膨脹節的管系施加到固定支架的作用力很小,這種系統的支撐點(diǎn)可設在不妨礙系統活動(dòng)的任何位置上,這給系統的設計帶來(lái)了很大的自由。