[发明专利]波纹管组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种波纹管组件，尤其是涉及在例如气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）的压力容器中使用的波纹管组件。

背景技术

波纹管通常用于补偿轴向长度，并广泛应用于工业领域例如压力容器、管道输送等。波纹管尤其可用于气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）。例如，在GIS的母线中采用波纹管来封闭并吸收外壳热胀冷缩造成的形变，从而保护其中容纳的电气元件，且在该波纹管中通常存在高压绝缘气体。人们明白，例如由于温度变化而产生的热胀冷缩力，会造成设备的轴向长度变化。轴向长度的变化进而可能导致壳体破裂，设备损坏。在其他领域，例如石油化工、压力容器等需要采用波纹管输送或容纳物体的领域同样存在这样的问题。因此，人们希望减小或克服这种长度变化的问题。

现有技术提供的一种方法是采用弹性构造来减缓并吸收波纹管的长度变化，例如CN101582569A和CN201680105U公开了压力平衡型伸缩节，它们希望通过固定至波纹管的轴向延伸的叠簧拉杆来吸收前述的热胀冷缩力。

现有技术提供的另一种方法是提供平衡波纹管组件，该波纹管组件在总长度变化时仍保持波纹管内体积基本不变或体积变化在一定范围内，以此来平衡前述的热胀冷缩力。

CN202183578U公开了一种用于GIS母线压力平衡的伸缩节。图1中示出该伸缩节（波纹管组件100”）的示意性视图，其包括第一、第二和第三波纹管段101、102和103，且具有相等的小直径的第一和第三波纹管段101和103分别连接至具有大直径的第二波纹管段102的轴向两端。在这些波纹管段之间和轴向端分别安装有第一法兰106、第二法兰107、第三法兰108和第四法兰109，且在第一和第三法兰之间连有刚性杆件104，在第二和第四法兰之间连有独立于刚性杆件104的另一刚性杆件105。同样地，相邻的法兰，如第一和第二法兰之间或第三和第四法兰之间的运动也是彼此独立的。由此，当波纹管组件的长度变化时，各波纹管段的长度相应改变以保持波纹管组件的内容积基本不变。例如，当第一法兰106向左运动了一距离△L，第四法兰109固定不动，波纹管组件的整体长度减小了△L，此时杆件104带动第三法兰108向左运动了△L的距离，而杆件105以及第二和第四法兰保持不动，此时第一和第三波纹管段均减小了△L的长度，而第二波纹管段则增加了△L的长度。如果要通过保持体积基本不变而均衡压力，那么由此可得第二波纹管段的直径D_大与第一和第三波纹管段的直径D_小需满足D_大≈1.44D_小。总之，在该波纹管组件中，由于第一和第二杆件的相对运动是独立的，相邻的法兰的轴向运动是独立，要保持波纹管组件内容积不变，波纹管段直径比只能选择上述比例。

类似结构还在CN201708463U、CN20229495U、CN202469348U中公开。

尽管现有技术已经提出了多种方案来平衡例如因热胀冷缩所引起的波纹管组件中的压力，但人们仍希望提供成本更低廉的波纹管组件，并且能够更灵活地选择波纹管尺寸，尤其是径向尺寸。

发明内容

本发明旨在提供一种结构简单、波纹管段少且在选择波纹管段径向尺寸时有更大自由度的波纹管组件。