本實用新型涉及高爐熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種彎曲補償器以及具有該彎曲補償器的熱風(fēng)管道。

背景技術(shù)：

高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，也是應(yīng)用最廣泛的煉鐵工藝，高爐生產(chǎn)過程中從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)，從爐子下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣。在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升過程中將礦石中的鐵氧化物還原得到鐵水。高爐冶煉需要溫度足夠高的熱風(fēng)，在高爐冶煉過程中熱風(fēng)爐把鼓風(fēng)加熱到要求的溫度并鼓入高爐內(nèi)部，可以顯著提高高爐的效益和效率。熱風(fēng)爐在將1100-1250℃的高溫?zé)犸L(fēng)鼓入高爐的過程中需要專門的熱風(fēng)管道進行輸送，且一個高爐一般配備3-4個熱風(fēng)爐組，多個熱風(fēng)爐在為高爐供風(fēng)的過程中就構(gòu)成了復(fù)雜的高溫、高壓熱風(fēng)管道系統(tǒng)。

熱風(fēng)總管一端與熱風(fēng)爐組多個熱風(fēng)支管垂直水平連接，另一端與熱風(fēng)圍管水平連接，特別是頂燃式熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口位置較高，導(dǎo)致熱風(fēng)支管位置比熱風(fēng)圍管高5-8米，使得熱風(fēng)總管與熱風(fēng)圍管不在同一水平面上，整個熱風(fēng)管系的熱膨脹補償和限位裝置設(shè)置比較復(fù)雜。熱風(fēng)管道中的熱風(fēng)壓力一般為0.30-0.45Mpa，并在盲板或彎頭處會產(chǎn)生巨大的盲板力，熱風(fēng)管道和熱風(fēng)爐在受熱的過程中也會膨脹，盲板力和內(nèi)熱膨脹位移作用于熱風(fēng)管道。為了消除上述影響，既要設(shè)置耐軸向拉伸補償器來消除熱風(fēng)爐、熱風(fēng)支管和熱風(fēng)總管等熱膨脹位移，同時還要設(shè)置限位裝置來克服和限制送風(fēng)過程中熱風(fēng)管道盲端力產(chǎn)生的位移?，F(xiàn)有的熱風(fēng)管道系統(tǒng)難以有效的消除熱風(fēng)爐工作過程中的膨脹位移與盲端力產(chǎn)生的位移，極易造成熱風(fēng)管道三種損壞：1)熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口耐材損壞，2)熱風(fēng)支管與熱風(fēng)總管銜接的三叉管上部耐材損壞，3)熱風(fēng)總管銜接的豎管耐材損壞，并最終導(dǎo)致風(fēng)管道上述部位管殼發(fā)紅、裂開，嚴(yán)重影響高爐安全生產(chǎn)。由于熱風(fēng)主管的位置較高、不易維護，在高風(fēng)溫的工況下，熱風(fēng)管道的穩(wěn)定性己經(jīng)成為一個重要的技術(shù)課題。為了消除上述問題，往往需要在上述管道上安裝補償器以補償熱風(fēng)管道的膨脹位移。

經(jīng)檢索，已經(jīng)有相關(guān)的技術(shù)方案公開。例如發(fā)明創(chuàng)造的名稱為：分瓣式波紋管補償器(專利號：ZL2010207013071，申請日：2010-12-31)，其包括波紋管、連接在波紋管兩端的端接管、設(shè)置在流體最先通過的端接管的內(nèi)表面上的墊圈板以及設(shè)置在端接管和波紋管內(nèi)部并與墊圈板的一端接觸的導(dǎo)流管，其中，所述波紋管、端接管、墊圈板和導(dǎo)流管均由數(shù)量相等且在分瓣式波紋補償器的橫截面中均勻地分布的至少兩個單瓣組成，流體流向與所述橫截面垂直。此外，雙向?qū)Я鲝?fù)試補償器(專利申請?zhí)枺?016101126073，申請日：2016-02-29)，其包括端接管、波紋管、左導(dǎo)流管、右導(dǎo)流管、中間接管，中間接管與兩端端接管之間通過波紋管連接，構(gòu)成復(fù)式波紋管補償器結(jié)構(gòu)；波紋管內(nèi)設(shè)有軸向覆蓋波紋管的左導(dǎo)流管和右導(dǎo)流管；上述的技術(shù)方案雖然都對補償器進行了技術(shù)上的改進，但是上述的補償器往往僅僅能實現(xiàn)拉伸或者壓縮功能，其補充功能有限，難以有效的補償熱風(fēng)管道的不同形式的膨脹位移；此問題繼續(xù)改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.實用新型要解決的技術(shù)問題

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中熱風(fēng)管道補償器難以有效的補償熱風(fēng)管道的不同形式的膨脹位移的問題，提供一種彎曲補償器以及具有該彎曲補償器的熱風(fēng)管道；提供的一種彎曲補償器實現(xiàn)了對熱風(fēng)管道的彎曲補償；提供的一種安裝有彎曲補償器的熱風(fēng)管道有效地克服了盲板力和內(nèi)熱膨脹位移對熱風(fēng)管道系統(tǒng)的破壞作用，從而提高了使用壽命。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為：

本實用新型的一種彎曲補償器，包括外管、定位板I、定位板Ⅱ、伸縮桿、導(dǎo)流管Ⅰ和導(dǎo)流管Ⅱ；所述的導(dǎo)流管Ⅰ和導(dǎo)流管Ⅱ設(shè)置在外管內(nèi)，該外管上固定設(shè)置有定位板I和定位板Ⅱ，定位板I和定位板Ⅱ之間的外管上設(shè)置有波紋管，所述的定位板I和定位板Ⅱ之間通過伸縮桿相連接；伸縮桿的兩端通過定位螺母分別與定位板I、定位板Ⅱ固定。

優(yōu)選地，所述的定位板I和定位板Ⅱ的兩端分別設(shè)置有凹球面墊圈，定位螺母與凹球面墊圈之間設(shè)置有凸球面墊圈。

優(yōu)選地，所述的導(dǎo)流管Ⅰ遠(yuǎn)離導(dǎo)流管Ⅱ的一端端部設(shè)置有滑動擋圈，該滑動擋圈與外管內(nèi)壁滑動配合，所述的導(dǎo)流管Ⅱ遠(yuǎn)離導(dǎo)流管Ⅰ的一端端部設(shè)置有固定擋圈，固定擋圈與外管內(nèi)壁相固連。

優(yōu)選地，所述的定位螺母設(shè)置為2個。

本實用新型的一種安裝有彎曲補償器的熱風(fēng)管道，包括轉(zhuǎn)向接頭、豎直支管、水平支管和支管定位座，所述的豎直支管、水平支管固定于支管定位座上，所述的豎直支管頂部通過轉(zhuǎn)向接頭與熱風(fēng)爐相連，該豎直支管底部與水平支管相連，所述的水平支管上設(shè)置有上述的彎曲補償器。

優(yōu)選地，所述的彎曲補償器安裝于水平支管與豎直支管的連接處。

優(yōu)選地，所述的水平支管上設(shè)置有熱風(fēng)閥。

3.有益效果

采用本實用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本實用新型的一種彎曲補償器，定位螺母與定位板之間依次設(shè)置有凹球面墊圈和凸球面墊圈，凸球面墊圈與凹球面墊圈相配合，且凸形球面的球面半徑小于凹形球面的球面半徑，凸形球面與凹形球面相配合，使得彎曲補償器在受到擠壓力時發(fā)生彎曲，從而消除管道的膨脹位移，從而防止熱風(fēng)管道損壞；

(2)本實用新型的一種安裝有彎曲補償器的熱風(fēng)管道，將彎曲補償器設(shè)置于熱風(fēng)管道的連接處時，當(dāng)豎直支管頂部發(fā)生遠(yuǎn)離熱風(fēng)爐的微量偏移時，上部的伸縮桿受力壓縮，下部的伸縮桿受力拉伸，凸球面墊圈與凹球面墊圈的上沿受到壓縮力的作用逐漸靠近，直至凸球面墊圈與凹球面墊圈相貼合；凸球面墊圈與凹球面墊圈的下沿受拉伸力的作用逐漸遠(yuǎn)離，使得彎曲補償器發(fā)生微量的弧形彎曲，并配合著豎直支管發(fā)生微量偏移，補償豎直支管發(fā)生微量偏移，有效地防止轉(zhuǎn)向接頭受熱膨脹變形而造成的損壞。

附圖說明

圖1為本實用新型的彎曲補償器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的水平支管單元與豎直支管單元的連接示意圖。

附圖中的標(biāo)號說明：

110、熱風(fēng)爐；121、轉(zhuǎn)向接頭；122、豎直支管；131、水平支管；132、熱風(fēng)閥；140、支管定位座；

210、彎曲補償器；

310、定位螺母；

411、定位板I；412、定位板Ⅱ；421、凹球面墊圈；422、凸球面墊圈；430、伸縮桿；441、導(dǎo)流管Ⅰ；442、導(dǎo)流管Ⅱ；

510、波紋管；521、滑動擋圈；522、固定擋圈。

具體實施方式

下文對本實用新型的示例性實施例的詳細(xì)描述參考了附圖，該附圖形成描述的一部分，在該附圖中作為示例示出了本實用新型可實施的示例性實施例。盡管這些示例性實施例被充分詳細(xì)地描述以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍緦嵱眯滦?，但?yīng)當(dāng)理解可實現(xiàn)其他實施例且可在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下對本實用新型作各種改變。因此，下文對本實用新型的實施例的更詳細(xì)的描述并不用于限制所要求的本實用新型的范圍，而僅僅為了進行舉例說明且不限制對本實用新型的特點和特征的描述，以提出執(zhí)行本實用新型的最佳方式，并足以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍緦嵱眯滦?。從而，本實用新型的范圍僅由所附權(quán)利要求來限定。

下文對本實用新型的詳細(xì)描述和示例實施例可結(jié)合附圖來更好地理解，其中本實用新型的元件和特征由附圖標(biāo)記標(biāo)識。

實施例1

如圖1-2所示，本實用新型的一種安裝有彎曲補償器的熱風(fēng)管道，包括轉(zhuǎn)向接頭121、豎直支管122、水平支管131和支管定位座140，所述的豎直支管122、水平支管131固定于支管定位座140上，所述的豎直支管122頂部通過轉(zhuǎn)向接頭121與熱風(fēng)爐110相連，該豎直支管122底部與水平支管131相連，所述的水平支管131上設(shè)置有彎曲補償器210，該彎曲補償器210安裝于水平支管131與豎直支管122的連接處，即彎曲補償器210安裝于水平支管131的末端與豎直支管122連接的部位；且水平支管131上設(shè)置有熱風(fēng)閥132，熱風(fēng)閥132用于控制熱風(fēng)管道的開啟或關(guān)閉。

本實施例的一種彎曲補償器包括外管、定位板I 411、定位板Ⅱ 412、伸縮桿430、導(dǎo)流管Ⅰ 441和導(dǎo)流管Ⅱ 442；所述的外管內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流管Ⅰ 441和導(dǎo)流管Ⅱ 442，該外管上固定設(shè)置有定位板I 411和定位板Ⅱ 412，所述的定位板I 411和定位板Ⅱ 412對應(yīng)設(shè)置，定位板I 411和定位板Ⅱ 412之間的外管上設(shè)置有波紋管510，該波紋管510設(shè)置為2個，且兩個波紋管510關(guān)于對稱軸I 211對稱設(shè)置，由于波紋管510關(guān)于中心對稱設(shè)置使得彎曲補償器210在發(fā)生彎曲的過程中時，彎曲狀態(tài)也關(guān)于對稱軸I 211呈軸對稱狀態(tài)。

本實施例的定位板I 411和定位板Ⅱ 412之間通過伸縮桿430相連接，其中伸縮桿430具有伸縮功能；伸縮桿430的兩端通過定位螺母310固定在定位板I411和定位板Ⅱ412上。定位板I 411和定位板Ⅱ 412的兩端分別設(shè)置有凹球面墊圈421，定位螺母310與凹球面墊圈421之間設(shè)置有凸球面墊圈422；所述的凹球面墊圈421球面半徑大于凸球面墊圈422的球面半徑。定位板I 411的遠(yuǎn)離波紋管510的一側(cè)設(shè)置有定位螺母310，該定位螺母310設(shè)置為2個，定位螺母310與定位板I 411之間依次設(shè)置有凹球面墊圈421和凸球面墊圈422，所述的凸球面墊圈422與凹球面墊圈421相配合；其中凹球面墊圈421是一側(cè)設(shè)置有凹形球面的墊圈，其一側(cè)為凹面?zhèn)?，該凹面?zhèn)壬显O(shè)置有凹形球面；所述的凹球面墊圈421與凹面?zhèn)认啾畴x的一側(cè)為平面?zhèn)?，凹球面墊圈421的平面?zhèn)扰c定位板I 411相貼合；上述凸球面墊圈422與凹面?zhèn)认嗯浜系囊粋?cè)為凸球面墊圈422的凸面?zhèn)龋姑鎮(zhèn)壬显O(shè)置有凸形球面，且凸形球面的球面半徑小于凹形球面的球面半徑，凸形球面與凹形球面相配合，使得彎曲補償器210在受到擠壓力時發(fā)生彎曲，從而消除管道的膨脹位移；所述的凸球面墊圈422靠近定位螺母310的一側(cè)為平面?zhèn)?，凸球面墊圈422的平面?zhèn)扰c定位螺母310相貼合，平面?zhèn)仍O(shè)置為平面與定位螺母310相貼合，有利于防止定位螺母310發(fā)生松動，從而使得定位螺母310的限位更牢固。

上述的導(dǎo)流管Ⅰ 441和導(dǎo)流管Ⅱ 442對稱設(shè)置，且導(dǎo)流管Ⅰ 441和導(dǎo)流管Ⅱ 442之間設(shè)置有間隙，有利于導(dǎo)流管Ⅰ 441和導(dǎo)流管Ⅱ 442發(fā)生彎曲。導(dǎo)流管Ⅰ 441遠(yuǎn)離導(dǎo)流管Ⅱ 442的一端端部設(shè)置有滑動擋圈521，滑動擋圈521設(shè)置于固定靠近熱風(fēng)爐110的一側(cè)，即滑動擋圈521設(shè)置于熱風(fēng)爐110供風(fēng)的一側(cè)，該滑動擋圈521與外管內(nèi)壁滑動配合，所述的導(dǎo)流管Ⅱ 442遠(yuǎn)離導(dǎo)流管Ⅰ 441的一端端部設(shè)置有固定擋圈522，固定擋圈522與外管內(nèi)壁相固連。在定位板I 411受到擠壓力擠壓時，當(dāng)導(dǎo)流管Ⅰ 441和導(dǎo)流管Ⅱ 442受擠壓力向上彎曲時(其中向上的位置關(guān)系為圖1中的位置關(guān)系)，此時上部的伸縮桿430受力拉伸，下部的伸縮桿430受力壓縮，凸球面墊圈422與凹球面墊圈421的下沿受到壓縮力的作用逐漸靠近，直至凸球面墊圈422與凹球面墊圈421相貼合；凸球面墊圈422與凹球面墊圈421的上沿受拉伸力的作用逐漸遠(yuǎn)離，從而使得彎曲補償器210發(fā)生弧形彎曲，凸球面墊圈422與凹球面墊圈421的相互配合有利于彎曲補償器210發(fā)生彎曲，并消除管道的膨脹位移。

此外，頂燃式熱風(fēng)爐110在受熱后易發(fā)生受熱膨脹而“長高”，此時就易造成熱風(fēng)爐110與豎直支管122的連接處發(fā)生相對位移，相對位移使得豎直支管122與水平支管131的連接的轉(zhuǎn)向接頭121處產(chǎn)生較大的應(yīng)力而損；現(xiàn)有的技術(shù)人員，為了消除管道內(nèi)的膨脹位移，通常是將各種補償器設(shè)置于管道的中部。經(jīng)檢索，已有相關(guān)的技術(shù)人員關(guān)注了該技術(shù)問題，并申請了專利：一種頂燃式熱風(fēng)爐的帶混風(fēng)管的垂直式熱風(fēng)支管結(jié)構(gòu)(專利號：ZL201520538216.3，授權(quán)公告日：2015-12-30，專利權(quán)人：王長春)，其在在熱風(fēng)支管垂直段安裝有軸向補償器，從而在一定程度上消除了熱風(fēng)爐110膨脹“長高”對豎直支管122使用壽命的影響。但是，進一步的研究發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)雖然在一定程度上提高了使用壽命，但是仍然易造成豎直支管122損壞，該技術(shù)難題一直困擾著技術(shù)人員，技術(shù)人員百思不得其解。

通過長時間的研究發(fā)現(xiàn)，豎直支管122的上部通過轉(zhuǎn)向接頭121與熱風(fēng)爐110相連，在通熱風(fēng)的過程中轉(zhuǎn)向接頭121同樣會發(fā)生受熱膨脹，由于轉(zhuǎn)向接頭121為彎曲狀態(tài)，其受熱膨脹時的延長位移比較復(fù)雜，不僅會產(chǎn)生沿著豎直方向變形，而且會產(chǎn)生沿著水平方向的變形，而豎直支管122底部固定于支管定位座140上，這就造成豎直支管122頂部與熱風(fēng)爐110的距離和底部與熱風(fēng)爐110的距離產(chǎn)生不同，使得豎直支管122相對于豎直方向產(chǎn)生一定的角度偏移，即豎直支管122頂部發(fā)生遠(yuǎn)離熱風(fēng)爐110的微量偏移；此外，豎直支管122底端的端部在受熱的過程中，同樣會發(fā)生受熱膨脹而產(chǎn)生微量的位移；上述的各種熱變形的變形方向相互交錯，雖然熱變形的相對位移很小，但是足以在豎直支管122和水平支管131連接處產(chǎn)生應(yīng)力而造成熱風(fēng)管道損壞；上述的專利申請(一種頂燃式熱風(fēng)爐的帶混風(fēng)管的垂直式熱風(fēng)支管結(jié)構(gòu)，ZL201520538216.3)雖然在一定程度上消除了豎直上的相對位移，卻難以有效的消除該問題。

因此本實用新型創(chuàng)造性的提出在水平支管131靠近豎直支管122的連接端端部設(shè)置彎曲補償器210，當(dāng)豎直支管122頂部發(fā)生遠(yuǎn)離熱風(fēng)爐110的微量偏移時，(如圖1所示)上部的伸縮桿430受力壓縮，下部的伸縮桿430受力拉伸，凸球面墊圈422與凹球面墊圈421的上沿受到壓縮力的作用逐漸靠近，直至凸球面墊圈422與凹球面墊圈421相貼合；凸球面墊圈422與凹球面墊圈421的下沿受拉伸力的作用逐漸遠(yuǎn)離，使得彎曲補償器210發(fā)生微量的弧形彎曲，并配合著豎直支管122發(fā)生微量偏移，從而補償豎直支管122發(fā)生微量偏移，有效地防止轉(zhuǎn)向接頭121受熱膨脹變形而造成的損壞。此外，彎曲補償器210向上偏移有利于消除豎直支管122底部與支管定位座140處的膨脹位移，從而有效的消除該連接處的膨脹損壞。

更具體地，盡管在此已經(jīng)描述了本實用新型的示例性實施例，但是本實用新型并不局限于這些實施例，而是包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)前面的詳細(xì)描述可認(rèn)識到的經(jīng)過修改、省略、(例如各個實施例之間的)組合、適應(yīng)性改變和/或替換的任何和全部實施例。權(quán)利要求中的限定可根據(jù)權(quán)利要求中使用的語言而進行廣泛的解釋，且不限于在前述詳細(xì)描述中或在實施該申請期間描述的示例，這些示例應(yīng)被認(rèn)為是非排他性的。例如，在本實用新型中，術(shù)語“優(yōu)選地”不是排他性的，這里它的意思是“優(yōu)選地，但是并不限于”。在任何方法或過程權(quán)利要求中列舉的任何步驟可以以任何順序執(zhí)行并且不限于權(quán)利要求中提出的順序。因此，本實用新型的范圍應(yīng)當(dāng)僅由所附權(quán)利要求及其合法等同物來確定，而不是由上文給出的說明和示例來確定。