膨胀节主要用于输运气体或含尘气体管道及风机出口,用来吸收位移或减震。该膨胀节具有补偿量大、刚度小,便于安装使用和寿命长等特点。矩形膨胀节应用于钢铁、电力、石油化工、水泥等行业。可根据用户要求选用不锈钢或碳钢制造u形或v形波接管,内衬筒,法兰一般选用碳钢。
由两个参数相同的波纹管,中间加一段管道连接起来膨胀节结构,称“复式膨胀节”,是热力管道常用的结构形式。复式膨胀节两端在两个同向弯矩的作用下(相当受到一组大小相同的方向相反的力偶作用),波纹管会弯曲变形,膨胀节将会发生横向位移。与波纹管纯弯曲情况不同,横向位移具有以下特点:
1)膨胀节在发生横向位移时,膨胀节中轴线也要被拉长;且膨胀节的两端垂直于轴线的两个平面始终保持平行,不得偏转。
2)膨胀节波纹管各波变形是不均匀的,距轴线中点越远,变形量越大。但要求逐波求解变形量是很繁杂的。我们关心的是波纹管的变形量,它要满足应力和单波位移量的要求,所以在当量轴向位移的计算时要做适度简化。
3)由于受到疲劳计算单波位移量的限制,膨胀节设计转角θ都不会太大。一般说来,膨胀节计算,在θ小于0.5rad(近30°)时,可近似看作小转角。实际上工程设计,θ值很少有大于20°的情况。