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套筒补偿器由芯管和外套管的相互位移实现伸缩补偿
热力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在补偿器中实现了平衡。这一结构还可以看成是方向补偿器的型式，管道伸缩是采用套筒式的结构。活塞自动平衡型补偿器，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。此结构的受力分析如下；假定在一段管道上安装了"活塞自动平衡型补偿器"，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，就应分别有左右两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活塞体1上，活塞的面积等于管道的截面积，则F1＝F1，F1通过活塞拉杆与左面套筒相连接，F2、F1是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，于是F2＝F1、F2＝F1。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，再也不会出现自东拉开的问题，也不会使套筒补偿器相对安装位置发生移动，便于施工、安装。
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