三維波紋補償器的補償原理與鉸鏈型波形膨脹節(jié)相似，要用兩個或者兩個以上的補償器組合，利用其角位移的變化才能補償位移。兩者大的不同就是：鉸鏈型波形膨脹節(jié)是靠波紋管的變形產(chǎn)生角位移的，而三維波紋補償器是靠旋轉(zhuǎn)管的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生角位移的，它需要一個力(由管道熱膨脹產(chǎn)生)和一個力臂形成一個力矩才能推動其旋轉(zhuǎn)。因此，它不能與管道線同心，而應(yīng)與其垂直，這樣才能通過設(shè)置一個力臂連接兩個三維波紋補償器。當(dāng)一端管道熱膨脹推動力臂沿一個三維波紋補償器旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一個力矩，連接力臂另一個的旋轉(zhuǎn)波紋補償器產(chǎn)生一個反力矩，一對力矩大小相等，方向相反，形成力偶，達到力的平衡。

旋轉(zhuǎn)角度越大和力臂越長，其補償量越大。對于單個三維波紋補償器來說，回轉(zhuǎn)角度是可以任意的，但由兩個三維波紋補償器與力臂、管道組成連桿機構(gòu)時，就要考慮這個機構(gòu)是否會相碰或者卡死。熱膨脹時使旋轉(zhuǎn)角度小于90度，冷收縮時才能返回原來的位置。同時，旋轉(zhuǎn)時，還要克服摩擦力，要留出足夠的裕度，一般取20~45度，三維波紋補償器具體視其布置方式和管徑大小而定，管徑小時取較大值。同時，力臂較長時產(chǎn)生的橫向位移較大，可能會使管道產(chǎn)生彎曲破壞，引起注意。

三維波紋補償器為了增加補償量，在安裝管道時，采用預(yù)變位的方法，及反方向旋轉(zhuǎn)所需角度的一半。因為三維波紋補償器沒有波形膨脹節(jié)的疲勞壽命問題，可把旋轉(zhuǎn)角度的允許值提高一倍，這樣也可以減少魔摩擦力，增強管道的穩(wěn)定性。三維波紋補償器的優(yōu)點是不產(chǎn)生內(nèi)壓推力，沒有波紋管的剛度要求，可用較厚的厚度，特別適用于高壓力和大補償量的補償器。

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