它由球体及外壳组成。球体与外壳可相对折曲或旋转一定的角度(一般可达30)，以此进行补偿，两个配对成一组，如图4：球形补偿器动作原理图所示。球形补偿器的球体与外壳间的密封性能好，寿命更长，能作空间变形，补偿器能力大，适用于架空敷设上。

套管补偿器，又称填料式补偿器。有单向和双向两种，如图3：单向套臂补偿器图所示为单向套管补偿器。补偿器的芯管(又称导管)直径与连接的管道直径相同，芯管可在补偿器的套管内移动，从而起到吸收管道热量伸长量的作用。在芯管与套管之间的环形缝隙内装填料，端环使填料靠实，用压盖将填料压紧，以保证芯管移动时不出现介质渗漏。常用的填料有方形浸油石棉盘根涂石墨和耐热橡胶。

套管补偿器适用于工作压力小于或等于1.6MPa，工作温度低于300℃的管道，补偿器与管道的连接采用焊接。

套管补偿器的补偿能力大，占地小。缺点是轴向推力大，易发生介质泄漏，故需经常检修、更换填料；当管路出现横向弯曲或位移时，易造成芯管卡住，不能自由活动。故套管补偿器只可装设在直线管路上，并应安装在固定支架近旁，在活动侧管路上还要设置导向支座。

如图2：方形补偿器型图所示，(Ⅰ型B=2a；Ⅱ型B=a；Ⅲ型B=0.5a；IV型B=0；L-开口距离)为常用的方型补偿器的四种形式。它主要靠其弯管的变形来补偿管段的热伸长。方型补偿器通常用无缝钢管煨弯或机制弯头组合而成。此外，也有将钢管弯曲成“S”形或“π”的补偿器。这种用与供热直管同径的钢管构成呈弯曲形状的补偿器，也总称为弯管补偿器。

弯管补偿器的优点是制造方便；不用专门维修，因而不需要为它设置检查室；工作可靠；作用在固定支架上的轴向推力较小。其缺点是介质流动阻力大，占地多。方型补偿器在供热管道上应用很普遍。安装弯管补偿器时，经常采用冷拉(冷紧)的方法，来增加其补偿能力或减少对固定支座推力的目的。

如图1：L形、Z形补偿器图所示，利用供热管道自身的弯曲管段(如L型或Z型)来补偿管段的热伸长的补偿方式，称为自然补偿。其中(a)L型补偿器，(b)Z形补偿器。自然补偿不必特设补偿器，因此考虑管道的热补偿时，应尽量利用其自然弯曲的补偿能力。自然补偿的缺点是管道变形时会产生横向位移，而且补偿的管段不能很长。

为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置管道伸缩补偿器，简称补偿器。以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。

供热管道上采用补偿器的种类很多，主要有管道的自然补偿、方型补偿器、波纹补偿器、套筒补偿器和球形补偿器等。前三种是利用补偿器材料的变形来吸收热伸长；后两种利用管道的位移来吸收热伸长。

波纹管补偿器是利用波纹形管壁的弹性变形来吸收管道的热膨胀，故又称其为波形补偿器。波纹管补偿器的形式很多，有轴向型、铰链型、万向型等，以及单式和复式等。如图5：轴向型波纹管补偿器图所示，(1-端管；2-导流管；3-波纹管；4-限位拉杆；5-限位螺母)所示是供热管道上最常用的轴向型波纹管补偿器。这种补偿器的体积小，重量轻。占地面积和占用空间小，易于布置，安装方便。由于在波纹管内侧装有导流管，减小了流体的流动阻力，同时也避免了介质流动对波纹管壁面的冲刷．使波纹管的使用寿命延长了许多。在采用不锈钢波纹管后，补偿器的性能和寿命又提高了许多。波纹管补偿器具有良好的密封性能，与套管补偿器相比，它不需要进行维修，承压能力和工作温度都比较高。因此，在供热管道补偿器设计中经常采用。波纹管补偿器在国内已有专业生产厂，产品的最大规格为DN2400mm，最大公称压力为2.5MPa，最高使用温度可达450℃。但波纹管补偿器还存在补偿能力小的缺点，其价格也较贵，致使使用成本偏高。