CN101240757B - 大口径非对称布局摇摆软管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大口径非对称布局摇摆软管，包括入口法兰盘、出口法兰盘，过渡法兰盘、两个波纹管以及两个抗失稳装置，第一个波纹2的外端面与入口法兰盘连接，第二个波纹管的外端面与出口法兰盘连接，两波纹管通过过渡法兰盘连接；每个抗失稳装置由圆周均布在该波纹管外的三组叉杆组件组成。本发明解决了背景技术摇摆软管不适合于偏心工作的技术问题，具有对局部大变形量的适应性强、抗失稳性能强、可适应低温工作环境的优点。

Description

大口径非对称布局摇摆软管 

技术领域

本发明涉及一种液体火箭发动机的推进剂输送管，尤其涉及一种液体火箭摇摆发动机的推进剂输送管。 

背景技术

摇摆软管是为液体火箭发动机提供推进剂的输送装置，它在空间中根据程序多次弯曲伸长变形，实现液体火箭发动机的摇摆，摇摆软管是发动机实现摇摆的核心部件。 

现有的摇摆软管的设计普遍针对对称布局通过几何关系计算变形量，计算方案具有局限性，使得设计出的产品只适用于均匀变形的情况，不适合于偏心工作的情况，尤其是对于对弯曲半径较敏感的大通径软管。因此，这样设计的摇摆软管要求软管中心与摇摆轴中心在同一平面内，否则摇摆软管就不能正常工作，同时限制发动机可以实现的摇摆角度，使发动机的使用受到限制。 

发明内容

本发明目的是提供一种普遍适用于各种通径、对称和不对称工作布局的大口径非对称布局摇摆软管，其解决了背景技术摇摆软管不适合于偏心工作的技术问题。 

本发明的技术解决方案是： 

一种大口径非对称布局摇摆软管，其特殊之处是，其包括入口法兰盘1、出口法兰盘7，N个过渡法兰盘3、M个波纹管2以及与波纹管2一一对应设置的M个抗失稳装置，其中N≥1，M＝N+1；第一个波纹管2的外端面与入口法兰盘1连接，最后一个波纹管2的外端面与出口法兰盘7连接，两两相邻的波纹管2通过过渡法兰盘3连接；所述每个抗失稳装置设置在相对应的波纹管2外围；所述每个抗失稳装置由圆周均布在每个波纹管2外的至少两组叉杆组件5组成， 每组叉杆组件5包括第一V型叉杆52和第二V型叉杆53，所述第一V型叉杆52的两个头部通过两个铰链51与设置在每个波纹管2一端面的法兰盘连接，所述第二V型叉杆53的两个头部通过两个铰链51与设置在每个波纹管2另一端面的法兰盘连接，所述第一V型叉杆52的尾部和第二V型叉杆53的尾部通过一个中间铰链54连接。 

上述每个抗失稳装置最好由圆周均布在每个波纹管2外的三组叉杆组件5组成。 

上述每个抗失稳装置还可由圆周均布在每个波纹管2外的四组叉杆组件5组成。 

上述N和M的最佳取值为：N＝1，M＝2。 

上述入口法兰盘1、出口法兰盘7以及过渡法兰盘3与波纹管2之间均采用焊接方式连接。 

上述入口法兰盘1、出口法兰盘7、过渡法兰盘3和波纹管2之间均设置有连接压环4；所述连接压环4将波纹管2的端部嵌入入口法兰盘1后再采用焊接方式连接；所述连接压环4将波纹管2的端部嵌入出口法兰盘7后再采用焊接方式连接；所述连接压环4将波纹管2的端部嵌入过渡法兰盘3后再采用焊接方式连接。 

波纹管2的每个外波谷内均设置有铠装环22。 

上述波纹管2的波形为“轻微的S”形。 

本发明具有如下优点： 

1、本发明摇摆软管采用轻微的“S”波形的波纹管，每个波纹的波谷外设置一个外置铠装环，这样波纹管对局部的大变形量的适应性更强，可同时用于对称布局和不对称布局。 

2、本发明摇摆软管在每个波纹管外均设置了抗失稳装置，每套抗失稳装置由三组或四组叉杆组件组成，圆周均布在波纹管管壁外，用于增强摇摆软管抗失稳性能。 

3、本发明摇摆软管的叉杆组件采用不锈钢材料制成，可适应低温工作环境。 

附图说明

图1为本发明摇摆软管结构示意图； 

图2是本发明摇摆软管的波纹管波形结构示意图； 

图3是本发明摇摆软管的波纹管、压环、法兰盘的连接关系示意图； 

其中：1-入口法兰盘，2-波纹管，21-管壁，22-铠装环，3-过渡法兰盘，4-连接压环，5-叉杆组件，51-铰链，52-第一V型叉杆，53-第二V型叉杆，54-中间铰链，7-出口法兰盘。 

具体实施方式

本发明大口径非对称布局摇摆软管常用结构形式参见图1，此时的N＝1，即一套摇摆软管包括一个过渡法兰盘和两个波纹管。具体来说包括入口法兰盘1、出口法兰盘7，过渡法兰盘3、两个波纹管2以及与波纹管2一一对应设置的两个抗失稳装置，第一个波纹管2的外端面与入口法兰盘1连接，第二个波纹管2的外端面与出口法兰盘7连接，两个波纹管2之间通过过渡法兰盘3连接；两个抗失稳装置设置在各自对应的波纹管2外围；每个抗失稳装置由圆周均布在该波纹管2外的三组或四组叉杆组件5组成，一般选择三组叉杆组件即可，结构最为简单又能保证强度和功能；每组叉杆组件5包括第一V型叉杆52和第二V型叉杆53；与第一个波纹管对应的叉杆组件5的第一V型叉杆52的两个头部通过两个铰链51与入口法兰盘1连接，第二V型叉杆53的两个头部通过两个铰链51与过渡法兰盘3连接；与第二个波纹管对应的叉杆组件5的第一V型叉杆52的两个头部通过两个铰链51与过渡法兰盘3连接，第二V型叉杆53的两个头部通过两个铰链51与出口法兰盘7连接；第一V型叉杆52的尾部和第二V型叉杆53的尾部通过一个中间铰链54连接。第一V型叉杆52和第二V型叉杆53之间的夹角应小于90°，目的是保证叉杆组件的稳定，防止第一V型叉杆52相对于第二V型叉杆53反转。 

在入口法兰盘1和波纹管2之间、出口法兰盘7和波纹管2之间、所有的过渡法兰盘3和波纹管2之间均采用焊接方式连接。为了提高焊接强度，也可在焊接处设置连接压环4，参见图3，先用连接压环4将波纹管2的端部嵌入法兰盘端部的环形槽内，再将法兰盘、波纹管和连接压环焊接在一起。 

参见图2，波纹管2的管壁21由二至四层薄壁不锈钢带组成，每层钢带的 厚度为0.1mm～0.4mm。波纹管液压成型后，经过整体校型后，再压入两端的连接压环4。铠装环22在波纹管成型过程中加入，在每个波纹的波谷外设置一个铠装环22，铠装环22的截面形状可以有多种，以圆截面最佳，目的是增加强度，同时适应波纹管的局部的大变形量。波纹管的波形介于“U”型与“S”型之间，具体采用轻微的“S”波形，如果采用“U”型波形，则波纹管弹性相对较差，容易造成变形，如果“S”波形幅度太大，相邻管壁容易碰撞，影响变形量。本发明这种轻微的“S”波形弹性好，可适应波纹管的局部的大变形量，使波纹管可用于对称布局或不对称布局。 

本发明摇摆软管用于低温(不低于-180℃)、大口径(不大于Φ220)、大变形量(90mm以内)、非对称布局泵前摆火箭发动机，可同时满足对称和不对称布置要求并能补偿输送管路的变形，也可用于其他摇摆发动机的低温推进剂输送管路或民用产品所需的补偿器。 

Claims (8)

1.一种大口径非对称布局摇摆软管，其特征在于：其包括入口法兰盘(1)、出口法兰盘(7)，N个过渡法兰盘(3)、M个波纹管(2)以及与波纹管(2)一一对应设置的M个抗失稳装置，其中N≥1，M＝N+1；第一个波纹管(2)的外端面与入口法兰盘(1)连接，最后一个波纹管(2)的外端面与出口法兰盘(7)连接，两两相邻的波纹管(2)通过过渡法兰盘(3)连接；所述每个抗失稳装置设置在相对应的波纹管(2)外围；所述每个抗失稳装置由圆周均布在每件波纹管(2)外的至少两组叉杆组件(5)组成，每组叉杆组件(5)包括第一V型叉杆(52)和第二V型叉杆(53)，所述第一V型叉杆(52)的两个头部通过两个铰链(51)与设置在每件波纹管(2)一端面的法兰盘连接，所述第二V型叉杆(53)的两个头部通过两个铰链(51)与设置在每件波纹管(2)另一端面的法兰盘连接，所述第一V型叉杆(52)的尾部和第二V型叉杆(53)的尾部通过一个中间铰链(54)连接。

2.根据权利要求1所述的大口径非对称布局摇摆软管，其特征在于：所述每个抗失稳装置由圆周均布在每件波纹管(2)外的三组叉杆组件(5)组成。

3.根据权利要求1所述的大口径非对称布局摇摆软管，其特征在于：所述每个抗失稳装置由圆周均布在每件波纹管(2)外的四组叉杆组件(5)组成。

4.根据权利要求1或2或3所述的大口径非对称布局摇摆软管，其特征在于：所述N＝1，M＝2。

5.根据权利要求4所述的大口径非对称布局摇摆软管，其特征在于：所述入口法兰盘(1)、出口法兰盘(7)以及过渡法兰盘(3)与波纹管(2)之间均采用焊接方式连接。

6.根据权利要求4所述的大口径非对称布局摇摆软管，其特征在于：所述入口法兰盘(1)、出口法兰盘(7)、过渡法兰盘(3)和波纹管(2)之间均设置有连接压环(4)；所述连接压环(4)将波纹管(2)的端部嵌入入口法兰盘(1)后再采用焊接方式连接；所述连接压环(4)将波纹管(2)的端部嵌入出口法兰盘(7)后再采用焊接方式连接；所述连接压环(4)将波纹管(2)的端部嵌入过渡法兰盘(3)后再采用焊接方式连接。

7.根据权利要求5或6所述的大口径非对称布局摇摆软管，其特征在于：波纹管(2)的每个外波谷内均设置有铠装环(22)。

8.根据权利要求7所述的大口径非对称布局摇摆软管，其特征在于：所述波纹管(2)的波形为“轻微的S”形。

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