CN101680578A - 包括波纹管和外部机械保护物的挠性管道系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于输送流体的挠性管道系统(101)，其包括内部的波纹管(102)和管状的外部机械保护物(113)，围绕所述波纹管设有由适当材料制成的管状的耐压编织物(109)。所述挠性管道系统还包括围绕所述外部机械保护物(113)设置的耐磨护套(117)。
Description
本发明涉及一种在工业领域，尤其在能源领域上用于输送危险或非危险流体的挠性管道系统。
已知燃气涡轮机尤其设有该类型的挠性管道系统。为此，每个挠性管道系统可简单地由插入不锈钢制成的护套中的挠性管组成。
更加复杂的挠性管道系统已经被开发出来，其针对来自外界的外部压力易对挠性管道系统造成伤害为其提供了更强的保护。此挠性管道系统通常包括波纹管，围绕该波纹管依次附加有：首先，一或两个由不锈钢制成的管状的耐压编织物；其次，同样为管状的外部机械保护物。
以本申请人的名义的法国专利申请FR 2 883 356披露了甚至更为复杂的此挠性管道系统的型式，根据该型式的挠性管道系统，管状的抗摩编织物可位于波纹管和耐压编织物之间，阻尼套可位于该耐压编织物与外部机械保护物之间。
当现有技术中的该外部受保护的管道系统处于极强的振动环境时，例如在燃气涡轮机上，可以发现该外部保护物很快就受到了一定程度的磨损。
本发明的目的尤其在于消除这种缺陷。
该目的是通过本发明的用于输送流体的挠性管道系统来实现的，该挠性管道系统包括内部的波纹管和管状的外部机械保护物，围绕所述波纹管附加有至少一个由适当材料制成的管状的耐压编织物，值得注意的是，该挠性管道系统包括围绕所述外部机械保护物设置的耐磨护套。
由于所述耐磨护套的存在，该管道系统可安装于极强的振动环境，例如燃气涡轮机，同时不会给所述机械保护物带来任何的由于与邻近构件，例如其他的管道系统或固定构件的摩擦而磨损的风险。
根据本发明的其他可选特征：
-所述挠性管道系统进一步包括位于所述波纹管和所述耐压编织物之间的管状的抗摩编织物，所述抗摩编织物由适当材料制成，该材料的硬度和/或摩擦系数相比那些用于制造耐压编织物的材料较小；
-所述挠性管道系统进一步包括位于所述耐压编织物和所述外部机械保护物之间的阻尼套；
-所述耐磨护套由选自如下群组的材料形成，该群组包括：由带涂层的玻璃纤维制成的机织材料、由PEEK制成的编织材料、基于粗聚酰胺纤维的机织材料、基于
的材料、基于
的材料、以及基于涂有硅树脂的玻璃纤维的针织材料；
-所述耐磨护套由能耐受125℃以上、优选为250℃以上温度的材料形成；
-所述耐磨护套包括具有良好耐高温特性的内子层以及具有高耐磨特性的外子层。
-所述内子层由选自如下群组的材料形成，该群组包括：纤维材料和金属材料，所述纤维材料基于可为机织物形式的玻璃纤维或玄武岩纤维；
-所述外子层由选自如下群组中的材料形成，该群组包括：由带涂层的玻璃纤维制成的机织材料、由PEEK制成的编织材料、基于粗聚酰胺纤维的机织材料、基于
的材料、基于
的材料、以及基于涂有硅树脂的玻璃纤维的针织材料；
-所述耐磨护套在外界和外部机械保护物之间提供优选能够达到50℃的温度梯度的隔热效果；
-所述波纹管可具有平行或螺旋的波纹；
-所述波纹管由不锈钢和镍基合金组成的群组中选定的材料制成；
-所述抗摩编织物由诸如青铜的铜合金、天然纤维和合成纤维组成的群组中选定的材料制成；
-每个耐压编织物均例如由不锈钢制成；
-每个阻尼套均例如由玻璃纤维编织物或涂有硅树脂的玻璃纤维针织物，要不就是别的等效材料制成；以及
-所述外部机械保护物包括由不锈钢或类似的材料制成的搭接式管。
在从一系列可能性中提取的两个实施例的具体描述中，本发明将得到更好的理解，该描述以下将结合附图给出：
-图1为根据本发明第一实施例的挠性管道系统的整体示意图，其中一个端部E以截面图的形式绘示；
-图1bis为图1中的管道系统的局部示意图，其以剖视图的方式绘示从而揭示了形成该管道系统的所有层次；
-图2为图1中的端部E的纵向截面放大示意图；
-图3为沿着图2中所示的挠性管道系统的线3-3的剖面图；
-图4为沿着图2中所示的挠性管道系统的线4-4的剖面图；以及
-图5-8为在本发明另一实施例的示例中与图1bis-4相似类型的各附图。
现在参照图1-4，管道系统1通过具有平行波纹3的波纹管2获得，该波纹管2由不锈钢制成，并且其两端均焊接至管接头5。
抗摩编织物6由例如青铜制成，它沿着波纹管2滑动。该抗摩编织物6为管状，并且其内径稍大于波纹管2的最大直径，同时其长度与所述波纹管2的长度大致相等。说得更详细点，该抗摩编织物6的两端均卷嵌在相应的管接头5设有的凹槽7中，同时通过容置于该凹槽7中的软管夹8而被保持在该位置。
耐压编织物9由例如不锈钢或镍基合金制成，它可沿着所述抗摩编织物6滑动。该耐压编织物9设计具有其内径稍大于抗摩编织物6的外径，同时其长度与该抗摩编织物6的长度大致相等。止动环11可在所述耐压编织物9的两端的每一端上滑动，所述耐压编织物9和每个止动环11于是能够通过焊缝S焊接至相应的管接头5的外侧面或表面。
阻尼套12，其优选的使用涂有硅树脂的玻璃纤维针织物制成并且具有优选在3～4mm之间的厚度，它可沿着耐压编织物9滑动从而与所述止动环11顶靠。
机械保护物，其可围绕阻尼套12滑动。所述机械保护物采取不锈钢搭接式(agrafé)管13的方式制成，在其两端均设有补偿环14。说的更详细点，外部的止动环15可在搭接式管13的两端的每一端上滑动，同时后者连同其补偿环14，在其两端的每一端上通过焊接被最终固定至止动环15和管接头5的外侧面。
耐磨护套17可沿着机械保护物13滑动。在护套17的每端上卷绕的止动环19紧固该护套至每个管接头5。
在本发明的上下文中，术语“耐磨”意味着护套17在其受到长时间持续的振动时能够经受分离的机械接触，也就是例如当管道系统1装设于燃气涡轮机上时，在该情况下，该机械装置产生的振动易使所述管道系统1与其他的邻近管道系统或该机械装置中的固定构件摩擦。护套17通常的使用寿命是几年，可能能久至10年。
耐磨护套17可由带涂层的玻璃纤维编织而成：该类型的护套例如通过公司菲特尔莫古保护系统集团(Federal Mogul Systems ProtectionGroup)以商标Bentley-
S出售。抛开其优良的耐磨特性，此护套能经受持续550℃的温度，并且能够使得搭接式管13隔热(在外界和搭接式管之间具有50℃的温度梯度)。
耐磨护套17也可由PEEK(聚醚醚酮)编织而成：该类型的护套例如通过公司菲特尔莫古保护系统集团(Federal Mogul Systems ProtectionGroup)以商标Bentley-
PEEK出售。抛开其优良的耐磨特性，此护套能经受持续260℃的温度。
耐磨护套17也可为基于粗聚酰胺纤维的编织物：该类型的护套例如通过公司菲特尔莫古保护系统集团(Federal Mogul Systems ProtectionGroup)中以商标Bentley-
出售。抛开其优良的耐磨特性，此护套能经受持续125℃的温度。
根据其他可能的变型，耐磨护套17能够基于
要不就是与阻尼套12相同的材料制成。从法国专利申请FR2883356中可以得知，由于波纹管2的波纹3的牙顶设置与抗摩编织物6接触，且该抗摩编织物6的制作材料的硬度和/或摩擦系数相比那些用于制造耐压编织物9的材料较小，从而使得磨损现象大大减少。
由于挠性管道系统1受到的振动压力而使各个零部件互相之间产生了相对位移，因为阻尼套12将该相对位移减少到最低，所以更加减少了磨损现象。该阻尼套抑制了所述振动，从而在某些情况下防止这些零部件由于这些振动的作用发生共振。
举例来说，可以了解根据本发明的设有此“阻尼套/抗摩编织物”组合的挠性管道系统1，能够比那些传统使用的挠性管道系统多20倍的使用寿命。
耐磨护套17防止机械保护物13由于与位于管道系统1内的临近构件摩擦而磨损。
尤其是这样一种示例，当管道系统1安装在燃气涡轮机上时，由该机械装置产生的振动易使管道系统1与其他的邻近管道系统或该机械装置的固定构件摩擦。
值得注意的是，在用于燃气涡轮机上的管道系统1的特定示例中，在该管道系统中流动的流体温度可能很高(通常在450℃左右)。事实上使用耐高温并且尤其提供隔热效果的护套17于是成为有利因素。这样因此不用再像往常那样必须使用昂贵且大的热保护毡。
图5-8所示的实施例相比之前的实施例具有更为简单的结构。
相差100的相似的数字编号用于表示所述两个实施例中共有的构件。
第二实施例中的管道系统101从里至外包括：波纹管102、耐压编织物109、搭接式管113以及耐磨护套117。
所述编织物109通过止动环111被紧固至每个管接头105，并且其可被焊接(焊缝S)。
搭接式管113通过止动环115和焊缝S被紧固至每个管接头105。
耐磨护套117通过止动环119被紧固至每个管接头105。
换句话说，该第二实施例与之前的实施例的不同在于，其既不包括抗摩编织物6也不包括阻尼套12。
当然，本发明并不限于所描述和揭示的实施例，这些实施例的提供仅作为简单的例示。
因此，耐磨护套17(或117)例如可包括这样两个子分层，也就是具有良好的耐高温特性的内子层(即面对机械保护物13或113)和具有优良的耐磨特性的外子层。
适用于耐磨护套的此双子层的技术方案能够结合形成该两个子层的每种材料相关的优点，因此为每个子层选择一种在经受压力(热量、温度)时能达到最优化的材料。
举例来说，内子层可由基于玻璃纤维或玄武岩纤维的纤维材料形成，这些纤维可为机织物的形式，例如玻璃纤维机织物。
所述内子层也可由金属薄片形成，例如铝箔。
理想地，所述内子层在外子层和搭接式管13或113之间能够形成至少50℃的温度梯度。
所述外子层可例如由以上描述的任何材料形成(由带涂层的玻璃纤维制成的机织材料、由PEEK制成的编织材料、基于粗聚酰胺纤维的机织材料、基于
的材料、基于
的材料、以及基于涂有硅树脂的玻璃纤维的针织材料等等)。
内子层与外子层之间可通过涂层或黏结连接起来。
所述两个子层也可在机械保护物13或113上连续地转绕或滑动。
Claims (15)
1.用于输送流体的挠性管道系统(1；101)，其包括内部的波纹管(2；102)和管状的外部机械保护物(13；113)，围绕所述波纹管附加有至少一个由适当材料制成的管状的耐压编织物(9；109)，其特征在于，该挠性管道系统包括围绕所述外部机械保护物(13；113)设置的耐磨护套(17；117)。
2.根据权利要求1所述的挠性管道系统(1)，其特征在于，其还包括位于所述波纹管(2)和所述耐压编织物(9)之间的管状的抗摩编织物(6)，所述抗摩编织物(6)由适当的材料制成，该材料的硬度和/或摩擦系数相比那些用于制造所述耐压编织物(9)的材料较小。
3.根据权利要求1或2所述的挠性管道系统(1)，其特征在于，其还包括位于所述耐压编织物(9)和所述外部机械保护物(13)之间的阻尼套(12)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的挠性管道系统(1；101)，其特征在于，所述耐磨护套(17；117)由选自如下群组的材料形成，该群组包括：由带涂层的玻璃纤维制成的机织材料、由PEEK制成的编织材料、基于粗聚酰胺纤维的机织材料、基于
的材料、基于
的材料、以及基于涂有硅树脂的玻璃纤维的针织材料。
5.根据前述权利要求中任一项所述的挠性管道系统(1；101)，其特征在于，所述耐磨护套(17；117)由能耐受125℃以上、优选为250℃以上温度的材料形成。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的挠性管道系统(1；101)，其特征在于，所述耐磨护套(17；117)包括具有良好耐高温特性的内子层以及具有高耐磨特性的外子层。
7.根据权利要求6所述的挠性管道系统(1；101)，其特征在于，所述内子层由选自如下群组的材料形成，该群组包括：纤维材料和金属材料，所述纤维材料基于可为机织物形式的玻璃纤维或玄武岩纤维。
8.根据权利要求6或7所述的挠性管道系统(1；101)，其特征在于，所述外子层由选自如下群组的材料形成，该群组包括：由带涂层的玻璃纤维制成的机织材料、由PEEK制成的编织材料、基于粗聚酰胺纤维的机织材料、基于
的材料、基于的材料、以及基于涂有硅树脂的玻璃纤维的针织材料。
9.根据前述权利要求中任一项所述的挠性管道系统(1；101)，其特征在于，所述耐磨护套在外界和外部机械保护物(13；113)之间提供优选能达到50℃的温度梯度的隔热效果。
10.根据前述权利要求中任一项所述的挠性管道系统(1；101)，其特征在于，所述波纹管(2；102)具有平行或螺旋的波纹(3；103)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的挠性管道系统(1；101)，其特征在于，所述波纹管(2；102)由不锈钢和镍基合金组成的群组中选定的材料制成。
12.根据从属于权利要求2的前述权利要求中的任一项所述的挠性管道系统(1)，其特征在于，所述抗摩编织物(6)由铜合金、天然纤维和合成纤维组成的群组中选定的材料制成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的挠性管道系统(1；101)，其特征在于，每个耐压编织物(9；109)均例如由不锈钢制成。
14.根据从属于权利要求3的前述权利要求中的任一项所述的挠性管道系统(1)，其特征在于，每个阻尼套(12)均由玻璃纤维编织物或涂有硅树脂的玻璃纤维针织物制成。
15.根据前述权利要求中任一项所述的挠性管道系统(1；101)，其特征在于，所述外部机械保护物包括由不锈钢或类似材料制成的搭接式管(13；113)。
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2008
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