CN103216690A - 用于高压管路的连接法兰和制造高压管路的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是用于高压管路的连接法兰和制造高压管路的方法。涉及一种用于将管（80）连接至另一实体（150）的法兰（60），所述法兰（60）包括：法兰本体（61），其具有近侧（62）和相对的远侧（63），该近侧（62）用于附接至所述另一实体（150）；位于所述法兰本体（61）中的中央钻孔（70），该中央钻孔（70）的尺寸和形状构造成用于接收并支承内部管（80）的端部（81），该内部管（80）可固定地连接至法兰（60），并且所述中央钻孔（70）对所述近侧（62）开放并且对所述远侧（63）开放；至少一个焊接凹槽（71），其设置成所述中央钻孔（70）的直径放大部分（71’），所述焊接凹槽（71）对所述近侧（62）开放，并且所述焊接凹槽（71）构造成为处于管（80）的所述端部（81）与所述法兰（60）之间的焊缝提供空间。

Description

用于高压管路的连接法兰和制造高压管路的方法

技术领域

本发明涉及一种用于高压管道的连接的法兰以及法兰和管组件，该高压管道用于十字头型的大型单向流动式的低速运行的涡轮增压的双冲程柴油发动机的高压连接。本发明还涉及一种制造高压管路的方法。

背景技术

十字头型的大型双冲程柴油发动机通常用在大型船舶的推进系统中或者在发电站中用作原动机。通常，这些发动机利用重质燃油或利用燃油运行。

近来，已经对于能够运用替代类型的燃料的大型双冲程柴油发动机存在一种需要，该替代类型的燃料例如包含硬颗粒的煤泥、石油焦炭等，并且在例如DME之类的清洁燃料的情况下，可能需要用于避免活塞与活塞筒之间的卡住的系统。这种燃料需要保持加热并以加热的方式且高度加压地供给至发动机气缸，从而不在燃料供给系统中凝固且堵塞住该燃料供给系统。在例如诸如液化天然气（LNG）油罐车之类的气罐车上所使用的其它燃料是液化天然气。这种气体需要被保持在高压下。如果用作十字头型的大型双冲程柴油发动机的燃料，则还必须将LNG在极高的压力下供给至发动机。

另外，在十字头型的大型双冲程柴油发动机中，存在多个高压系统，例如气缸润滑系统、吸气和排气阀触发系统和燃料阀触发系统等。

在船舶中，如果系统中将要发生泄漏，则这种高压系统会造成危险。在高压系统中所承载的泄漏液体本身对于在发动机舱中的人员而言会是危险的，并且泄漏会造成发动机的关键部件的失效，并因此造成发动机损坏，这是非常昂贵且耗时的。因此，在十字头型的大型双冲程柴油发动机中，许多或所有的高压连接被形成为具有两组管或管路的双层管路，这两组管或管路叠置。高压液体在内部管中流动。外部管可用于多种目的。一种是形成内部管将要泄漏或破裂的封闭屏障。另一种是放置不同形式的泄漏传感器。内部管与外部管之间的空间还可用于通风、冷却、加热等。

在现有技术中，这些高压连接已经被制成直的管路。构建双管构造是非常复杂的。首先，需要将内部管焊接到套筒上。随后，需要将外部管装配在内部管上并且焊接至该套筒。该焊接过程是复杂的并且不可避免地造成焊渣溅出物沉积在焊接管道的内部，并且该过程是非常麻烦的并且是耗时的。即使船舶发动机按照类型到货，每个发动机也要各自针对特定船舶的规格而采用。因此，该连接不是模块化的，而是需要单独地进行改变。

因此对柔性的、易于进行组装的这类高压管路存在一种需要。

JP7-103374公开了一种根据权利要求1的前序部分所述的法兰。

发明内容

在该背景下，本发明的目的是提供一种用于将管连接至另一实体的法兰，其可避免管的内部的焊接飞溅物。另一目的是提供一种用于将管连接至另一实体的法兰，其中，该连接可在密封空间中、乃至在难以实施的工作位置中容易地焊接而成。另一目的是提供一种用于将管连接至另一实体的替代法兰。

该目的通过提供一种用于将管连接至另一实体的法兰予以实现，所述法兰包括：

法兰本体，其具有近侧和相对的远侧，该近侧用于附接至所述另一实体，

位于所述法兰本体中的中央钻孔，所述中央钻孔的尺寸和形状构造成用于接收并支承管的端部，该管可固定地连接至所述法兰，并且所述中央钻孔对所述近侧开放并且对所述远侧开放，以及

至少一个焊接凹槽，其设置成所述中央钻孔的放大部分，所述至少一个焊接凹槽对所述近侧开放，并且所述焊接凹槽构造成为处于管的所述端部与所述法兰之间的焊缝提供空间。

在一种实施方式中，至少一个焊接凹槽可形成为与所述中央钻孔和法兰的近侧端面连通的一个或多个开口或孔，并在其近侧端处形成中央钻孔的扩大部分。在存在两个或更多个这种焊接凹槽的情况下，这些焊接凹槽离散地分布在该中央钻孔的近侧端的周界周围。

作为选择，该焊接凹槽是所述中央钻孔的环形扩大部分。由此，该扩大部分沿着中央钻孔的近侧端的整个周界扩展。

在另一实施方式中，该中央钻孔可另外包括主要区段，该主要区段具有与管的端部的横截面相对应的横截面，并且所述中央钻孔可另外包括对法兰本体的所述远侧开放的圆锥部分，并且该圆锥部分可构造成用于与管的装配区域相配合，其中，该装配区域具有与所述中央钻孔的圆锥部分相对应的圆锥形。

在另一实施方式中，该法兰的远侧形成在从法兰本体向远侧延伸的突出部分上，以在突出部分的周围形成面向远侧的凸缘，并且使得该面向远侧的凸缘和该突出部分构造成用于连接至外部管。

本发明的目的是提供一种用于将管连接至另一实体的法兰和管组件，其可避免在管的内部的焊接飞溅物。另一目的是提供一种法兰和管组件，其中，该连接可在密封空间中乃至在难以实施的工作位置处进行容易地焊接。另一目的是提供一种替代的法兰和管组件。

该目的通过提供一种法兰和管组件来实现，该法兰和管组件包括：

-法兰，所述法兰具有：

-法兰本体，其具有近侧和相对的远侧，该近侧用于附接至所述另一实体，以及

-位于所述法兰本体中的中央钻孔，并且所述中央钻孔对所述近侧开放并且对所述远侧开放，以及

-具有端部的管，

其中，所述中央钻孔的尺寸和形状构造成用于接收并支承管的端部，该管固定地连接至所述法兰，

所述组件还包括至少一个焊接凹槽，该至少一个焊接凹槽设置在管的所述端部与法兰之间，所述至少一个焊接凹槽对法兰的所述近侧开放，并且所述焊接凹槽构造成为处于管的所述端部与所述法兰之间的焊缝提供空间。

在一种实施方式中，管的所述端部的近侧端在法兰的近侧处或在其附近焊接至所述法兰。

在另一实施方式中，所述焊接凹槽由处于所述管的所述端部的近侧端处的凹槽形成。

在另一实施方式中，至少一个焊接凹槽作为选择或另外形成为处于法兰中的所述中央钻孔的至少一个直径扩大部分。

至少一个焊接凹槽可形成为与所述中央钻孔和法兰的近侧端面连通的一个或更多个开口或缺口，并且在其近侧端处形成中央钻孔的扩大部分。作为选择或另外，该至少一个焊接凹槽可形成为设置在所述管的所述端部的近侧端的外表面中的一个或更多个开口或缺口。在存在两个或更多个这种焊接凹槽的情况下，这些焊接凹槽离散地分布在中央钻孔的近侧端的周界周围和/或所述管的所述端部的近侧端的外表面周围。

在另一实施方式中，焊接凹槽可形成为处于法兰中的所述中央钻孔的环形的直径扩大部分，或者该焊接凹槽可形成为处于在所述管的所述端部的近侧端的周界周围的外表面中的环形凹槽。

在另一实施方式中，该焊接凹槽形成在所述中央钻孔的直径扩大部分与位于所述管的所述端部的近侧端处的凹槽之间。

在另一实施方式中，该中央钻孔包括主要区段，该主要区段具有与管的端部的横截面相对应的横截面，并且所述中央钻孔还具有对法兰本体的所述远侧开放的圆锥部分，所述圆锥部分构造成用于与管的装配区域相配合，该管具有与中央钻孔的圆锥部分的形状相对应的圆锥形。

在另一实施方式中，穿过所述法兰本体设置有至少一个第二钻孔，其中，所述第二钻孔对所述近侧开放并且对所述远侧开放。

在另一实施方式中，该法兰的所述远侧形成在从法兰本体向远侧延伸的突出部分上，使得在突出部分的周围形成面向远侧的凸缘，该面向远侧的凸缘和突出部分构造成用于连接至外部管。

在另一实施方式中，所述外部管具有近侧端和形成于所述近侧端处的圆锥部分，所述圆锥部分和法兰的所述面向远侧的凸缘形成第二焊接凹槽，所述第二焊接凹槽构造成为处于外部管的所述端部与所述法兰之间的焊缝提供空间。

在本发明的另一方面中，上述目的可由一种制造高压管路的方法提供，所述高压管路包括法兰和管组件，该法兰和管组件包括：

-法兰，该法兰具有：

-具有近侧和相对的远侧的法兰本体，该近侧用于附接至所述另一实体，以及

-位于所述法兰本体中的中央钻孔，并且所述中央钻孔对所述近侧开放并且对所述远侧开放，以及

-具有端部的管，

其中，所述中央钻孔的尺寸和形状构造成用于接收并支承管的端部，该管固定地连接至所述法兰，

所述组件还包括至少一个焊接凹槽，该至少一个焊接凹槽设置在管的所述端部与法兰之间，所述焊接凹槽对法兰的所述近侧开放，

所述方法包括下列步骤：

将所述管的所述端部从法兰的远侧装配到所述中央钻孔中，并且使得所述管的近侧端延伸至所述近侧或延伸至接近所述近侧，以及

通过在所述至少一个焊接凹槽中设置焊缝而将所述管焊接至所述法兰。

在该方法的实施方式中，将所述管的端部压配合到所述钻孔（70）的主要部分中。

在该方法的其它实施方式中，中央钻孔还设有对法兰的所述远侧开放的圆锥部分，并且所述管设有对应的装配区域，并且该方法包括其它步骤，其中，使所述装配区域与中央钻孔的所述圆锥部分形成过盈配合。

在该方法的其它实施方式中，法兰的所述远侧形成在法兰本体（61）的从法兰本体（61）向远侧延伸的突出部分上，使得在突出部分（64）的周围形成面向远侧的凸缘，并且该方法包括下列步骤，即，将外部管压配合在所述突出部分上，使得外部管的近侧端抵靠在所述面向远侧的凸缘上。

在其它实施方式中，所述外部管具有近侧端以及形成于所述近侧端的圆锥部分，其中，所述圆锥部分以及法兰的所述面向远侧的凸缘形成第二焊接凹槽，该方法还包括在该第二焊接凹槽中形成第二焊缝，以将所述外部管固定地连接至所述法兰。

本发明还涉及如上述实施方式中的任一种所述的并且按照上述方法的实施方式中的任一种制造的法兰和管组件。

在其它方面中，本发明涉及一种具有十字头的大型单向流动式低速运行的涡轮增压的双冲程柴油发动机，所述发动机包括：

-直排设置的多个气缸，以及

-位于各个所述气缸的上部处或其附近的呈气体分流块形式的实体，

所述气体分流块通过连接至相邻的气体分流块的高压管路而彼此连接，

该高压管路形成有根据法兰和管组件的上述实施方式中的任一种所述的法兰和管组件。

在其它方面中，本发明涉及一种具有十字头的大型单向流动式低速运行的涡轮增压的双冲程柴油发动机，所述发动机包括：

-直排设置的多个气缸，以及

-位于各个所述气缸的上部处或其附近的呈气体分流块形式的实体，

所述气体分流块通过连接至相邻的气体分流块的高压管路而彼此连接，

所述高压管路的相应的端部从所述气体分流块大致向下延伸，并且所述气体管的位于端部之间的部分沿连续的曲线而行。

在一种实施方式中，所述曲线是倒置的弧形。

在具有十字头的大型单向流动式低速运行的涡轮增压的双冲程柴油发动机的其它实施方式中，所述高压管路包括根据上述实施方式中的任一项所述的法兰和管组件。

根据本发明的法兰、法兰和管连接、以及方法的其它目的、特征、优点和特性将通过详细的描述而变得明白。

附图说明

在本说明书的下列详细部分中，将参照附图中所示的示例性实施方式更为详细地说明本发明，其中：

图1是主视图中的具有十字头的大型双冲程柴油发动机的简图；

图2是图1的大型双冲程发动机的侧视图；

图3是侧视图中的具有十字头的大型双冲程柴油发动机的部分的简图，并示出了在本发明的实施方式中的用于LNG燃料供给系统的高压管路的布置；

图4是图3的大型双冲程发动机的主视图；

图5和图6分别在侧视图和主视图中示出了用于LNG燃料供给系统的高压管路的布置的细节；

图7A和图7D示出了根据本发明的实施方式的用于高压管路的法兰；

-图7A示出了该法兰的侧视图，

-图7B示出了仰视图，

-图7C示出了侧面截面图，以及

-图7D示出了图7C中所示的圆圈的细节；

图8A-8B示出了在不同的组装阶段的根据本发明的实施方式的高压管路的一端；

图9示出了用于在如图8A-8B中所示的高压管路的管；

图10示出了根据本发明的另一实施方式的高压管路的一端；以及

图11示出了根据本发明的实施方式的高压管路的具有连接元件的一端。

具体实施方式

在下列详细描述中，将通过示例性实施方式描述用于大型双冲程发动机的高压管路。图1和图2示出了具有曲轴和十字头的大型低速涡轮增压的双冲程柴油发动机10。图1示出了具有其吸气系统和排气系统的大型低速涡轮增压的双冲程柴油发动机的简图。在该示例性实施方式中，该发动机具有直排的六个气缸1。大型涡轮增压的双冲程柴油发动机通常具有由气缸座42承载的直排的五到十六个气缸1。气缸座42被承载在发动机机架45上。该发动机10可以例如用作海轮的主发动机或者用作用于使发电站中的发电机运转的固定式发动机。该发动机的总输出功率可以例如从5,000kW变动到110,000kW。

该发动机10是双冲程单向流动式的类型，其具有处于气缸1的下部区域处的净化空气口（scavenging air port）（未示出）和处于气缸1的顶部处的排气阀4。增压空气从增压空气接收器2（还被称作增压空气接收器）流动至各个气缸1的净化空气口。气缸1中的活塞（未示出）压缩该增压空气，将燃料注入，燃烧随之进行并产生排气。当打开排气阀4时，排气经过与所关注的气缸1相关联的排气管（未示出）流到排气接收器3中，并且向前经过第一排气管路33流至涡轮增压器5的涡轮，排气从涡轮增压器5的涡轮经第二排气管路（未示出）流走。涡轮通过轴（未示出）来驱动压缩机（未示出）。该压缩机将经由进气口（未示出）供给的加压的增压空气输送至通向该增压空气接收器2的增压空气管路（未示出）。

增压空气管路中的进入空气流过中间冷却器（未示出），该中间冷却器用于将以约200℃离开该压缩器的增压空气冷却至处于36℃与80℃之间的温度。

冷却的增压空气经由通过电动马达驱动的辅助风扇43流至该增压空气接收器2，该辅助风扇43以低载荷或部分载荷对增压空气流加压。在更高的载荷下，涡轮增压器5的压缩机输送充分压缩的净化空气，并且随后辅助风扇43经由单向阀（未示出）而被绕开。

现在参照图3和图4，分别示出了与图1-2中所示的一种发动机类似的发动机10的顶部的侧视图和主视图。在图4和图5中，已经去掉了许多发动机部件，以示出利用根据本发明的高压管路50的燃料供给系统的细节。附图示出了具有七个气缸1的气缸座42，每个气缸座都具有排气阀4，排气阀4具有安装在顶部上的排气阀致动器。排气阀4安装在气缸1的顶板6上。分流块130安装在顶板6上，与每个气缸相关联。在这种情况下，分流块130用于将呈气体形式的注如液化天然气LNG之类的燃料经过顶板6或经过气缸1的最上面的部分（例如经过喷射阀）分配至发动机燃烧室。与每个气缸或一对气缸相关联的类似的分流块可用于与重质燃料油或高压液压油的供应相关联，该高压液压油用于排气阀、发动机润滑阀等。在这种情况下，分流块可设置在发动机的其它位置中，而不是设置在顶板6上。

分流块130经由根据本发明的高压管路50连接。在现有技术的发动机中，高压管路由在分流块130之间或者在具有分支地连接至分流块的管路的连接块（未示出）之间伸展的直管形成。在图3和图4中，在每对相邻的分流块130之间存在两个高压管路50。在图3的右侧处，示出了两个高压管路50’。这些高压管路50’可连接至燃料供应管线（未示出）。

具有十字头的大型双冲程发动机的构造和运行是同样公知的，并且在本文中无需进一步说明。

现在参考图8A，该附图示出了优选地用于高压管路50的法兰和管组件51的一端的第一示例性实施方式，其尤其适用于将诸如LNG燃料气体、重质燃料之类的高压流体、高压阀致动流体供给至大型双冲程柴油发动机10的喷射阀或其它液压阀。

如可在图3中观察到的那样，每个高压管路50具有两个端部52和53以及中央部段54（参见例如图3）。每个高压管路50包括至少一个管80和形成于管的每一端处的法兰60，以提供管与两个其它实体之间的流体连通。这些其它实体可以是诸如燃料喷射阀或排气阀之类的阀，或者它可以是通过气体运行的发动机的气体分流块130（参见下文对于图3-6的描述）或者一般来说它可以是燃料分流块或高压流体分流块，或者是其它高压管路50。另外，不同的实体可通过高压管路50连接，例如处于一端的分流块和处于另一端的阀。在其它实施方式（未示出）中，在高压管路的一端中可以形成法兰60，而在另一端处可形成其它类型的至实体的连接件。

在图8A中，示出了处于高压管路50的端部处的一个法兰和管组件51。该法兰和管组件51包括法兰60和管80。

该法兰60包括法兰本体61。该法兰本体61具有构造成用于附接至其它实体的近侧62和相对的远侧63。

中央钻孔70设置在法兰本体61中。该中央钻孔70具有适于接收并支承管80的端部81的尺寸和形状，该管由此可固定地连接至法兰60。优选地，中央钻孔70和管80的横截面形状是圆形的。该中央钻孔70对该法兰本体61的近侧62开放并对远侧63开放，即，该中央钻孔一直延伸通过该法兰60。

在一种实施方式中，该管80可以是直的圆柱形管（未示出），或者具有具有第一直径的主要区段82和处于管80的近侧端81’处的直径减小的端部区段81。具有锥形形状的装配区域84形成在端部区段81与主要区段82之间。在任一实施方式中，管80或直径减小的端部区段81的直径或横截面形状优选地略大于中央钻孔70的对应的区段，使得管80必须被压配合到法兰60的钻孔70中，以在两者之间提供紧密且耐用的连接。至少管与钻孔形成紧密配合是所需要的。

在所示实施方式中，中央钻孔70包括主要区段72。该主要区段72具有与管80的端部的横截面形状和尺寸相对应的横截面形状和尺寸。该中央钻孔70还具有通向法兰本体61的所述远侧63的圆锥部分74。该圆锥部分74构造成用于与管80上的装配区域84相配合。该圆锥部分74可以在图7D中的详视图中观察到。因此，可在法兰的远侧63处实现管80与法兰60的中央钻孔70之间的过盈配合。该圆锥部分74可另外用作用于在制造期间将管80插入在中央钻孔70中的引导件。在其它实施方式（未示出）中，可省略掉该圆锥部分74。

在图9中，示出了管具有直径减小的端部区段81并且该钻孔70具有对应形状的实施方式。在其它未示出的实施方式中，该管80是直管，并且该钻孔70形成直的圆筒。然而在其它实施方式中，钻孔70可以如在例如图9中所示那样成形，而管80在被压配合之前可以是直的圆筒，并在被压配合到该钻孔70中之后呈现出图9中所示的形状。

如图7C和图8A-B中所示，焊接凹槽71可以设置成中央钻孔70的部分71’，其相对于主要区段72具有扩大的直径。该焊接凹槽71通向法兰60的本体部分61的近侧62。由此由中央钻孔70的直径扩大部分71’提供的焊接凹槽71构造成为管80的所述端部81与法兰60之间的焊缝100提供空间。

在其它实施方式（未示出）中，焊接凹槽71可由设置在中央钻孔70的周界周围的多个扩大的离散部分或凹槽提供，使得每个离散凹槽通向法兰60的本体部分61的近侧62。由此可存在不只一个焊接凹槽71，其构造成为管80的所述端部81与法兰60之间的焊缝100提供多个空间。

因此，可以从法兰的近侧62提供管80与法兰60之间的固定的或永久的连接，这在高压管路形成在密封空间中的情况下，尤其是在高压管路具有第二外部管（参见下文）的情况下是极为有利的。

该焊缝优选地设置在管80的端部81的最近端81’与处于法兰60的近侧62处或其附近的凹槽71’之间。

在法兰和管组件51还设有管80与中央钻孔70（圆锥部分74与84）之间的过盈配合的实施方式中，获得管80与法兰60之间的极为稳定且紧密的连接，其中，焊缝100封闭住中央钻孔70的一个近侧端并且圆锥部分74和84处于该中央钻孔70的另一（远）端处。

法兰60的远侧63或端面优选地形成在从法兰本体61向远侧延伸的突出部分64上。该突出部分64具有圆周形的侧壁64’。沿远侧方向面对的凸缘65形成在该突出部分64的周围。该面向远侧的凸缘65和该突出部分64构造成用于连接至外部管90，如可从图8B中观察到的那样。

管80还可被称作内部管。

外部管90可通过压配合连接而连接至突出部分64。该外部管90具有近侧端91，并且在一种实施方式中，该近侧端91可以在一种实施方式（未示出）中抵靠在该面向远侧端的凸缘65上。该外部管与法兰60之间的连接可以在一种实施方式（未示出）中设置在近侧端91与面向远侧的凸缘65之间。在其它实施方式中，且如图8B中所示，近侧端91并不与面向远侧的凸缘65相接触。在一种实施方式中（未示出），焊缝可由此形成在外部管90的近侧端91、面向远侧的凸缘65与突出部分64的圆周形的侧壁64’之间。

在其它实施方式中，外部管90具有形成于所述近侧端91处的圆锥部分92。因此，当将外部管安装到该突出部分64上时，第二焊接凹槽91’形成在圆锥部分92、法兰60的面向远侧的凸缘65与突出部分64的圆周形的侧壁64’之间。该第二焊接凹槽91’构造成用以在外部管90的所述近侧端91、面向远侧的凸缘65与法兰60的突出部分64的圆周形的侧壁64’之间的焊缝110提供空间，如可从图8B中观察到的那样。即使在近侧端91抵靠在面向远侧的凸缘65上的实施方式中，该圆锥部分92也将确保形成第二焊接凹槽91’，该第二焊接凹槽91’将为焊缝110提供足够大的空间，这将确保在外部管90与法兰60之间的稳定的、持久的且完全的压力密闭的连接。

中间空间140形成在管80与外部管90之间。如果管80发生破裂，则外部管90将起到防止在管80中流动或包含在管80中的高压流体泄漏的备用屏障，并且形成在管80与外部管90之间的中间空间140将为从管80中泄漏出来的高压流体提供备用容器。该中间空间140可以包含用于检测从管80的泄漏的传感器（未示出），或者用于提供关于高压管路50的诸如压力、温度、传导性等之类的状况的总体信息的传感器（未示出）。传感器（未示出）可以与控制单元（未示出）无线通信。作为选择，这种传感器（未示出）可以经由通过法兰60形成的至少一个第二钻孔而与控制单元（未示出）通信，参见下文。因此，可以执行高压管路50的维修的准备工作，同时可容纳泄漏物，直到可最为方便地执行该维修。

在其它实施方式中，至少一个第二钻孔75或通孔设置成穿过所述法兰本体61。第二钻孔75由此对近侧62或远侧63开放。该至少一个第二钻孔75设置在法兰60的本体部分61中，或者穿过该法兰60的本体部分61，处于中央钻孔70与外部周界66之间。优选地，在法兰60的本体部分61中或穿过该法兰60的本体部分61、在中央钻孔70与外部周界66之间设置有多个第二钻孔75，由此环绕住该中央钻孔70。

至少一个第二钻孔75设置成用于允许中间空间140与实体的其上将要连接高压管路50的至少一部分之间形成通道。由该至少一个第二钻孔75提供的该通道可由此用于提供例如导线与设置在中间空间140中的传感器之间的连接。作为选择，一个或更多个传感器可设置在与高压管路50连接的该实体中，该至少一个第二钻孔75允许检测例如通过其间的泄漏。

作为选择或者另外，至少一个第二钻孔75可允许对中间空间140中的状况进行控制。这种控制可经由设置在连接高压管路50的实体中的通风装置、冷却装置或加热装置而对中间空间140进行通风、冷却或加热。

由此图8A和图8B示出了法兰与管的连接51以及高压管路50的不同的实施方式。在一种实施方式中，仅存在一个管80。在另一实施方式中，存在两个管，即（内部）管80和外部管90，这两个管彼此同心地套制而成。然而，图8A和图8B还示出了制造法兰与管的连接51以及高压管路50的两个阶段。在图8A中，已将管80优选地通过压配合而装配到该中央孔中。尚未焊接在中央钻孔70的直径扩大部分71’与管80的近侧部分81的外表面之间形成的焊接凹槽71。在图8B中，焊缝100已经形成在焊接凹槽71中。另外，已将外部管装配在该突出部分64上，使得已经形成了第二焊接凹槽，并且已经在该第二焊接凹槽中形成第二焊缝110。

图10中所示的法兰和管的组合51可在其它实施方式中以与上述方式相同的方式设置有外部管90。

在上文中，已经描述了如何通过在焊接凹槽71中形成的焊缝100提供在（内部）管80与法兰60之间的固定连接，并且在何处将焊接凹槽71形成为设置在法兰60中的中央钻孔70的直径扩大部分71’。

然而，在其它实施方式中，并且如在图10中所示，作为选择，焊接凹槽71由位于所述管80的所述端部81的近侧端81’处的凹槽形成。该凹槽由管80的位于所述管80的所述端部81的近侧端81’处的圆锥部分85提供。

作为选择（未示出），该焊接凹槽71可由所述中央钻孔70的直径扩大部分71’以及位于所述管80的所述端部81的近侧端81’处的圆锥部分85部分地形成。

更为广泛地说，焊接凹槽71可设置于法兰的近侧62处、处于所述管80的所述端部81的近侧端81’与所述法兰60之间。

高压流体管路50可由此通过一种方法来设置，在该方法中，将管80的端部81从法兰60的远侧63装配到法兰60的中央钻孔70中，并且使得管80的近侧端81’延伸至近侧62（使得近侧端81’与由近侧62提供的端面齐平）。作为选择，使得管80的近侧端81’延伸至接近由近侧62提供的表面的位置处。优选地，使得管80的近侧端81’延伸至仅略微高于由该近侧62提供的表面或接近该表面。

在其它步骤中，如上所述，通过在焊接凹槽71中设置焊缝100而将管80焊接至所述法兰。

优选地，将任何多余的焊接材料和/或从所述近侧62延伸的管80的近侧端81’磨掉，并且将表面（管80的近侧端81’和法兰的近侧62）抛光。由于焊接凹槽71的布置，因此这是容易的。

在制造过程的实施方式中，在焊接过程之前，将管80的端部81压配合到所述钻孔70的主要部分72中。

在制造过程的其它实施方式中，并且在中央钻孔70另外设有通向该法兰的所述远侧63的圆锥部分73并且该管80设有对应的装配区域84的情况下，在焊接过程之前，使装配区域84与中央钻孔70的所述圆锥部分73形成过盈配合。

在制造过程的其它实施方式中，将外部管90压配合到该法兰上的突出部分64上。该外部管90的近侧端91可抵靠在面向远侧的凸缘65上。

在制造过程的其它实施方式中，将外部管90焊接至所述法兰60。可在第二焊接凹槽91’中形成第二焊缝110。

制造方法的上述实施方式允许相对于现有技术的方法而更易于生产，在现有技术方法中，需要从法兰的远侧焊接一个管，这在船舶的密封空间中会是难以实现的。另外，上述方法提供了稳定、耐用且紧密得多的连接。在将外部管设置在内部管上的情况/实施方式中，根据本发明的法兰、组件以及方法允许将内部管焊接至法兰的近侧，而可将外部管从远侧焊接至法兰。这提供了在例如船舶之类的场所上更易于制造高压管路，并且更容易防止在任一管的内部产生焊接废料、焊接飞溅物。

该法兰和管组件包括高压管路的一部分。该高压管路可连接至诸如气体分流块130或其它高压管路之类的另一实体150。经由法兰60和设在另一实体150上的对应的且相配合的连接装置151提供该连接。这种连接的示例示于图11中。在法兰60与设置在另一实体150上的对应的且相配合的连接装置151之间可设置有密封元件250。在所示实施方式中，该密封元件250是环形元件，其在与近侧端面62相同的平面中具有凸缘251，以及从该凸缘251的相对两侧延伸的两个环形突起252、253。环形突起252、253各自具有圆锥形的外表面。一个环形突起152设置成用于与另一实体150中的通道170的口部171相配合，当将该高压管路连接至另一实体时，该通道170形成由管80提供的通道的延伸部。另一环形突起153设置成用于与由管80的近侧端81’形成的口部相配合。作为选择或另外，在法兰60的近侧端面62与另一实体150上的对应的且相配合的连接装置151的端面162之间设置有O形圈。在一种实施方式（未示出）中，可在法兰60的近侧端面62中和/或在另一实体150上的对应的且相配合的连接装置151的端面162中设置有环形沟槽，所述环形沟槽适于接收并引导该O形圈。

另一实体150上的对应的且相配合的连接装置151与法兰60通过凭借压缩装置而被紧密地挤压在一起（未示出）而予以连接。这种装置可例如由位于法兰本体的外部壁中的环形沟槽260处连接至法兰60的法兰提供。如图11中所示，类似的环形沟槽260’可设置在另一实体150上的连接装置151的外表面上。作为选择（未示出），法兰60和另一实体150上的连接装置151可通过螺钉、螺栓或类似的连接装置而被挤压在一起，螺钉、螺栓或类似的连接装置例如设置在法兰60的本体61和另一实体150上的连接装置151的外部壁的周围延伸的径向延伸的法兰上，或者处于设置成穿过法兰的本体61且穿过该另一实体150的连接装置151的适当的配合孔中（未示出）。

图11中所示的密封元件250可以是下述类型，即当被压制在两个部件、法兰60与另一实体150上的连接装置151之间时，该密封元件250变形以提供紧密密封。

图3和图4示出了本发明的其它方面。图3在侧视图中示出了发动机的部件。图4也在主视图中示出了发动机10的部件。仅出于简化的目的，在这些附图中仅示出了发动机10的最为相关的部件。图7-10中所示的法兰60、法兰和管组件51以及制造高压管路的方法的实施方式适于应用在具有十字头的大型单向流动式的低速运行的涡轮增压的双冲程柴油发动机10，其中，发动机10在高压下以诸如液化天然气、LNG之类的气体运行。

图3和图4示出了具有十字头的大型单向流动式的低速运行的涡轮增压的双冲程柴油发动机10。该发动机10包括直排设置的多个气缸1、以及位于各个气缸1的上部部分处或其附近的气体分流块130。气体分流块130由连接至相邻的气体分流块130的高压管路50彼此连接。

该发动机燃料是气体。气体必须以诸如100-500bar、200-500bar之类的高压提供至该发动机。高压管路必须是密封的并且与其它实体150紧密连接，以防止泄露和爆炸。上述法兰60及法兰和管组件对于提供这种密封的高压管路和连接是尤其有用的。

高压管路50的相应的端部52和53从气体分流块130大致向下延伸。位于两个端部52和53之间的所述气体管的一部分54沿连续的曲线而行。优选地，该连续的曲线为倒置的弧形。高压管路50优选地包括如上所述的法兰60或法兰和管组件51。优选地，高压管路50是包括（内部）管80和外部管90的类型。

图5和图6示出了高压管路50和分流块130的主视详图和侧视详图。

因此，提供了将气体分流块130并由此将气体燃料供给互连至气缸1的非常灵活的方法。高压管路50的“悬挂”布置另外具有以下优点，即在从冷阶段至温热阶段（当启动该发动机时）的过渡期间，受到机器部件的膨胀和收缩的影响并且受到来自运行中的发动机的振动的影响的高压管路可由于温度波动而极为容易地适应该发动机的膨胀/收缩。另外，该“悬挂”布置吸收了该发动机的振动。

管80和外部管90优选地由诸如钢、不锈钢等之类的金属形成。它们可以是柔性的或易曲折的。

因此，本发明提供了用于大型低速运行的涡轮增压的双冲程柴油发动机的任何高压管路的多种可能的设计和改装。

另外，由于其灵活性和有限的空间要求，本发明可在已有的发动机中使用。

尽管出于说明的目的已经详细描述了本申请的教导，但所明白的是，这些细节仅出于说明的目的，并且可在不脱离本申请的教导的范围的情况下由所属领域技术人员做出改变。

在本申请的上下文中，术语“近侧”应被解释为接近或“更为靠近”连接法兰或法兰和管组件的诸如分流块130之类的实体150。同样，术语“远侧”应被解释为“背向”连接法兰或法兰和管组件的诸如分流块130之类的实体150。

如在权利要求中所使用的术语“包括”并不排除其它元件或步骤。如在权利要求中所使用的词语“一”或“一个”并不排除多个。单个处理器或其它单元可实现在权利要求中所列出的若干装置的功能。

Claims (17)

1.一种用于将管（80）连接至另一实体（150）的法兰（60），所述法兰（60）包括：

法兰本体（61），所述法兰本体（61）具有近侧（62）和相对的远侧（63），所述近侧（62）用于附接至所述另一实体（150），

位于所述法兰本体（61）中的中央钻孔（70），所述中央钻孔（70）的尺寸和形状构造成用于接收并支承内部管（80）的端部（81），使得所述内部管（80）能够固定地连接至所述法兰（60），所述内部管（80）从所述远侧（63）延伸，所述中央钻孔（70）对所述近侧（62）开放并且对所述远侧（63）开放，以及

至少一个焊接凹槽（71），所述至少一个焊接凹槽（71）设置成所述中央钻孔（70）的放大部分，所述至少一个焊接凹槽（71）对所述近侧（62）开放，并且所述焊接凹槽（71）构造成为处于所述管（80）的所述端部（81）与所述法兰（60）之间的焊缝提供空间，

其特征在于，所述远侧（63）形成在从所述法兰本体（61）向远侧延伸的突出部分（64）上，使得在所述突出部分的周围形成面向远侧的凸缘（65），所述面向远侧的凸缘（65）和所述突出部分（64）构造成用于连接至外部管（90），所述外部管（90）从所述远侧端（63）延伸并且环绕所述内部管（80）。

2.根据权利要求1所述的法兰（60），其中，所述焊接凹槽（71）是所述中央钻孔（70）的环形放大部分（71’）。

3.根据权利要求1或2所述的法兰（60），其中，所述中央钻孔（70）包括主要区段（72），所述主要区段（72）具有与所述管（80）的所述端部（81）相对应的横截面，并且所述中央钻孔（70）还具有对所述法兰本体（61）的所述远侧（63）开放的圆锥部分（74），所述圆锥部分（74）构造成用于与所述管（80）的装配区域（84）配合，所述装配区域（84）具有与所述管（80）的所述圆锥部分（74）相对应的圆锥形。

4.一种法兰和管组件（51），所述组件（51）包括：

-法兰（60），所述法兰（60）具有：

-法兰本体（61），所述法兰本体（61）具有近侧（62）和相对的远侧（63），所述近侧（62）用于附接至所述另一实体（150），以及

-位于所述法兰本体（61）中的中央钻孔（70），所述中央钻孔（70）对所述近侧（62）开放并且对所述远侧（63）开放，

-具有端部（81）的内部管（80），

其特征在于：

-外部管（90）环绕所述内部管，

其中，所述中央钻孔（64）的尺寸和形状构造成用于接收并支承所述内部管（80）的所述端部（81），以将所述内部管（80）固定地连接至所述法兰（60），所述内部管（81）从所述远侧（63）伸出，

所述组件还包括至少一个焊接凹槽（71），所述至少一个焊接凹槽（71）设置在所述内部管（80）的所述端部（81）与所述法兰（60）之间，所述至少一个焊接凹槽（71）对所述法兰的所述近侧（62）开放，并且所述焊接凹槽（71）构造成为处于所述内部管（80）的所述端部（81）与所述法兰（60）之间的焊缝提供空间，

其中，所述法兰（60）的所述远侧（63）形成在从所述法兰本体（61）向远侧延伸的突出部分（64）上，使得在所述突出部分（64）的周围形成面向远侧的凸缘（65），所述面向远侧的凸缘（65）和所述突出部分（64）构造成用于连接至所述外部管（90），所述外部管（90）从所述远侧（63）伸出。

5.根据权利要求4所述的法兰和管组件（51），其中，所述端部（81）的近侧端（81’）在所述法兰（60）的所述近侧（62）处或在所述法兰（60）的所述近侧（62）附近焊接至所述法兰（60）。

6.根据权利要求4或5所述的法兰和管组件（51），其中，所述焊接凹槽（71）由位于所述管（80）的所述端部（81）的所述近侧端（81’）处的凹槽形成。

7.根据权利要求4或5所述的法兰和管组件（51），其中，所述至少一个焊接凹槽（71）形成为所述中央钻孔（70）的环形的直径扩大部分（71’）。

8.根据权利要求4或5所述的法兰和管组件（51），其中，所述焊接凹槽（71）形成在所述中央钻孔（70）的所述直径扩大部分（71’）与位于所述管（80）的所述端部（81）的所述近侧端（81’）处的凹槽之间。

9.根据权利要求4-8中的任一项所述的法兰和管组件（51），其中，所述中央钻孔（70）包括主要区段（72），所述主要区段（72）具有适于与所述管（80）的所述端部（81）配合的横截面，并且所述中央钻孔（70）还具有对所述法兰本体（61）的所述远侧（63）开放的圆锥部分（74），所述圆锥部分（74）构造成用于与所述管（80）的装配区域（84）配合，所述装配区域（84）具有与所述圆锥部分（74）相对应的圆锥形。

10.根据权利要求4-9中的任一项所述的法兰和管组件（51），其中，至少一个第二钻孔（75）设置成穿过所述法兰本体（61），其中，所述第二钻孔（75）对所述法兰的所述近侧（62）开放并对所述远侧（63）开放。

11.根据权利要求10所述的法兰和管组件（51），其中，所述外部管（90）具有近侧端（91），并且圆锥部分（92）形成于所述近侧端（91），其中，所述圆锥部分（92）和所述法兰（60）的所述面向远侧的凸缘（65）形成第二焊接凹槽（91’），所述第二焊接凹槽（91’）构造成为处于所述外部管（90）的所述近侧端（91）与所述法兰（60）之间的焊缝提供空间。

12.一种制造高压管路（50）的方法，所述高压管路包括法兰和管组件（51），所述法兰和管组件（51）包括：

-法兰（60），所述法兰（60）具有：

-法兰本体（61），所述法兰本体（61）具有近侧（62）和相对的远侧（63），所述近侧（62）用于附接至所述另一实体（150），以及

-位于所述法兰本体（61）中的中央钻孔（70），所述中央钻孔（70）对所述近侧（62）开放并且对所述远侧（63）开放，

-具有端部（81）的内部管（80），

-环绕所述内部管（80）的外部管（90），

其中，所述中央钻孔（64）的尺寸和形状构造成用于接收并支承所述内部管（80）的所述端部（81），其中，所述内部管（80）能够固定地连接至所述法兰（60），

其中，在所述内部管（80）的所述端部（81）与所述法兰（60）之间设置有至少一个焊接凹槽（71），所述焊接凹槽（71）对所述法兰的所述近侧（62）开放，并且

其中，所述法兰（60）的所述远侧（63）形成在从所述法兰本体（61）向远侧延伸的突出部分（64）上，使得在所述突出部分（64）的周围形成面向远侧的凸缘（65），所述面向远侧的凸缘（65）和所述突出部分（64）构造成用于连接至外部管（90），所述外部管（90）从所述远侧（63）延伸。

所述方法包括下列步骤：

将所述管（80）的所述端部（81）从所述法兰（60）的所述远侧（63）装配到所述中央钻孔（70）中，并且使得所述管（80）的近侧端（81’）延伸至所述近侧（62）处或延伸至接近所述近侧（62），以及

通过在各个所述至少一个焊接凹槽（71）中设置焊缝（100）而将所述管（80）焊接至所述法兰，以及

将所述外部管（90）压配合在所述突出部分（64）上，所述外部管（90）的近侧端（91）抵靠在所述面向远侧的凸缘（65）上。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述管（80）的所述端部（81）压配合到所述钻孔（70）的所述主要部分（72）中。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述中央钻孔（70）还设有对所述法兰的所述远侧（63）开放的圆锥部分（73），并且所述管（80）设有对应的装配区域（84），其中，使所述装配区域（84）与所述中央钻孔（70）的所述圆锥部分（73）形成过盈配合。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述外部管（90）具有近侧端（91）以及形成于所述近侧端（91）处的圆锥部分（92），所述圆锥部分（92）和所述法兰（60）的所述面向远侧的凸缘（65）形成第二焊接凹槽（91’），并且，在所述第二焊接凹槽（91’）中形成第二焊缝（110），以将所述外部管（90）固定地连接至所述法兰（60）。

16.一种具有十字头的大型单向流动式低速运行的涡轮增压的双冲程柴油发动机，所述发动机包括：

-直排设置的多个气缸（1），以及

-位于各个所述气缸的上部处或位于各个所述气缸的上部附近的气体分流块（130），

所述气体分流块（130）通过连接至相邻的所述气体分流块（130）的高压管路（50）彼此连接，

所述高压管路（50）的相应的端部（52、53）从所述气体分流块（130）大致向下延伸，并且所述气体管的位于所述端部（52、53）之间的部分（54）沿连续的曲线而行，

其中，所述高压管路（50）包括根据权利要求4-11中的任一项所述的法兰和管组件（51）。

17.根据权利要求16所述的发动机，其中，所述曲线是倒置的弧形。

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