CN103363205A - 流体管道系统和设备 - Google Patents

Abstract

一种流体管道系统，包括第一部分、第二部分和导管，第一部分具有中心管和围绕该中心管并沿其径向轴线与中心管同轴对齐的圆周管，第二部分包括中心管和沿径向轴线围绕该中心管的圆周管，第一部分与第二部分在径向轴线上对齐，导管被配置为将第一部分的中心管和第二部分的中心管容纳于其中，沿其轴线在第一部分的中心管和第二部分的中心管之间具有纵向距离。

Description

流体管道系统和设备

相关申请的交叉引用

申请人据此要求如下优先权，2012年4月10日提交的、发明名称为″同轴管接头组件″的No.61622035号美国临时申请；2012年4月10日提交的、发明名称为″管邻接组件″的No.61622038号美国临时申请；2012年4月10日提交的、发明名称为″柔性管组件″的No.61622040号美国临时申请；2012年4月10日提交的、发明名称为″传感器组件″的No.61622045号美国临时申请，其全文在此引用以供参考。

技术领域

本发明总的涉及一种流体管道系统和设备。

背景技术

流体管道系统包括多个为其中的流体流动设计的管。

多个管可以被设计为包括中心流道的环形组件，该中心流道被圆周流道所围绕。该中心流道和圆周流道大体在其间同轴定位。

发明内容

因此根据公开的实施例提供一种流体管道系统，它包括第一部分、第二部分和导管，第一部分具有中心管和围绕该中心管并沿其径向轴线与中心管同轴对齐的圆周管，第二部分包括中心管和沿径向轴线围绕该中心管的圆周管，第一部分与第二部分在径向轴线上对齐，导管被配置为将第一部分的中心管和第二部分的中心管容纳于其中，沿其轴线在第一部分的中心管和第二部分的中心管之间具有纵向距离。

根据实施例，该导管被密封元件围绕。该密封元件包括帘线。该帘线形成有大体矩形的横截面。工作流体可在第一温度下在第一部分和第二部分中的至少一个的中心管中流动，并且该工作流体可在第二温度下在第一部分和第二部分中的至少一个的圆周管内流动，第一温度不同于第二温度。第一温度可高于第二温度并且第一部分和第二部分中的至少一个的圆周管沿径向距离热膨胀。

根据实施例，第一部分和第二部分中的至少一个的中心管的热膨胀程度与第一部分和第二部分中的至少一个的圆周管的热膨胀程度不同。第二部分的中心管滑动地插入导管中。

根据实施例，流体管道系统进一步包括位于中心管和圆周管之间的绝热层。

根据另一个实施例，中心管可由绝热层制成。

根据实施例，第一部分和第二部分通过连接件相连，该连接件被配置为重复的连接和断开。

根据实施例，柔性连接元件连接中心管和圆周管。该柔性连接元件包括至少一个弹簧元件。

因此根据公开的实施例提供一种流体管道系统，包括中心管和围绕该中心管并且沿其径向轴线与该中心管同轴对齐的圆周管，被配置为将该装置的至少一部分容纳在其中的导管，其中，该导管放置在中心管和圆周管的中间，该导管被配置为沿径向轴线柔性延伸。该导管包括形成为辫状鞘的圆柱形鞘。该导管可由具有材料柔性的材料制成，具有大概0.2-70英寸范围内的最小弯曲半径。该装置包括传感器。

根据实施例，工作流体可在第一温度下在中心管内流动并且工作流体可在第二温度下在圆周管内流动，第一温度不同于第二温度。第一温度高于第二温度。中心管的热膨胀程度与圆周管的热膨胀程度不同。

根据实施例，该流体管道系统进一步包括位于中心管和圆周管之间的绝热层。

根据另一个实施例，中心管可由绝热层制成。

因此根据公开实施例提供一种包括第一部分和第二部分的流体管道系统，第一部分包括中心管和围绕该中心管并沿其径向轴线与该中心管同轴对齐的圆周管，第二部分包括中心管和沿其径向轴线围绕该中心管的圆周管，第一部分未沿第一部分的纵向轴线与第二部分平行，该第二部分的中心管包括被配置沿导管的径向轴线和/或纵向轴线柔性膨胀的导管。

根据实施例，第一部分大体垂直于第二部分。该导管包括形成为辫状鞘的圆柱形鞘。该导管可由具有材料柔性的材料制成，具有接近0.2-70英寸范围内的最小弯曲半径。

附图说明

结合附图，根据接下来的详细说明，将更充分地理解和领会本发明，其中：

图1A-1D是分别处于第一、第二、第三和第四组装步骤的、根据本发明实施例的流体管道系统的简化剖视图；

图2是与图1A-1D的流体管道系统一起使用的管路邻接组件的简化剖视图；

图3A-3C是分别处于第一、第二和第三装置步骤的、根据本发明另一实施例的流体管道系统的简化剖视图；

图4是一流体管道系统的简化剖视图，该系统包括沿图1D中线IV-IV截取的、根据本发明实施例的同轴管接头组件；

图5是包括根据本发明另一实施例的同轴管接头组件的流体管道系统的简化图形视图；

图6是包括根据本发明实施例的柔性壳体组件的流体管道系统的简化剖视图；

图7是根据本发明另一实施例的、图6中柔性壳体组件的简化图形视图；和

图8是包括根据本发明实施例的柔性管组件的流体管道系统的简化剖视图。

具体实施方式

在下述描述中，描述本发明的各个方面。为了进行解释，阐述具体结构和细节以便彻底地了解本发明。然而，对本领域普通技术人员来说显而易见的是，本发明可在没有在此呈现的具体细节的情况下实施。此外，为了不使本发明难以理解，省略或者简化众所周知的特征。

图1A-1D和2是分别处于第一、第二、第三和第四组装步骤的、根据本发明实施例的流体管道系统的简化剖视图和管路邻接组件的简化剖视图。正如图1A所示，流体管道系统100包括环状组件102。该环状组件102包括由圆周流道108围绕的中心流道106。该中心流道106和该圆周流道108可沿径向轴线110在其间大体同轴对齐。该中心流道106和该圆周流道108可以保证其中的工作流体的流动。

可以任何一种合适的方式基本保持中心流道106和圆周流道108之间沿径向轴线110的同轴对齐。例如，在中心流道106和圆周流道108之间提供校准器114。

圆周管120可设在圆周流道108附近。圆周管120可由任何一种合适的材料制成，该材料允许较高温度的流体在其间流动，例如在大约100-400℃范围内。在非限制性实施例中，圆周管120可由碳钢制成。

中心绝热层122设在中心流道106和圆周流道108之间，用来热隔离流过中心流道106的工作流体并且防止大体在第一温度下在中心流道106内流动的工作流体和大体在第二温度下在圆周流道108内流动的工作流体之间的热交换。

根据实施例，中心管126设在中心流道106附近。该中心管126可正如图1A-1C所见地位于中心绝热层122的下方，或者位于中心绝热层122上方。中心管126可由任何一种合适的材料制成，该材料允许较高温度的流体在其间流动，例如在大约150-1000℃范围内。在非限制性实施例中，中心管126可由碳钢或者不锈钢制成。

根据另一实施例，中心管126可由中心绝热层122形成，因此，工作流体可与中心绝热层122的内表面128相直接接触地流动。

可设置圆周绝热层(未示出)来隔离工作流体和环状组件102的周围环境。

中心绝热层122和圆周绝热层可由任何一种合适的绝热材料制成，例如多微孔绝缘体，或者任何一种合适的陶瓷材料，或者例如多层不同材料。

工作流体可以包括任何一种合适的流体，例如通常为空气、氦气或者二氧化碳的气体，或者例如油、水、有机流体或者例如熔盐的液体。

在一些实施例中，工作流体可在第一温度下在中心流道106内流动而在第二温度下在圆周流道108内流动。第一温度高于第二温度。在非限制性实施例中，第一温度在大约200-1000℃的范围内。在另一非限制性实施例中，第一温度在大约400-1000℃的范围内。在又一个非限制性实施例中，第一温度在大约400-800℃的范围内。在非限制性实施例中，第二温度在大约25-350℃的范围内。在另一非限制性实施例中，第二温度在大约100-350℃的范围内。在又一个非限制性实施例中，第二温度在大约150-350℃的范围内。

工作流体可在进入环状组件102之前通过热能源(未示出)加热到第一温度。该热能源可以是任何一种适合将该工作流体加热到第一温度的能源。在非限制性实施例中，该热能源可以包括化石燃料系统、可再生能源系统，比如地热能系统、风能系统、波能系统或者太阳能系统。

工作流体可在第一温度下从热能源流到中心流道106。

该工作流体的热能被供给到热能消耗系统(未示出)用于其大体在第一温度下的操作。该热能消耗系统包括任何一种利用工作流体的热能消耗系统，举例来说，例如汽轮机、蒸汽轮机、燃气轮机、工业系统、用于化工或者其他行业的蒸汽消耗过程、干燥装置、固体吸附系统或者吸收式制冷机。

工作流体的热能可以任何一种合适的方式供给到热能消耗系统，例如通过热交换器组件(未示出)或者任何一种用于将工作流体热能供给到热能消耗系统的其他合适装置。

工作流体热能供给到热能消耗系统之后，工作流体的温度可跌至第二温度。该工作流体在第二温度下可被引导流入该圆周流道108。该工作流体可回流到热能源用于其再加热或者被导向任何一个其他合适的位置。

在第一温度下，工作流体可沿与第二温度下在圆周流道108中流动的工作流体相反的方向在中心流道106内流动。可选择地，在第一温度下，工作流体可沿与第二温度下在圆周流道108中流动的工作流体相同的方向在中心流道106内流动。

由于在中心流道106内流动的工作流体具有相对高的第一温度，中心管126可沿纵向轴线140热膨胀。类似地，中心管126可沿径向轴线110热膨胀。

因为在第一温度下在中心流道106内流动的工作流体明显比在第二温度下在圆周流道108内流动的工作流体更热，因此中心管126沿纵向轴线140和/或径向轴线110的热膨胀程度比圆周管120更大。

根据另一实施例，例如其中第二温度高于第一温度，中心管126可沿纵向轴线140和/或径向轴线110的热膨胀程度与圆周管120的热膨胀程度不同。

该环形组件102可由多个在接头邻接的部分形成。在图1A-1D中，第一部分150显示为在接头158邻接第二部分154。第一和第二部分150和154都包括具有中心管126的中心流道106和具有圆周管的圆周流道108，并且另外包括中心绝热层122和/或圆周绝热层。

在接头158，第一部分通过管路邻接组件170邻接第二部分，该管路邻接组件显示为没有图2中的环形组件并且是放大图示的。

在图2所示实施例中，该管路邻接组件170包括由任何一种合适的材料形成的导管174，这种材料允许较高温度的流体流过，例如大约150-1000℃的范围内。在非限制性实施例中，导管174可由碳钢或者不锈钢制成。

导管174可附接到形成在靠近接头158的管175的端部180上的密封壳体178上。该密封壳体178可由任何一种合适的材料制成，举例来说，例如碳钢或者不锈钢。该密封壳体178可外围环绕导管174。该密封壳体178可形成有大体L形的横截面184或者任何一种用来容纳任何一种合适密封元件的合适形状。在图2的实施例中，密封元件包括帘线190。该帘线190可以任何一种合适的结构配置，举例来说，比如具有圆形截面者如图2所见的矩形截面194。具有矩形截面194的帘线190可适合地容纳在密封壳体178内。

该帘线190可由任何一种合适的材料形成，例如可变形材料，因此允许帘线190被按压在管路邻接组件170和第一部分150的中心管126之间，如图1C所示。该帘线190可由陶瓷材料形成。在非限制性实施例中，该帘线190包括编织的陶瓷绳，例如在美国亚利桑那州图森的S.Research Loop 1832号Mineral Seal公司的Ceramic Fiber.Net大批供应的Square Braid CeraTex陶瓷纤维绳。

设置密封元件用于牢固地接合第一部分150的中心管126和管路邻接组件170，正如图1B中所见，同时允许中心管126沿纵向轴线140滑入导管174，正如图1C所见。

在另一实施例中，该密封元件可以免除。在又一个实施例中，可以使用任何一种用于接合第一部分150的中心管126和管路邻接组件170的装置，举例来说，例如螺杆或者螺栓。

设置环198盖住帘线190和密封壳体178。多个螺栓200或者任何一种连接装置可外围设置在环198附近。螺栓200可插入形成在密封壳体178中的相应孔(未示出)内。

如图1C所示，该导管174可能被设计为在其端部180容纳第一部分150的中心管126以及在其端部206容纳第二部分154的中心管126。导管174的端部206处于端部180的相对侧并且远离接头158。

第一部分150的中心管126可距第二部分154的中心管126一个距离210放入导管174内。当工作流体在较高的第一温度下在中心流道106内流动时，第一部分150的中心管126可沿纵向轴线140在箭头207的方向朝向第二部分154的中心管126热膨胀。类似地，第二部分154的中心管126可沿纵向轴线140在箭头208的方向上朝向第一部分150的中心管126热膨胀。设置距离210以允许第一和第二部分150和154的每个中心管126在导管174内热膨胀。

如上所述，中心管126可沿纵向轴线140的热膨胀程度比圆周管120更大。该距离210允许第一和第二部分150和154的中心管126在导管174内热膨胀，而不要求第一和第二部分150和154的圆周管120进行任何运动或者适应。

可以任何一种合适的方式将第一和第二部分150和154的中心管126放置在导管174内，并且以任何一种合适的方式将第一部分150与第二部分154邻接。示例性的第一、第二、第三和第四组装步骤图示在相应的图1A-1D内。

如图1A所示，第一部分150与第二部分154分离。环形凸缘220可从位于靠近接头158的端部180的第一和第二部分150和154的圆周管120伸出。第一部分150的环形凸缘220最初与第二部分154的环形凸缘220分离。第二部分154的中心管126在端部206出坐落在导管174内。螺栓200松散地插入环198和密封壳体178的相应孔内。

转向图1B，在第二组装步骤，第一部分150的中心管126滑动插入管路邻接组件170直至达到距第二部分154的中心管126的距离(如图1C所示)。第一部分150的环形凸缘220靠近第二部分154的环形凸缘220但是其间形成间隙230。间隙230允许操作者手动或者以任何一种其他合适的方式便捷地接近螺栓200。

操作者可以紧固螺栓200用于将环198固定到密封壳体178上。随后，例如帘线190的密封元件压在第一部分150的中心管126上，由此确保第一部分150的中心管126位于管路邻接组件170内。

尔后，该操作者可使第一部分150的环形凸缘220朝向第二部分154的环形凸缘220滑动。第一部分150的环形凸缘220可以任何一种合适的装置固定到第二部分154的环形凸缘220上，例如用于连接第一部分150和第二部分154的螺栓236，如图1D所示。

因而可以表明，包括管路邻接组件170的环形组件102形成连续的中心流道106，具有适合于第一和第二部分150和154的中心管126在管路邻接组件170的导管174沿着距离210的热膨胀空间。该距离210可以包括任何一种允许第一和第二部分150和154的中心管126热膨胀的需要长度。

另外，管路邻接组件170允许将该环状组件结构(即与圆周管120同轴对齐的中心管126)保持在接头处。

此外，根据参数，例如第一温度或者中心管126的材料，可能有各种程度的中心管126热膨胀。举例来说，第一部分150的中心管126的热膨胀程度更小，其中第一温度低点，而不是热膨胀程度较大，其中第一温度高点。根据实施例，距离210被设计为足以满足各种热膨胀程度，而不需要为每个热膨胀程度调整距离210。举例来说，距离210可被设计为具有成米的长度，因此足够允许中心管126从几毫米到数十厘米的不同热膨胀程度。

另外，第一部分154和第二部分154之间的连接件被配置为重复组装和拆开。这可通过环形凸缘220或者通过任何一种其他合适的装置提供。此外，形成在环形凸缘220之间的间隙230允许操作者便捷地接触螺栓200用来分开第一部分150和第二部分154。可沿环状组件102接触接头，例如接头158，是有利的，因为这允许对环状组件102的指定部分进行修理和维护操作，而不是必须拆开整个环状组件102。尤其有利的是，环状之间102相对长些，例如几百米长。为了分开第一部分150和第二部分154，操作者可松开螺栓236(图1C)并从第二部分154的圆周管移开第一部分150的圆周管120。操作者可经由间隙230接触环198，用以松开螺栓200。第一部分150的中心管126可从第二部分154的中心管126滑动移开(图1A)。

应当注意的是，在图1A-1C中，管路邻接组件170图示为放置在第二部分154上并且第一部分150与其滑动接合。可选择地，管路邻接组件170可放置在第一部分150上并且第二部分154可与其滑动接合。

在图1A-1D的实施例中，环状组件102包括一个管路邻接组件170。在其他实施例中，可提供多于一个的管路邻接组件170，例如如图3A-3C所示。

该管路邻接组件170可以任何一种合适的方式配置用于以相互连接中心管126的各部分，其间具有允许沿纵向轴线140热膨胀的距离。

在图3A-3C中，图示出流体管道系统300，其包括具有管路邻接组件310的、图1A-1D的环状组件102。

在图3A-3C所示的实施例中，各个第一和第二部分150和154中的每一个都具有管路邻接组件310，但是应当理解的是，仅仅提供一个管路邻接组件310。

该管路邻接组件310包括与图1A-2的导管174类似的管314。在其端部318具有密封壳体326。导管314的端部318最接近接头158，并且处于靠近接头158的端部320的相对侧。该密封壳体326可由任何一种合适的材料制成，举例来说，例如碳钢或者不锈钢。该密封壳体326可外围环绕导管314。

如图1中插入所见，密封壳体326包括帘线330，该帘线按压在中心管126砂锅因此保证中心管126与导管314紧密接合。

帘线330可以任何一种合适的结构进行配置并且由任何一种合适的可变形材料制成，因此允许帘线330压在中心管126上。举例来说，该可变形材料为陶瓷绳，例如可以是美国亚利桑那州图森的S.Research Loop 1832号Mineral Seal公司的CeramicFiber.Net大批供应的Square Braid CeraTex陶瓷纤维绳。

该帘线330可以任何一种合适的结构配置，举例来说，比如具有圆形截面或者矩形截面334。具有矩形截面334的帘线330可适合地容纳在密封壳体326内。

该帘线330可以任何一种合适的方式进行安装。该帘线330可放置在密封壳体326的下凸缘340和上凸缘344的中间。上凸缘344可以与帘线330重叠并且与下凸缘340部分重叠。下凸缘340可形成有从其圆柱形部分350伸出的圆周突出部348。该圆周突出部348可形成有多个布置在外围的孔356。上凸缘344可形成有从其圆柱形部分360伸出的圆周突出部358。该圆周突出358可形成有多个布置在外围的孔364。

上凸缘344可以任何一种合适的方式套在导管314上。螺栓370或者任何一种合适的紧固件可插入圆周突出部348的孔356以及圆周突出部358的孔364内。

可以任何一种合适的方式实现螺栓370与圆周突出部348和圆周突出部358的紧固。螺栓370形成有从靠近接头158的孔364伸出的近端部374。相对远离接头158设置从孔356伸出的远端部376。

在第一部分150，通过在箭头207的方向上拉动近端部374以及将螺母380紧固在上面，上凸缘344压在下凸缘340上，随后下凸缘压在帘线330上。帘线330按压中心管126，因此确保中心管126与导管314紧密接合。

类似地，在第二部分154，通过在箭头208的方向上拉动近端部374以及将螺母380紧固在上面，上凸缘344压在下凸缘340上，随后下凸缘压在帘线330上。帘线330按压中心管126，因此确保中心管126与导管314紧密接合。

第一部分150以任何一种合适的方式经由管路邻接组件310与第二部分154连接。示例性的第一、第二、第二和第四组装步骤图示在相应的图3A-3C内。

如图3A所示，第一部分150与第二部分154分离。环形凸缘390在其端部320从第一和第二部分150和154的中心管126伸出。第一部分150的环形凸缘220和390与第二部分154的环形凸缘220和390分离。第一部分150和第二部分154的管路邻接组件310的螺栓370松散地插入孔356和364中。

翻到图3B，在第二组装步骤中，第一部分150的环形凸缘390可朝向第二部分154的环形凸缘390滑动直至其达到距离210(图3C)。导向装置392可从环形凸缘390伸出并且帮助操作者朝向第二部分154的环形凸缘390滑动第一部分150的环形凸缘390。尔后，第一部分150的环形凸缘390通过任何一种合适的装置，比如螺栓394，固定到第二部分154的环形凸缘390上。第一部分150的环形凸缘220更加靠近第二部分154的环形凸缘220但是其间形成间隙230。间隙230允许操作者手动或者以任何一种其他合适的方式便捷地接近螺栓394。

操作者可将第一和第二部分150和154中每一个的螺栓370紧固在其近端部374，用于将下凸缘340固定到上凸缘344上。随后，例如帘线330的密封元件压在中心管126上，由此确保中心管126位于管路邻接组件310内。

尔后，该操作者可使第一部分150的环形凸缘220朝向第二部分154的环形凸缘220滑动，正如图3C所见。第一部分150的环形凸缘220可以通过连接第一部分150和第二部分154的螺栓236固定到第二部分154的环形凸缘220上，类似图1D所见。

因而可以表明，包括管路邻接组件310的环形组件102形成连续的中心流道106，具有适合于第第一和第二部分150和154的中心管126在管路邻接组件310的导管314中沿着距离210的热膨胀空间。该距离210可以包括任何一种允许第一和第二部分150和154的中心管126热膨胀的需要长度。

另外，管路邻接组件310允许将该环状组件结构(即与圆周管120同轴对齐的中心管126)保持在接头处。

此外，根据参数，例如第一温度或者中心管126的材料，可能有各种程度的中心管126热膨胀。举例来说，第一部分150的中心管126的热膨胀程度较小，其中第一温度低点，而不是热膨胀程度较大，其中第一温度高点。根据实施例，距离210被设计为足以满足各种热膨胀程度，而不需要为每个热膨胀程度调整距离210。举例来说，距离210可被设计为具有成米的长度，因此足够允许中心管126从几毫米到数十厘米的不同热膨胀程度。

另外，第一部分154和第二部分154之间的连接件被配置为重复组装和拆开。这可通过环形凸缘220和390或者通过任何一种其他合适的装置提供。此外，如上所述，间隙230允许操作者便捷地接触螺栓394用来分开第一部分150和第二部分154。可沿环状组件102接触接头，例如接头158，是有利的，因为这允许对环状组件102的指定部分进行修理和维护操作，而不是必须拆开整个环状组件102。尤其有利的是，环状组件102相对长些，例如几百米长。为了分开第一部分150和第二部分154，操作者可松开螺栓236(图3C)并从第二部分154的圆周管移开第一部分150的圆周管120(图3B)。操作者可经由间隙230接触环形凸缘390，用来松开螺栓394。第一部分150的中心管126可从第二部分154的中心管126滑动移开(图3A)。

图4是一流体管道系统399的简化剖视图，该系统包括沿图1D中线IV-IV截取的、根据本发明实施例的同轴管接头组件400。图5是包括根据本发明实施例的同轴管接头组件404的流体管道系统的简化图形视图。

如上所述，中心管126可在箭头408的方向上沿着径向轴线110热膨胀。中心管126的热膨胀程度比圆周管120的更大。

根据另一实施例，中心管126可沿纵向轴线140和/或径向轴线110的热膨胀程度与圆周管120的不同。

该同轴管接头组件400包括连接元件410。该连接元件410可设在中心管126和圆周管120的中间以确保其间的同轴对齐可基本保持，同时，中心管126的热膨胀范围不同于圆周管120的热膨胀范围。

该连接元件410可以是柔性连接元件。根据实施例，柔性连接元件包括弹簧元件或者在箭头408的径向方向上彼此等距间隔的多个弹簧元件412。

弹簧元件412包括任何一种合适的弹簧，举例来说，比如悬臂弹簧、板簧、螺旋弹簧、盘簧、锥形弹簧、压缩弹簧、拉力弹簧或者扭转弹簧。

弹簧元件412可由任何一种合适的材料制成，举例来说，例如不锈钢。

在非限制实施例中，弹簧元件412包括具有任何一种合适刚度或劲度系数(rate)的螺旋压簧。在非限制性实施例中，刚度可在大约35-50N/mm的范围内。

螺旋压簧可通过SPEC(R)公司获得，产品样本号D23800，具有39.84N/mm的刚度。

该弹簧元件412可在其第一端416焊接到圆周管120上并且在其第二端418焊接到中心管126上。在另一实施例中，弹簧元件412可以任何一种合适的方式连接到圆周管120和中心管126。

该连接元件412可沿着环状组件如图4所示地放置在中心管126和圆周管120的中间，或者任何一个位置。

在图5中，显示了备选的同轴管接头组件404。如图5所示，同轴管接头组件404包括凸缘组件420和连接元件410。该凸缘组件420可沿环状组件102在要求的接头处设在环状之间102的中间部分(类似于图1A-1D的第一和第二部分150和154)。

该凸缘组件420包括圆周的导管424，其形成为插在圆周管120上(图1A-1D)或者以任何一种合适的方式连接于此。从圆周导管424伸出的是形成有多个布置在外围的孔428的环形圆周凸缘426。

该凸缘组件420还包括中心管434，其形成为插在中心管126上(图1A-1D)或者以任何一种合适的方式连接于此。

该连接元件410可放置在中心管434和圆周导管424中间。连接元件410包括在箭头408的径向方向上彼此等距间隔的多个弹簧元件412。

该弹簧元件412可在其第一端416焊接到圆周导管424上并且在其第二端418焊接到中心管434上。在另一实施例中，弹簧元件412可以任何一种合适的方式连接到圆周管434和中心导管424上。

该凸缘组件420可与相应的凸缘组件(未示出)相连并且通过经由孔428插入螺栓(未示出)连接于此。

图6和7是根据本发明一个实施例的柔性壳体组件500的简化图形视图中的一个。在图6中，包括柔性壳体组件500的流体管道系统502图示为与中心管126和圆周管120接合。在图7中，柔性壳体组件500图示为与图5的凸缘组件420接合。

如图6所示，传感器或者其他装置可沿着环状组件102放置。该传感器或者其他装置可以测量任何一种关心的参数，举例来说，比如温度、压力和/或流速。该传感器包括任何一种常规传感器，比如适合于测量在中心流道106或者圆周流道108中流动的工作流体的温度的热电偶。

例如，设置第一传感器510来测量在圆周流道108内流动的工作流体的温度。设置第二传感器514来测量在中心流道106内流动的工作流体的温度。

第一传感器510可从圆周管120伸出。第二传感器514可从圆周管120伸出并伸向中心管126，以及容纳在柔性壳体组件500内。

如上所述，中心管126可在箭头408的方向上沿着径向轴线110热膨胀。中心管126的热膨胀程度比圆周管120的更大或者不相同。

柔性壳体组件500包括带有柔性传感器管520的导管。该柔性传感器管520被配置为具有任何一种合适的柔性材料和/或结构，用于在箭头408的方向上柔性延伸，由此在箭头408的径向方向上与中心管126的膨胀相配合地延伸。

在实施例中，柔性传感器管520包括圆柱形套管528，用于为柔性传感器套筒520提供柔性。该圆柱形套管528可形成为编织套管，正如图6中插入物所见。柔性传感器管520可由任何一种合适的材料制成，例如不锈钢。

该柔性传感器管520可由任何一种合适的、具有任何合适刚度或劲度系数的柔性材料制成。在非限制性实施例中，柔性传感器管520可由具有材料柔性的材料制成，该柔性可由大约0.2-70英寸范围内的最小弯曲半径来调节。

本领域中公知的是，量测到导管内部曲度的″弯曲半径″或者″最小弯曲半径″测量最小半径，管可在保持未被损坏时是弯曲的，因此是材料柔性的指标。通常，弯曲半径越小，材料柔性越大。

该柔性传感器管520包括圆柱形套管528，其可以产品样本号″T321不锈钢软管″可通过美国伊利诺斯州Romeoville的815Forestwood Drive US Hose Corporation大批量买到。

该柔性传感器管520可以合适的方式连接到中心管126和圆周管120，举例来说，比如通过将柔性传感器管520焊接到中心管126和圆周管120。

在图7中，柔性壳体组件500图示为与图5的凸缘组件420接合。

应当注意到，柔性壳体组件500可操作为在径向轴线110的方向上柔性延伸。另外，柔性壳体组件500可被配置为在纵向轴线140的方向上延伸。在图6和7的实施例中，包括圆柱形套管528的柔性传感器管520可在径向轴线110和径向轴线140方向上延伸。

图8是包括根据本发明实施例的环状组件102和柔性管组件550的流体管道系统540的简化剖视图。该柔性管组件550可用在环状组件102内。

如上所述，环状组件102相对长些。环状组件102包括在不同方向上设置的多个管组件554。举例来说，如图8所见，第一管子组件560设置有大体水平的纵向轴线564。

第二管子组件580连接第一管子组件560和第三管子组件570。第二管子组件580设置有纵向轴线584和径向轴线588。纵向轴线584大体垂直于纵向轴线564的方向。中间管子组件590连接第一管子组件560和第二管子组件580。其他中间管子组件598连接第三管子组件570和第二管子组件580。

管组件554可可通过任何一种合适的装置彼此连接，举例来说，比如通过使管组件554彼此之间焊接。

在图8所示实施例中，工作流体可在中心流道106内在箭头600方向上从第一管之间560向第三管子组件570流动，经过大体垂直的第二管子组件580和中间管子组件590和598。工作流体可在由箭头604图示的相反方向上从第三管子组件570向第一管子组件560流动，经过大体垂直的第二管子组件580和中间管子组件598和590。

应当注意到，根据实施例，流动方向为与图8所示的方向相反的方向，即，工作流体在箭头600的方向上在圆周流道108内流动，以及工作流体在箭头604的方向上在中心流道106内流动。可选择地，在中心流道106和圆周流道108内，工作流体可在箭头600或者604的方向上流动。

如上所述，中心管126和圆周管120可沿纵向轴线140和/或径向轴线110(图1A)热膨胀。因此，给定管组件的中心管126沿纵向轴线(例如图1A的轴线140)的热膨胀可沿另一个垂直设置的管组件的径向轴线(例如图1A的轴线110)施加力。这可在图8中看出，其中，第一管子组件560沿纵向轴线564的热膨胀可沿其径向轴线588在垂直设置的第二管子组件580上施加力。

根据实施例，第二管子组件580的中心管126包括柔性管组件550。该柔性管组件550被设计为在径向轴线588的方向上柔性延伸，与第一管子组件560的中心管126的热膨胀配合，由此防止第二管子组件580的中心管126的损坏，中心管126由刚性材料制成。

该柔性管组件550包括具有圆柱形套管610的导管608，用于为柔性管组件550提供柔性。该圆柱形套管610可形成为编织套管，正如图8所见。柔性管组件550可由任何一种合适的材料制成，例如不锈钢。

该圆柱形套管610可以产品样本号″T321不锈钢软管″可通过美国伊利诺斯州Romeoville的815 Forestwood Drive US HoseCorporation大批量买到，并且包括16.5英寸的最小弯曲半径(测量静态弯度)。

正如根据图1A-1D所描述的，在一些实施例中，至少一个管组件554的中心管126可由中心绝热层122形成，因此工作流体与中心绝热层122的内部内表面128直接接触流动。在该实施例中，柔性管组件550可由任何一种合适的材料制成，例如不锈钢，或者有柔性的绝热材料制成。

该柔性管组件550可以合适方式连接到中间管子组件590和598的中心管126，比如通过将导管608焊接于此。

应当注意到，柔性管组件550可操作为在径向轴线588的方向上柔性延伸。另外，柔性管组件550可被配置为在纵向轴线564的方向上延伸。

应当进一步注意的是，柔性管组件550可用于彼此不平行的环状组件102的任何一个第一部分(例如第一管子组件560)和环状组件102的第二部分(例如第二管子组件580)。

波纹管620可设在第二管子组件580的圆周管120附近，或者任何一个其他合适的位置，用来吸收由于工作流体在圆周流道108内的流动带来的圆周管120的热膨胀。

在上面参照图1A-8所描述的实施例中，中心管126沿径向轴线110或者纵向轴线140的热膨胀程度比圆周管120的更大。根据本发明的实施例，提供设备来确保基本保持中心流道106和圆周流道108之间的同轴对齐和/或防止中心管126损坏。该设备尤其包括图1A-2的管路邻接组件170；图3A-3C的管路邻接组件310；图4的同轴管接头组件400；图5的同轴管接头组件404；图6的柔性壳体组件500和图8的柔性管组件550。

根据另一实施例，该设备可被使用，其中中心管126沿径向轴线110和/或纵向轴线140的热膨胀程度与圆周管120的相同或较小或不同。

根据另一实施例，该设备可被使用，其中第一流体在中心流道106内流动而第二不同流体在圆周流道108内流动。

根据另一实施例，该设备可被使用以确保任何一个中心管和圆周管之间的同轴对齐和/或防止其损坏，例如用于电力供应流通或者光学或者任何一种其他合适应用的管组件。

应当注意到，本申请全文中描述的、沿轴线110和轴线140的热膨胀指的是线性热膨胀。

应当进一步注意的是，用于本申请的术语″柔性延伸″或类似表述包括延展和收缩。

本领域普通技术人员应当理解，本发明未通过如上已经特别图示和描述的内容进行限制。反之，本发明的范围包括上述各个特征的组合和次组合，以及本领域普通技术人员在阅读说明书时可能想到并且不是现有技术的变化和改进。

Claims (30)

1.一种流体管道系统，它包括：

第一部分，包括中心管和环绕该中心管并且沿其径向轴线与该中心管同轴对齐的圆周管；

第二部分，包括中心管和沿径向轴线环绕该中心管的圆周管；

第一部分在径向轴线上与第二部分对齐；

和导管，配置为容纳第一部分的中心管和第二部分的中心管，沿其纵向轴线在第一部分的中心管和第二部分的中心管之间有纵向距离。

2.根据权利要求1所述的流体管道系统，其特征在于，该导管由密封元件环绕。

3.根据权利要求2所述的流体管道系统，其特征在于，该密封元件包括帘线。

4.根据权利要求3所述的流体管道系统，其特征在于，该帘线形成有大体矩形截面。

5.根据权利要求1所述的流体管道系统，其特征在于，工作流体在第一温度下在第一部分和第二部分中至少一个的中心管内流动，以及工作流体在第二温度下在第一部分和第二部分中至少一个的圆周管内流动，第一温度不同于第二温度。

6.根据权利要求5所述的流体管道系统，其特征在于，第一温度高于第二温度，以及第一部分和第二部分中至少一个的中心管沿纵向距离热膨胀。

7.根据权利要求1所述的流体管道系统，其特征在于，第一部分和第二部分中至少一个的中心管的热膨胀程度与第一部分和第二部分中至少一个的圆周管的热膨胀程度不同。

8.根据权利要求1所述的流体管道系统，其特征在于，第二部分的中心管滑动插入到该导管内。

9.根据权利要求1所述的流体管道系统，进一步包括位于中心管和圆周管中间的绝热层。

10.根据权利要求1所述的流体管道系统，其特征在于，该中心管由绝热层形成。

11.根据权利要求1所述的流体管道系统，其特征在于，第一部分和第二部分通过连接件相连，用于该连接件的重复的连接和断开。

12.根据权利要求1所述的流体管道系统，其特征在于，柔性连接元件连接中心管和圆周管。

13.根据权利要求12所述的流体管道系统，其特征在于，该柔性连接元件包括至少一个弹簧元件。

14.一种流体管道系统，包括：

中心管和环绕该中心管并且沿其径向轴线与该中心管同轴对齐的圆周管；和

配置为容纳装置的至少一部分的导管，其特征在于，该导管放置在中心管和圆周管中间，该导管被配置为沿径向轴线柔性延伸。

15.根据权利要求14所述的流体管道系统，其特征在于，该导管包括形成为编织套管的圆柱形套管。

16.根据权利要求14所述的流体管道系统，其特征在于，该导管是由具有材料柔性的材料形成的，该柔性包括大约0.2-70英寸的最小弯曲半径。

17.根据权利要求14所述的流体管道系统，其特征在于，该装置包括传感器。

18.根据权利要求14所述的流体管道系统，其特征在于，工作流体在第一温度下在中心管内流动以及工作流体在第二温度下在圆周管内流动，并且第一温度不同于第二温度。

19.根据权利要求18所述的流体管道系统，其特征在于，第一温度高于第二温度。

20.根据权利要求14所述的流体管道系统，其特征在于，该中心管热膨胀程度与圆周管的热膨胀程度不同。

21.根据权利要求14所述的流体管道系统，进一步包括位于中心管和圆周管中间的绝热层。

22.根据权利要求14所述的流体管道系统，其特征在于，该中心管由绝热层形成。

23.一种流体管道系统，包括：

第一部分，包括中心管和环绕该中心管并且沿其径向轴线与该中心管同轴对齐的圆周管；

第二部分，包括中心管和沿其径向轴线环绕该中心管的圆周管；

第一部分与第二部分沿第一部分的纵向轴线不平行；和

包括导管的第二部分的中心管，该导管被配置为沿该管的径向轴线和/或纵向轴线柔性延伸。

24.根据权利要求23所述的流体管道系统，其特征在于，第一部分大体垂直于第二部分。

25.根据权利要求23所述的流体管道系统，其特征在于，该导管包括形成为编织套管的圆柱形套管。

26.根据权利要求23所述的流体管道系统，其特征在于，该导管是由具有材料柔性的材料形成的，该柔性包括大约0.2-70英寸的最小弯曲半径。

27.根据权利要求23所述的流体管道系统，其特征在于，工作流体在第一温度下在第一部分和第二部分中至少一个的中心管内流动，以及工作流体在第二温度下在第一部分和第二部分中至少一个的圆周管内流动，第一温度不同于第二温度。

28.根据权利要求27所述的流体管道系统，其特征在于，第一温度高于第二温度，以及第一部分和第二部分中至少一个的中心管沿纵向轴线热膨胀。

29.根据权利要求23所述的流体管道系统，进一步包括位于第一部分和第二部分中至少一个的中心管和圆周管中间的绝热层。

30.根据权利要求23所述的流体管道系统，其特征在于，第一部分和第二部分中至少一个的中心管由绝热层形成。

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