CN105673980A - 一种长寿命吹氧金属软管 - Google Patents

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Abstract

一种长寿命吹氧金属软管，包括波纹管，波纹管两端分别连接第一接头、第二接头，波纹管外侧包覆金属网体，所述波纹管由依次连接的第一耐压段、第一过渡段、高柔性段、第二过渡段、第二耐压段构成五段式结构，位于波纹管两侧的第一耐压段、第二耐压段为Ω型波形，位于波纹管中部的高柔性段为深U型波形，第一过渡段、第二过渡段为U型波形。本发明据波纹管两侧工作条件恶劣、承受压力大的特点，将波纹管两侧为具有Ω型波形的耐压段；根据波纹管的中段动态弯曲部位因柔软性不足而容易损坏的特点，将波纹管的中段设计为深U型波形的高柔性段，经过上述改进，大大提高了吹氧金属软管的使用寿命，大幅度减少维修更换时间，有利于炼钢效率的提升。

Description

一种长寿命吹氧金属软管
技术领域
本发明涉及一种软管，特别是一种耐用度的冶金炼钢吹氧用金属软管，属管件技术领域。
背景技术
在冶金行业的转炉炼钢过程中要使用氧枪吹氧，氧枪在工作过程中需要下降到距钢液面为200～1000ｍｍ处，将氧气喷吹到炼钢炉内，进行脱碳造渣。吹氧金属软管是用于连接氧枪与输氧管道之间的重要部件，是一种可随氧枪上下运动的柔性元件。吹氧金属软管在工作过程中要承受高速的氧气射流、较高的氧气压力及较高的工作温度。上述工作条件要求吹氧用金属软管，在具有高承压能力的同时，还要有良好的柔软性。吹氧金属软管主要由波纹管、网体和接头组成，其核心部件是波纹管。波纹管是由薄壁管经高精度塑性变型加工形成，波纹管的轮廓特性决定了其柔性、抗疲劳性和使用寿命。目前普通吹氧金属软管的波纹管的波形采用综合性能良好的U型波形，通常波距与波高比约为1:1。存在的问题是：波纹管两侧是氧气进出口部位，氧气流速高、压力高，工作条件恶劣，是易损坏部位，经常因波纹管两端破损而使吹氧金属软管报废；此外，波纹管中部为动态弯曲部位，氧枪在工作过程中升降幅度大、弯曲半径小，因此波纹管中部也是易损坏部位，损坏的主要原因是波纹管中部的柔软性欠佳，导致在反复循环弯曲移动过程中发生疲劳损坏。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种将吹氧金属软管的波纹管设计为五段式结构，每段根据工作特点设计合理的波形，从而有效提高波纹管薄弱环节耐用性的长寿命吹氧金属软管。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种长寿命吹氧金属软管，包括波纹管，波纹管两端分别连接第一接头、第二接头，波纹管外侧包覆金属网体，所述波纹管由依次连接的第一耐压段、第一过渡段、高柔性段、第二过渡段、第二耐压段构成五段式结构，位于波纹管两侧的第一耐压段、第二耐压段为Ω型波形，位于波纹管中部的高柔性段为深U型波形，第一过渡段、第二过渡段为U型波形。
上述长寿命吹氧金属软管，所述第一过渡段、第二过渡段具有相同的U型波形，所述U型波形的波距t与波高h比值为1:1；所述高柔性段的深U型波形的波距t1与波高h1的比值为1:1.35-1.4；所述第一耐压段、第二耐压段具有相同的为Ω型波形。
上述长寿命吹氧金属软管，第一耐压段、第一过渡段、高柔性段、第二过渡段、第二耐压段的公称直径均为D,第一耐压段的长度L1为800-1000毫米，第二耐压段的长度L3为800-1000毫米，高柔性段的长度L2为10-11D∏。
上述长寿命吹氧金属软管，U型波形的波高h与深U型波形的波高h1相等；Ω型波形的波距t2与U型波形的波距t相等；Ω型波形的半径R=1/3t2。
上述长寿命吹氧金属软管，增设第一外护波纹管、第二外护波纹管，第一外护波纹管套装在第一接头与波纹管一端的连接部位，第二外护波纹管套装在第二接头与波纹管另一端的连接部位。
本发明针对提高吹氧金属软管使用寿命的问题进行了改进，将吹氧金属软管的主体部件波纹管设计为五段式结构，根据波纹管两侧工作条件恶劣、承受压力大的特点，将波纹管两侧为具有Ω型波形的耐压段，Ω波形的波纹管耐高压能力远大于U波形，从而提高了吹氧金属软管工作条件最恶劣部位的承压能力；根据波纹管的中段动态弯曲部位因柔软性不足而容易损坏的特点，将波纹管的中段设计为深U型波形的高柔性段，深U波形的波距较普通波纹管波距小，一定长度内波纹数增加，这样大大提高了波纹管中部的柔性和变形补偿量，提高了抗疲劳损坏的能力，解决了因动态弯曲导致该部位易损坏的问题；耐压段和中部高柔性段之间分别由综合性能良好的U型波形的过渡段连接。本发明经过上述改进，大大提高了吹氧金属软管的使用寿命，大幅度减少维修更换时间，有利于炼钢效率的提升。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中Ⅰ处的局部放大视图；
图3是图1中Ⅱ处的局部放大视图。
图中各标号清单为：1、第一接头，2、第一外护波纹管，3、第一耐压段，4、第一过渡段，5、金属网体，6、高柔性段，7、第二过渡段，8、第二耐压段，9、第二外护波纹管，10、第二接头，11、连接环。
具体实施方式
参看图1，本发明所述的长寿命吹氧金属软管包括主体部件波纹管，在波纹管两端设有第一接头1、第二接头10，在波纹管外侧包覆用于提高波纹管承压能力及对波纹管构成保护作用的金属网体5，波纹管的总长为12-16米。
参看图1-图3，本发明的主要改进体现在波纹管上，根据波纹管的使用特点将波纹管设计为五段式结构，即波纹管由左至右为依次为第一耐压段3、第一过渡段4、高柔性段6、第二过渡段7和第二耐压段8，各段之间经焊合连接，各段的公称直径均为D。其中，第一耐压段、第二耐压段分别位于波纹管的两侧，根据波纹管两侧工作条件恶劣、承受氧气压力大的特点，将波纹管两侧设计为耐高压能力强的Ω型波形。第一耐压段、第二耐压段的长度L1、L3均为800-1000毫米。所述高柔性段6位于波纹管的中部，该部位在使用过程中为动态弯曲部位，容易发生疲劳损坏，若提高该部位的柔软性，则有利于提高其抗疲劳损坏的能力。为此，本发明将高柔性段设计为波距小于波高的深U型波形，增加了波纹环板长度，从而提高该段的弯曲柔软性和变形补偿量。高柔性段的长度L2与波纹管的公称直径D成正比关系，即L2等于10-11D∏。第一过渡段位于第一耐压段和高柔性段之间，第二过渡段位于第二耐压段和高柔性段之间，本发明将第一过渡段、第二过渡段设计为普通U型波形，起到承上启下作用，并保证具有良好的综合性能。
仍参看图1-图3，波纹管各段的波形主要几何尺寸按照下述比例设计：第一过渡段、第二过渡段具有相同的U型波形，U型波形的波距t与波高h的比值为1:1；高柔性段的深U型波形的波距t1与波高h1的比值为1:1.35-1.4且h1=h；第一耐压段、第二耐压段具有相同的为Ω型波形，Ω型波形的半径R=1/3t2，且波距t2=t。
参看图1，增设第一外护波纹管2、第二外护波纹管9，第一外护波纹管套装在第一接头与波纹管一端的连接部位，第二外护波纹管套装在第二接头与波纹管另一端的连接部位。第一外护波纹管、第二外护波纹管的外侧端分别焊合连接环11，各连接环分别与第一接头、第二接头焊合。设置第一外护波纹管、第二外护波纹管可以保护波纹管与接头连接的薄弱部位，同时防止波纹管端部因过渡弯曲而损坏。
本发明经现场运行表明，相比普通吹氧金属软管可明显提高运行寿命，从而大大减少维修更换时间，提高炼钢效率。

Claims (5)

1.一种长寿命吹氧金属软管，包括波纹管，波纹管两端分别连接第一接头（1）、第二接头（10），波纹管外侧包覆金属网体（5），其特征在于：所述波纹管由依次连接的第一耐压段（3）、第一过渡段（4）、高柔性段（6）、第二过渡段（7）、第二耐压段（8）构成五段式结构，位于波纹管两侧的第一耐压段、第二耐压段为Ω型波形，位于波纹管中部的高柔性段为深U型波形，第一过渡段、第二过渡段为U型波形。
2.根据权利要求1所述的长寿命吹氧金属软管，其特征在于：第一过渡段、第二过渡段具有相同的U型波形，所述U型波形的波距t与波高h比值为1:1；所述高柔性段的深U型波形的波距t1与波高h1的比值为1:1.35-1.4；所述第一耐压段、第二耐压段具有相同的为Ω型波形。
3.根据权利要求2所述的长寿命吹氧金属软管，其特征在于：第一耐压段、第一过渡段、高柔性段、第二过渡段、第二耐压段的公称直径均为D,第一耐压段的长度L1为800-1000毫米，第二耐压段的长度L3为800-1000毫米，高柔性段的长度L2为10-11D∏。
4.根据权利要求3所述的长寿命吹氧金属软管，其特征在于：其特征在于：U型波形的波高h与深U型波形的波高h1相等；Ω型波形的波距t2与U型波形的波距t相等；Ω型波形的半径R=1/3t2。
5.根据权利要求4所述的长寿命吹氧金属软管，其特征在于：增设第一外护波纹管（2）、第二外护波纹管（9），第一外护波纹管套装在第一接头与波纹管一端的连接部位，第二外护波纹管套装在第二接头与波纹管另一端的连接部位。
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