CN107300048A - 一种波纹管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种波纹管及其制备方法，属于管材领域。波纹管为金属材质，且用于连接在两个管件之间。波纹管包括：管体和连接体。管体被构造成可受力弯曲。管体呈中空的柱形，管体的管壁沿轴向的横截面形状为波浪形，管壁具有沿轴向排列的多个凸起，凸起呈山脊状，相邻两个凸起之间设置挠性部、且通过挠性部连接。连接体连接至管体端部，连接体被构造成与管件连接。波纹管安装方便，且使用寿命更长。

Description

一种波纹管及其制备方法

技术领域

本发明涉及管材领域，具体而言，涉及一种波纹管及其制备方法。

背景技术

波纹管是一种外型像规则的波浪样的管材。目前，常用的金属波纹管是钢质的。波纹管主要用于需要很小的弯曲半径非同心轴向传动，或者不规则转弯、伸缩，或者吸收管道的热变形等，或者不便于用固定弯头安装的场合做管道与管道的连接，或者管道与设备的连接使用。现有的波纹管在前期采用铁板压制成波纹板片成型，再经过焊接或是拼装成为产品雏形，由于铁板不防腐必须要进行防腐处理，在这个过程中有焊接、镀锌，往往会造成污染。

发明内容

在本发明的第一方面，提供了一种波纹管，其具有较好的防腐蚀性能，且抗冲击性能也更佳。

在本发明的第二方面，提供了一种制备上述波纹管的制备方法。所述的制备方法可快速、高效地制备波纹管，且可减少制备过程中的环境污染。

本发明是这样实现的：

一种波纹管，波纹管为金属材质，波纹管用于连接在两个管件之间。波纹管包括：

被构造成可受力弯曲的管体，管体呈中空的柱形，管体的管壁沿轴向的横截面形状为波浪形，管壁具有沿轴向排列的多个凸起，凸起呈山脊状，相邻两个凸起之间设置挠性部、且通过挠性部连接；

连接至管体端部的连接体，连接体由硬质材料制作而成，连接体被构造成与管件连接。

在本发明的一些较佳的实施例中，管体由镀铝锌板材质制作而成。

在本发明的一些较佳的实施例中，凸起为V形。

在本发明的一些较佳的实施例中，凸起为U形。

在本发明的一些较佳的实施例中，凸起设置有空腔。

在本发明的一些较佳的实施例中，空腔内设置支撑肋。

在本发明的一些较佳的实施例中，支撑肋由纵肋板和横肋板交叉连接而成。

在本发明的一些较佳的实施例中，挠性部为弧形结构。

在本发明的一些较佳的实施例中，挠性部由管体的轴心线向管体的周缘凸出，或挠性部由管体的周缘凸出向管体的轴心线凸出。

一种上述波纹管的制备方法，制备方法包括：

提供金属板材，对金属板材进行平整化处理得到平整板材，对平整板材进行压制处理以形成凸起和挠性部得到压制板；

对压制板进行卷圆为中空的柱形，并且将接缝进行咬合连接。

上述方案的有益效果：本发明提供的波纹管在安装过程中更安全、快捷，可大大提高施工效率。波纹管具有防腐蚀的效果，抗冲击，且具有相对较长的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的波纹管的结构示意图；

图2示出了图1中波纹管的管体的结构示意图；

图3示出了图2中的管体的波节长度；

图4示出了本发明实施例中的另一种管体的结构示意图。

图标：100-波纹管；101-管腔；102-通孔；103-连接体；104-管体；104a-管体；201-凸起；202-挠性部；201a-凸起；202a-挠性部；300-支撑肋；301-纵肋；302-横肋。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

波纹管是一种可折叠、伸缩的管状弹性元件。波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄，灵敏度较高，测量范围为数十帕至数十兆帕。波纹管的一种可以预见的用途是：波纹管的开口端固定，密封端处于自由状态，并利用辅助的螺旋弹簧或簧片增加弹性。

工作时，波纹管内部压力使其沿管子长度方向伸长，使活动端产生与压力成一定关系的位移。活动端带动指针即可直接指示压力的大小。波纹管常常与位移传感器组合起来构成输出为电量的压力传感器，有时也用作隔离元件。由于波纹管的伸展要求较大的容积变化，因此它的响应速度低于波登管。波纹管适于测量低压。

波纹管主要包括金属波纹管、波纹膨胀节、波纹换热管、膜片膜盒和金属软管等。现有的金属波纹管，尤其是钢制波纹管涵制作过程中，由于前期铁板在经过压制成波纹板片成型后，在经过焊接或是拼装成为产品雏形，这类产品往往都是定尺的，由于铁板不防腐必须要去镀锌厂镀锌，在这个过程中有焊接、镀锌，往往会造成污染。

有鉴于此，发明人设计了一种适用于管涵的波纹管，以改善，甚至是解决现有波纹管部分或全部的问题。

本实施例提供了一种波纹管，特别设计一种金属材质的适用于管涵的波纹管。所述的波纹管可适用于热电厂、石油运输、热气供应等各种利用管道输送的高温或低温液、气体的管道连接管件。其易于连接，且能够承受输送流体的对管壁的冲击作用力。

一般地，波纹管100被连接在两个管件之间，用于输送各种适当的流体。，波纹管100包括管体104和连接体103。连接体103具有两个，且分别连接在管体104的两端。实际使用时，波纹管100通过使两个连接体103分别与前述的两个管件连接。连接体103与管件的连接方式可以是固定连接，例如，焊接。在其他一些实例中，连接体103与管件的连接方式可以是可拆卸连接，例如，栓接、筘接、扣接。

其中，管体104可以在受到适当的外力作用下发生一定的弯曲，通过受力形变的方式承受作用力，同时避免其他元件被损坏。管体104可以承受作用力的大小可以由管体104的具体材质，以及形状进行调节，本发明中不做具体的限定。例如，管体104可承受20MPa、30MPa、40MPa等等。管体104具有较强的强度，能够对液体(如水)、气体(如天然气)等进行安全传输而没有透出，即使是在如超高压流体的情况下。

管体104包括相互连接的管体104和连接体103。两个连接体103分别连接在管体104的两端。

管体104呈柱形结构。其具体的形状例如可以是圆柱形、棱柱形等等。其中，棱柱形可以是三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱等等。在本发明的较佳的示例中，管体104为圆柱形。

管体104为中空的构造，且由管壁限定有两端均为开口的管腔101。管体104的管壁沿轴向的横截面形状为波浪形。具体地，管壁具有沿轴向排列的多个凸起201和挠性部202。其中，凸起201呈山脊状，相邻两个凸起201之间设置挠性部202，且相邻两个凸起201通过挠性部202连接。换言之，管体104的管壁沿轴向，以凸起201和挠性部202交替延伸而成。

图1是本发明实施例提供的示例性的波纹管100结构示意图。参阅图1和图2。以波纹管100作为示例，本发明实施例的波纹管100具有波纹状的管，管璧具有凸起201和挠性部202。凸起201形成凸出的部分，相邻两个凸起201之间形成凹陷部分，凹陷的底部为挠性部202。凸起201的横截面影状是V形或U形。管体104的外部形状为大致的圆柱形。

挠性部202可以是具有平面形状的外形，较佳地，挠性部202为弧形结构，即其具有弧形的外表面。作为一种可选的示例，挠性部202由管体104的轴心线向管体104的周缘凸出(外凸弧面)。作为另一种可选的示例，挠性部202由管体104的周缘凸出向管体104的轴心线凸出(内凹弧面)。

需要说明的是，挠性部202可以为圆弧面，且仅为完整圆弧的部分。该圆弧面的大小可以根据具体的实际需求进行选择性调整。挠性部202也可以是非圆弧的弧形面，且其曲率半径大于零(直线)，例如0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6等等。

弧形的挠性部202的长度(弧长)可以自由选择，更佳地，长度由其材质和曲率半径等性质限定。

参阅图3，管体104的凹陷底部(挠性部202)构成波纹管100的内壁，内壁限定波纹管100的内径D1；凸起201的自由端外缘构成波纹管100的外壁，外壁限定波纹管100的外径D2。多个凸起201形成外壁，且大致在同一直线，即外部直线。多个挠性部202形成内壁，且大致在同一直线，即内部直线。外部直线和内部之间的垂直距离为波纹管100的壁厚。

壁厚可以是0.3mm、0.5mm、1.5mm或者更大，如10cm、20cm、50cm。此外，壁厚还可以是10mm或者更少，或0.8mm或者更少。壁厚根据波纹管100的外径、材料等而变化。在高压、或高温、或高速等特性流体的输送使用中，波纹管100的壁厚根据内径、外径、材质、长度等而变化。

波纹管100的壁厚应选择适宜，例如2cm、3cm。如果波纹管100的壁厚偏离适当的范围，例如，壁厚过小，则在波纹管100的制造非常困难，使得波纹管100昂贵，并且不能承载上述高压；另一方面，如果壁厚过大，则加工难度增大，且材料更佳浪费。

相邻的两个凸起201的顶端之间的距离为波纹管100的波节长度L。在一个波节长度范围内，包括第一个凸起201的部份和第二个凸起201的部分。前述的两个凸起201的部分形成倒山脊状(凹陷)。在本发明的一些更佳的示例中，前述的两部分，以波节长度的中垂线为对称轴呈对称分布。

在波纹管100的轴向上，其波节长度基本是恒定的，即可以在外部作用力下进行变形的局域长度段内的波节长度也是基本恒定的。或者，波纹管100在轴向的整个长度范围内，其波节长度也是基本恒定的。其中，基本恒定是指，大致上不变。当然，波节长度也被允许存在一定的偏差(误差/公差)，其中的偏差可以是以在制作工程中非有目的地设计制造出来的。

在本发明的一些实例中，波纹管100在轴向的整个长度范围内，其波节长度也可以是随机的变化。具体而言，一种示例是，将波纹管100定义为由第一端至第二端延伸而成。其中，邻近第一端的部分，波节长度为20cm；邻近第二端的部分，波节长度为10cm；在第一端和第二端之间的部分，波节长度为28cm。不同的波节长度的部分可以针对不同的弯曲特性进行选择调整。

在本发明的其他一些实例中，波纹管100在轴向的整个长度范围内，其波节长度也可以是逐渐的变化。具体而言，一种示例是，将波纹管100定义为由第一端至第二端延伸而成。其中，邻近第一端的部分，波节长度为20cm；邻近第二端的部分，波节长度为10cm；在第一端和第二端之间的部分，波节长度为16cm。波纹管100的波节长度由第一端至第二端呈线性地逐渐减小。

进一步地，本发明实施例还提供了一种新型的管体104a。设置于管体104a的管壁的凸起201a具有空腔。换言之，凸起201a为壳体结构，且具有适当的承压性能，挠性部202a为平面形状。更进一步地，参阅图4，前述的空腔内设置支撑肋300。支撑肋300可以使凸起201a的承压性能更佳，同时减小其外力下的变形，如凹陷。作为一种示例，支撑肋300由纵肋301板和横肋302板交叉连接而成。纵肋301板和横肋302板可以采用管壁相同的材质，当然，也采用不同的材料制备支撑肋300和管壁。

连接体103连接至管体104的端部。在其他一些示例中，连接体103连接至管体104a的端部。连接体103可以与管件连接。连接体103采用硬质材料制作而成。在管体104、管体104a受力发生形变时，连接体103能够保持相对稳定的形状，以便保持与其他管件之间的连接牢固性。

连接体103可以为金属环，并且通过焊接、铆接的方式被固定在管体104、管体104a。应该理解的是，连接体103还可以通过可拆卸连接的方式被连接在管体104、管体104a。金属环可以设置通孔102，以便于其他管道进行栓接。或者，连接体103为圆柱形的金属管，其一端连接在管体104、管体104a，另一端设置外螺纹，用以与其他管道螺纹连接。

本发明实施例中，管体104、管体104a均由镀铝锌板材质制作而成。其具有较好的防腐蚀特性，并且不需要再制备和组装为管涵的过程中，进行二次防腐处理，且安装方便、快捷，使用寿命长。

本实施例还提供了一种前述波纹管的制备方法。制备方法包括：

提供金属板材，对金属板材进行平整化处理得到平整板材，对平整板材进行压制处理以形成凸起和挠性部得到压制板；

对压制板进行卷圆为中空的柱形，并且将接缝进行咬合连接。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波纹管，所述波纹管为金属材质，所述波纹管用于连接在两个管件之间，其特征在于，所述波纹管包括：

被构造成可受力弯曲的管体，所述管体呈中空的柱形，所述管体的管壁沿轴向的横截面形状为波浪形，所述管壁具有沿轴向排列的多个凸起，所述凸起呈山脊状，相邻两个所述凸起之间设置挠性部、且通过所述挠性部连接；

连接至所述管体端部的连接体，所述连接体由硬质材料制作而成，所述连接体被构造成与所述管件连接。

2.根据权利要求1所述的波纹管，其特征在于，所述管体由镀铝锌板材质制作而成。

3.根据权利要求1所述的波纹管，其特征在于，所述凸起为V形。

4.根据权利要求1所述的波纹管，其特征在于，所述凸起为U形。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的波纹管，其特征在于，所述凸起设置有空腔。

6.根据权利要求5所述的波纹管，其特征在于，所述空腔内设置支撑肋。

7.根据权利要求6所述的波纹管，其特征在于，所述支撑肋由纵肋板和横肋板交叉连接而成。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的波纹管，其特征在于，所述挠性部为弧形结构。

9.根据权利要求8所述的波纹管，其特征在于，所述挠性部由所述管体的轴心线向所述管体的周缘凸出，或所述挠性部由所述管体的周缘凸出向所述管体的轴心线凸出。

10.一种如权利要求1至9中任一项所述的波纹管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

提供金属板材，对所述金属板材进行平整化处理得到平整板材，对所述平整板材进行压制处理以形成凸起和挠性部得到压制板；

对所述压制板进行卷圆为中空的柱形，并且将接缝进行咬合连接。