CN108167550A - 一种用于船舶燃气管路的双壁管及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于船舶燃气管路的双壁管，该双壁管包括外管和内管，外管和内管同轴设置，在外管和内管之间套设有支架，在外管的内壁上敷设有外圈夹层，外圈夹层和外管的内壁之间粘结固定，在内管上套设有内圈夹层，支架套设在内圈夹层上，支架的内壁与内圈夹层的外壁相接触，支架的外壁与外圈夹层的内壁相接触，在所述支架上沿支架长度方向上夹设有若干通孔，在所述内圈夹层的两端均设有套箍，内管、内圈夹层、支架、外圈夹层、外管的横截面均为同心圆环形。本发明中支架利用泡沫铝材料制成，材料和加工成本较低，具有质量轻、强度高、阻尼减震性能好、冲击能量吸收率高、耐高温、耐腐蚀性、耐候性好、隔音降噪、易加工等诸多优点。

Description

一种用于船舶燃气管路的双壁管及其安装方法

技术领域

本发明属于船舶技术领域，涉及船舶燃气发动机(包括纯燃气发动机和双燃料发动机)与燃气阀组之间的一种用于船舶燃气管路的双壁管及其安装方法。

背景技术

随着船舶废气排放限制要求的愈加严格，船舶采用天然气动力系统成为未来船舶动力的发展趋势。天然气由于其热值高、不含硫、燃烧清洁、排放较低而将成为未来绿色环保型船的首选燃料。国家一直大力支持发展天然气燃料动力船舶。2013年，交通运输部即提出《关于促进航运业转型升级健康发展的若干意见》，鼓励加快推进液化天然气在水运业的应用发展。

双壁管主要应用在燃气阀组到燃气发动机之间的管路。因为燃气发动机布置在属于安全区域的机舱中，所以要求连接燃气阀组和燃气发动机的燃气管路(包括燃气发动机本体上的燃气管路)必须采用双层结构的管路设计，即使内层管路破损导致燃气泄露，还有外层管路的第二重保护，使燃气不会泄露到机舱内。

现有的双壁管技术方案中使用的支架尺寸较大，导致外管直径偏大，一方面扩大内管和外管之间的环腔空间，增大通风换气设计难度；另一方面外管直径偏大导致外管重量增加，进而需要进一步加大支架强度及尺寸或是增加支架数量，造成双壁管设计复杂化、难度化，极大增加材料和生产成本。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于船舶燃气管路的双壁管及其安装方法，本发明通过巧妙的支架设计，减小内管和外管之间的环腔空间以及外管尺寸和重量；同时，支架采用泡沫铝材料，具有质量轻、强度高、耐高温、防火性强、抗腐蚀、隔音降噪、电磁屏蔽性高、易加工成型的特点，即使发生燃气从内管泄露并爆炸，泡沫铝具有高阻尼减震性能及冲击能量吸收能力，能够有效降低爆炸引起的破坏。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于船舶燃气管路的双壁管，该双壁管包括外管和内管，所述外管和内管同轴设置，在所述外管和内管之间套设有支架，在所述外管的内壁上敷设有外圈夹层，所述外圈夹层和外管的内壁之间粘结固定，在所述内管上套设有内圈夹层，所述内圈夹层的内壁和内管外壁之间留有间隙，所述支架套设在内圈夹层上，所述支架的内壁与内圈夹层的外壁相接触，支架的外壁与外圈夹层的内壁相接触，在所述支架上沿支架长度方向上夹设有若干通孔，在所述内圈夹层的两端均设有套箍，所述套箍包括挡圈和内螺纹套筒，内圈夹层的两端均设有外螺纹，内螺纹套筒与内圈夹层的两端螺纹连接，所述挡圈挡设在支架的端部，所述挡圈上端与内圈夹层外壁之间的距离不大于通孔底壁与内圈夹层外壁之间的距离，所述内管、内圈夹层、支架、外圈夹层、外管的横截面均为同心圆环形。

一种用于船舶燃气管路的双壁管，在所述支架上设有安装槽，与所述安装槽对应的外圈夹层和外管上均开设有安装孔，采用螺栓依次穿入安装孔和安装槽，通过螺母将外管和支架之间固定连接。

在外管上与螺母相对应处设有保护盖板。

所述螺母为双螺母结构，所述双螺母与螺栓之间设有垫圈。

为了便于套设，所述内圈夹层的内壁和内管外壁之间的间隙为0.4-0.6mm。

所述支架为泡沫铝材质制作。

所述内圈夹层、外圈夹层和套箍均为聚氯乙烯材质制作；所述外管、内管、螺栓、螺母和垫圈均为不锈钢材质制作。

所述通孔沿环形分布在支架夹层中，所述通孔的孔径为8-10mm，通孔的个数为30-35个，所述外管内壁与内管外壁之间的距离h为13-15mm，所述通孔的孔径或分布密度是根据双壁管段的压差计算分析确定的。

一种用于船舶燃气管路的双壁管的安装方法，该安装方法包括以下步骤：

步骤1、取一段内管，将内圈夹层套设在内管的外壁上并移动到设计位置，设计位置是根据双壁管的应力分析确定的；

步骤2、取支架，将外圈夹层套设在支架外壁上；

步骤3、将所述步骤2中外圈夹层和支架套设组合后的结构套在内圈夹层上，并移动移动到内圈夹层中部，用内螺纹套筒分别与内圈夹层的两端螺纹连接旋紧，通过挡圈挡设在支架的两端，将支架固定；

步骤4、将外管套入步骤3中已安装完毕的组合，该段双壁管安装完成。

待所有管段的支架安装完成后，将若干双壁管段的内管和外管焊接有序连接，与设备的接口处根据实际应用场合选择使用法兰或者焊接连接。所有双壁管段安装完成后，根据船级社要求进行密性和耐压试验。由此，燃气从燃气阀组通过双壁管的内管输送到燃气发动机中，空气从内管和外管的环腔中、穿过支架夹层中的通孔进行流通。

一种用于船舶燃气管路的双壁管的安装方法，该安装方法包括以下步骤：

步骤1、取一段内管，将内圈夹层套设在内管的外壁上并移动到设计位置，设计位置是根据双壁管的应力分析确定的；

步骤2、取支架，将螺栓从安装槽内插入，再将外圈夹层套入支架并配合；

步骤3、将所述步骤2中支架、螺栓和外圈夹层的组合套入并移动到内圈夹层中部，用内螺纹套筒分别与内圈夹层的两端螺纹连接旋紧，通过挡圈挡设在支架的两端，将支架固定；

步骤4、将外管套入步骤3中已安装完毕的组合，调整外管，将螺栓从外管上的安装孔中穿出，套入垫圈，并用双层螺母旋紧固定；

步骤5、取保护盖板进行焊接密封，该段双壁管安装完成。

待所有管段的支架安装完成后，将若干双壁管段的内管和外管焊接有序连接，与设备的接口处根据实际应用场合选择使用法兰或者焊接连接。所有双壁管段安装完成后，根据船级社要求进行密性和耐压试验。由此，燃气从燃气阀组通过双壁管的内管输送到燃气发动机中，空气从内管和外管的环腔中、穿过支架夹层中的通孔进行流通。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明中的支架设计，能够减小内管和外管之间的环腔空间，优化双壁管环腔的通风换气；

2、本发明中的支架设计，能够减小外管尺寸和重量，节约材料和空间，极大降低成本；

3、本发明中的支架利用新型泡沫铝材料制成，材料和加工成本较低，具有质量轻、强度高、阻尼减震性能好、冲击能量吸收率高、耐高温、耐腐蚀性、耐候性好、隔音降噪、易加工等诸多优点，是一种优良的新型抗爆吸能和抗冲击缓冲材料；

4、本发明采用纯机械结构，结构简单，安全性、可靠性强；

5、本发明采用标准部件，易于拆装，可以广泛应用于各类型、各尺度船舶；

总而言之，本发明可以实现减小内管和外管之间的环腔空间以及外管尺寸和重量，支架采用泡沫铝材料，能够吸收燃气爆炸产生的能量，提高安全性。

附图说明

图1为本发明中实施例1的结构示意图。

图2为本发明中实施例1的透视图。

图3为图1的横截面视图。

图4为本发明实施例1中支架的结构示意图。

图5为本发明实施例1中支架的透视图。

图6为图4的横截面视图。

图7为本发明中实施例2的结构示意图。

图8为图7的A-A视图。

图中：1－外管，2－内管，3－支架，4－外圈夹层，5－内圈夹层，6－通孔，71－挡圈，72－内螺纹套筒，8－安装槽，9－安装孔，10－螺栓，11－螺母，12－保护盖板，13－垫圈。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的详细方案。

实施例1

如图1-5所示，本实施例用于船舶燃气管路的双壁管，该双壁管包括外管1和内管2，所述外管1和内管2同轴设置，在所述外管1和内管2之间套设有支架3，在所述外管1的内壁上敷设有外圈夹层4，所述外圈夹层4和外管1的内壁之间粘结固定，在所述内管2上套设有内圈夹层5，所述内圈夹层5的内壁和内管2外壁之间留有间隙，所述支架3套设在内圈夹层5上，所述支架3的内壁与内圈夹层5的外壁相接触，支架3的外壁与外圈夹层4的内壁相接触，在所述支架上沿支架长度方向上夹设有若干通孔6，在所述内圈夹层5的两端均设有套箍，所述套箍包括挡圈71和内螺纹套筒72，内圈夹层5的两端均设有外螺纹，内螺纹套筒72与内圈夹层5的两端螺纹连接，所述挡圈71挡设在支架3的端部，所述挡圈71上端与内圈夹层5外壁之间的距离不大于通孔6底壁与内圈夹层5外壁之间的距离，所述内管2、内圈夹层5、支架3、外圈夹层4、外管1的横截面均为同心圆环形。

本实施例中支架为滑动支架结构。

作为优选，本实施例中内圈夹层5的内壁和内管2外壁之间的间隙为0.4mm、0.5mm、0.6mm或0.4-0.6mm中任一数值。

作为进一步优选，本实施例中支架3为泡沫铝材质制作或采用或等效耐燃、高阻尼吸能材料制作。

作为进一步优选，本实施例中内圈夹层5、外圈夹层4和套箍均为聚氯乙烯材质制作；所述外管1、内管2、螺栓10、螺母11和垫圈13均为不锈钢材质制作。

作为更进一步优选，本实施例中通孔6沿环形分布在支架夹层中，所述通孔6的孔径为8-10mm，通孔的个数为30-35个，所述外管1内壁与内管2外壁之间的距离h为13-15mm，本实施例中通孔孔径或通孔分布密度均是根据双壁管段的压差计算分析确定的。

本实施例中一种用于船舶燃气管路的双壁管的安装方法，该安装方法包括以下步骤：

步骤1、取一段内管2，将内圈夹层5套设在内管2的外壁上并移动到设计位置；

步骤2、取支架3，将外圈夹层4套设在支架3外壁上；

步骤3、将所述步骤2中外圈夹层4和支架3套设组合后的结构套在内圈夹层5上，并移动移动到内圈夹层5中部，用内螺纹套筒72分别与内圈夹层5的两端螺纹连接旋紧，通过挡圈71挡设在支架3的两端，将支架3固定，支架3可以在内管2和外圈夹层4之间纵向滑动；

步骤4、将外管1套入步骤3中已安装完毕的组合，该段双壁管安装完成。

实施例2

如图6和图7所示，本实施例用于船舶燃气管路的双壁管，该双壁管包括外管1和内管2，所述外管1和内管2同轴设置，在所述外管1和内管2之间套设有支架3，在所述外管1的内壁上敷设有外圈夹层4，所述外圈夹层4和外管1的内壁之间粘结固定，在所述内管2上套设有内圈夹层5，所述内圈夹层5的内壁和内管2外壁之间留有间隙，所述支架3套设在内圈夹层5上，所述支架3的内壁与内圈夹层5的外壁相接触，支架3的外壁与外圈夹层4的内壁相接触，在所述支架上沿支架长度方向上夹设有若干通孔6，在所述内圈夹层5的两端均设有套箍，所述套箍包括挡圈71和内螺纹套筒72，内圈夹层5的两端均设有外螺纹，内螺纹套筒72与内圈夹层5的两端螺纹连接，所述挡圈71挡设在支架3的端部，所述挡圈71上端与内圈夹层5外壁之间的距离不大于通孔6底壁与内圈夹层5外壁之间的距离，所述内管2、内圈夹层5、支架3、外圈夹层4、外管1的横截面均为同心圆环形，在所述支架3上设有安装槽8，与所述安装槽对应的外圈夹层4和外管1上均开设有安装孔9，采用螺栓10依次穿入安装孔9和安装槽8，通过螺母11将外管1和支架3之间固定连接。

本实施例中支架为固定支架结构。

作为优选，本实施例在外管1上与螺母11相对应处设有保护盖板12；所述螺母11为双螺母结构，所述双螺母与螺栓之间设有垫圈13。

作为优选，本实施例中内圈夹层5的内壁和内管2外壁之间的间隙为0.4mm、0.5mm、0.6mm或0.4-0.6mm中任一数值。

作为进一步优选，本实施例中支架3为泡沫铝材质制作或采用或等效耐燃、高阻尼吸能材料制作。

作为进一步优选，本实施例中内圈夹层5、外圈夹层4和套箍均为聚氯乙烯材质制作；所述外管1、内管2、螺栓10、螺母11和垫圈13均为不锈钢材质制作。

作为更进一步优选，本实施例中通孔6沿环形分布在支架夹层中，所述通孔6的孔径为8-10mm，通孔的个数为30-35个，所述外管1内壁与内管2外壁之间的距离h为13-15mm，本实施例中通孔孔径或通孔分布密度均是根据双壁管段的压差计算分析确定的。

本实施例中一种用于船舶燃气管路的双壁管的安装方法，该安装方法包括以下步骤：

步骤1、取一段内管2，将内圈夹层5套设在内管2的外壁上并移动到设计位置；

步骤2、取支架3，将螺栓10从安装槽8内插入，再将外圈夹层4套入支架3并配合；

步骤3、将所述步骤2中支架3、螺栓10和外圈夹层4的组合套入并移动到内圈夹层5中部，用内螺纹套筒72分别与内圈夹层5的两端螺纹连接旋紧，通过挡圈71挡设在支架3的两端，将支架3固定；

步骤4、将外管1套入步骤3中已安装完毕的组合，调整外管1，将螺栓10从外管1上的安装孔9中穿出，套入垫圈13，并用双层螺母11旋紧固定；

步骤5、取保护盖板12进行焊接密封，该段双壁管安装完成。

尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (10)

1.一种用于船舶燃气管路的双壁管，其特征在于，该双壁管包括外管(1)和内管(2)，所述外管(1)和内管(2)同轴设置，在所述外管(1)和内管(2)之间套设有支架(3)，在所述外管(1)的内壁上敷设有外圈夹层(4)，所述外圈夹层(4)和外管(1)的内壁之间粘结固定，在所述内管(2)上套设有内圈夹层(5)，所述内圈夹层(5)的内壁和内管(2)外壁之间留有间隙，所述支架(3)套设在内圈夹层(5)上，所述支架(3)的内壁与内圈夹层(5)的外壁相接触，支架(3)的外壁与外圈夹层(4)的内壁相接触，在所述支架上沿支架长度方向上夹设有若干通孔(6)，在所述内圈夹层(5)的两端均设有套箍，所述套箍包括挡圈(71)和内螺纹套筒(72)，内圈夹层(5)的两端均设有外螺纹，内螺纹套筒(72)与内圈夹层(5)的两端螺纹连接，所述挡圈(71)挡设在支架(3)的端部，所述挡圈(71)上端与内圈夹层(5)外壁之间的距离不大于通孔(6)底壁与内圈夹层(5)外壁之间的距离，所述内管(2)、内圈夹层(5)、支架(3)、外圈夹层(4)、外管(1)的横截面均为同心圆环形。

2.一种权利要求1所述的用于船舶燃气管路的双壁管，其特征在于，在所述支架(3)上设有安装槽(8)，与所述安装槽对应的外圈夹层(4)和外管(1)上均开设有安装孔(9)，采用螺栓(10)依次穿入安装孔(9)和安装槽(8)，通过螺母(11)将外管(1)和支架(3)之间固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于船舶燃气管路的双壁管，其特征在于，在外管(1)上与螺母(11)相对应处设有保护盖板(12)。

4.根据权利要求2所述的用于船舶燃气管路的双壁管，其特征在于，所述螺母(11)为双螺母结构，所述双螺母与螺栓之间设有垫圈(13)。

5.根据权利要求1或2所述的用于船舶燃气管路的双壁管，其特征在于，所述内圈夹层(5)的内壁和内管(2)外壁之间的间隙为0.4-0.6mm。

6.根据权利要求5所述的用于船舶燃气管路的双壁管，其特征在于，所述支架(3)为泡沫铝材质制作。

7.根据权利要求5所述的用于船舶燃气管路的双壁管，其特征在于，所述内圈夹层(5)、外圈夹层(4)和套箍均为聚氯乙烯材质制作；所述外管(1)、内管(2)、螺栓(10)、螺母(11)和垫圈(13)均为不锈钢材质制作。

8.根据权利要求5所述的用于船舶燃气管路的双壁管，其特征在于，所述通孔(6)沿环形分布在支架夹层中，所述通孔(6)的孔径为8-10mm，通孔的个数为30-35个，所述外管(1)内壁与内管(2)外壁之间的距离h为13-15mm。

9.一种权利要求1所述的用于船舶燃气管路的双壁管的安装方法，其特征在于，该安装方法包括以下步骤：

步骤1、取一段内管(2)，将内圈夹层(5)套设在内管(2)的外壁上并移动到设计位置；

步骤2、取支架(3)，将外圈夹层(4)套设在支架(3)外壁上；

步骤3、将所述步骤2中外圈夹层(4)和支架(3)套设组合后的结构套在内圈夹层(5)上，并移动移动到内圈夹层(5)中部，用内螺纹套筒(72)分别与内圈夹层(5)的两端螺纹连接旋紧，通过挡圈(71)挡设在支架(3)的两端，将支架(3)固定；

步骤4、将外管(1)套入步骤3中已安装完毕的组合，该段双壁管安装完成。

10.一种权利要求2所述的用于船舶燃气管路的双壁管的安装方法，其特征在于，该安装方法包括以下步骤：

步骤1、取一段内管(2)，将内圈夹层(5)套设在内管(2)的外壁上并移动到设计位置；

步骤2、取支架(3)，将螺栓(10)从安装槽(8)内插入，再将外圈夹层(4)套入支架(3)并配合；

步骤3、将所述步骤2中支架(3)、螺栓(10)和外圈夹层(4)的组合套入并移动到内圈夹层(5)中部，用内螺纹套筒(72)分别与内圈夹层(5)的两端螺纹连接旋紧，通过挡圈(71)挡设在支架(3)的两端，将支架(3)固定；

步骤4、将外管(1)套入步骤3中已安装完毕的组合，调整外管(1)，将螺栓(10)从外管(1)上的安装孔(9)中穿出，套入垫圈(13)，并用双层螺母(11)旋紧固定；

步骤5、取保护盖板(12)进行焊接密封，该段双壁管安装完成。