一种船舶汽轮机高压蒸汽管路接头
技术领域
本发明涉及一种管路接头,尤其是一种船舶汽轮机高压蒸汽管路接头。
背景技术
船舶汽轮发电机用于推进船舶航行。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功,使叶片转动而带动发电机发电,在汽轮机高压蒸汽管路中,当蒸汽损失热量转变为冷凝水时,蒸汽的体积立刻发生巨大的变化,形成水锤效应,冷凝水在管道内形成浪涌互相的撞击。这种类型的水锤形式不仅仅出现在冷凝水回收系统中,也同样会发生在蒸汽配送管道和蒸汽用设备中。尤其是对监控蒸汽管道的压力仪表,这种突然的压力冲击非常容易造成仪表的损坏,用于监控蒸汽管道的压力仪表,通常通过蒸汽支管与蒸汽主管道连接,并通过管路接头与压力仪表互相连接,达到监控压力的目的,中国实用新型专利CN 205977371 U公开了一种管道接头。这种结构的管道接头缓冲效果一般,无法对有效的保护压力仪表,从而限制了其的适用范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种船舶汽轮机高压蒸汽管路接头,能够解决现有技术的不足,具有更好的压力缓冲效果。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案如下。
一种船舶汽轮机高压蒸汽管路接头,包括外部管道和圆筒体,所述圆筒体的两个平面上分别固定连接有第一法兰,第一法兰的外侧与外部管道的第二法兰通过螺栓连接,第一法兰的内侧贯通连接有内部管道,内部管道上活动套设有第一套环,第一套环的外侧固定连接有金属盘,两个金属盘之间连接有波纹管,内部管道的内侧固定连接有固定环,两个固定环之间连接有若干个环形排列的第一支架,第一支架的中心内侧垂直连接有第二支架,多个第二支架的内侧固定连接有一个第二套环,第二套环内活动插设有插杆,插杆一端固定连接有活塞,活塞选择性伸入内部管道内,插杆的另一端固定连接有挡板,挡板的内侧固定连接有第二磁铁,第二套环的一侧固定连接有第一磁铁,第一磁铁和第二磁铁选择性接触,挡板与第二套环之间还连接有第二弹簧。
作为优选,所述内部管道上还套设有第一弹簧,第一弹簧位于第一套环与第一法兰之间。
作为优选,所述第一套环的外侧还固定连接有圆台部,圆台部为两端开口的筒形结构,圆台部位于波纹管的内侧。
作为优选,所述任意一个金属盘的下方贯通连接有排水管,排水管穿过圆筒体,排水管上连接有阀门。
作为优选,所述第一磁铁与第二磁铁接触的一侧设置有凹槽,凹槽的外侧边缘固定有橡胶层,第二磁铁与第一磁铁接触的一侧设置有与凹槽相互插接的插头。
作为优选,所述橡胶层内设置有气囊,气囊连接有充气管,充气管贯穿插杆和活塞,充气管的进气口位于活塞朝向内部管道的一侧上。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于:本发明的船舶汽轮机高压蒸汽管路接头,用于连接蒸汽支管与压力仪表,进出口端的两个外部管道,分别连接蒸汽支管与压力仪表,并通过第一法兰和第二法兰互相靠紧并通过螺纹连接,外部管道与圆筒体内部的内部管道贯通连接,圆筒体与波纹管之间,为密封环境,内部充入空气,在管道内无蒸汽通过时,在第二磁铁和第一磁铁的磁力作用下,第二磁铁和第一磁铁互相吸引并接触,使通过插杆连接的活塞伸入到进气端的内部管道内,将进气端的内部管道封住,而此时圆筒体和波纹管均保持相对的气压平衡状态,当汽轮机开始启动高压蒸汽通过时,由于瞬间启动的水锤效果,启动的压力会远远高于正常的工作压力,高压蒸汽会首先从进气端的外部管道进入内部管道内,并作用在活塞上,推动活塞向出气方向移动,推动过程中首先克服第二磁铁和第一磁铁的磁力阻挡,进而克服活塞与内部管道之间的摩擦力,以及插杆与第二套环的摩擦力,该过程中,蒸汽的动能部分减弱,当高压蒸汽推动活塞离开内部管道后,高压蒸汽会进入到两个金属盘之间的波纹管空间内,由于气压迅速增大,会使两个金属盘带动第一套环沿着内部管道向外侧移动,使波纹管的空间变大,并压缩波纹管外部的圆筒体的空间,该过程中,使瞬间启动的高压蒸汽不会立即全部的进入到出口方向的内部管道中,而是经过活塞和波纹管的两道缓冲,使高压蒸汽的瞬间动量和动能都大大减弱,从而有效的防止了瞬间气压冲击对仪表的损坏,达到更好的缓冲效果,固定环能防止第一套环脱出内部管道,第一支架和第二支架用于支撑固定第二套环,第二弹簧能保证在正常蒸汽压力下,活塞不会进入到内部管道内,而在管道内无蒸汽时,能推动插杆将活塞送入到内部管道内,起到复位的效果。第一套环与第一法兰之间的第一弹簧,能从两侧给予第一套环向内侧的作用力,防止波纹管瞬间膨胀过快。圆台部用于导下接头部分产生的冷凝水,并将冷凝水导入到波纹管的下方,排水管和阀门,用于在管道不通入蒸汽时,将波纹管内部的冷凝水放出。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图2是本发明一个具体实施方式中波纹管内部的结构图。
图3是本发明一个具体实施方式中插杆固定方式的结构图。
图4是本发明一个具体实施方式中活塞外侧的结构图。
图5是本发明一个具体实施方式中第一磁铁与第二磁铁接触位置的结构图。
图6是本发明一个具体实施方式中活塞的局部轴向剖视图。
图中:1、外部管道;2、第一法兰;3、圆筒体;4、第一弹簧;5、第一套环;6、金属盘;7、圆台部;8、波纹管;9、内部管道;10、排水管;11、第二法兰;12、固定环;13、第一支架;14、第二支架;15、挡板;16、插杆;17、活塞;18、第二套环;19、第二弹簧;20、第一磁铁;21、第二磁铁;22、门体;23、扭转弹簧;24、通孔;25、阀门;26、凹槽;27、橡胶层;28、插头;29、气囊;30、充气管;31、环形挡板;32、限位块。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段,在此不再详述。
参照图1-6,本发明一个具体实施方式包括外部管道1和圆筒体3,所述圆筒体3的两个平面上分别固定连接有第一法兰2,第一法兰2的外侧与外部管道1的第二法兰11通过螺栓连接,第一法兰2的内侧贯通连接有内部管道9,两根内部管道9的内侧不连通,内部管道9上活动套设有第一套环5,第一套环5的外侧固定连接有金属盘6,两个金属盘6之间连接有波纹管8,内部管道9的内侧固定连接有固定环12,两个固定环12之间连接有若干个环形排列的第一支架13,第一支架13的中心内侧垂直连接有第二支架14,多个第二支架14的内侧固定连接有一个第二套环18,第二套环18内活动插设有插杆16,插杆16一端固定连接有活塞17,活塞17选择性伸入内部管道9内,插杆16的另一端固定连接有挡板15,挡板15的内侧固定连接有第二磁铁21,第二套环18的一侧固定连接有第一磁铁20,第一磁铁20和第二磁铁21选择性接触,挡板15与第二套环18之间还连接有第二弹簧19。本发明的船舶汽轮机高压蒸汽管路接头,用于连接蒸汽支管与压力仪表,进出口端的两个外部管道1,分别连接蒸汽支管与压力仪表,并通过第一法兰2和第二法兰11互相靠紧并通过螺纹连接,外部管道1与圆筒体3内部的内部管道9贯通连接,圆筒体3与波纹管8之间,为密封环境,内部充入空气,在管道内无蒸汽通过时,在第二磁铁21和第一磁铁20的磁力作用下,第二磁铁21和第一磁铁20互相吸引并接触,使通过插杆16连接的活塞17伸入到进气端的内部管道9内,将进气端的内部管道9封住,而此时圆筒体3和波纹管8均保持相对的气压平衡状态,当汽轮机开始启动高压蒸汽通过时,由于瞬间启动的水锤效果,启动的压力会远远高于正常的工作压力,高压蒸汽会首先从进气端的外部管道1进入内部管道9内,并作用在活塞17上,推动活塞17向出气方向移动,推动过程中首先克服第二磁铁21和第一磁铁20的磁力阻挡,进而克服活塞17与内部管道9之间的摩擦力,以及插杆16与第二套环18的摩擦力,该过程中,蒸汽的动能部分减弱,当高压蒸汽推动活塞17离开内部管道9后,高压蒸汽会进入到两个金属盘6之间的波纹管8空间内,由于气压迅速增大,会使两个金属盘6带动第一套环5沿着内部管道9向外侧移动,使波纹管8的空间变大,并压缩波纹管8外部的圆筒体3的空间,该过程中,使瞬间启动的高压蒸汽不会立即全部的进入到出口方向的内部管道9中,而是经过活塞17和波纹管8的两道缓冲,使高压蒸汽的瞬间动量和动能都大大减弱,从而有效的防止了瞬间气压冲击对仪表的损坏,达到更好的缓冲效果,固定环12能防止第一套环5脱出内部管道9,第一支架13和第二支架14用于支撑固定第二套环18,第二弹簧19能保证在正常蒸汽压力下,活塞17不会进入到内部管道9内,而在管道内无蒸汽时,能推动插杆16将活塞17送入到内部管道9内,起到复位的效果。所述内部管道9上还套设有第一弹簧4,第一弹簧4位于第一套环5与第一法兰2之间。所述第一套环5的外侧还固定连接有圆台部7,圆台部7为两端开口的筒形结构,圆台部7位于波纹管8的内侧。第一套环5与第一法兰2之间的第一弹簧4,能从两侧给予第一套环5向内侧的作用力,防止波纹管8瞬间膨胀过快。所述任意一个金属盘6的下方贯通连接有排水管10,排水管10穿过圆筒体3,排水管10上连接有阀门25。圆台部7用于导下接头部分产生的冷凝水,并将冷凝水导入到波纹管的下方,排水管10和阀门25,用于在管道不通入蒸汽时,将波纹管8内部的冷凝水放出。
由于第一磁铁20与第二磁铁21在分离的瞬间随着间距的增大吸引力会急剧下降,从而导致活塞17的运动阻尼出现波动,影响到对蒸汽压力的缓冲效果。为了解决这个问题,申请人设计了如下结构:第一磁铁20与第二磁铁21接触的一侧设置有凹槽26,凹槽26的外侧边缘固定有橡胶层27,第二磁铁21与第一磁铁20接触的一侧设置有与凹槽26相互插接的插头28。橡胶层27内设置有气囊29,气囊29连接有充气管30,充气管30贯穿插杆16和活塞17,充气管30的进气口位于活塞17朝向内部管道9的一侧上。通过增加凹槽26与插头28的摩擦阻尼,可以在第一磁铁20与第二磁铁21分离后,依然保持一定的阻尼力,从而减小活塞17运动阻尼的变化速度。气囊19会随着内部管道9压力的变化而同步产生体积变化。当内部管道9压力增加时,气囊19充气,通过橡胶层27对插头28施加额外的压力,从而使得插头28的运动阻尼加大;当内部管道9压力减小时,反之。通过气囊19的自动充放气,可以实现对摩擦阻尼的自适应调整。
另外,为了进一步提升本发明的压力缓冲效果,所述活塞17上还开设有若干个环形排列的通孔24,通孔24的外侧铰接有门体22,门体22与活塞17的外侧连接有扭转弹簧23,通过上述结构,在未通入高压蒸汽时,在扭转弹簧23的作用下,门体22能挡住通孔24,使整个活塞17保持密闭状态,而当高压蒸汽通入时,瞬间的作用力在推动活塞17的同时,也会作用在门体22上,使门体22克服扭转弹簧23的弹力作用而打开,从而使少量的气体通过,由于通过的气体量少不会对仪表产生压力冲击,而这种先允许一部分气体通过也能防止高压蒸汽对活塞17和波纹管8的冲击过大,更好的保护器件。
通孔24朝向插杆的一侧的边缘固定有限位块32,活塞17朝向插杆的一侧固定有环形挡板31。限位块32用于对门体22进行限位,避免门体22开度过大导致压力剧烈波动。蒸汽从通孔24通过后,受到环形挡板31的阻挡,可以减少蒸汽流的紊流状态,进一步改善圆筒体3内的压力平稳性。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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,仅是为了便于描述本发明,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。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。