CN109883713B - 一种能够减少轴向热应力的工艺喷管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够减小轴向热应力的工艺喷管，通过在工艺喷管前端设置具有膨胀节作用的结构来减小试验过程中的轴向热应力，使其能够适应1800s长时间试验。该工艺喷管包括：同轴套装的内筒体和外筒体,所述内筒体的外圆周面上沿周向分布有两条以上轴向的冷却水槽，在所述外筒体轴向两端的法兰上设置有与所述冷却水槽连通的进水通道和出水通道；内筒体材质为铬锆铜，内筒体入口处设置环形凸台形成轴肩，内筒体入口处的轴肩通过螺钉与外筒体固接，且在对接面处通过密封圈密封；内筒体的出口处与外筒体之间焊接。由于内筒体的材料为铬锆铜，轴肩处可以在轴向方向上适当的变形，从而降低喷管的轴向热应力。

Description

一种能够减少轴向热应力的工艺喷管

技术领域

本发明涉及一种喷管结构，具体涉及一种能够减小轴向热应力的工艺喷管。

背景技术

工艺喷管包括同轴设置的内筒体和外筒体，传统工艺喷管的内筒体和外筒体在两端均通过氩弧焊焊接；工艺喷管是试车台性能调试试验的重要部件，负责整个试车台加热器后空气流场的调节，由于工艺喷管各个部分的加热和冷却不一致，相应的膨胀和收缩也不一致，这样就产生了热应力，因此工艺喷管的工作环境非常恶劣。

由于轴向热应力的存在，在进行1800s长时间试验过程中，容易导致工艺喷管后端的氩弧焊焊缝就开裂漏水。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够减小轴向热应力的工艺喷管，通过在工艺喷管前端设置具有膨胀节作用的结构来减小试验过程中的轴向热应力，使其能够适应1800s长时间试验。

所述的能够减小轴向热应力的工艺喷管包括：同轴套装的内筒体和外筒体,所述内筒体的外圆周面上沿周向分布有两条以上轴向的冷却水槽，在所述外筒体轴向两端的法兰上设置有与所述冷却水槽连通的进水通道和出水通道；

所述内筒体材质为铬锆铜，所述内筒体入口处设置环形凸台形成轴肩，所述内筒体入口处的轴肩通过螺钉与外筒体固接，且在对接面处通过密封圈密封；所述内筒体的出口处与外筒体之间焊接。由于内筒体的材料为铬锆铜，比较软，轴肩可以在轴向方向上适当的变形，从而降低喷管的轴向热应力。

所述内筒体入口的轴肩为变壁厚结构，其中轴肩与外筒体固接部分的厚度大于轴肩位于外筒体和内筒体径向对接面所对应部分的厚度。

有益效果：

(1)该工艺喷管通过在内筒体的入口处设置环形凸台形成轴肩，该轴肩具有膨胀节作用，可以在轴向方向上适当的变形，从而降低喷管的轴向热应力，使其能够适应1800s长时间试验。

(2)进水通道在与冷水水槽的连通处形成拐角，由此能够增加拐角处流速，防止形成漩涡。

附图说明

图1为本发明的工艺喷管的结构示意图；

图2为喷管上冷却水槽的结构示意图；

图3为工艺喷管入口处的结构示意图。

其中：1-内筒体、2-外筒体、3-冷却水槽，4-进水通道

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供一种能够减小轴向热应力的工艺喷管，通过在工艺喷管前端设置具有膨胀节作用的结构来减小试验过程中的轴向热应力，使其能够适应1800s长时间试验。

如图1-2所示，该工艺喷管包括：铬锆铜内筒体1和不锈钢外筒体2，内筒体1同轴设置在外筒体2内部，外筒体2的两端分别设置有法兰。在内筒体1的外圆周面上沿周向均匀分布有多条轴向的冷水水槽3，外筒体2的两端的3法兰上分别设置有与冷水水槽3连通的进水通道4和出水通道，进水通道4和出水通道通过内筒体1两端的环形通道分别与每个冷水水槽3连通。内筒体1上的每条轴向冷水水槽3为一条独立的冷却水通道，工艺喷管工作时，内筒体1内部有高温气体通过，外部冷却水从左端法兰进入冷却水槽3，对工艺喷管进行冷却。

如图3所示，为减小1800s长时间工作时的轴向热应力，降低工艺喷管出口处氩弧焊焊缝的所受到的应力，在内筒体1的入口处设置环形凸台形成轴肩，内筒体1入口处的轴肩通过螺钉与外筒体2固接，且在对接面处通过密封圈密封。内筒体1的出口处，内筒体1和外筒体2的径向对接面之间通过氩弧焊焊接。由于内筒体1的材料为铬锆铜，比较软，轴肩可以在轴向方向上适当的变形，从而降低喷管的轴向热应力，该轴肩的作用类似膨胀节。

轴肩与外筒体2的对接面为台阶面，即轴肩为变壁厚结构，其中轴肩与外筒体2固接部分(如图3中标记的A部分)的厚度大于轴肩位于外筒体2和内筒体径向对接面所对应部分(如图3中标记的B部分)的厚度，A部分较厚能够保证内筒体1与外筒体2之间的连接强度，B部分的厚度较薄，使其较易产生轴向变形，从而达到减小轴向热应力的效果。

如图3所示，进水通道4向内倾斜设置，在与内筒体1上环形通道的连通处形成拐角，由此能够增加拐角处流速，防止形成漩涡。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (2)

1.一种能够减小轴向热应力的工艺喷管，包括：同轴套装的内筒体(1)和外筒体(2),所述内筒体(1)的外圆周面上沿周向分布有两条以上轴向的冷却水槽(3)，在所述外筒体(2)轴向两端的法兰上设置有通过内筒体两端的环形通道与所述冷却水槽(3)连通的进水通道和出水通道；其特征在于：

所述内筒体(1)材质为铬锆铜，所述内筒体(1)入口处设置环形凸台形成具有膨胀节作用的轴肩，所述轴肩能够在轴向方向上变形，从而降低喷管的轴向热应力；所述内筒体(1)入口处的轴肩通过螺钉与外筒体(2)固接，且在对接面处通过密封圈密封；所述内筒体(1)的出口处与外筒体(2)之间焊接；

所述内筒体(1)入口的轴肩为变壁厚结构，其中轴肩与外筒体(1)固接部分的厚度大于轴肩位于外筒体(2)和内筒体(1)径向对接面所对应部分的厚度。

2.如权利要求1所述的能够减小轴向热应力的工艺喷管，其特征在于，所述进水通道(4)向内倾斜设置，在与内筒体(1)上环形通道的连通处形成拐角。

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