CN110173603B - 一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路及泄漏收集系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路及泄漏收集系统，属于管路输送领域，包括两端均带有肩圈的多段管路，相邻两段管路通过两个法兰压紧肩圈固定连接；法兰外围还套设有密封圆环，两个法兰间的缝隙与密封圆环之间形成闭合腔室，密封圆环上还设有与闭合腔室连通的排气口。也可以在密封圆环底部设置排液口，排液口通过管路连接液体回收装置。无论是特殊介质还是一般介质，也并不限制介质的流体性状，均可使用本发明的应用进行抑制、收集与疏导，提供了一种能够综合使用的管路。尤其在一些特殊领域，如火箭推进剂预冷，大大缩短了低温管道预冷的泄漏时间，对于需要大口径的管路效果更明显。

Description

一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路及泄漏收集系统

技术领域

本发明属于管路输送技术领域，尤其是一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路及泄漏收集系统。

背景技术

管路泄漏是介质输送领域的常见问题，一般引发原因可能包含：密封不足、介质引起管路连接处受应力形变和管路接缝处连接不当等。对于各种泄漏问题，有些能够进行抑制，有些不能抑制或阻止的则需要对介质进行引导，甚至一些危险流体还需要收集和回收。现有的解决方法大多是通过加强法兰处的密封性，来进行预防泄漏。但很多情况下即使密封性已经加强仍然存在泄漏的风险，一旦泄漏发生只能任其发展却无法进一步处理。

管路运输应用领域广泛，泄漏的危害也随之存在，尤其是在一些特殊领域，泄漏一旦发生就会带来极大的影响。如新一代火箭发动机使用液氧煤油作为推进剂，具有无污染、比冲大的优点。但使用液氧煤油一类的低温推进剂，在预冷过程中其水平管道由于上下部位预冷的不均匀性，当下部管道内推进剂为液体状态时，上部未冷透的部分仍然为气体状态，不均匀的冷却导致法兰接口变形不均匀，因此会发生比较严重的预冷泄漏情况。由于火箭发动机试验的间歇性使用特点，其推进剂供应管路间隔3-5天就会有一次预冷的过程，如何对其预冷过程的泄漏进行快速抑制，成为一个亟待解决的问题。且该问题在大口径低温管道的体现尤为明显，管道口径越大，其预冷过程越长，泄漏量越大。

因此，设计一种能够应用于各种介质运输过程中异常泄漏的疏导，特别是低温管路预冷过程中的泄漏疏导系统尤为重要。

发明内容

本发明的主要目的是在于提供一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路及泄漏收集系统，旨在解决各类介质运输中泄漏的问题，通过泄漏抑制和疏导管路解决低温介质的泄漏抑制和一般介质的疏导，而泄漏收集系统能够对特殊介质进行有效回收。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路，其特殊之处在于，包括两端均带有肩圈的多段管路，相邻两段管路通过两个法兰压紧肩圈固定连接；法兰外围还套设有密封圆环，两个法兰间的缝隙与密封圆环之间形成闭合腔室，密封圆环上还设有与闭合腔室连通的排气口。

进一步地，所述排气口通过管路还连接有气体回收装置。

进一步地，所述密封圆环为多段圆弧连接而成，多段圆弧间通过螺栓连接或扣合连接。排气口可直接开设在密封圆环上，也可设在密封圆环多段圆弧连接处。

进一步地，所述密封圆环上还设有注气口，底部还设有排液口。

一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路及泄漏收集系统，包括两端均带有肩圈的多段管路，相邻两段管路通过两个法兰压紧肩圈固定连接；法兰外围还套设有密封圆环，两个法兰间的缝隙与密封圆环之间形成闭合腔室，密封圆环底部还设有排液口；所述排液口通过管路连接有液体回收装置。

进一步地，密封圆环上还设有排气口和注气口。

进一步地，所述密封圆环为多段圆弧连接而成，多段圆弧间通过螺栓连接或扣合连接。排气口可直接开设在密封圆环上，也可设在密封圆环多段圆弧连接处。

进一步地，密封圆环与法兰之间还垫有密封材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过在法兰外围设置密封圆环，在法兰缝隙与密封圆环之间形成腔室。对于低温介质具有泄漏抑制的效果，当低温介质流经管路产生泄漏时会进入此腔室，低温介质通过自然气化带走热流，并使局部的不均匀冷却部位均匀化实现补偿冷却，从而快速实现密封管路的均匀冷却，尤其在火箭助推剂的使用领域，大大缩短了预冷泄漏时间，实现预冷泄漏的快速抑制，尤其是对大口径管路，效果明显起到了良好的抑制作用，结构简单可用性好；对于常规气体介质有疏导的作用，当气体介质泄漏，不会随意排至外界，通过先进入腔室内达到了疏导的功效。

2.通过在密封圆环底部设置排液口，若管道内运输液体则能够将泄漏出的液体进行疏导，同时排液口通过管路还连有液体回收装置，针对一些特殊的液体或危险介质，可以进行回收甚至回用；在同时设有排气口和排液口的装置中，尤其针对低温介质，当泄漏量较大时，一部分不能被气化的介质可以通过排液口及时进行排放，同时也兼顾解决了对泄漏介质收集的问题。

3.通过在排气口外设置气体回收装置，在特殊情况可以对气体进行回收或回用。

4.密封圆环可以是整体结构也可以是多段圆弧连接而成，根据加工和使用需求可以进行多样选择，螺栓连接或扣合连接的方式均适用于不同场合，便于安装拆卸。

5.密封结构还设有注气口，在某些低温介质输送中，对于有条件可吹入气体的使用现场，从注气口吹入气体，利用低温介质在气体作用下快速气化的性质，能加强带走热流的能力，促进对局部的不均匀冷却部位进行均匀化，促进抑制作用。通过在密封圆环与法兰间垫入密封材料，能够增强密封性。

附图说明

图1为本发明的纵向剖面图；

图2为本发明排气口布置方式一的结构示意图；

图3为本发明排气口布置方式二的结构示意图；

图4为本发明实施例2的结构示意图；

图5为本发明实施例3的结构示意图；

图6为本发明实施例4的结构示意图；

图7为本发明实施例5的结构示意图。

其中，1-管道；2-法兰；3-肩圈；4-密封圆环；5-排气口；6-注气口；7-排液口；8-液体回收装置；9-气体回收装置。

具体实施方式

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，所描述的实施例并非对本发明的限制。

实施例1

如图1，一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路，包括两端均带有肩圈3的多段管路1，相邻两段管路1通过两个法兰2压紧肩圈3固定连接；法兰2外围还套设有密封圆环4，两个法兰2间的缝隙与密封圆环4之间形成闭合腔室，密封圆环4上还设有与闭合腔室连通的排气口5。

密封圆环为两个半圆环通过螺栓连接形成的一个整圆，也可以由多段弧形环连接而成，甚至为一个完整圆环，只要能形成一个闭合腔室供泄漏介质溢出即可。另外在一些特殊场合，若管道为方形或异性，本发明的方案同样适用，只需对密封圆环的形状进行相应调整，与管道和法兰形状匹配即可使用。

另外，由于法兰可能因为安装状态不同其厚度不一定是定值，因此密封圆环套设在法兰外围，不一定和法兰等宽，只需覆盖法兰间缝隙形成一个闭合腔室即可。

如图2和3，排气口5可以开设在密封结构上，与闭合腔室连通；若为螺栓或扣合连接形成的一个整圆，则可以直接将连接处的间隙作为排气口而不再单独开设。

对于一般的气体介质能够起到疏导的作用，对于特殊的低温介质，通过自然气化带走热流，并使局部的不均匀冷却部位均匀化实现补偿冷却，从而快速实现密封管路的均匀冷却。

实施例2

对于需要进行排液引导或对液体介质回收的情况，本发明同样适用。如图4，一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路及泄漏收集系统，两端均带有肩圈3的多段管路1，相邻两段管路1通过两个法兰2压紧肩圈3固定连接；法兰2外围还套设有密封圆环4，两个法兰2间的缝隙与密封圆环4之间形成闭合腔室，密封圆环4底部还设有排液口7；所述排液口7通过管路连接有液体回收装置8。

同实施例1，密封结构为两个半圆环通过螺栓连接形成的一个整圆，也可以由多段弧形环连接而成，甚至为一个完整圆环，只要能形成一个闭合腔室供泄漏介质溢出即可；另外在一些特殊场合，若管道为方形或异性，本发明的方案同样适用，只需对密封圆环的形状进行相应调整，与管道和法兰形状匹配即可使用。

对于液体介质，可以对泄漏出的液体进行疏导，一些危险液体不能直接流至外界，甚至需要回收，则可以通过排液口对泄漏液体介质进行收集，与排液口连接的液体回收装置8能够对泄漏的液体进行回收。此处的回收装置可以根据实际传输介质和使用需求，进行设计优化。

实施例3

如图5，对于一些低温介质输送泄漏，在使用现场有注气条件时，可以通过向实施例1的闭合腔室内注气来促进泄漏抑制的效果。在密封结构下半部分开设2个注气口6，依据现场条件选择性通入空气或氮气，利用低温介质在气体作用下快速气化的原理带走热流，对局部的不均匀冷却部位进行均匀化。注气口的数量也可以是1个或多个，根据使用要求可以有所变化，本实施例中以2个为例，是考虑若数量太多则需要多路连接气源，操作不便，实际使用或设计时还是需要根据现场的条件和要求来具体设置。注气口的具体位置也根据输送介质可以进行调整。

实施例4

参照图6，对于一些低温介质输送泄漏，若泄漏量较大，在实施例1的密封圆环4底部设置排液口7；若密封圆环为螺栓连接而成，且螺栓连接处位于密封结构底部，则可以直接将底部的螺栓连接处间隙作为排液口。此时不能被气化的泄漏介质可以通过排液口7进行排放，同时也能兼顾解决对泄漏介质的收集问题。

实施例5

如图7，在实施例1的基础上，在排气口处通过管路连接气体回收装置，对任何气体介质，若需要收集或处理，均可以通过此处连接的气体回收装置进行疏导和收集，气体回收装置则根据使用的具体要求和介质特性进行选择。

将密封圆环4安装在法兰2外围时，为了进一步加强密封性，保证装置的使用效果，可以垫入PTFE作为密封材料。此处包括但不限于PTFE作为密封材料，只要能够起到密封效果即可，可以根据密封结构的材质进行调整和选择。

本发明的工作原理为：

输送介质若为一般流体，则通过将泄漏介质引导至闭合腔室，实现对泄漏介质的疏导，也可以通过设置的气体回收装置和液体回收装置，对流体进行选择性的收集回用。

若输送介质为低温流体，当水平管道在预冷过程中由于冷缩过程的不均匀，法兰会由于冷应力的作用导致被拉开出现缝隙，缝隙出现后低温介质会从缝隙中泄漏出来。本发明设计了一种低温管路泄漏快速抑制装置，在管道、法兰和密封结构安装完毕后，法兰间隙与密封结构间形成了一个小的空腔结构，泄漏的低温介质会进入此空腔结构，依靠自然气化实现补偿冷却，另外也可以通过注入气体，使低温介质快速气化带走热流。当泄漏量大时通过排液口对部分泄漏介质进行排放，同时兼顾解决泄漏收集的问题。

通过本发明的应用，尤其在一些特殊领域，如火箭推进剂预冷，大大缩短了低温管道预冷的泄漏时间。由于口径越大，由冷应力造成的泄漏问题越突出，所以本发明尤其在大口径低温管道中应用效果更加明显。

另外，无论是特殊介质还是一般介质，也并不限制介质的流体性状，均可使用本发明的应用进行抑制、收集与疏导，提供了一种能够综合使用的管路，管路的口径也可根据实际使用需求进行选择。

以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路，其特征在于：包括两端均带有肩圈(3)的多段管路(1)，相邻两段管路(1)通过两个法兰(2)压紧肩圈(3)固定连接；法兰(2)外围还套设有密封圆环(4)，两个法兰(2)间的缝隙与密封圆环(4)之间形成闭合腔室，密封圆环(4)上还设有与闭合腔室连通的排气口(5)和注气口(6)。

2.如权利要求1所述一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路，其特征在于：所述排气口(5)还连接有气体回收装置(9)。

3.如权利要求1所述一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路，其特征在于：所述密封圆环(4)为多段圆弧连接而成，多段圆弧间通过螺栓连接或扣合连接。

4.如权利要求1所述一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路，其特征在于：所述密封圆环(4)底部还设有排液口(7)。

5.如权利要求1所述一种具有泄漏抑制和疏导功能的管路，其特征在于：所述密封圆环(4)与法兰(2)之间还设有密封垫。

6.一种泄漏收集系统，其特征在于：包括两端均带有肩圈(3)的多段管路(1)，相邻两段管路(1)通过两个法兰(2)压紧肩圈(3)固定连接；法兰(2)外围还套设有密封圆环(4)，两个法兰(2)间的缝隙与密封圆环(4)之间形成闭合腔室，密封圆环(4)底部还设有排液口(7)；所述排液口(7)连接有液体回收装置(8)；密封圆环(4)上还设有排气口(5)和注气口(6)；所述密封圆环(4)与法兰(2)之间还设有密封垫。

7.如权利要求6所述一种泄漏收集系统，其特征在于：所述密封圆环(4)为多段圆弧连接而成，多段圆弧间通过螺栓连接或扣合连接。

8.如权利要求7所述一种泄漏收集系统，其特征在于：所述排气口(5)设在密封圆环(4)多段圆弧连接处。

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