CN110249169B - 用于易燃液体的伸缩接头配件 - Google Patents

Abstract

一种用于输送液体的伸缩接头配件，包括径向内部波纹管，其在所述伸缩接头配件的第一纵向端部与第二纵向端部之间限定用于输送液体的液体输送通道。径向外部波纹管设置在所述径向内部波纹管的径向外侧并且围绕所述径向内部波纹管延伸。环形腔室限定在所述径向内部波纹管与所述径向外部波纹管之间。

Description

用于易燃液体的伸缩接头配件

发明领域

本公开总体上涉及用于易燃液体的系统的带凸缘的配件。这类带凸缘的配件可包括但不限于设备喷嘴组件、管路、管路卷轴、阀门、特殊配件、盖子、搅拌器、机械密封件、挡板和其他带凸缘的配件。

发明背景

美国国家消防协会的法典NFPA 30提供了用于减少与易燃和可燃液体的储存、处理和使用相关联的危险的保护措施。根据NFPA 30，用于易燃和可燃液体的凸缘接头组件的带凸缘的配件的合适材料可包含碳钢、镍合金和活性金属，诸如钛、锆和钽。常规的带玻璃衬里的带凸缘的配件不符合易燃和可燃液体的NFPA 30标准，或者不能够通过美国石油协会API规范6FB“端部连接的防火测试规范”中规定的防火测试。

一种类型的适于连接到带凸缘的管道的带凸缘的配件是伸缩接头配件组件。但是，常规的伸缩接头配件在连接到带非金属衬里的设备时可能不适合符合易燃和可燃液体的NFPA 30标准和/或可能无法通过美国石油协会API规范6FB“端部连接的防火测试规范”中规定的防火测试。

发明内容

在一个非限制性方面，用于输送液体的伸缩接头配件具有第一纵向端部和第二纵向端部以及在相反的第一纵向端部与第二纵向端部之间延伸的纵向轴线。所述伸缩接头配件通常包括径向内部波纹管，其在所述伸缩接头配件的第一纵向端部与第二纵向端部之间限定用于输送液体的液体输送通道。径向外部波纹管设置在所述径向内部波纹管的径向外侧并且围绕所述径向内部波纹管延伸。环形腔室限定在所述径向内部波纹管与所述径向外部波纹管之间。

在另一个非限制性方面，用于输送液体的凸缘接头组件通常包括用于输送液体的伸缩接头配件。所述伸缩接头配件具有第一纵向端部和第二纵向端部以及在相反的第一纵向端部与第二纵向端部之间延伸的纵向轴线。所述伸缩接头配件通常包括波纹管，其在所述伸缩接头配件的第一纵向端部与第二纵向端部之间限定用于输送液体的液体输送通道。在所述伸缩接头配件的所述第一纵向端部处的第一环形联接凸缘，以及在所述伸缩接头配件的所述第二纵向端部处的第二环形联接凸缘。所述波纹管联接到所述第一环形联接凸缘和所述第二环形联接凸缘。所述波纹管包括环形波纹状主体以及相反的第一纵向端部和第二纵向端部，所述第一纵向端部和第二纵向端部固定到相应的第一环形联接凸缘和第二环形联接凸缘。所述第一纵向端部和所述第二纵向端部中的每一个包括环形径向段，所述环形径向段固定到所述第一环形联接凸缘和所述第二环形联接凸缘中的对应一个的轴向端面。所述环形径向段限定环形垫圈邻接面。环形垫圈包括环形垫圈层，所述环形垫圈层大致与所述环形垫圈邻接面相对并安置在其上。所述环形垫圈层包括径向内部环形垫圈段和围绕所述径向内部环形垫圈段的径向外部环形垫圈段。所述径向内部环形垫圈段包含第一材料，所述第一材料适于与所述环形垫圈邻接面形成液密密封。所述径向外部环形垫圈段包含第二材料，所述第二材料适于与所述环形垫圈邻接面形成防火密封。

其他特征在下文中将会部分地显而易见并且部分地指出。

附图说明

图1是根据本公开的教导内容构造的凸缘接头组件的一个实施方案的纵向截面图；

图2是如图1所指示的放大视图；

图3是类似于图2的放大视图，其中伸缩接头被从凸缘接头组件移除，示出了凸缘接头组件的带凸缘的配件的一个实施方案；

图4类似于图3，其中环形垫圈被从凸缘接头组件移除；

图5是环形垫圈的正视图；

图6是沿着由图5中的线6-6限定的平面取得的截面图；

图7是凸缘接头组件的另一个实施方案的放大的部分截面图，所述凸缘接头组件包括彼此联接的带凸缘的配件的两个第二实施方案和设置在它们之间的环形垫圈；

图8是图7中的带凸缘的配件中的一个的放大的部分截面图；

图9是根据本公开的教导内容构造的伸缩接头配件的截面图；并且

图10类似于图1，并且另外包括附接到伸缩接头配件的下游端的带凸缘的液体输送部件。

贯穿附图，对应的参考标号指示对应的零件。

具体实施方式

参考附图中的图1，适用于诸如从液体反应器和/或在液体输送管道系统内输送易燃液体的凸缘接头组件总体上用附图标号10指示。在这个示出的实施方案中，凸缘接头组件10包括：总体上用12指示的带凸缘的配件；总体上用14指示的伸缩接头配件；总体上用15指示的环形垫圈，其设置并夹在带凸缘的配件与伸缩接头配件之间；总体上用16指示的凸缘联接器组件，其将带凸缘的配件、伸缩接头配件和环形垫圈联接在一起。应当理解，本公开的带凸缘的配件12可与所示出的伸缩接头配件14和/或所示出的环形垫圈15分开使用并独立于它们使用；伸缩接头配件14可与所示出的带凸缘的配件12和/或所示出的环形垫圈15分开使用并独立于它们使用；并且环形垫圈15可与所示出的带凸缘的配件12和/或所示出的伸缩接头配件14分开使用并独立于它们使用。例如，如下面更详细地解释的，带凸缘的配件12可联接到除了所示出的伸缩接头配件14之外的其他类型的管道，包括其他类型的伸缩接头配件、带凸缘的管路、带凸缘的部件等(如图3中示意性地表示)。伸缩接头配件14可联接到除了所示出的带凸缘的配件12之外的其他类型的带凸缘的配件，包括其他类型的喷嘴或管路等。环形垫圈15可联接在除了所示出的带凸缘的配件12和伸缩接头配件14之外的其他类型的配件或管路等之间。

带凸缘的配件12具有纵向轴线LA1、相反的上游纵向端部和下游纵向端部(宽泛地说，第一纵向端部和第二纵向端部)，以及在带凸缘的配件内纵向延伸并穿过其上游纵向端部和下游纵向端部的通道20。如本文所用，当描述带凸缘的配件12及其部件和结构时，带凸缘的配件的纵向轴线用作术语“轴向”、“径向”、“内部”、“外部”等限定符的参考点。所示出的带凸缘的配件12被构造为喷嘴，诸如用于反应器容器的喷嘴。在其他示例中，带凸缘的配件12可包括其他类型的配件，所述配件包括用于输送液体的管路或其他管道，或其他类型的配件部件，所述配件部件包括用于液体系统的盖子、搅拌器、机械密封件、挡板、阀门等。

带凸缘的配件12包括总体上用22指示的管道，以及在带凸缘的配件的下游纵向端部处的总体上用24指示的环形凸缘。管道22包括管道主体22a(例如，喷嘴颈；管)，并且环形凸缘24包括位于管道主体的下游纵向端部处的环形凸缘主体24a。管道主体22a和环形凸缘主体24a一起形成带凸缘的配件12的配件主体。配件主体可形成为单件式整体形成的部件，或者管道主体22a和环形凸缘主体24a可单独形成并且彼此固定。配件主体可以是防火的。如本文所用，“防火”是指部件或结构由符合NFPA 30中所述的标准的材料制成，并且可包含碳钢、镍合金、活性金属和组合。配件主体可包含金属材料(例如，由金属材料形成)，诸如碳钢或其他类型的金属。在图1至图4中所示的所示出实施方案中，配件主体可形成为用于ASME等级150或300接头凸缘的合适的短端。

衬里26衬在包括管道主体22a和环形凸缘主体24a的配件主体的内表面上。在一个示例中，衬里26充当耐腐蚀屏障，以防止带凸缘的配件12中的液体接触和腐蚀配件主体的材料(例如，金属)。在一个或多个示例中，衬里26可包含非金属材料(例如，由非金属材料形成)，诸如玻璃、石墨、碳化硅、陶瓷或其他非金属材料。在一个示例中，衬里26可均匀地覆盖管道主体22a和环形凸缘主体24a的整个内表面。衬里26可具有高达约100mm的均匀厚度或其他厚度。如下面所解释的，根据标题为“端部连接的防火测试规范”的API规范6FB，改进配件主体以确保凸缘接头组件10在经受防火测试时不会失效。即，配件主体适于通过API规范6FB中所述的测试。

由于下面解释的原因，如图2至图4所示，带凸缘的配件12的环形凸缘24还包括环形凸缘延伸部28，其围绕环形凸缘主体24a的外径部分延伸并且可形成(例如，锻造和/或机械加工)为环形凸缘主体24a的单件式整体形成的整体部分。环形凸缘延伸部28使带凸缘的配件12的环形凸缘24的直径增加超过标准ASME等级150或300凸起面尺寸，而不会干扰带凸缘的配件12、螺栓63以及紧固件开口56和220。环形凸缘延伸部28可以是防火的。例如，环形凸缘延伸部可包含金属材料(例如，由金属材料形成)，诸如碳钢或与环形凸缘主体24a匹配的其他类型的金属。在一个示例中，如图4所示，环形凸缘延伸部28的径向宽度W1约为3/8英寸(9.525mm)，以使环形凸缘24的直径增加3/4英寸(1.905cm)。在其他实施方案中，环形凸缘延伸部28可单独形成并通过焊接或以其他合适的方式固定到ASME等级150或300标准凸起面构型带凸缘的配件的凸缘主体24a上。

带凸缘的配件12的环形凸缘24还包括与环形凸缘24的外部径向端相邻的环形插入件或嵌体30。环形嵌体30定位在环形凸缘延伸部28的下游，使得环形嵌体30的径向外部环形部分覆盖(当从带凸缘的配件的下游纵向端部观察时)并且邻接环形凸缘延伸部。环形嵌体30的轴向厚度T1约为1/4英寸(6.35mm)。此外，环形嵌体30的径向外表面大致与环形凸缘延伸部28的径向外表面齐平。环形嵌体30相对于带凸缘的配件12的纵向轴线LA1径向向内延伸并且进入环形凸缘主体24a的环形凹槽34中，使得环形凸缘24的衬里26的径向外部环形部分覆盖(当从带凸缘的配件的下游纵向端部观察时)并且邻接环形嵌体的径向内部环形部分的下游表面。换句话讲，环形凸缘24的衬里26的径向外部环形部分大致邻接环形嵌体30的径向内部环形部分并且定位在其下游。环形嵌体30可被形成并且通过焊接方法(即焊接覆盖层—通过最终机械加工的焊道形成的厚度)在环形凹槽34内固定到环形凸缘主体24a，并且形成单件式整体形成的环形凸缘主体24a。在一个示例中，如图4所示，环形嵌体30可从衬里26的径向外端径向向内延伸距离d1，所述距离d1可为约1/4英寸(6.35mm)，以防止可在衬里下方传播并导致衬里破裂和/或失效的裂缝腐蚀。在其他实施方案中，环形嵌体30可单独形成(例如，锻造和/或机械加工)并且使用焊接方法或以其他合适的方式在环形凹槽34内固定到环形凸缘主体24a。

环形嵌体30的径向外部环形部分相对于带凸缘的配件12的纵向轴线LA1比衬里26的径向外部环形部分径向向外延伸更多。例如，如图4所示，环形嵌体30可从衬里26的径向外端径向向外延伸距离d2，所述距离d2可为约3/8英寸(9.525mm)。在所示出的实施方案中，环形嵌体30的径向内部环形部分在其下游纵向端部表面处具有环形凹槽36，衬里26的径向外部环形部分容纳在所述环形凹槽36中，使得环形嵌体的在其径向外部部分处的下游纵向端部表面大致与衬里的在衬里的径向外部部分处的下游端部表面齐平。因此，玻璃衬里26衬在环形配件凸缘24的环形下游端面的径向内部环形部分上，并且环形配件凸缘的环形下游端面的径向外部环形部分没有玻璃衬里。环形嵌体30的径向外部部分的下游表面和凸缘24上的衬里26的下游表面一起在带凸缘的配件12的下游纵向端部处限定垫圈邻接面。环形垫圈邻接面为大致平面的并且位于大致垂直于带凸缘的配件12的纵向轴线LA1的平面中。部分地限定垫圈邻接面的环形嵌体30的径向外部环形部分的下游纵向表面可包括粗糙的面层(例如螺旋锯齿状面层(宽泛地说，锯齿状表面)，以增强和/或促进环形垫圈15在垫圈邻接表面上的安置。例如，环形嵌体30的径向外部环形部分的下游表面可包括约125至约250均方根(RMS)微英寸的螺旋锯齿状面层。

由于下面解释的原因，环形嵌体30可以是防火的。例如，环形嵌体30可包含金属(例如，由金属形成)，诸如镍合金(例如，合金625、合金600、合金C-276/C-22/C-2000、

G-30/G-35/BC-1、

合金825、合金200、AL-

或904L SS、合金20)、活性金属(例如，钛Gr.2/Gr.7、锆702、钽、含2.5％钨的钽)、不锈钢或双相不锈钢或它们的组合(包括它们的合金)。在一个示例中，环形嵌体30由合金625形成。

在制造带凸缘的配件12的一种方法中，提供(例如，锻造和/或机械加工)包括环形凸缘延伸部的单件式整体形成的带凸缘的配件作为配件主体。机械加工配件主体以在主体中形成环形凹槽34。环形嵌体30被形成并通过焊接方法(例如，焊接覆盖层—通过最终机械加工的焊道形成的厚度)在环形凹槽34内固定到环形凸缘主体24a，并且形成单件式整体形成的环形凸缘主体24a。机械加工嵌体30的凹槽36。然后将衬里26(例如，玻璃)施加到带凸缘的配件主体的内表面。带凸缘的配件12可以其他合适的方式形成，其中环形凸缘延伸部28和环形嵌体30单独形成，或者由整体形成的部件和单独的部件的组合形成，并且使用焊接方法或以其他合适的方式固定。

参考图5和图6，环形垫圈15包括分别总体上用40a、40b指示的相对的第一环形垫圈层和第二环形垫圈层(例如，纵向上游环形垫圈层和下游环形垫圈层)，并且内部环形衬底42夹在第一环形垫圈层与第二环形垫圈层之间。如本文所用，当描述环形垫圈15及其部件和结构时，环形垫圈的轴线A1用作术语“轴向”、“径向”、“内部”、“外部”等限定符的参考点。每个环形垫圈层40a、40b包括径向内部环形垫圈段44和径向外部环形垫圈段46，径向外部环形垫圈段46固定到径向内部环形垫圈段的径向外端并且周向围绕径向内部环形垫圈段。

上游环形垫圈层40a的径向内部环形垫圈段44大致与环形凸缘24的衬里26相对、邻接并安置在其上。下游垫圈层40b的径向内部环形垫圈段44被构造来大致与凸缘接头组件10的另一个部件(例如，伸缩接头配件14)的环形凸缘或其他部件相对、邻接并安置在其上。径向内部环形垫圈段44的尺寸和形状被设计成当接头凸缘组件10已组装时，从环形凸缘24上的衬里26的径向外端朝向带凸缘的配件12的纵向轴线延伸。在一个示例中，径向内部环形垫圈段44的径向外端和环形凸缘24的衬里26的径向外端与凸缘的配件12的纵向轴线LA1间隔开相等的径向距离，使得这两个径向外端大致轴向对准。上游环形垫圈层40a的径向内部环形垫圈段44适应衬里26中的缺陷，提供化学密封并且保护非金属衬里并防止非金属衬里的破损，所述非金属衬里可以是玻璃或其他易碎材料。上游环形垫圈层40a和下游环形垫圈层40b的径向内部环形垫圈段44可包含含氟聚合物(例如，由含氟聚合物形成)，诸如聚四氟乙烯(PTFE)(包括膨胀PTFE(ePTFE))。合适的ePTFE的一个示例以商标

GR销售并且由W.L.Gore&Associates制造。上游层40a和下游层40b的径向内部环形垫圈段44可包含其他类型的材料(例如，由其他类型的材料形成)，所述材料包括其他类型的聚合物。上游环形垫圈层40a的径向内部环形垫圈段44和环形凸缘24的衬里26(例如，玻璃衬里)一起形成液密密封。

上游环形垫圈层40a的径向外部环形垫圈段46大致与环形凸缘24的环形嵌体30相对、邻接并安置在其上。下游环形垫圈层40b的径向外部环形垫圈段46被构造来大致与凸缘接头组件10的另一个部件(例如，伸缩接头配件14)的环形凸缘或其他部件相对、邻接并安置在其上。径向外部环形垫圈段46的尺寸和形状被设计成当接头凸缘组件10已组装时，从环形凸缘24上的环形嵌体30的径向外端朝向带凸缘的配件12的纵向轴线LA1径向延伸。在一个示例中，径向外部环形垫圈段46的径向外端大致与环形嵌体30的径向外端齐平。环形嵌体30的径向外部环形部分的下游表面的螺旋锯齿状面层有助于上游垫圈层40a的径向外部环形垫圈段46安置在环形嵌体上并且防止垫圈15相对于环形嵌体和带凸缘的配件12移动。径向外垫圈段46的层40a、40b在环形凸缘24的外部径向端处提供防火密封。上游层40a和下游层40b的径向外部环形垫圈段46可包含石墨(例如，由石墨形成)，诸如柔性石墨。上游层40a和下游层40b的径向外部环形垫圈段46可以是防火的。柔性石墨的合适的径向外部环形垫圈段46的一个示例以商标

垫圈销售并且由GrafTech International制造。径向外部环形垫圈段46可包含其他类型的材料(例如，由其他类型的材料形成)，所述材料包括其他类型的防火材料。上游垫圈层40a的径向外部环形垫圈段46和环形凸缘24的环形嵌体30一起形成防火密封。

环形垫圈15的内部环形衬底42沿着垫圈的整个径向宽度从其内部径向端延伸到其外部径向端。提供环形衬底用于防止喷出，以防止环形垫圈层40a、40b径向错位和/或从它在环形凸缘24与第二管道(例如，伸缩接头配件)之间的位置被径向推出。在所示出的实施方案中，环形衬底42沿着其径向宽度径向呈波纹状，以增强环形衬底与环形垫圈层40a、40b之间的摩擦。环形衬底42可以是防火的。例如，环形衬底42可包含金属(例如，由金属形成)，诸如镍合金(例如，合金625、合金600、合金C-276/C-22/C-2000、

G-30/G-35/BC-1、

合金825、合金200、AL-

或904L SS、合金20)、活性金属(例如，钛Gr.2/Gr.7、锆702、钽、含2.5％钨的钽)、不锈钢或双相不锈钢或它们的组合(包括它们的合金)。在一个示例中，环形衬底42由钽形成。环形衬底42可包含其他类型的材料(例如，由其他类型的材料形成)，所述材料包括其他类型的防火材料。

在所示出的实施方案中，如图6所示，垫圈层40a、40b和环形衬底42在径向内部环形垫圈段44处的组合的未压缩轴向厚度T2大于所述层和环形衬底42在径向外部环形垫圈段46处的组合的未压缩轴向厚度T3。当夹在带凸缘的配件12与第二带凸缘的管道(例如，伸缩接头配件14)之间时，诸如图3所示，垫圈15的轴向厚度沿着径向宽度可以是基本均匀的。这样，径向内部环形垫圈段44处的垫圈层40a、40b(例如，ePTFE层)比径向外部环形垫圈段46处的垫圈层(例如，柔性石墨层)被压缩更多。在径向内部环形垫圈段44处的层40a、40b(例如，ePTFE层)需要比径向外部环形垫圈段46处的垫圈层(例如，柔性石墨层)被压缩更多的情况下，这种构型可能是有利的，以在环形凸缘24处提供与衬里26的合适密封。

如上所述，凸缘联接器组件16用于将带凸缘的配件12和环形垫圈15联接到第二管道，例如，伸缩接头配件14。在所示出的实施方案中，凸缘联接器组件16包括环形联接凸缘50(例如，开口凸缘或搭接凸缘)，其被构造来接合带凸缘的配件12的环形凸缘的上游端部表面。如本文所用，当描述第一环形联接凸缘50及其部件和结构时，凸缘联接器组件的轴线A2用作术语“轴向”、“径向”、“内部”、“外部”等限定符的参考点。第一环形联接凸缘50的下游面在其径向内部部分处限定围绕凸缘联接器组件16的轴线A2延伸的环形凸缘凹槽52，带凸缘的配件12的环形凸缘24的一部分(包括其径向外端的一部分)容纳在所述环形凸缘凹槽52中。环形联接凸缘50限定多个紧固件开口56，所述多个紧固件开口56围绕凸缘联接器组件16的轴线A2间隔开并且延伸穿过第一环形联接凸缘的上游面和下游面。例如，紧固件开口56可与相对的环形联接凸缘中的紧固件开口轴向对准。(下面将在讨论伸缩接头配件14时更详细地讨论所示出的相对的环形联接凸缘。)第一环形联接凸缘50可包含金属材料(例如，由金属材料形成)，诸如碳钢或其他类型的金属。凸缘联接器组件16适当地促进垫圈15界面处的液密和防火密封，并且不会超过会压碎垫圈层40a、40b和/或使衬里26(例如，玻璃衬里)破裂的压缩力。

根据标题为“端部连接的防火测试规范”的API规范6FB，垫圈15确保凸缘接头组件10在经受1400℉-1800℉(761℃-980℃)之间的防火测试温度达30分钟的一段时间时不会失效。径向外部环形垫圈段46和环形嵌体30形成环形防火密封，以防止火焰由于以下各项中的一个或多个从凸缘接头组件10的外部扩散到内部以及从凸缘接头组件的内部扩散到外部：衬里26(例如，玻璃衬里)的剥落和/或熔融，和/或环形垫圈15的径向内部环形垫圈段44(例如，ePTFE材料)的熔融。这种防火密封是由于径向外部环形垫圈段46、环形衬底42和环形嵌体30(它们是防火的)中的每一个位于径向内部环形垫圈段44和衬里26(例如，玻璃衬里)的径向外侧，径向内部环形垫圈段44和衬里26中的每一个都不是由符合NFPA 30的材料形成的。在环形嵌体30是镍合金(例如，合金625)或活性金属的一个实施方案中，嵌体具有高温能力，以在施加玻璃衬里26时减少嵌体30在玻璃熔炉中的敏化，例如，使得耐腐蚀性不会降低。高耐腐蚀性可诸如在凸缘接头组件10的维护期间减少防火密封的腐蚀。嵌体30可以是其他材料。

除了形成防火密封之外，环形垫圈15还在衬里26(例如，玻璃衬里)和径向内部环形垫圈段44(例如，ePTFE)的界面处产生液密密封。此外，如果压力诸如由于内部起火而在凸缘接头组件内升高，则环形插入件30提供防喷出能力以防止垫圈15从凸缘接头组件10之间移位(例如，错位)。在一个具体实施方案中，环形插入件还在径向外部环形垫圈段46处保持防火密封的防火等级并且整体上保持垫圈15的防火等级。例如，环形插入件30可以是防火的。例如，环形插入件30可包含金属(例如，由金属形成)，诸如镍合金、活性金属。在一个或多个实施方案中，径向外部环形垫圈段46还消除了电接地问题和静电积聚的发展，其中径向外部环形垫圈段46处的层40a、40b和环形衬底42中的每一个都是导电的。这种布置将从设备向管道系统消散任何静电荷或电能，而不需要电气跳线，这是NFPA 30的标题为“静电”的第6.5.4节中的特定要求。

包括环形垫圈15的带凸缘的配件10可联接到具有适合于接头组件的凸缘设计的另一个部件(例如，液体输送部件)，以通过API规范6FB中的测试。除了下面描述的所示出的伸缩接头配件14之外，适合于将要与带凸缘的配件(包括环形垫圈15)联接的部件的凸缘设计的非限制性示例包括但不限于：1)平面金属焊颈或滑动凸缘，其具有跨特殊凸起面直径的螺旋锯齿状面层，所述特殊凸起面直径与带凸缘的配件10的环形凸缘24的直径相等；2)搭接接头凸缘，其具有与带凸缘的配件10的环形凸缘24的直径相等的金属短端凸起面直径；3)带金属衬里(例如，钽)的凸缘，其具有与带凸缘的配件10的环形凸缘24的直径相等的金属衬里凸起面直径；4)带玻璃衬里的碳钢凸缘，其与带凸缘的配件10的环形凸缘相似或相同。用于与带凸缘的配件10联接的部件可具有其他凸缘设计。

参考图7，凸缘接头组件的另一个实施方案总体上用110指示。这个凸缘接头组件110与第一凸缘接头组件10相似，下文中将描述不同之处。相同的部件由相同的附图标号指示。

与第一凸缘接头组件10不同，本凸缘接头组件110包括带凸缘的配件112，其适于使用一个或多个凸缘夹具168而不是如同第一实施方案那样使用联接凸缘部件联接在一起或联接到其他配件。为此，带凸缘的配件112的环形凸缘延伸部128具有从环形凸缘主体24a轴向突出的圆形端部170。圆形上游端部170适应一个或多个凸缘夹具。作为一个示例，带凸缘的配件112可用作人行通道、圆顶盖、喷嘴、喷嘴盖、管路、其他镶边/设备连接等中的一个或多个或并入其上。带凸缘的配件112的制造方式可与第一带凸缘的配件12基本相同。

参考图1和图9，所示出的伸缩接头配件14限定沿着伸缩接头配件的纵向轴线LA2延伸的液体流动通道208。伸缩接头配件14包括分别沿着伸缩接头配件的纵向轴线LA2彼此间隔开的第一环形联接凸缘210和第二环形联接凸缘212(例如，上游联接凸缘和下游联接凸缘)；以及分别总体上用216、218指示的同心的径向内部波纹管和外部波纹管，其在上游联接凸缘与下游联接凸缘之间轴向延伸并互连上游联接凸缘与下游联接凸缘。如本文所用，当描述伸缩接头配件14及其部件和结构时，伸缩接头配件的纵向轴线LA2用作术语“轴向”、“径向”、“内部”、“外部”等限定符的参考点。径向内部波纹管216和外部波纹管218彼此径向间隔开，以在其间限定沿着伸缩接头配件14轴向延伸的环形腔室219。

上游环形联接凸缘210和下游环形联接凸缘212中的每一个限定多个紧固件开口220，所述多个紧固件开口220围绕伸缩接头配件14的纵向轴线LA2间隔开并且延伸穿过对应的环形联接凸缘的上游面和下游面。例如，紧固件开口220可与相对的环形联接凸缘(例如，联接凸缘50)中的紧固件开口(例如，开口56，图2)轴向对准，如图1所示。环形联接凸缘210、212中的每一个可包含金属材料(例如，由金属材料形成)，诸如碳钢或其他类型的金属。由于下面解释的原因，在所示出的实施方案中(图9)，环形联接凸缘210、212中的一个或多个的径向宽度W2可大于所示出的带凸缘的配件12的环形联接凸缘50的径向宽度。

径向内部波纹管216包括环形波纹状主体224以及相反的上游纵向端部和下游纵向端部，所述上游纵向端部和下游纵向端部分别固定到相应的上游环形联接凸缘210和下游环形联接凸缘212。径向内部波纹管216的上游纵向端部包括沿着上游联接凸缘210的内部环形表面延伸并固定到所述内部环形表面的轴向段226a，以及径向沿着上游环形联接凸缘210的上游端面从所述轴向段径向向外延伸并固定到所述上游端面的环形径向段228a。径向内部波纹管216的下游纵向端部包括沿着下游联接凸缘212的内部环形表面延伸并固定到所述内部环形表面的轴向段226b，以及径向沿着下游环形联接凸缘212的下游端面从所述轴向段径向向外延伸并固定到所述下游端面的环形径向段228b。环形径向段228a、228b限定伸缩接头14的相应的第一环形垫圈邻接面和第二环形垫圈邻接面。

径向内部波纹管216可以是防火的。径向内部波纹管216可包含金属(例如，由金属形成)，诸如镍合金(例如，合金625、合金600、合金C-276/C-22/C-2000、

G-30/G-35/BC-1、

合金825、合金200、AL-

或904L SS、合金20)、活性金属(例如，钛Gr.2/Gr.7、锆702、钽、含2.5％钨的钽)、不锈钢或双相不锈钢或它们的组合(包括它们的合金)。在一个示例中，径向内部波纹管216是多层的。例如，径向内部波纹管216可包括径向最内层，所述径向最内层包含第一类型的材料(例如，活性金属或镍合金)，以及一个或多个径向外层，每个径向外层包含与最内层不同的材料(例如，活性金属或镍合金)。在一个示例中，径向内部波纹管216的径向最内层(其限定了伸缩接头配件的液体输送通道208)可包含钽或另一种类型的活性金属。在这个相同示例中，一个或多个径向外层(例如，两个、三个或更多个层)可包含合金625或另一种类型的镍合金。径向内部波纹管216的层中的每一个的厚度为约0.5mm。径向内部波纹管216的相应下游纵向端部和上游纵向端部可诸如通过点焊、密封焊接或以其他方式固定到对应的环形联接凸缘210、212。

径向外部波纹管218包括波纹状主体，并且分别通过对应的上游环形安装支架234和下游环形安装支架236联接到上游环形联接凸缘210和下游环形联接凸缘212，所述上游环形安装支架234和下游环形安装支架236安装在相应的上游环形联接凸缘和下游环形联接凸缘上。上游环形联接凸缘210上的上游环形安装支架234设置在径向内部波纹管216的径向外侧，并且朝向下游环形联接凸缘212轴向(即，向下游)突出。下游环形联接凸缘212上的下游环形安装支架236设置在径向内部波纹管216的径向外侧，并且朝向上游环形联接凸缘210轴向(即，向上游)突出。环形安装支架234、236可焊接到对应的上游环形联接凸缘210和下游环形联接凸缘212，或者可以其他方式固定到其上。在一个示例中，环形安装支架234、236的厚度可沿着其轴向长度在远离相应的环形联接凸缘210、212的方向上渐缩以适应具有增大的直径的外部波纹管。

径向外部波纹管218可以是防火的并且可包含金属(例如，由金属形成)，诸如镍合金(例如，合金625、合金600、合金C-276/C-22/C-2000、

G-30/G-35/BC-1、

合金825、合金200、AL-

或904L SS、合金20)、活性金属(例如，钛Gr.2/Gr.7、锆702、钽、含2.5％钨的钽)、不锈钢或双相不锈钢或它们的组合(包括它们的合金)。在一个示例中，径向外部波纹管218是多层的。例如，径向外部波纹管218的层中的每一个可包含镍合金(例如，由镍合金形成)，诸如合金625或另一种类型的镍合金。径向外部波纹管218的层中的每一个的厚度为约0.5mm。径向外部波纹管218的相应下游纵向端部和上游纵向端部可诸如通过焊接或以其他方式固定到对应的环形安装支架234、236。

伸缩接头配件14还包括入口端口244和出口端口246，所述入口端口244和出口端口246中的每一个与环形腔室219流体连通。如所示出的实施方案中所示，入口端口244可安装在下游环形安装支架236和/或下游环形联接凸缘212的径向表面上并且从其径向向外延伸，并且出口端口246可安装在上游环形安装支架234和/或上游环形联接凸缘210的径向表面上并且从其径向向外延伸。应当理解，在其他实施方案中，端口244、246的位置可颠倒。安装在下游环形安装支架236上的入口端口244经由下游环形安装支架中的开口与环形腔室219流体连通。安装在下游环形联接凸缘212上的入口端口244经由穿过下游环形联接凸缘212的通道248与环形腔室219流体连通。在一个示例中，通道248可包括在紧固件开口220之间居中的径向部分以及直接进入环形腔室219中的轴向部分。安装在上游环形安装支架234上的入口端口246经由上游环形安装支架中的开口与环形腔室219流体连通。安装在上游环形联接凸缘210上的入口端口246经由穿过上游环形联接凸缘210的通道249与环形腔室219流体连通。在一个示例中，通道可包括在紧固件开口220之间居中的径向部分以及直接进入环形腔室219中的轴向部分。在一个示例中，入口端口244和出口端口246可具有通过焊接或以其他方式固定的ASME等级150或300标准凸起面构型配件。应理解，在其他实施方案中，入口端口244和出口端口246可由其他合适的配件类型构成，诸如带螺纹的配件、对接焊接的配件、承插焊接的配件、压缩配件等。

在使用中，来自气体源250的吹扫气体(例如，惰性气体，诸如但不限于氮气)被递送到环形腔室219中。气体源250可包括用于对气体加压的压缩机或气缸。吹扫气体轴向(例如，向上游)流过环形腔室219，并且通过出口246离开环形腔室。在所示出的实施方案中，吹扫气体穿过环形腔室219的轴向流动(如箭头G所指示)是在轴向方向上(例如，向上游)，这个轴向方向与液体穿过伸缩接头配件14的流动(如标为L的箭头所指示)的轴向方向(例如，向下游)相反。在其他实施方案中，吹扫气体的轴向流动可与液体流动方向相同。

在一个实施方案中，可分析已离开环形腔室219的吹扫气体以确定伸缩接头配件14中的液体是否通过径向内部波纹管216泄漏，这可指示伸缩接头配件的失效。具体地说，如果液体或气体(即，流体)泄漏到环形腔室219中，则至少一定量的液体或气体将被夹带在流动的吹扫气体中并通过出口端口246被带到环形腔室外部。可连续地或周期性地分析排出的吹扫气体，以检测伸缩接头配件14的任何潜在的失效。例如，排出的吹扫气体可流过适于检测夹带在吹扫气体中的易燃液体或气体或其他外来物质的检测器或分析器254。吹扫气体可处于闭环系统中，由此吹扫气体中的任何外来物质在被重新递送到环形腔室219中之前经由过滤系统过滤。

在一个实施方案中，当内部波纹管216是多层的时，一个或多个泄漏检测开口260形成在径向内部波纹管216中、与入口端口244相邻。在这个示例中，泄漏检测开口260仅穿透内部波纹管216的外层，并且将液体流动通道208流体地连接到环形腔室219，使得由于内部波纹管216的内层的失效，泄漏检测可更加有利，所述内层可以是与内部波纹管216的外层不同的结构材料(MOC)。这将提供泄漏检测警报，即多层内部波纹管216的内层存在腐蚀或失效问题。在一个示例中，一个或多个泄漏检测开口的直径可以是约3mm。

在所示出的实施方案中，伸缩接头配件14联接到带凸缘的配件12和垫圈15，使得接头组件10是液密的并且通过API规范6FB中所述的测试。在这个示例中，带凸缘的配件12的环形联接凸缘50通过紧固件固定到伸缩接头配件14的上游环形联接凸缘210，所述紧固件延伸穿过对应的对准的紧固件开口56、220。在联接时，垫圈15的下游面邻接径向内部波纹管216的环形径向段228a的上游面并安置在其上，以形成液密和防火密封。具体地说，环形径向段228a邻接径向外部环形垫圈段46并安置在其上以形成防火密封，并且邻接径向内部环形垫圈段44并安置在其上以形成液密密封。

如果在径向内部波纹管216中形成泄漏，则所示出的伸缩接头配件14提供二级保护。也就是说，径向外部波纹管218提供二级屏障，使得泄漏到环形腔室219中的任何液体或气体(即，流体)容纳在其中，以防止在伸缩接头配件14外部的液体或气体泄漏。同样如上所述，伸缩接头配件14可有助于对泄漏到环形腔室中的液体或气体进行泄漏检测。环形腔室219中的液体或气体可夹带在流过环形腔室的吹扫气体中。检测器或分析器254可检测这种液体或气体以指示泄漏的可能性。此外，吹扫气体可有助于从环形腔室219中去除泄漏的液体或气体，以进一步防止在伸缩接头配件14外部的任何液体或气体泄漏。

包括环形垫圈15的伸缩接头配件14可联接到具有凸缘设计的另一个部件(例如，液体输送部件)，使得接头组件通过API规范6FB中的测试。除了下面描述的所示出的带凸缘的配件10之外，适合于将要与伸缩接头配件14(包括环形垫圈15)联接的部件的凸缘设计的非限制性示例包括但不限于：1)平面金属焊接颈部或滑动凸缘，其具有跨特殊凸起面直径的螺旋锯齿状面层，所述特殊凸起面直径与伸缩接头配件14的内部波纹管216的环形径向段228a、228b的直径中的一者或两者相等；2)搭接接头凸缘，其具有与伸缩接头配件14的内部波纹管216的环形径向段228a、228b的直径中的一者或两者相等的金属短端凸起面直径；3)带金属衬里(例如，钽)的凸缘，其具有与伸缩接头配件14的内部波纹管216的环形径向段228a、228b的直径中的一者或两者相等的金属衬里凸起面直径，诸如图10中所示出的具有金属衬里326(例如，钽)的凸缘310；4)带玻璃衬里的碳钢凸缘，其与带凸缘的配件10的环形凸缘相似或相同。用于与伸缩接头配件14联接的部件可具有其他凸缘设计。

在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可对所公开的实施方案进行修改和变化。

当介绍本发明的要素或其一个或多个实施方案时，冠词“一个/一种(a,an)”和“所述(the,said)”意图表示存在所述要素中的一个或多个。术语“包括”、“包含”以及“具有”意图是包括性的，并且表示除所列出的要素之外还可存在另外的要素。

因为可在不脱离本发明的范围的情况下对以上构造、产品和方法做出各种改变，所以旨在以上描述中所包含的并且在附图中示出的所有内容都应解释为说明性的而不具有限制意义。

Claims (17)

1.一种用于输送液体的凸缘接头组件，所述凸缘接头组件包括：

一种用于输送液体的伸缩接头配件，所述伸缩接头配件具有第一纵向端部和第二纵向端部以及在相反的所述第一纵向端部与所述第二纵向端部之间延伸的纵向轴线，所述伸缩接头配件包括：

径向内部波纹管，其在所述伸缩接头配件的所述第一纵向端部与所述第二纵向端部之间限定用于输送液体的液体输送通道；

径向外部波纹管，其设置在所述径向内部波纹管的径向外侧并且围绕所述径向内部波纹管延伸，其中环形腔室限定在所述径向内部波纹管与所述径向外部波纹管之间；

在所述伸缩接头配件的所述第一纵向端部处的第一环形联接凸缘，其中所述径向内部波纹管和所述径向外部波纹管联接到所述第一环形联接凸缘；

在所述伸缩接头配件的所述第二纵向端部处的第二环形联接凸缘，其中所述径向内部波纹管和所述径向外部波纹管联接到所述第二环形联接凸缘；

第一环形安装支架，其从所述第一环形联接凸缘向外朝向所述第二环形联接凸缘延伸，其中所述第一环形安装支架围绕所述径向内部波纹管的一部分延伸；以及

第二环形安装支架，其从所述第二环形联接凸缘向外朝向所述第一环形联接凸缘延伸，其中所述第二环形安装支架围绕所述径向内部波纹管的一部分延伸，

其中所述径向外部波纹管固定到所述第一环形安装支架和所述第二环形安装支架并且在它们之间延伸，

环形垫圈，其包括与环形垫圈邻接面大致相对并安置在其上的环形垫圈层，其中所述环形垫圈层包括径向内部环形垫圈段和围绕所述径向内部环形垫圈段的径向外部环形垫圈段，

其中所述径向内部环形垫圈段包含第一材料，所述第一材料适于与所述环形垫圈邻接面形成液密密封，

其中所述径向外部环形垫圈段包含第二材料，所述第二材料适于与所述环形垫圈邻接面形成防火密封，

其中所述环形垫圈层包括大致彼此相对的所述环形垫圈层中的两个。

2.如权利要求1所述的凸缘接头组件，其中所述径向内部波纹管包括环形波纹状主体以及相反的第一纵向端部和第二纵向端部，所述第一纵向端部和所述第二纵向端部固定到相应的所述第一环形联接凸缘和所述第二环形联接凸缘，其中所述第一纵向端部和所述第二纵向端部中的每一个包括环形径向段，所述环形径向段固定到所述第一环形联接凸缘和所述第二环形联接凸缘中的对应一个的轴向端面。

3.如权利要求1所述的凸缘接头组件，其还包括：

入口端口，其固定到所述第一环形安装支架和所述第一环形联接凸缘中的至少一个并且与所述环形腔室流体连通；以及

出口端口，其固定到所述第二环形安装支架和所述第二环形联接凸缘中的至少一个并且与所述环形腔室流体连通。

4.如权利要求3所述的凸缘接头组件，其还包括流体连接到所述入口端口的吹扫气体源，其中所述吹扫气体源被配置来将吹扫气体通过所述入口端口递送到所述环形腔室中。

5.如权利要求4所述的凸缘接头组件，其还包括流体连接到所述出口端口以接收离开所述出口端口的吹扫气体的流体检测器，其中所述流体检测器被配置来检测已泄漏到所述环形腔室中的夹带在所述吹扫气体中的流体。

6.如权利要求5所述的凸缘接头组件，其中所述径向内部波纹管包含镍合金和活性金属中的一种或多种。

7.如权利要求5所述的凸缘接头组件，其中所述径向内部波纹管包括多个层，其中所述径向内部波纹管的最内层包含钛、锆、钽中的一种或多种。

8.如权利要求7所述的凸缘接头组件，其中所述径向外部波纹管包括一个或多个镍合金层。

9.如权利要求1所述的凸缘接头组件，其中所述径向内部波纹管包含镍合金和活性金属中的一种或多种。

10.如权利要求9所述的凸缘接头组件，其中所述径向内部波纹管包括多个层，其中所述径向内部波纹管的最内层包含钛、锆、钽中的一种或多种。

11.如权利要求10所述的凸缘接头组件，其中所述径向内部波纹管的所述多个层中的其他层包含镍合金。

12.如权利要求10所述的凸缘接头组件，其中所述径向外部波纹管包含镍合金。

13.如权利要求12所述的凸缘接头组件，其中所述径向外部波纹管包括多个层，其中所述多个层中的每一个包含镍合金。

14.如权利要求1所述的凸缘接头组件，其中所述环形垫圈还包括夹在所述两个环形垫圈层之间的环形衬底。

15.如权利要求14所述的凸缘接头组件，其中所述环形衬底径向呈波纹状。

16.如权利要求1所述的凸缘接头组件，其中所述径向内部环形垫圈段包含含氟聚合物。

17.如权利要求16所述的凸缘接头组件，其中所述径向内部环形垫圈段包含膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)。

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