CN111306374B - 一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管 - Google Patents

Abstract

一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，包括挠性管体、扣压接头，扣压接头包括外压环、内压环、活套法兰，挠性管体由两端设置扣压接头的直管段及其之间的双弧形管体构成，双弧形管体由中部的过渡连接段管体连接其两端对称设置沿径向向外拱的单一弧形管体，挠性管体由内向外依次包括内胶层、骨架层、外胶层，挠性管体对称于中间设置有耐疲劳缓冲段、低刚度补偿段、抗冲击增强段、耐疲劳平衡约束段；外、内压环夹持翻转反包后的骨架层后与挠性管体经硫化一体成型，内压环外设活套法兰。本发明在通径DN125以上的管路系统中能同时满足耐压强度、减振降噪、低刚度、抗冲击、耐疲劳、抗拔脱性、大位移补偿、平衡性、稳定可靠的技术效果。

Description

一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管

技术领域

本发明涉及一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管。属于管道连接件技术领域，主要用于各类油、水等工作介质的管路系统。

背景技术

在石油、化工、液压机械、船舶等各类工业领域中，大量使用以油、水等作为工作介质的管路系统，管路在设备运转、热胀冷缩、振动、冲击等因素的作用下，会产生相应的力、振动、噪声和位移。因此在管路系统中大量采用橡胶软管，起到减振降噪、位移补偿、抗冲击、耐疲劳和传递介质的作用。在挠性接管设计和使用中，需要考虑管体耐压强度、耐疲劳性能、管体刚度、位移补偿能力、抗冲击能力、减振降噪能力和平衡性等性能，同时还需要考虑挠性接管规格尺寸、产品重量、安装使用便捷性和接头安全可靠性等因素。

在管路通径较大的管路系统中，很多泵等设备的安装空间较小，通常在这种情况下多采用橡胶减震接管(见图1)、单/双球管等挠性接管产品(见图2)，或者采用综合性能较好的固定法兰结构的弧形挠性接管产品(见图3)及轻型活法兰结构的弧形挠性接管产品(见图4)。在现有技术领域里，上述四种挠性接管产品在实际应用中各有优劣，分析如下：

(1)橡胶减震接管：制造工艺简单，具有一定的位移补偿能力和减振性能，但由于其没有骨架层，耐压强度低，可靠性较低；管体内部充压状态下挠性较低，因此位移补偿能力和减振效果都非常有限；通过螺钉紧固后密封面密封，螺钉松动易导致泄漏；安装螺纹孔为固定孔，安装不便，在需要多次安装测试的情况下螺纹易失效；

(2)单/双球管：法兰可自由旋转，便于安装，但密封面由橡胶管体组成，易蠕变、老化导致失效，且存在拔脱风险；球形管体刚度较低，位移补偿能力较好，但在较大压力作用下易产生膨胀变形或不规则变形(特别是双球体)，给管路系统带来附加的力和位移，造成风险，耐压强度较低，抗冲击能力较低；

(3)固定法兰结构的弧形挠性接管：接头具有优异的抗拔脱性、密封性，性能良好且稳定，但法兰为固定在所述管体上，不便于安装，接头结构复杂导致挠性接管重量较大；弧形管体采用较多层数的骨架层，受压变形较小，耐压强度较好，但管体刚度亦较大，位移补偿能力和减振效果一般；

(4)轻型活法兰结构的弧形挠性接管：活法兰接头结构简单，采用轴向扣压技术，适用于骨架层数较少的管体，有优异的抗拔脱性、密封性，但随着耐压强度的提高，骨架材料层数增加会导致抗拔脱力不足，另外接头根部应力集中现象严重，在较大压力的疲劳和冲击情况下，骨架层容易早期疲劳破坏，耐疲劳、抗冲击能力不足；弧形管体骨架层层数较少，管体刚度较低，位移补偿能力较好，但耐压强度一般，抗冲击能力不足。

随着技术的发展，在各领域的管路系统中，管路通径要求越来越大(DN125以上)，管路的耐压强度设计要求进一步提高，在小的安装空间内需要提供更大的位移补偿能力，并且挠性接管应具有较好的平衡性，在正常充压状态下不能给管路系统带来附加的力和位移，在设备运转、热胀冷缩、振动、冲击等因素的作用下产生变形力和位移时能够给以衰减和补偿。综合力学性能好，管体刚度低，减振降噪性能优、抗冲击性能好，耐疲劳能力强、安全可靠性高，安装使用便捷性等，由上面分析可见在管路系统中，特别是通径较大(DN125以上)的管路系统，上述几种挠性接管产品均不能很好的满足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，来解决在通径较大(DN125以上)的管路系统中传统挠性接管不能同时满足耐压强度、减振降噪、低刚度、抗冲击、耐疲劳、抗拔脱性、大位移补偿、平衡性、安装便捷、稳定可靠的技术问题。

本发明采用以下的技术方案：

一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，包括挠性管体、扣压接头，所述扣压接头包括外压环、内压环、活套法兰，所述挠性管体由两端的直管段及所述直管段之间的双弧形管体构成，所述双弧形管体是由中部的过渡连接段管体连接其两端对称设置的沿径向向外拱的单一弧形管体构成，所述直管段设置所述的扣压接头，所述挠性管体由内向外依次包括内胶层、骨架层、外胶层，其特征在于：所述挠性管体对称于中间设置有耐疲劳缓冲段(A)、低刚度补偿段(B)、抗冲击增强段(C)、耐疲劳平衡约束段(D)；所述耐疲劳缓冲段(A)对称设置在两端所述直管段位置并向单一弧形管体延伸一段长度，所述抗冲击增强段(C)对称设置在两个所述单一弧形管体的中间段位置，所述耐疲劳平衡约束段(D)设置在所述过渡连接段管体位置对称于中间并向单一弧形管体延伸一段长度，所述低刚度补偿段(B)位于所述耐疲劳缓冲段和抗冲击增强段之间及所述抗冲击增强段与耐疲劳平衡约束段(D)之间的位置共对称设置四段；所述耐疲劳缓冲段是在所述骨架层与外胶层之间设置至少两层耐疲劳缓冲层，所述抗冲击增强段是在所述骨架层与外胶层之间设置至少两层抗冲击增强层；所述耐疲劳平衡约束段是在所述骨架层与外交层之间由内向外依次设置平衡耐疲劳缓冲层至少两层、平衡约束层至少一层，所述平衡耐疲劳缓冲层两端长于所述平衡约束层两端；所述扣压接头是由设置在内胶层外的外压环及设置在耐疲劳缓冲层外的内压环夹持翻转反包后的骨架层(3)后与所述挠性管体经硫化一体成型，所述内压环外设置活套法兰。

所述耐疲劳缓冲层采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，缠绕角度采取30°～45°与所述骨架层反向铺设；内层所述耐疲劳缓冲层在弧形管体一端的长度超出外层所述耐疲劳缓冲层的长度尺寸为不低于5mm，呈阶梯分布。

所述抗冲击增强层采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，缠绕角度采取70°～80°与所述骨架层反向铺设，内层所述抗冲击增强层的两端长度分别超出外层所述抗冲击增强层的两端长度尺寸为不低于5mm，呈阶梯分布。

所述平衡耐疲劳缓冲层采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，缠绕角度采取30°～45°与所述骨架层反向铺设，内层所述平衡耐疲劳缓冲层两端的长度超出外层所述平衡耐疲劳缓冲层的长度尺寸不低于5mm呈阶梯分布；所述平衡约束层由单根芳纶帘线以90°的角度环向缠绕在所述平衡耐疲劳缓冲层外，其为多层时内层所述平衡约束层两端长于外层呈阶梯分布；所述平衡约束层伸入单一弧形外胶层内一段长度。

所述活套法兰为法兰盘结构，所述外压环外套在所述挠性管体端部的内胶层外，所述外压环内圈端部设置的环形凹陷与所述的内胶层端部外设置的环形凸台嵌合，构成扣压接头与管内输送介质的密封结构；所述内压环套在所述耐疲劳缓冲层外的部分是筒形外套，所述筒形外套后端与所述外胶层的接触面成斜面相抵，所述外胶层的接触面位于该斜面之上与所述筒形外套的接触面构成与管体外部的密封结构。

所述外压环、内压环为环形套筒结构，所述内压环套在外层所述耐疲劳缓冲层外；所述外压环沿其外圈向后翻折，使其截面呈燕尾槽型，翻出部分是圆锥筒形压环；所述内压环前端沿其端面向外翻折使其截面呈倒立的L型，所述内压环外翻的部分是环形盘，所述环形盘的形状与燕尾槽形状相配合，所述骨架层前端向外向后翻折反包住所述环形盘前端面及外圈侧壁，所述环形盘嵌入所述外压环的燕尾槽内呈倒钩形被包裹，所述环形盘与所述外压环燕尾槽的配合面加持所述骨架层，所述圆锥筒形压环外套所述环形盘并夹持所述骨架层前端，使所述骨架层呈倒钩式被夹合；所述耐疲劳缓冲层其一端抵住所述骨架层翻折的折弯部被所述内压环压紧，其另一端延伸到所述外胶层里部一段长度，内层的所述耐疲劳缓冲层的长度长于外层的所述耐疲劳缓冲层长度呈阶梯分布；所述活套法兰套接在所述筒形外套上并与所述环形盘的后端面相抵，所述活套法兰设有容置所述的圆锥筒形压环的环形凹槽，所述环形凹槽槽壁与所述圆锥筒形压环之间留有间隙；所述挠性管体的内胶层、骨架层、耐疲劳缓冲层、外胶层、外压环、内压环经硫化一体成型；在弧形管体一端接头处的外层所述耐疲劳缓冲层长度超出所述筒形外套的尺寸为不低于5mm。

所述燕尾槽的倒钩结构是经扣压变形成型的；将外压环、骨架层和内压环在轴向压紧定位，在环向方向将外压环后端扣压变形抱紧骨架层和内压环；所述外压环、骨架层端部倒钩翻转270°。

所述外压环、内压环、活套法兰是金属材料制成；所述外压环、内压环的接触面设置有相互咬合的波浪形或倒锯齿状的齿牙咬合压紧所述骨架层。

所述挠性管体的内胶层、外胶层为橡胶材质，所述骨架层采用浸胶芳纶帘线制作；所述耐疲劳缓冲层、所述抗冲击增强层、所述平衡耐疲劳缓冲层采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，所述平衡约束层由单根芳纶帘线制作，所述挠性管体经硫化一体成型；所述外压环、内压环接触面涂胶。

所述的单一圆弧形半径R等于该圆弧形挠性管体段落的长度L；所述骨架缠绕层需取偶数层，相邻两层交叉缠绕。

本发明的优点如下：

1.挠性接管由金属接头和橡胶管体两部分组成，通过将金属接头对骨架层进行双向扣压夹持、硫化和管体进行一体化成型，满足较多层骨架材料的压合需求，实现良好的抗拔脱性能；接头法兰为活法兰结构，密封面为刚性密封，具有安装方便、密封性好、可靠性高等特点；管体采用高性能芳纶帘线作为骨架层材料，具有超高强度、高模量、耐曲挠、重量轻等性能特点，保证挠性接管具有优良的力学性能和可靠性能；管体采用双弧形体的设计结构，由中部的平衡约束层段管体和两端的单一弧形管体构成，中部的平衡约束层段管体在径向方向上刚度设计近似于刚性，达到类似于金属接头连接的作用，每个单一弧形管体由两端向中间设计了耐疲劳缓冲段、低刚度补偿段、抗冲击增强段等功能区域，在不同部位实现不同的功能，解决传统管体不能同时满足耐压强度、减振降噪、低刚度、抗冲击、耐疲劳、抗拔脱性、平衡性、大位移补偿、稳定可靠的技术问题。

2.挠性接管设计有端部的耐疲劳缓冲段和中部耐疲劳平衡约束段,端部的耐疲劳缓冲段位于金属接头和管体的连接位置，采用多层芳纶帘布铺设在骨架层上形成耐疲劳缓冲层，耐疲劳缓冲层前端处于骨架层反包位置，后端按照层数依次伸出金属接头外一定长度，将刚性金属接头到柔性管体的刚度差分成几个缓冲阶梯，使变形冲击力逐阶得到缓解，中部耐疲劳平衡约束段位于管体的中间位置，采用多层芳纶帘布以管体中心向两边对称铺设在骨架层上形成平衡耐疲劳缓冲层，耐疲劳平衡约束段中部铺设有平衡约束层，两端按照层数依次伸入到每个单一弧形内一定长度，将近似于刚性的平衡约束层约束段管体到柔性管体的刚度差分成几个缓冲阶梯，使变形冲击力逐阶得到缓解，所有耐疲劳缓冲层采取缠绕角度30°～45°的角度与骨架层反向铺设，进一步分解了冲击应力对骨架层疲劳损伤，故与一般结构相比，耐压强度、耐疲劳、减振、抗冲击性能更优。

3.挠性接管的低刚度补偿段位于每个单一弧形管体耐疲劳缓冲段和抗冲击增强段及抗冲击增强段与耐疲劳平衡约束段之间，由骨架材料和内、外胶层组成，内、外胶层为薄层橡胶，刚度很低可以忽略不计，管体刚度和位移补偿主要取决于骨架材料的层数，由附件1耐压强度计算公式不难看出相同材料布置的情况下最大直径的位置耐压强度最低，传统弧形管在管体中间位置，而本发明在该位置设计了抗冲击增强层，耐压强度最低点在低刚度补偿段中上部，计算直径D_z1约为传统D_z的0.75～0.8左右(见图7)，可以得出相同骨架层数的情况下本发明耐压强度为传统耐压强度1.57～1.78倍，再考虑到缠绕层数越多修正系数C的取值越小，2层缠绕层C值为0.85～0.95,4层缠绕层C值为0.75～0.85，可以得出本发明采用2层骨架层就可以达到传统弧形管4层骨架层的耐压效果，这样骨架层数的减少必然带来管体刚度的降低，另外双弧形结构管体有4个对称分布的低刚度补偿段，挠性接管整体刚度得到大幅度降低，具有大的位移补偿能力，减振效果也明显提高。

4.挠性接管的抗冲击增强段设计在每个单一弧形管体中间，两端与低刚度补偿段相连，由骨架材料层、抗冲击增强层和内、外胶层组成，抗冲击增强层采用多层芳纶帘布铺设在骨架层上，各层帘布两端按照层数长度依次阶梯分布，抗冲击增强段层采取缠绕角度70°～80°的角度与骨架层反向铺设，骨架层缠绕角度采用传统平衡角54°44″，由附件1耐压强度计算公式可以算出直径最大处耐压强度为相同骨架层的1.16～1.21倍，说明抗冲击增强段耐压强度大于低刚度补偿段耐压强度，同时抗冲击增强段材料层数较多，管体刚度也较大，大的缠绕角度能够提供更大的断裂强力，抗冲击能力亦增强。

5.挠性接管的耐疲劳平衡约束段设计在挠性接管的中间位置，两端与两个单一弧形管体相连，由内向外依次包括内胶层、骨架层、平衡耐疲劳缓冲层、平衡约束层、外胶层，平衡约束层根据强度设计采用单层或多层结构，每层由单根芳纶帘线以90°的角度环向缠绕在平衡耐疲劳缓冲层的中间位置上，由结构图中可以看出此处管体直径最小(约为最大直径的0.5倍)，帘线密度最大，由附件1耐压强度计算公式可以算出平衡约束层段为低刚度补偿段耐压强度的8倍以上，而且材料层数众多，管体刚度极大，在工作压力下的变形极小，故平衡约束层段管体可以近似于刚性金属法兰的作用，能够很好的将两边的柔性弧形管体平衡的连接在一起，同时平衡约束层段由柔韧性好的帘线组成，亦具有一定的柔性，与骨架层、平衡耐疲劳缓冲层一起硫化定型，形成整体结构，耐疲劳性能较好，可见平衡约束层段管体具有空间尺寸小、连接强度高、平衡性好和耐疲劳性能优等特点。

6.挠性接管的管体采用双弧形体结构形式，二个单一弧形管体由中间的耐疲劳平衡约束段管体连接而成，利用每个单一弧形体沿管体长度上的直径的变化设计布置了耐疲劳缓冲段、低刚度补偿段、抗冲击增强段等功能区域，使用较少的骨架层获得较高的耐压强度，弧形挠性接管随着压力的增加管体变形至破坏一般分为位移补偿A、冲击B、爆破C等三个阶段(见图8)，由图中的对比曲线不难看出，当挠性接管受到设备运转振动、热胀冷缩等常规小变形位移时，低刚度补偿段管体在较小的作用力下就能提供足够的位移补偿能力，当挠性接管受到异常的大变形、冲击等等情况时，抗冲击增强段管体能够提供较强的冲击刚度来保证管体的抗冲击能力；另外在管体内压力变化时，耐疲劳缓冲段和抗冲击增强段的帘布的阶梯式铺设能有效的使变形冲击力逐阶得到缓解，提高了管体耐疲劳性能。

7.传统的球形管(弧形管)与直管相比较最大的特点是刚度低、位移补偿能力大，但是管体也容易产生异常变形，特别是传统双球形挠性接管管体各部位均采用一致的骨架材料层，导致在较大压力作用下极易产生膨胀变形或不规则变形，给管路系统带来附加的力和位移，造成风险，故只能用于耐压强度要求较低的情况。本发明的管体结构采用了平衡性的设计方法，管体中部设计了平衡约束层段，由上面分析可知平衡约束层段管体近似于刚性金属法兰，能够很好的将两边的柔性弧形管体平衡的连接在一起，使得每个单一弧形体即独立又统一；每个单一弧形体的设计半径等于弧形体的管长R＝L(见图7)，形成一个等边三角形的弧长，轴向和径向变形能够很好的平衡；骨架层贯穿整个挠性接管管体，缠绕角度采用传统平衡角54°44″，交叉缠绕的双层骨架层帘线受到的轴向和径向力基本相同，管体变形最小；根据挠性接管的形状和受力情况进行了分段设计，刚度增强层和耐疲劳缓冲层能够很好的衰减异常的变形应力，保证管体强度；综上可见本发明的管体结构平衡性的设计，很好地解决了双弧形管体在在较大压力作用下的异常变形问题，不会给管路系统带来附加的力和位移，挠性接管平衡性良好。

8.本发明的管体结构由于设计有不同的刚度区域和材料分布，这就对由管路一侧传向另一侧的振动和噪声在频率范围和强度上有更好的衰减效果，另外该结构形式可以根据需要调整各功能区域的长度、层数和缠绕角度来实现一定范围内的管体刚度设计，这对有隐身要求的潜水器管路系统有重要意义。

9.金属接头为双向扣压接头结构，将骨架层翻起反包270°，通过外压环和内压环的轴向+径向扣压结构形式，将骨架层压紧锁牢在接头结构中，在较小尺寸空间内增加了有效的扣压长度，同时增加了转向包覆结构，再结合高温硫化将骨架层和内、外压环粘合固化成一体使该接头与管体更加牢固结合，大大提高了接头的抗拔脱自锁能力，能够满足应耐压强度提高而使用更多骨架层数对抗拔脱力需求，即保证了接头强度、抗拔脱性和可靠性，又节省了轴向空间尺寸。

10.本发明双向扣压接头的挠性管体密封面为扣压接头刚性密封，不易老化、可实现多次安装拆卸、安装精度要求低、可靠性高，选用适当的密封件可以有效保证连接密封性。可根据挠性接管规格型号、工况要求、接口标准进行尺寸设计，适应各种工况下的挠性接管接头结构要求。

11.本发明一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，适用于使用空间小，大通径大位移补偿的管路系统，通径DN125～DN300范围内压力等级可以达到4.5MPa在承受20～15MPa爆破压力挠性接管无损坏；1.33倍工作压力下脉冲疲劳达到40万次挠性接管无损坏。管体刚度仅为固定法兰结构的弧形挠性接管管体的30％～50％，轴向位移补偿可达50mm，径向位移补偿可达30mm，振动插入损失值轴向大于18dB。

附件说明：

附件1胶管耐压强度计算公式

附图说明：

图1为传统技术的橡胶减震接管结构示意图；

图2为传统技术的双球体挠性接管结构示意图；

图3为现有技术固定法兰结构的弧形挠性接管结构示意图；

图4为现有技术轻型活法兰结构的弧形挠性接管结构示意图；

图5为本发明的整体结构示意图；

图6为本发明结构剖面说明示意图；

图7为本发明弧形管体剖面主要参数示意图；

图8为本发明弧形管体特性刚度曲线对比示意图；

图8说明，X轴-位移，Y轴-力，1-传统双弧形管体刚度特性曲线，2-本发明管体刚度特性曲线，A1-传统管体位移补偿段 B1-传统管体抗冲击段 C1-传统管体爆破段；A2-本发明管体位移补偿段 B2-本发明管体抗冲击段 C1-本发明管体爆破段；

图9为本发明弧形管双向扣压接头和耐疲劳缓冲段A结构示意图；

图10为本发明弧形管低刚度补偿段结构示意图；

图11为本发明弧形管抗冲击增强段结构示意图；

图12为本发明耐疲劳平衡约束段管体结构示意图；

图13为本发明双向扣压接头外压环结构示意图；

图14为本发明双向扣压接头内压环结构示意图；

图15为本发明活套法兰结构示意图；

图16为本发明耐疲劳缓冲层布置示意图；

图17为本发明部分尺寸参数示意图；

图17说明：DN-名义直径 Dz1-本发明耐压强度计算直径 Dz-管体最大外径，D1-第一层直管骨架材料缠绕直径 D2-第二层直管骨架材料缠绕直径；

活套法兰1，内胶层2，环形凹槽11，间隙12，骨架层3，耐疲劳缓冲层31，平衡耐疲劳缓冲层311，外胶层4，外压环5，圆锥筒形压环52，燕尾槽53，内压环6，齿牙7，环形盘61，筒形外套62，抗冲击增强层8，平衡约束层9，挠性管体10，环形凹陷51，环形凸台21，

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

以下实施例仅是为清楚说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

参见附图5、6、9-12，本发明一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，包括挠性管体、扣压接头，所述扣压接头包括外压环、内压环、活套法兰，所述挠性管体由两端的直管段及所述直管段之间的双弧形管体构成，所述双弧形管体是由中部的过渡连接段管体连接其两端对称设置的沿径向向外拱的单一弧形管体构成，所述直管段设置所述的扣压接头，所述挠性管体由内向外依次包括内胶层、骨架层、外胶层，其特征在于：所述挠性管体对称于中间设置有耐疲劳缓冲段A、低刚度补偿段B、抗冲击增强段C、耐疲劳平衡约束段D；所述耐疲劳缓冲段A对称设置在两端所述直管段位置并向单一弧形管体延伸一段长度，所述抗冲击增强段C对称设置在两个所述单一弧形管体的中间段位置，所述耐疲劳平衡约束段D设置在所述过渡连接段管体位置对称于中间并向单一弧形管体延伸一段长度，所述低刚度补偿段(B)位于所述耐疲劳缓冲段和抗冲击增强段之间及所述抗冲击增强段与耐疲劳平衡约束段(D)之间的位置共对称设置四段；所述耐疲劳缓冲段是在所述骨架层与外胶层之间设置至少两层耐疲劳缓冲层31，所述抗冲击增强段是在所述骨架层与外胶层之间设置至少两层抗冲击增强层8；所述耐疲劳平衡约束段是在所述骨架层与外交层之间由内向外依次设置平衡耐疲劳缓冲层311至少两层、平衡约束层9至少一层，所述平衡耐疲劳缓冲层311两端长于所述平衡约束层9两端；所述扣压接头是由设置在内胶层2外的外压环5及设置在耐疲劳缓冲层31外的内压环6夹持翻转反包后的骨架层3后与所述挠性管体10经硫化一体成型，所述内压环6外设置活套法兰1。

参见图9所述耐疲劳缓冲层31采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，缠绕角度采取30°～45°与所述骨架层反向铺设；内层所述耐疲劳缓冲层31在弧形管体一端的长度超出外层所述耐疲劳缓冲层31的长度尺寸为不低于5mm，呈阶梯分布。

见图11所述抗冲击增强层8采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，缠绕角度采取70°～80°与所述骨架层反向铺设，内层所述抗冲击增强层的两端长度分别超出外层所述抗冲击增强层的两端长度尺寸为不低于5mm，呈阶梯分布。

图12所述平衡耐疲劳缓冲层311采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，缠绕角度采取30°～45°与所述骨架层反向铺设，内层所述平衡耐疲劳缓冲层311两端的长度超出外层所述平衡耐疲劳缓冲层311的长度尺寸不低于5mm呈阶梯分布；所述平衡约束层9由单根芳纶帘线以90°的角度环向缠绕在所述平衡耐疲劳缓冲层311外，其为多层时内层所述平衡约束层两端长于外层呈阶梯分布；所述平衡约束层伸入单一弧形外胶层内一段长度。

图9、13-15所示所述活套法兰1为法兰盘结构，所述外压环5外套在所述挠性管体10端部的内胶层2外，所述外压环内圈端部设置的环形凹陷51与所述的内胶层端部外设置的环形凸台21嵌合，构成扣压接头与管内输送介质的密封结构；所述内压环6套在所述耐疲劳缓冲层31外的部分是筒形外套62，所述筒形外套62后端与所述外胶层4的接触面成斜面相抵，所述外胶层4的接触面位于该斜面之上与所述筒形外套62的接触面构成与管体外部的密封结构。

所述外压环5、内压环6为环形套筒结构，所述内压环6套在外层所述耐疲劳缓冲层31外；所述外压环5沿其外圈向后翻折，使其截面呈燕尾槽型，翻出部分是圆锥筒形压环52；所述内压环6前端沿其端面向外翻折使其截面呈倒立的L型，所述内压环6外翻的部分是环形盘61，所述环形盘61的形状与燕尾槽53形状相配合，所述骨架层3前端向外向后翻折反包住所述环形盘61前端面及外圈侧壁，所述环形盘61嵌入所述外压环5的燕尾槽内呈倒钩形被包裹，所述环形盘61与所述外压环5燕尾槽的配合面加持所述骨架层3，所述圆锥筒形压环52外套所述环形盘61并夹持所述骨架层3前端，使所述骨架层3呈倒钩式被夹合；所述耐疲劳缓冲层31其一端抵住所述骨架层3翻折的折弯部被所述内压环压紧，其另一端延伸到所述外胶层4里部一段长度，内层的所述耐疲劳缓冲层31的长度长于外层的所述耐疲劳缓冲层31长度呈阶梯分布；所述活套法兰1套接在所述筒形外套62上并与所述环形盘61的后端面相抵，所述活套法兰1设有容置所述的圆锥筒形压环52的环形凹槽11，所述环形凹槽槽壁与所述圆锥筒形压环52之间留有间隙12；所述挠性管体10的内胶层2、骨架层3、耐疲劳缓冲层31、外胶层4、外压环5、内压环6经硫化一体成型；在弧形管体一端接头处的外层所述耐疲劳缓冲层(31)长度超出所述筒形外套62的尺寸为不低于5mm。

所述燕尾槽的倒钩结构是经扣压变形成型的；将外压环、骨架层和内压环在轴向压紧定位，在环向方向将外压环后端扣压变形抱紧骨架层和内压环；所述外压环、骨架层端部倒钩翻转270°。

所述外压环5、内压环6、活套法兰1是金属材料制成；所述外压环5、内压环6的接触面设置有相互咬合的波浪形或倒锯齿状的齿牙7咬合压紧所述骨架层3。

所述挠性管体的内胶层2、外胶层4为橡胶材质，所述骨架层3采用浸胶芳纶帘线制作；所述耐疲劳缓冲层、所述抗冲击增强层、所述平衡耐疲劳缓冲层采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，所述平衡约束层由单根芳纶帘线制作，所述挠性管体10经硫化一体成型；所述外压环5、内压环6接触面涂胶。

所述的单一圆弧形半径R等于该圆弧形挠性管体段落的长度L；所述骨架缠绕层需取偶数层，相邻两层交叉缠绕。

本发明双向扣压接头抗拔脱锁紧原理、耐疲劳抗冲击原理与使用方法：

现有技术中，一般扣压接头采用将柔性骨架层夹持在类似于金属内压环和外压环的结构形式，通过压紧骨架层来获得抗拔脱力，抗拔脱力的大小与扣压深度和扣压长度成正比，当使用空间一定时，为了挠性接管的使用效果更好，刚性段的扣压长度就要受到限制，而扣压深度达到一定时骨架材料就会受到过大的剪切力而破坏，这样抗拔脱力就达到极限。另外压力等级要求较高时，要求设计更多层数的骨架层来保证强度，由于骨架层为柔性材料，与金属内压环和外压环接触的外层骨架材料已扣压到位时，内层还处于未完全压紧状态，抗拔脱能力也因此大打折扣。

本发明采用新型的双向扣压结构设计，将骨架层帘线翻起270°反向包覆在内压环上，在较小的空间增加了有效的扣压长度，包覆结构使骨架层大大增加了抗拔脱的摩擦力，这样使多层骨架层结构的内部也具有较好的抗拔脱性能，另外在内压环和外压环设置有相互咬合的波浪形或倒锯齿状的齿牙也加强了抗拔脱性能。安装前所述外压环5的翻折部分为环形套筒状，该筒壁略向内倾斜成锥形内收，参见图12，便于安装所述内压环，且该翻折部分的环形套筒高度设置成大于所述环形盘(61)的厚度且该筒壁末端渐薄便于扣压成型，所述外压环、内压环安装完成后，在接头扣压成型过程中，采用传统环形液压设备通过辅助工装模具将外压环、骨架层和内压环在轴向压紧定位，然后在环向方向将外压环后端扣压变形制成燕尾槽型倒钩抱紧骨架层和内压环见图9，从而实现锁紧功能，双向扣压定型后再采用高温硫化将骨架层和内、外压环粘合固化成一体使该接头与管体更加牢固结合。其结构形式说明该双向扣压方式具有安装空间尺寸小、结构简单重量轻、抗拔脱能力强、可实现设备自动扣压成型、精度高、稳定性好等特点。

本发明采用的双向扣压接头结构中在内压环底部设计了耐疲劳抗冲击的柔性耐疲劳缓冲层，耐疲劳缓冲层外层与内压环硫化粘合在一起，内层与骨架层硫化粘合在一起，耐疲劳缓冲层后端按照层数以一定的长度依次伸出内压环后端，形成从刚性接头到柔性管体的递减刚度阶梯，使来自柔性管体的变形冲击力逐阶得到缓解，耐疲劳缓冲层采取30°～45°的缠绕角度与骨架层反向铺设，进一步分解了冲击应力对骨架层疲劳损伤，故与一般接头结构相比，耐疲劳、减振、抗冲性能更优。

本发明采用的双向扣压接头通过螺栓与对接管路的法兰连接，以小的法兰接头尺寸获得良好的接头强度、抗拔脱性、密封性和可靠性，且接头结构简单、重量轻、安装方便；可通过材料设计、接口尺寸设计和管体结构设计使挠性接管适用于不同的接口形式、公称通径、工作介质等多种工况。

本发明管体耐压强度设计原理：

耐压强度是挠性接管可靠性的最基本保证，一般以挠性接管强度最薄弱的地方作为该管的耐压强度指标值，传统弧形管最薄弱的地方在管体中间位置，也就是弧形顶部的位置(直径为D_z)，而本发明巧妙地利用了弧形体的可变直径的特点，在弧形顶部骨架层上设计了抗冲击增强层，将耐压强度最低位置设计在弧形体中部偏上的位置(低刚度补偿段中上部，直径为D_z1)，由附件1的耐压强度计算公式可见耐压强度与直径的平方成反比，本发明的强度计算直径D_z1约为传统D_z的0.75～0.8左右(见图7)，可以得出相同骨架层数的情况下本发明耐压强度为传统耐压强度1.57～1.78倍，再考虑到缠绕层数越多修正系数C的取值越小，2层缠绕层C值为0.85～0.95,4层缠绕层C值为0.75～0.85，可以得出本发明采用2层骨架层就可以达到传统弧形管4层骨架层的耐压效果。本发明在在弧形顶部骨架层上设计了抗冲击增强层，骨架层缠绕角度采用通用平衡角54.44″，抗冲击增强层采用多层芳纶帘布铺设在骨架层上，缠绕角度采取70°～80°，大的缠绕角度能够提供更大的断裂强力，由附件1耐压强度计算公式可以算出直径最大处耐压强度为相同骨架层的1.16～1.21倍，说明抗冲击增强段耐压强度大于低刚度补偿段耐压强度，这样就实现了较少的骨架层能够达到较高的耐压强度。

本发明管体刚度分区设计原理；

本发明利用双弧形体结构的特点，根据不同功能需要在保证基本强度的骨架层上分段设计铺设了不同的功能层，首先将挠性管体分为二个单一弧形体和平衡约束层段管体，平衡约束层段管体位于中间位置，由上面分析可知平衡约束层段为低刚度补偿段耐压强度的8倍以上，管体刚度极大，起到类似于金属接头的作用，能够很好的将两边的柔性弧形管体平衡的连接在一起，具有空间尺寸小、连接强度高、平衡性好和耐疲劳性能优等特点；每个单一弧形管体由两端向中间设计了耐疲劳缓冲段、低刚度补偿段、抗冲击增强段等五部分，一边的耐疲劳缓冲层前端处于骨架层反包位置，另一边衡耐疲劳缓冲层前端处于平衡约束层下方，后端按照层数依次伸如弧形管体一定长度，将刚性金属接头或近似于刚性金属接头的平衡约束层段管体到柔性管体的刚度差分成几个缓冲阶梯，使变形冲击力逐阶得到缓解，耐疲劳缓冲层采取30°～45°的缠绕角度与骨架层反向铺设，进一步分解了冲击应力对骨架层疲劳损伤；低刚度补偿段位于耐疲劳缓冲段和抗冲击增强段之间，由上面的说明可以得出本发明采用2层骨架层就可以达到传统弧形管4层骨架层的耐压效果，这样骨架层数的减少必然带来管体刚度的降低，另外双弧形结构管体有4个对称分布的低刚度补偿段，挠性接管整体刚度得到大幅度降低，具有大的位移补偿能力，减振效果也明显提高；抗冲击增强段设计在每个单一弧形管体中间，由上面说明亦可知抗冲击增强段耐压强度大于低刚度补偿段耐压强度，同时抗冲击增强段材料层数较多，管体刚度也较大，抗冲击能力较好。

另外该结构形式可以根据需要调整各功能区域的长度、层数和缠绕角度来实现一定范围内的管体刚度设计，以满足管路系统对挠性接管不同性能的需求。

本发明耐疲劳设计原理：

挠性接管由金属接头和双弧形柔性管体组成，排列方式为金属接头―弧形体管体―平衡约束段管体―弧形体管体―金属接头，管体刚度按照刚性―柔性交替排布，为了获得大的位移补偿能力和减振效果，管体刚度越低越好，要具有好的耐压强度和抗冲击性能，管体刚度越大越好，这样就造成刚性段和柔性段存在很大的刚度差，在耐压强度较高或压力波动较大的情况下就会产生应力集中现象，过大的应力集中现象就会导致挠性接管骨架材料过早的疲劳失效，本发明在挠性接管薄弱的位置增加了耐疲劳缓冲层、抗冲击增强层的铺设，加大了管体强度，并且在耐疲劳缓冲段和抗冲击增强段的帘布采用阶梯式铺设，把刚度差分成几个缓冲阶梯，使变形冲击力逐阶得到缓解，提高了管体耐疲劳性能。

本发明管体平衡性设计原理：

球形管(弧形管)与直管相比较最大的特点是刚度低、位移补偿能力大，但是管体也容易产生异常变形，给管路系统带来附加的力和位移，造成风险，故只能用于耐压强度要求较低的情况。本发明的管体结构采用了平衡性的设计方法，管体中部设计了耐疲劳平衡约束段，由上面分析可知平衡约束层段管体近似于刚性金属法兰，能够很好的将两边的柔性弧形管体平衡的连接在一起，使得每个单一弧形体即独立又统一；每个单一弧形体的设计半径等于弧形体的管长R＝L(见图7)，形成一个等边三角形的弧长，轴向和径向变形能够很好的平衡；骨架层贯穿整个挠性接管管体，缠绕角度采用传统平衡角54°44″，交叉缠绕的双层骨架层帘线受到的轴向和径向力基本相同，管体变形最小；根据挠性接管的形状和受力情况进行了分段设计，刚度增强层和耐疲劳缓冲层能够很好的衰减异常的变形应力，保证管体强度；综上可见本发明的管体结构平衡性的设计方法，很好地解决了双弧形管体在在较大压力作用下的异常变形问题，不会给管路系统带来附加的力和位移，挠性接管平衡性良好。

本发明采用双向扣压接头和双弧形管体结构，双向扣压接头的抗拔脱和耐疲劳抗冲击设计，双弧形管体的耐压强度设计、刚度功能分区设计、耐疲劳设计和平衡型设计等技术解决了传统挠性接管不能同时满足耐压强度、减振降噪、低刚度、抗冲击、耐疲劳、抗拔脱性、大位移补偿、平衡性、安装便捷、稳定可靠的技术问题。适用于通径大，安装空间小，耐压强度高，大位移补偿能力，可靠性要求高的管路系统，本发明的挠性接管通径DN125～DN300范围内压力等级可以达到4.5MPa在承受20～15MPa爆破压力挠性接管无损坏；1.33倍工作压力下脉冲疲劳达到40万次挠性接管无损坏；管体刚度仅为固定法兰结构的弧形挠性接管管体的30％～50％，轴向位移补偿可达50mm，径向位移补偿可达30mm，振动插入损失值轴向大于18dB。

应用例1

按照上述设计方案设计并试制挠性接管，分析其结构可行性和性能可靠性

挠性接管通径DN250，工作压力4.5MPa，工作介质海水，接口尺寸按照GB/T2501标准设计，总成长度400mm，安全系数满足3倍以上。

按照上述要求，挠性接管设计过程如下：

1)为保证挠性接管管体材料具备相应的环境适应性，内、外胶层选用对海水和大气环境具有良好适应性的氯丁橡胶作为主体材料设计配方，主要物理性能如下：

a)硬度：65±5°；

b)拉伸强度≥13MPa；

c)扯断伸长率≥400％；

d)300％定伸强度≥6MPa；

e)阻燃性能：有焰燃烧和无焰燃烧时间之和小于30s；

2)选用1670dtex/1×3规格芳纶帘线作为骨架材料，其物理性能如下：

a)扯断强力≥750N/根；

b)与胶料粘合强度(H抽出)≥130N/cm；

3)挠性接管接头依据GB/T 2501接口尺寸设计，采用活法兰双向扣压结构形式(见图9)；按照接口尺寸设计法兰接头零件，接头内、外压环贴合面采用传统的黏合剂处理，按照工艺设计完成管体包覆工序后，在设计位置贴敷耐疲劳缓冲层，安装金属接头零件，将骨架材料层翻起涂刷胶粘剂，反包在内压环上，采用环形液压设备通过辅助工装模具将外压环、骨架层和内压环在轴向压紧定位，然后在环向方向将外压环后端扣压变形到270°抱紧骨架层和内压环，包覆管体外胶层后将挠性接管整体硫化成型以供试验验证。

4)耐压强度分析计算：

根据设计要求，确定DN250挠性接管管体骨架层为4层交叉缠绕结构，管体骨架材料选取高强度擦胶芳纶帘布，芳纶帘线密度ρ＝9.5根/cm，芳纶帘线直径d＝0.6mm，单根拉断强力F_B＝750N。

a)内胶层厚度预定为δ＝4.0mm，胶片规格：420mm×810mm×3.5mm；

b)骨架层骨架材料选取高强度芳纶帘布，预定平衡角为α＝54°44″，采用4层擦胶芳纶帘布。

c)耐疲劳缓冲层采用2层擦胶芳纶帘布，耐疲劳缓冲层a缠绕角度为45°，第一层宽度60mm，第二层宽度55mm，平衡耐疲劳缓冲层b缠绕角度为30°，第一层宽度80mm，第二层宽度50mm，。

d)抗冲击增强层用2层擦胶芳纶帘布，缠绕角度为80°，第一层宽度45mm，第二层宽度30mm。

e)平衡约束层用2层环向缠绕，缠绕角度为90°，第一层宽度13mm，第二层宽度10mm。

f)外胶层厚度预定为5.0mm，胶片规格：350mm×890mm×5mm；

g)耐压强度验证

第一层骨架材料缠绕外径D1＝DN+2(δ+d)＝259.2mm

第一层骨架材料缠绕行程T1＝2.22D1＝575.4mm

第一层骨架材料缠绕根数N1＝Tρsinα/d＝743根

第二层骨架材料缠绕外径D2＝D1+2d＝260.4mm

第二层骨架材料缠绕行程T2＝2.22D2＝578.0mm

第二层骨架材料缠绕根数N2＝Tρsinα/d＝746根

第三层骨架材料缠绕外径D3＝D1+2d＝261.6mm

第三层骨架材料缠绕行程T3＝2.22D3＝580.8mm

第三层骨架材料缠绕根数N3＝Tρsinα/d＝749根

第四层骨架材料缠绕外径D4＝D1+2d＝262.8mm

第四层骨架材料缠绕行程T4＝2.22D4＝583.4mm

第四层骨架材料缠绕根数N4＝Tρsinα/d＝752根

帘子布的帘线总根数∑n＝N1+N2+N3+N4＝2981根

缠绕层数为4层，由附件1选取综合修正系数C＝0.8

弧形管体最大直径D_z＝365mm，低刚度补偿段耐压强度计算直径D_z1＝290mm

由附件1耐压强度计算公式

可见，该挠性接管耐压强度大于13.5MPa，达到3倍以上安全系数，完全满足耐压强度及可靠性设计要求。

按照上述设计方案制造挠性接管，对试制样件进行可靠性试验，结果如下：

1)对挠性接管内部注水充压至额定工作压力，保压15min，管体无异常，接头状态良好，进行平衡性测量，管体伸长3.6mm，小于5mm，满足平衡性要求；

2)对挠性接管充压至2倍额定工作压力，保压30min，管体无异常，接头状态良好，进行平衡性测量，管体伸长4.1mm，小于5mm，满足平衡性要求；

3)对挠性接管持续充压，至15.0MPa管体爆破，爆破后接头保持完好；

4)对挠性接管以周期50～60次/min，0～1.33倍额定工作压力进行压力脉冲试验，40万次脉冲试验后挠性接管无异常；

5)对挠性接管内部注水充压至额定工作压力，一端固定，另一端以50mm的轴向位移、30mm的径向位移进行拉伸、压缩，各进行20次极限位移补偿试验后挠性接管无异常；

6)对挠性接管内部注水充压至额定工作压力，一端固定，另一端以25mm的轴向位移、15mm的径向位移进行拉伸、压缩，各进行1500次拉压、剪切疲劳试验后挠性接管无异常；

7)在额定工作压力下，按照GJB 150.18A-2009方法进行冲击试验，冲击试验后挠性接管无异常；

8)工作压力下，进行插入损失试验(10～5KHz)，轴向插入损失值18dB。

通过试验测试对一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管进行可靠性验证，该结构挠性接管在受到极限拉伸、压缩、剪切，以及各方向冲击位移、内部压力脉冲等各种工况下，均能保证良好的物理机械性能，并且表现出良好的抗拔脱性和密封性，较低的管体刚度和大的位移补偿能力，良好的平衡性、减振性能和抗冲击性能，完全满足常规挠性接管性能要求。

综上所述，本发明所述一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管具有结构合理、制造工艺简单、抗拔脱能力强等优点，具有极高的安全可靠性，且其重量轻，尺寸小，可满足小空间的挠性接管安装需求，具有良好的减振、降噪、抗冲击、大位移补偿、平衡性等性能，适用于各领域挠性接管的设计和加工制造。

附件1

胶管耐压强度计算公式：

公式中：P_B—胶管耐压强度；

F_B—帘线最小扯断强力；

∑n—帘子布的帘线总根数；

D_z—计算半径；

α—帘布的缠绕角度；

C—综合修正系数,取值范围参见下表。

缠绕层数，i	C值
		2	0.85～0.95
4	0.75～0.85
		6	0.65～0.75

Claims (10)

1.一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，包括挠性管体、扣压接头，所述扣压接头包括外压环、内压环、活套法兰，所述挠性管体由两端的直管段及所述直管段之间的双弧形管体构成，所述双弧形管体是由中部的过渡连接段管体连接其两端对称设置的沿径向向外拱的单一弧形管体构成，所述直管段设置所述的扣压接头，所述挠性管体由内向外依次包括内胶层、骨架层、外胶层，其特征在于：所述挠性管体对称于中间设置有耐疲劳缓冲段（A）、低刚度补偿段（B）、抗冲击增强段（C）、耐疲劳平衡约束段（D）；所述耐疲劳缓冲段（A）对称设置在两端所述直管段位置并向单一弧形管体延伸一段长度，所述抗冲击增强段（C）对称设置在两个所述单一弧形管体的中间段位置，所述耐疲劳平衡约束段（D）设置在所述过渡连接段管体位置对称于中间并向单一弧形管体延伸一段长度，所述低刚度补偿段（B）位于所述耐疲劳缓冲段和抗冲击增强段之间及所述抗冲击增强段与耐疲劳平衡约束段（D）之间的位置共对称设置四段；所述耐疲劳缓冲段是在所述骨架层与外胶层之间设置至少两层耐疲劳缓冲层（31），所述抗冲击增强段是在所述骨架层与外胶层之间设置至少两层抗冲击增强层（8）；所述耐疲劳平衡约束段是在所述骨架层与外交层之间由内向外依次设置平衡耐疲劳缓冲层（311）至少两层、平衡约束层（9）至少一层，所述平衡耐疲劳缓冲层(311)两端长于所述平衡约束层（9）两端；所述扣压接头是由设置在内胶层（2）外的外压环（5）及设置在耐疲劳缓冲层（31）外的内压环（6）夹持翻转反包后的骨架层(3)后与所述挠性管体（10）经硫化一体成型，所述内压环（6）外设置活套法兰（1）。

2.根据权利要求1所述的一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，其特征在于：所述耐疲劳缓冲层（31）采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，缠绕角度采取30°～45°与所述骨架层反向铺设；内层所述耐疲劳缓冲层(31) 在单一弧形管体一端的长度超出外层所述耐疲劳缓冲层(31)的长度尺寸为不低于5mm，呈阶梯分布。

3.根据权利要求1所述的一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，其特征在于：所述抗冲击增强层（8）采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，缠绕角度采取70°～80°与所述骨架层反向铺设，内层所述抗冲击增强层的两端长度分别超出外层所述抗冲击增强层的两端长度尺寸为不低于5mm，呈阶梯分布。

4.根据权利要求1所述的一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，其特征在于：所述平衡耐疲劳缓冲层（311）采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，缠绕角度采取30°～45°与所述骨架层反向铺设，内层所述平衡耐疲劳缓冲层(311)两端的长度超出外层所述平衡耐疲劳缓冲层(311)的长度尺寸不低于5mm呈阶梯分布；所述平衡约束层（9）由单根芳纶帘线以90°的角度环向缠绕在所述平衡耐疲劳缓冲层（311）外，其为多层时内层所述平衡约束层两端长于外层呈阶梯分布；所述平衡约束层伸入单一弧形管体的外胶层内一段长度。

5.根据权利要求1所述的一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，其特征在于：所述活套法兰（1）为法兰盘结构，所述外压环(5)外套在所述挠性管体（10）端部的内胶层（2）外，所述外压环内圈端部设置的环形凹陷（51）与所述的内胶层端部外设置的环形凸台（21）嵌合，构成扣压接头与管内输送介质的密封结构；所述内压环（6）套在所述耐疲劳缓冲层(31)外的部分是筒形外套（62），所述筒形外套（62）后端与所述外胶层(4)的接触面成斜面相抵，所述外胶层(4)的接触面位于该斜面之上与所述筒形外套（62）的接触面构成与管体外部的密封结构。

6.根据权利要求5所述的一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，其特征在于：所述外压环(5)、内压环（6）为环形套筒结构，所述内压环（6）套在外层所述耐疲劳缓冲层（31）外；所述外压环(5)沿其外圈向后翻折，使其截面呈燕尾槽型，翻出部分是圆锥筒形压环(52)；所述内压环（6）前端沿其端面向外翻折使其截面呈倒立的L型，所述内压环（6）外翻的部分是环形盘（61），所述环形盘（61）的形状与燕尾槽（53）形状相配合，所述骨架层（3）前端向外向后翻折反包住所述环形盘（61）前端面及外圈侧壁，所述环形盘（61）嵌入所述外压环（5）的燕尾槽内呈倒钩形被包裹，所述环形盘（61）与所述外压环（5）燕尾槽的配合面夹持所述骨架层（3），所述圆锥筒形压环（52）外套所述环形盘（61）并夹持所述骨架层（3）前端，使所述骨架层（3）呈倒钩式被夹合；所述耐疲劳缓冲层(31)其一端抵住所述骨架层（3）翻折的折弯部并被所述内压环压紧，其另一端延伸到所述外胶层（4）里部一段长度，内层的所述耐疲劳缓冲层(31)的长度长于外层的所述耐疲劳缓冲层(31)长度呈阶梯分布；所述活套法兰（1）套接在所述筒形外套（62）上并与所述环形盘（61）的后端面相抵，所述活套法兰（1）设有容置所述的圆锥筒形压环(52)的环形凹槽（11），所述环形凹槽槽壁与所述圆锥筒形压环(52)之间留有间隙（12）；所述挠性管体（10）的内胶层（2）、骨架层(3)、耐疲劳缓冲层(31)、外胶层(4)、外压环（5）、内压环（6）经硫化一体成型；在单一弧形管体一端接头处的外层所述耐疲劳缓冲层(31)长度超出所述筒形外套（62） 的尺寸为不低于5mm。

7.根据权利要求6所述的一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，其特征在于：所述燕尾槽的倒钩结构是经扣压变形成型的；将外压环、骨架层和内压环在轴向压紧定位，在环向方向将外压环后端扣压变形抱紧骨架层和内压环；所述外压环、骨架层端部倒钩翻转270°。

8.根据权利要求1所述的一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，其特征在于：所述外压环（5）、内压环（6）、活套法兰（1）是金属材料制成；所述外压环（5）、内压环（6）的接触面设置有相互咬合的波浪形或倒锯齿状的齿牙（7）咬合压紧所述骨架层（3）。

9.根据权利要求1所述的一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，其特征在于：所述挠性管体的内胶层（2）、外胶层（4）为橡胶材质，所述骨架层（3）采用浸胶芳纶帘线制作；所述耐疲劳缓冲层、所述抗冲击增强层、所述平衡耐疲劳缓冲层采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，所述平衡约束层由单根芳纶帘线制作，所述挠性管体（10）经硫化一体成型；所述外压环（5）、内压环（6）接触面涂胶。

10.根据权利要求3所述的一种低刚抗冲的大位移补偿平衡式双弧形挠性接管，其特征在于：所述单一弧形管体的弧形半径R等于该单一弧形管体段的长度L;所述骨架层需取偶数层，相邻两层交叉缠绕。

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