CN111306384A - 一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管 - Google Patents

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Abstract

一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，挠性管体为外拱的单一圆弧形管体两端设有扣压接头，扣压接头包括外压环、内压环、活套法兰，管体由内向外依次包括内胶层、骨架层、外胶层，挠性管体由两端向中间依次对称设置耐疲劳缓冲段、低刚度补偿段、抗冲击增强段，所述耐疲劳缓冲段是在所述骨架层、外胶层之间设置耐疲劳缓冲层，所述抗冲击增强段是在所述骨架层、外胶层之间设置抗冲击增强层；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后与挠性管体经硫化一体成型，内压环外设置活套法兰。本发明耐压强度高、减振降噪、低刚度、抗冲击、耐疲劳、抗拔脱性能好、位移补偿好、安装便捷、稳定可靠。

Description

一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管
技术领域
本发明涉及一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管。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(DN40以上)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，挠性接管的综合力学性能和安全可靠性越来越受到重视，对于管路系统的减振元器件，需要重点考虑其耐压能力、减振降噪能力、位移补偿能力、抗冲击能力、耐疲劳能力、安全可靠性和安装使用便捷性等，上述几种挠性接管产品均不能很好的同时满足要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，来解决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、位移补偿、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：
一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，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，所述挠性管体的两端为直管段并分别对称设置有所述的扣压接头，所述扣压接头之间的挠性管体为沿径向向外拱的单一圆弧形管体，所述挠性管体由内向外依次包括内胶层、骨架层、外胶层，所述挠性管体由两端向中间依次对称设置耐疲劳缓冲段(A)、低刚度补偿段(B)、抗冲击增强段(C)，所述耐疲劳缓冲段(A)位于所述扣压接头和挠性管体的连接位置，所述抗冲击增强段(C)位于所述挠性管体的中间段，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；所述耐疲劳缓冲段是在所述骨架层、外胶层之间设置耐疲劳缓冲层(31)，所述抗冲击增强段是在所述骨架层、外胶层之间设置抗冲击增强层(8)；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)。
所述耐疲劳缓冲层设置至少两层，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(31)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。
所述抗冲击增强层设置至少两层，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；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)。
所述耐疲劳缓冲层(31)至少设置二层，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；所述耐疲劳缓冲层采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，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，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。
所述挠性管体的圆弧形半径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，通过将金属接头对反向包覆的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；管体采用弧形结构，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、位移补偿、稳定可靠的技术问题。
2.挠性接管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，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耐疲劳缓冲段和抗冲击增强段之间，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的情况下最大直径位置耐压强度最低，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Dz1约为传统Dz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大幅降低，减振效果和位移补偿能力提高。
4.挠性接管的抗冲击增强段设计在弧形管体中间，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.挠性接管的管体采用弧形体结构形式，利用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，本发明管体刚度特性曲线2与传统管体刚度特性曲线1对比得出：本发明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。
6.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。
7.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。
8.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。
9.本发明一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，通径DN40～DN100范围内压力等级可以达到6MPa在承受30～25MPa爆破压力挠性接管无损坏，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40％～60％，轴向位移补偿可达28mm，径向位移补偿可达20mm，振动插入损失值轴向大于14dB。
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为传统技术的固定法兰结构的弧形挠型接管结构示意图；
图4为传统技术的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；R为圆弧形半径，L为该圆弧形挠性管体段落的长度；Dz1为计算直径，Dz为传统最大直径；
图8为本发明弧形管体特性刚度曲线与传统弧形管体的特性刚度曲线对比示意图；
图8说明：X轴-位移，Y轴-力，1-为传统管体刚度特性曲线，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为本发明双向扣压接头外压环结构示意图；
图13为本发明双向扣压接头内压环结构示意图；
图14为本发明活套法兰结构示意图；
图15为本发明耐疲劳缓冲层布置示意图；
图16为本发明部分尺寸参数示意图。
图16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
附图编号说明：
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)，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)，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。
参见图6-16所示，本发明一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，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，所述挠性管体的两端为直管段并分别对称设置有所述的扣压接头，所述扣压接头之间的挠性管体为沿径向向外拱的单一圆弧形管体，所述挠性管体由内向外依次包括内胶层、骨架层、外胶层，所述挠性管体由两端向中间依次对称设置耐疲劳缓冲段(A)、低刚度补偿段(B)、抗冲击增强段(C)，所述耐疲劳缓冲段(A)位于所述扣压接头和挠性管体的连接位置，所述抗冲击增强段(C)位于所述挠性管体的中间段，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；所述耐疲劳缓冲段是在所述骨架层、外胶层之间设置耐疲劳缓冲层(31)，所述抗冲击增强段是在所述骨架层、外胶层之间设置抗冲击增强层(8)；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)。
所述耐疲劳缓冲层设置至少两层，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(31)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。
所述抗冲击增强层设置至少两层，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；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)。
所述耐疲劳缓冲层(31)至少设置二层，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；所述耐疲劳缓冲层采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，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，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。
所述挠性管体的圆弧形半径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、刚度分区设计原理和耐疲劳设计原理：
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顶部位置，也就是弧形顶部的位置直径为Dz，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，这样将耐压强度最低位置设计在弧形体中部偏顶部的位置，并在低刚度补偿段中上部，直径为Dz1，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Dz1约为传统Dz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的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。
本发明利用弧形结构的特点，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，挠性接管由两端向中间设计了耐疲劳缓冲段、低刚度补偿段、抗冲击增强段等部分，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，刚度缓冲层采取30°～45°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大幅降低，减振效果和位移补偿能力提高；抗冲击增强段设计在弧形管体中间，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。
挠性接管由金属接头和柔性管体组成，管体刚度越低效果越好，这样金属接头-管体-金属接头就存在很大的刚度差，在耐压强度较高或压力波动较大的情况下，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，并且在耐疲劳缓冲层和抗冲击增强层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，提高了管体抗压耐疲劳性能。
本发明采用双向扣压接头和分功能段管体设计的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、位移补偿、安装便捷、稳定可靠的技术问题。通径DN40～DN100范围内压力等级可以达到6MPa在承受30～25MPa爆破压力挠性接管无损坏，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40％～60％，轴向位移补偿可达28mm，径向位移补偿可达20mm，振动插入损失值轴向大于14dB。
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DN150，工作压力4.5MPa，工作介质海水，接口尺寸按照CB/T4196标准设计，总成长度225mm，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、耐疲劳缓冲材料和抗冲击增强材料，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CB/T 4196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DN150挠性接管管体骨架层为2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FB＝750N。
a)内胶层厚度预定为δ＝3.5mm，胶片规格：300mm×475mm×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2层擦胶芳纶帘布。
c)耐疲劳缓冲层采用2层擦胶芳纶帘布，缠绕角度为45°，第一层宽度55mm，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35mm。
e)外胶层厚度预定为4.0mm，胶片规格：250mm×510mm×4mm；
f)耐压强度验证
各直径参数位置见图16:
第一层直管骨架材料缠绕外径D1＝DN+2(δ+d)＝158.3mm
第一层直管骨架材料缠绕行程T1＝2.22D1＝351.4mm
第一层直管骨架材料缠绕根数N1＝Tρsinα/d＝454根
第二层直管骨架材料缠绕外径D2＝D1+2d＝159.7mm
第二层直管骨架材料缠绕行程T2＝2.22D2＝2.22×159.7＝354.5mm
第二层直管骨架材料缠绕根数N2＝Tρsinα/d＝457根
帘子布的帘线总根数∑n＝N1+N2＝911根
缠绕层数为2层，由附件1选取综合修正系数C＝0.9
弧形管体最大直径Dz＝228mm，低刚度补偿段耐压强度计算直径z1＝180mm
由附件1耐压强度计算公式
Figure BDA0002401417370000191
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；
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；
3)对挠性接管持续充压，至15.1MPa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28mm的轴向位移、20mm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14mm的轴向位移、10mm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14dB。
通过试验测试对一种低刚度抗冲击高可靠性的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度抗冲击高可靠性的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、位移补偿等性能，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：
Figure BDA0002401417370000201
公式中：PB—胶管耐压强度；
FB—帘线最小扯断强力；
∑n—帘子布的帘线总根数；
Dz—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。
Figure BDA0002401417370000202
Figure BDA0002401417370000211

Claims (10)

1.一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，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，所述挠性管体的两端为直管段并分别对称设置有所述的扣压接头，所述扣压接头之间的挠性管体为沿径向向外拱的单一圆弧形管体，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：所述挠性管体由两端向中间依次对称设置耐疲劳缓冲段(A)、低刚度补偿段(B)、抗冲击增强段(C)，所述耐疲劳缓冲段(A)位于所述扣压接头和挠性管体的连接位置，所述抗冲击增强段(C)位于所述挠性管体的中间段，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；所述耐疲劳缓冲段是在所述骨架层、外胶层之间设置耐疲劳缓冲层(31)，所述抗冲击增强段是在所述骨架层、外胶层之间设置抗冲击增强层(8)；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所述的一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，其特征在于：所述耐疲劳缓冲层设置至少两层，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(31)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所述的一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，其特征在于：所述抗冲击增强层设置至少两层，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。
4.根据权利要求1所述的一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，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。
5.根据权利要求1所述的一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，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；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)。
6.根据权利要求5所述的一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，其特征在于：所述耐疲劳缓冲层(31)至少设置二层，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5所述的一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，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所述的一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，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所述的一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，其特征在于：所述挠性管体内胶层(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；所述耐疲劳缓冲层采用浸胶芳纶帘线或柔性钢丝材料制作，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，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1所述的一种低刚度抗冲击高可靠性的弧形挠性接管，其特征在于：所述挠性管体的圆弧形半径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。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111946919A (zh) * 2020-07-29 2020-11-17 北京机械设备研究所 一种自适应密封对接装置
CN112141263A (zh) * 2020-09-02 2020-12-29 中国人民解放军海军工程大学 平衡式多锥弧形低刚度减振接管
CN112395687A (zh) * 2020-11-18 2021-02-23 武汉线谱减振科技有限责任公司 一种推算弧形橡胶减振接管展开长度的图解方法
CN113847484A (zh) * 2021-09-23 2021-12-28 福州大学 一种零负泊松比金属骨架复合挠性接管及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2695755Y (zh) * 2004-01-19 2005-04-27 中国人民解放军海军工程大学 三法兰结构自平衡式挠性接管
KR20110042844A (ko) * 2009-10-20 2011-04-27 (주)엔에스브이 너트자리와 제어봉결합판이 구비된 일체형 플랜지를 이용한 신축이음장치
CN106337983A (zh) * 2016-09-26 2017-01-18 北京燕拓减振科技有限公司 一种大位移补偿活法兰抗拔脱接头弧形挠性接管
CN108591636A (zh) * 2018-06-19 2018-09-28 河北西伯力特种橡胶有限公司 高耐磨矿用大口径电液控远程供液超高压柔性管及其制备方法
CN108679325A (zh) * 2018-07-26 2018-10-19 杨明昆 一种耐高压增强热塑性塑料复合管及其加工工艺
CN109899604A (zh) * 2018-07-11 2019-06-18 中国人民解放军海军工程大学 多曲面自平衡低刚度橡胶软管
CN110131506A (zh) * 2019-05-07 2019-08-16 中国人民解放军海军工程大学 整体式单法兰接头结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2695755Y (zh) * 2004-01-19 2005-04-27 中国人民解放军海军工程大学 三法兰结构自平衡式挠性接管
KR20110042844A (ko) * 2009-10-20 2011-04-27 (주)엔에스브이 너트자리와 제어봉결합판이 구비된 일체형 플랜지를 이용한 신축이음장치
CN106337983A (zh) * 2016-09-26 2017-01-18 北京燕拓减振科技有限公司 一种大位移补偿活法兰抗拔脱接头弧形挠性接管
CN108591636A (zh) * 2018-06-19 2018-09-28 河北西伯力特种橡胶有限公司 高耐磨矿用大口径电液控远程供液超高压柔性管及其制备方法
CN109899604A (zh) * 2018-07-11 2019-06-18 中国人民解放军海军工程大学 多曲面自平衡低刚度橡胶软管
CN108679325A (zh) * 2018-07-26 2018-10-19 杨明昆 一种耐高压增强热塑性塑料复合管及其加工工艺
CN110131506A (zh) * 2019-05-07 2019-08-16 中国人民解放军海军工程大学 整体式单法兰接头结构

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111946919A (zh) * 2020-07-29 2020-11-17 北京机械设备研究所 一种自适应密封对接装置
CN112141263A (zh) * 2020-09-02 2020-12-29 中国人民解放军海军工程大学 平衡式多锥弧形低刚度减振接管
CN112395687A (zh) * 2020-11-18 2021-02-23 武汉线谱减振科技有限责任公司 一种推算弧形橡胶减振接管展开长度的图解方法
CN112395687B (zh) * 2020-11-18 2021-10-12 武汉线谱减振科技有限责任公司 一种推算弧形橡胶减振接管展开长度的图解方法
CN113847484A (zh) * 2021-09-23 2021-12-28 福州大学 一种零负泊松比金属骨架复合挠性接管及其制备方法

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