CN112797250A - 一种双壁管 - Google Patents

Abstract

本发明适用于LPG动力船舶燃料供料管技术领域，提供了一种双壁管，包括：双壁管外管；双壁管内管，设于所述双壁管外管的内部；支撑件，设置在所述双壁管外管上；弹性件；所述双壁管外管上具有缺口，所述弹性件穿过所述缺口设置在双壁管内管与支撑件之间。与现有技术相比，本发明采取在双壁管外管上设置支撑件，并在支撑件与双壁管内管之间设置弹性件，通过设置的弹性件来消减吸收来自主机气缸的固有频率振动和冲击力，从而形成良好的减震效果。

Description

一种双壁管

技术领域

本发明属于LPG动力船舶燃料供料管技术领域，尤其涉及一种双壁管。

背景技术

在LPG动力船舶上，需要双壁管来进行主机气缸之间的连接，以方便液态燃料在各气缸间输送和回流。管道的振动是一种常见现象，分为两种，第1种是主机运转时内部气缸活塞的往复运动带来振动，第2种来自管内高压高速介质输送时的不稳定的单相流或两相流在管路转角位置，即流向垂直方向引起横向冲击力和振动，第2种振动的冲击频率如果接近于管线或设备震动的固有频率即第1种振动，就会出现共振，表现为震动明显或震动加剧。这是一种很危险的工况，必须予以解决。然而，振动是不可避免的，因此需要将振动控制在一定的范围内。

一般的双壁管，如附图1～3所示，包括双壁管外管101、双壁管内管103和双壁管管夹102，双壁管转角的弯曲半径一般为1.5D。液体燃料在双壁管内流通时，在图1中左侧第一个弯头处会产生向下的垂直冲击，在图1中右侧第二个弯头处会产生向右的垂直冲击。

本发明申请人在实施上述技术方案中发现，上述技术方案至少存在以下缺陷：

双壁管管夹102焊接刚性固定在双壁管外管101和双壁管内管103之间，主要起支撑作用，减震效果较差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种双壁管，旨在解决背景技术中所提到的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种双壁管，所述双壁管包括：

双壁管外管；

双壁管内管，设于所述双壁管外管的内部；

支撑件，设置在所述双壁管外管上；

弹性件；所述双壁管外管上具有缺口，所述弹性件穿过所述缺口设置在双壁管内管与支撑件之间。

优选的，所述支撑件包括：

连接管，设置在所述双壁管外管上；

螺塞，与所述连接管螺纹连接；所述弹性件穿过所述缺口设置在双壁管内管与螺塞之间。

优选的，所述连接管焊接在所述双壁管外管上。

优选的，所述连接管与所述螺塞之间设有起密封作用的密封件。

优选的，所述螺塞内设有隔离护套，所述弹性件与所述双壁管内管之间设有隔离垫，所述弹性件穿过所述缺口设置在隔离护套与隔离垫之间。

优选的，所述隔离护套和隔离垫的材质为特氟龙材料。

优选的，所述支撑件和弹性件均设有多件；多件所述支撑件均匀的分布在所述双壁管外管的周向上；所述双壁管外管上具有多件缺口，多件弹性件分别穿过多件所述缺口设置在双壁管内管与多件支撑件之间。

优选的，所述双壁管的弯曲半径为双壁管外径的5倍。

本发明实施例提供的一种双壁管，包括：双壁管外管；双壁管内管，设于所述双壁管外管的内部；支撑件，设置在所述双壁管外管上；弹性件；所述双壁管外管上具有缺口，所述弹性件穿过所述缺口设置在双壁管内管与支撑件之间。

与现有技术相比，本发明采取在双壁管外管上设置支撑件，并在支撑件与双壁管内管之间设置弹性件，通过设置的弹性件来消减吸收来自主机气缸的固有频率振动和冲击力，从而形成良好的减震效果。

附图说明

图1为背景技术中提供的双壁管的主视图；

图2为背景技术中提供的双壁管的轴侧剖视图；

图3为背景技术中提供的双壁管的剖视图；

图4为本发明实施例提供的一种双壁管的结构示意图；

图5为图4中A-A剖视图；

图6为弹性件的拆换示意图。

附图中：101、双壁管外管；102、双壁管管夹；103、双壁管内管；201、双壁管外管；202、双壁管内管；203、连接管；204、螺塞；205、密封件；206、弹性件；207、隔离护套；208、隔离垫；209、焊缝；210、弹性减震组件；301、主机气缸；302、控制阀块；303、法兰。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

实施例1

如附图4和5所示，为本发明一个实施例提供的一种双壁管，所述双壁管包括：

双壁管外管201；

双壁管内管202，设于所述双壁管外管201的内部；

支撑件，设置在所述双壁管外管201上；

弹性件206；所述双壁管外管201上具有缺口，所述弹性件206穿过所述缺口设置在双壁管内管202与支撑件之间。

在本发明实施例中，双壁管的两端设有法兰303，双壁管通过法兰303与主机气缸301外部的控制阀块302进行连接。双壁管内管202用于在主机气缸301之间输送LPG燃料，双壁管外管201用于在双壁管内管202破裂泄漏时提供防护，避免可燃LPG挥发到主机舱等机械处所形成火灾，将泄漏控制在内外管中间，并有风机循环抽风，将泄漏LPG挥发气抽出到室外，排放到安全区域。

本实施例中，弹性件206可以选取为阻尼弹簧。

本发明实施例的工作原理如下：

弹性件206在双壁管内管202与支撑件之间处于部分压缩状态，在双壁管输送LPG燃料时，弹性件206提供一个持续弹力(预紧力)垂直作用于双壁管内管202的外表面，通过弹性件206提供的弹性力，可以消减吸收来自主机气缸301的固有频率振动和冲击力，形成良好的减震效果。

与现有技术相比，本发明采取在双壁管外管201上设置支撑件，并在支撑件与双壁管内管202之间设置弹性件206，通过设置的弹性件206来消减吸收来自主机气缸301的固有频率振动和冲击力，从而形成良好的减震效果。

而且，现有双壁管管夹102的另一缺点是仅方便安装在直双壁管内，对于环形的双壁管则安装困难。本发明则可方便的安装在任意形状的双壁管内，不存在安装困难的问题。

如附图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述支撑件包括：

连接管203，设置在所述双壁管外管201上；

螺塞204，与所述连接管203螺纹连接；所述弹性件206穿过所述缺口设置在双壁管内管202与螺塞204之间。

具体的，连接管203内设有内螺纹，螺塞204上设有与之吻合的外螺纹，连接管203与螺塞204通过螺纹连接在一起。

现有的双壁管的另一缺点是双壁管管夹102固定设置在内外管之间，双壁管管夹102一经安装后，便无法进行拆换。在本实施例中，可以轻松地进行弹性件206的更换。如附图6所示，只需将螺塞204从连接管203内拧出，即可方便的取出弹性件206，进行弹性件206的更换工作。

本实施例中，连接管203可以选取为半管接头或其他具有内螺纹的管件，螺塞204可以选取为与之相吻合的外六角螺塞或其他形状的螺塞204。

作为本发明的一种优选实施例，所述连接管203焊接在所述双壁管外管201上。

具体的，如附图5所示，可以看到连接管203与双壁管之间的焊缝209。除此以外，连接管203也可以通过胶粘等其他固定方式与双壁管进行连接。

如附图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述连接管203与所述螺塞204之间设有起密封作用的密封件205。

具体的，密封件205可以采取为密封垫，其作用是用来避免泄漏。

如附图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述螺塞204内设有隔离护套207，所述弹性件206与所述双壁管内管202之间设有隔离垫208，所述弹性件206穿过所述缺口设置在隔离护套207与隔离垫208之间。

具体的，隔离护套207与隔离垫208的设置能够避免弹性件206振动压缩时与金属材质的与金属(内外管、连接管203和螺塞204一般都是金属材质)摩擦产生火花引起潜在泄漏的LPG燃烧或爆炸。

作为本发明的一种优选实施例，所述隔离护套207和隔离垫208的材质为特氟龙材料。

具体的，特氟龙材料耐腐蚀耐低温性能好，适合LPG使用。

如附图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述双壁管的弯曲半径为双壁管外径的5倍。

具体的，双壁管的弯曲半径为双壁管外径的5倍，也就是5D弯。而现有的双壁管一般为1.5D弯，由于弯曲程度不足，对于背景技术中所提及的两种振动，会在双壁管的弯头处产生较大的冲击，减震效果较差。

本实施例将双壁管设计为5D弯，一则可以通过双壁管的自身弯曲和刚性吸收消减背景技术中所述的第1种来自主机气缸301的固有频率的部分振动和冲击力，二则可以通过双壁管的自身弯曲和刚性吸收消减背景技术中所述的第2种来自管内流体在转角位置的绝大部分的冲击力，进一步提高了双壁管的减震效果。

实施例2

本发明一个实施例提供的一种双壁管，所述双壁管包括：

双壁管外管201；

双壁管内管202，设于所述双壁管外管201的内部；

多组沿双壁管外管201的周向均匀设置的弹性减震组件210；所述弹性减震组件210包括连接管203、螺塞204、密封件205、隔离垫208、隔离护套207和弹性件206；所述连接管203焊接在所述双壁管外管201上，所述连接管203与所述螺塞204螺纹连接，密封件205设置在连接管203与螺塞204之间，起密封作用，隔离护套207设置在螺塞204内，隔离垫208设置在双壁管内管202外表面上，双壁管外管201上具有缺口，弹性件206穿过缺口设置在隔离垫208与隔离护套207之间。

在本发明实施例中，多件弹性件206沿双壁管外管201的周向呈环形阵列分布，从多个方向提供预紧力垂直作用于双壁管内管202的外表面上，从而从多个方向消减吸收来自主机气缸301的固有频率振动和冲击力，从而提供最佳的减震效果。

此外，本实施例的双壁管也可以设置为5D弯，通过双壁管的自身弯曲和刚性吸收消减自主机气缸301的固有频率的部分振动和冲击力、以及来自管内流体在转角位置的绝大部分的冲击力，尽最大可能性的对双壁管进行减震。

实施例3

如附图5所示，本发明实施例是在实施例2的基础上将弹性减震组件210设置为3组，在双壁管输送LPG燃料时，3个弹性件206提供的弹力沿双壁管外管201的周向呈现120°环形阵列分布，基本上可完全消减吸收来自主机气缸301的固有频率振动和冲击力。再通过将双壁管设置为5D弯，能够提供最佳的减震效果。

实施例4

本发明实施例是实施例3的具体实现，具体如下：

双壁管内管202的DN为25mm，双壁管外管201的DN为100mm，材质都为316L不锈钢。双壁管外管201的外径为114mm，弯曲半径为570mm，从而实现5D弯设计。3组弹性减震组件210均匀的设置在双壁管外管201上，呈现为120°环形阵列。每个弹性减震组件210均由半管接头，外六角螺塞，密封圈，阻尼弹簧，隔离护套207和隔离垫208组成。隔离护套207和隔离垫208使用5mm厚的特氟龙材料制成。两半管接头左右对称分布，一半管接头垂直往上设置。半管接头内部具有内螺纹，外六角螺塞外表面具有外螺纹，二者螺纹连接并通过密封圈密封，避免形成泄漏。阻尼弹簧的自然长度为L1，在六角螺塞拧紧密封状态时，阻尼弹簧应被压缩成长度L2，提供一个持续弹力(预紧力)垂直作用于内管外表面。三个阻尼弹簧提供的弹力呈现120°环形阵列分布，基本可完全消减吸收来自主机的固有频率振动。

阻尼弹簧的选取与主机气缸301的固有频率主机相关，可通过相应的计算获得。主机气缸301固有频率的计算过程公式如下：

fn[Hz]＝1.414*RPM(主机转速)*N(气缸数)/60。

以主机转速为72，气缸数为6为例，fn＝1.414*72*6/60＝10.2Hz。将上述数据输入振动计算软件AutoPSA进行仿真模拟，得到双壁管外管201的最大轴向刚性力F1＝90KN/m，最大振幅3mm，双壁管内管202最大轴向刚性力F2＝30KN/m，最大振幅1.8mm。

假定在双壁管上每间隔一米安装3组均匀分布的弹性减震组件210，每件阻尼弹簧的变形量产生的刚性力应当大于双壁管振动变形量产生的刚性力。按照胡克定律△F＝-K·ΔX和AutoPSA进行仿真计算，取安全系数1.5，结果选型为单个弹簧的刚性力为25KN/m，自然长度L1＝120mm，预压紧长度L2＝110mm，对应吸收频率5Hz～15Hz的阻尼弹簧，固有吸收频率能覆盖10.2Hz，选型符合要求。通过以上选型的阻尼弹簧能消减双壁管上传导的主机固有频率的振动和刚性力，可提供合适的柔性支撑，形成良好的减震效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双壁管，其特征在于，所述双壁管包括：

双壁管外管；

双壁管内管，设于所述双壁管外管的内部；

支撑件，设置在所述双壁管外管上；

弹性件；所述双壁管外管上具有缺口，所述弹性件穿过所述缺口设置在双壁管内管与支撑件之间。

2.根据权利要求1所述的一种双壁管，其特征在于，所述支撑件包括：

连接管，设置在所述双壁管外管上；

螺塞，与所述连接管螺纹连接；所述弹性件穿过所述缺口设置在双壁管内管与螺塞之间。

3.根据权利要求2所述的一种双壁管，其特征在于，所述连接管焊接在所述双壁管外管上。

4.根据权利要求2所述的一种双壁管，其特征在于，所述连接管与所述螺塞之间设有起密封作用的密封件。

5.根据权利要求2所述的一种双壁管，其特征在于，所述螺塞内设有隔离护套，所述弹性件与所述双壁管内管之间设有隔离垫，所述弹性件穿过所述缺口设置在隔离护套与隔离垫之间。

6.根据权利要求5所述的一种双壁管，其特征在于，所述隔离护套和隔离垫的材质为特氟龙材料。

7.根据权利要求1所述的一种双壁管，其特征在于，所述支撑件和弹性件均设有多件；多件所述支撑件均匀的分布在所述双壁管外管的周向上；所述双壁管外管上具有多件缺口，多件弹性件分别穿过多件所述缺口设置在双壁管内管与多件支撑件之间。

8.根据权利要求1所述的一种双壁管，其特征在于，所述双壁管的弯曲半径为双壁管外径的5倍。

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