CN115585315A - 一种耐高压冲击波纹金属软管 - Google Patents

一种耐高压冲击波纹金属软管 Download PDF

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CN115585315A CN202211534289.6A CN202211534289A CN115585315A CN 115585315 A CN115585315 A CN 115585315A CN 202211534289 A CN202211534289 A CN 202211534289A CN 115585315 A CN115585315 A CN 115585315A
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关长江
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杨志新
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于翔麟
赫斌
刘昕
张博
曲斌
韩新博
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Abstract

本发明公开了一种耐高压冲击波纹金属软管，它包括有金属波纹管、金属网套、接头、套箍，其技术要点是：在金属波纹管端部的第一个波谷内部设置有嵌入式法兰，在金属波纹管端部第二个、第三个或以上的波谷内部还设置有加强环；所述波纹管为波纹呈闭合圆环状的波纹管；接头与金属波纹管及嵌入式法兰呈焊接式连接结构；设置在金属波纹管上的金属网套层数为两层或以上的金属网套。本发明的有益效果是：利用嵌入式法兰及整体式加强环，解决了现有技术中优化金属波纹管波形提高耐压效果不明显以及非整体式加强环在高压下强度不足的问题，使受到高压冲击的金属波纹管端部波纹耐压能力得到显著加强，提高波纹金属软管的抗高压冲击能力。

Description

一种耐高压冲击波纹金属软管
技术领域
本发明涉及波纹金属软管技术领域，具体说是一种能够抗击高压介质冲击的耐高压冲击波纹金属软管。
背景技术
众所周知，波纹金属软管是波纹管、网套和接头的组合，或波纹管和接头的组合，带有网套的波纹金属软管作为管道的柔性连接应用非常广泛。在航空、航天、石油化工等特殊应用领域的严苛工况下，所要求的工作介质不仅压力高，而且流速大，波纹金属软管在达到疲劳破坏之前就在高压介质冲击的作用下破坏。破坏形式主要表现在波纹管与接头焊接部位在高压冲击下撕裂，或者端部的几个波纹在高压冲击下破裂，或者金属软管端部高压介质进入一侧的金属网套撕裂，进而金属软管整体变形失效。
因此在进行耐高压冲击波纹金属软管设计时，不仅要考虑如何提高金属网套强度、增加波纹管耐压能力，还要充分考虑高压介质的冲击作用。
专利授权公开号为CN217328874U公开的耐高压波纹金属软管在波纹管靠近法兰接头端的一段波谷处嵌套设有C形卡环式的嵌装圈，能增强波纹管靠近管接头处的抗形变能力，但C形卡环非整体式结构，耐压能力有限。
专利授权公开号为CN216743239U公开的一种耐高压抗冲击新型金属波纹软管结构通过采用波形紧密、波距很小的Ω形波纹管，提高软管的抗压、抗冲击和使用寿命，仅仅对波形进行优化，对软管耐压和抗冲击能力的提升也不明显。
专利授权公开号为CN201922059066.9公开的一种耐腐耐冲击型燃气输送用不锈钢波纹软管，通过在波纹管外部包覆橡胶层、PVC层以及在波纹管端部定设置有限位卡簧等方式增加耐压力冲击性能，仅仅对燃气管输送起到一定的作用。
专利授权公开号为CN202834466U公开的一种高压高脉冲金属软管通过在外波谷与金属网之间装填弹性填充物,尽管解决了高压高脉冲工作时金属软管疲劳寿命短的问题，但并没有有效地解决提高耐压能力的问题。
专利授权公开号为CN2621249Y公开的高温高压金属软管利用原有金属软管结构，使其中的波纹管通过外压加密而成加密波纹管体，并且在波纹管的外层至少设置两层以上的金属网套，将承压能力提高6-8倍。
申请公布号 CN113639108A一种耐高压减震用的金属软管，通过采用整体加强环式多层环形金属波纹管和外包耐高压多层金属丝带网套结构，使得耐压能力提升了50％多，爆破压力可满足2-2.5倍的设计压力值。提供了波纹管内插和外插两种结构型式，以满足不同产品规格的连接需要。
从现有的波纹金属软管耐高压、耐冲击技术来看，主要通过对金属波纹管波形进行优化，或者在波谷内镶嵌加强环，或者填充橡胶、塑料等物质，以及增加网套层数的方法，缺少增加金属波纹管与接头焊缝强度的手段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抗击高压介质冲击的耐高压冲击波纹金属软管。通过提升耐高压冲击的方法和波纹金属软管结构，以便解决目前波纹金属软管耐高压冲击技术的不足问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种耐高压冲击波纹金属软管，它包括有金属波纹管、金属网套、接头、套箍，其特征在于：在金属波纹管端部的第一个波谷内部设置有嵌入式法兰，在金属波纹管端部第二个、第三个或以上的波谷内部还设置有加强环；所述波纹管为波纹呈闭合圆环状的波纹管；接头与金属波纹管及嵌入式法兰呈焊接式连接结构；设置在金属波纹管上的金属网套层数为两层或以上的金属网套。
所述金属波纹管两端为对称方式设置的嵌入式法兰及加强环，使得两端同样具有耐高压冲击的性能。
所述金属波纹管为波纹呈闭合圆环状的波纹管，不同于螺旋波纹管；
所述嵌入式法兰为整体式圆环形状，法兰内径圆弧与波纹管波谷圆弧贴合，法兰外径与波纹管接口外径一致；
所述加强环为整体式，横断面为圆形；
所述加强环为车削加工成形或者由钢丝焊接成形；
所述金属波纹管的外层根据软管口径及压力等级至少设置两层或以上的金属网套；
所述的金属网套，为不锈钢丝或不锈钢带编织的网套；
进一步的，金属波纹管端部接口形式为端部第一个波切除直边段并压扁，压扁后外径与嵌入式法兰外径一致或略大于法兰外径，再次经过车削加工后在波峰处切断，形成的接口尺寸与法兰外径一致；
进一步的，嵌入式法兰外径处开有V形槽焊口，V形槽角度为60°，V形槽到波纹管接口距离与金属波纹管壁厚相当，或者根据焊接工艺需要自由选取，V形槽深度一般为1mm～1.5mm；
进一步的，接头与金属波纹管接口配合端开有与嵌入式法兰同样的V形槽焊口；
进一步的，接头与金属波纹管接口、嵌入式法兰通过熔化焊接的方式连接；
进一步的，接头与金属网套、套箍通过熔化焊接的方式连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用嵌入式法兰及整体式加强环，解决了现有技术中优化金属波纹管波形提高耐压效果不明显以及非整体式加强环在高压下强度不足的问题，使受到高压冲击的金属波纹管端部波纹耐压能力得到显著加强，提高波纹金属软管的抗高压冲击能力；通过开有V形槽焊口的嵌入式法兰与接头将极薄壁波纹管接口夹持在中间，极大地降低了极薄壁金属波纹管与接头的焊接难度，提高了焊接可靠性和焊缝强度，解决了现有技术中在波纹管外部波谷与金属网之间填充橡胶、塑料等物质提高耐高压冲击效果不理想的问题，有效地防止极薄壁波纹管焊缝在高压冲击下被撕裂，当金属波纹管采用薄壁单层材料时，加强效果尤为明显；同时接头及嵌入式法兰V形槽焊口宽度与波纹管壁厚相当，降低了焊接电流，减少了焊接热影响区，提高了焊缝强度，进一步提高了金属软管在高压冲击作用下的工作可靠性。
附图说明
图1为本发明整体结构的示意简图；
图2为本发明金属网套内部结构示意简图；
图3为图1中A部分的放大示意简图。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
以下结合图1～3，通过具体实施例详细说明本发明的内容。
实施例
以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
如图1-3所示，图中的6为金属波纹管，该金属波纹管6的波纹呈闭合圆环状的金属波纹管；5为金属网套，为不锈钢丝或不锈钢带编织的金属网套；1为接头，2为套箍，在金属波纹管6两端部的第一个波谷内部分别设置有一嵌入式法兰3，该嵌入式法兰3为整体式圆环形状，法兰内径圆弧与波纹管波谷圆弧贴合，法兰外径与波纹管接口外径一致；在金属波纹管6两端部的第二个至第六个波谷内部还分别设置有加强环4，该加强环为车削加工成形或者由钢丝焊接成形，加强环结构为整体式，横断面为圆形，加强环数量的限定主要取决于金属波纹管的管径及抗高压冲击技术参数，金属波纹管6两端采用对称方式设置嵌入式法兰3及加强环4，使得两端同样具有耐高压冲击的性能；所述该金属波纹管为波纹呈闭合圆环状的金属波纹管；接头1与金属波纹管6及嵌入式法兰3呈焊接式连接结构；设置在金属波纹管上的金属网套5层数为两层的金属网套。
如图1、图2所示，接头1的一端可以与管路或设备焊接连接，另一端与金属波纹管6及嵌入式法兰3焊接连接。接头1与金属网套5、套箍2通过熔化焊接的方式连接。
如图3所示，金属波纹管端部接口形式为端部第一个波切除直边段并压扁，压扁后外径与嵌入式法兰外径一致或略大于法兰外径，再次经过车削加工后在波峰处切断，形成的接口尺寸与法兰外径一致；嵌入式法兰3外径处开有V形槽焊口，V形槽角度为60°，V形槽到金属波纹管6接口距离与金属波纹6管壁厚相当，V形槽深度一般为1mm～1.5mm；接头1与金属波纹管6接口配合端开有与嵌入式法兰同样的V形槽焊口，接头1与金属波纹管6接口、嵌入式法兰3通过熔化焊接的方式连接。
应用本实施方案，研制的一种公称尺寸为DN15的波纹金属软管，稳定可靠的应用于22MPa高压、387℃高温、1.5Kg/s大流速下氧气介质的冲击工况，解决了采用其他耐高压冲击方案的金属软管在此工况下短时间内撕裂破坏的问题。

Claims (10)

1.一种耐高压冲击波纹金属软管，它包括有金属波纹管、金属网套、接头、套箍，其特征在于：在金属波纹管端部的第一个波谷内部设置有嵌入式法兰，在金属波纹管端部第二个、第三个或以上的波谷内部还设置有加强环；所述波纹管为波纹呈闭合圆环状的波纹管；接头与金属波纹管及嵌入式法兰呈焊接式连接结构；设置在金属波纹管上的金属网套层数为两层或以上的金属网套。
2.根据权利要求1所述的耐高压冲击波纹金属软管，其特征在于：所述金属波纹管两端为对称方式设置的嵌入式法兰及加强环。
3.根据权利要求1所述的耐高压冲击波纹金属软管，其特征在于：所述金属波纹管端部接口形式为端部第一个波切除直边段并压扁，压扁后外径与嵌入式法兰外径一致或略大于嵌入式法兰外径，再次经过车削加工后在波峰处切断，形成的接口尺寸与嵌入式法兰外径一致。
4.根据权利要求1所述的耐高压冲击波纹金属软管，其特征在于：所述嵌入式法兰为整体式圆环形状，法兰内径圆弧与波纹管波谷圆弧贴合，法兰外径与波纹管接口外径一致。
5.根据权利要求1所述的耐高压冲击波纹金属软管，其特征在于：所述加强环为车削加工成形或者由钢丝焊接成形。
6.根据权利要求5所述的耐高压冲击波纹金属软管，其特征在于：所述加强环为整体式，横断面为圆形。
7.根据权利要求4所述的耐高压冲击波纹金属软管，其特征在于：嵌入式法兰外径处开有V形槽焊口，V形槽角度为60°，V形槽到波纹管接口的距离与波纹管壁厚相当，或者根据焊接工艺需要自由选取，V形槽深度为1mm～1.5mm。
8.根据权利要求7所述的耐高压冲击波纹金属软管，其特征在于：接头与波纹管接口配合端开有与嵌入式法兰相同的V形槽焊口。
9.根据权利要求8所述的耐高压冲击波纹金属软管，其特征在于：接头与波纹管接口、嵌入式法兰采用熔化焊接的方式连接。
10.根据权利要求1所述的耐高压冲击波纹金属软管，其特征在于：接头与金属网套、套箍采用熔化焊接的方式连接。
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