CN205136865U - 一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，包括波纹管和设于波纹管外部的钢丝网套，所述波纹管的两端连接有接管，在波纹管端部与接管的连接处设有固定环。所述波纹管和接管通过焊接方式连接，所述固定环通过焊接方式固定连接在波纹管端部与接管的连接处。本实用新型能够适应复杂的力学固定环境、满足其较高的疲劳寿命要求和较高的横向动态补偿能力的金属软管，并填补国内现有金属软管口径的空白。

Description

一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管

技术领域

本实用新型涉及一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，属于航天管路系统软连接技术领域。

背景技术

据申请人了解在液氢、液氧压力输送管系中两刚性对接部位之间需采用金属软管利用其横向变形补偿导管安装误差、管线位移，同时要有较高的疲劳寿命和承受大过载性能。就“一种流体输送软管”（实用新型专利CN200920231042）而言，其钢丝网套外部安装的S形螺旋缠绕带限制了金属软管的最小弯曲半径，降低了软管的挠性，且大大增加了软管自重；流体输送软管的冲压式接管和其焊接形式在很大程度上降低了其网体（不含缠绕管）承压能力和大过载条件下的弯曲疲劳寿命。根据管路输送系统要求，金属软管公称通径分别为：Ф45mm、Ф54mm、Ф60mm和Ф90mm，该4种通径的金属软管规格均为按研制需要首次采用，目前国内尚无此几种规格口径和结构形式的金属软管适用于该领域系统固定环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服国内现有技术、规格的不足，针对以上要求，提出一种能够适应复杂的力学固定环境、满足其较高的疲劳寿命要求和较高的横向动态补偿能力的金属软管，并填补国内现有金属软管口径的空白。本实用新型用于输送系统管系中的对接部位，补偿导管安装偏差、工作温度及位移变形。

本实用新型技术方案如下：

本实用新型一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，其特征在于，包括波纹管和设于波纹管外部的钢丝网套，所述波纹管的两端连接有接管，在波纹管端部与接管的连接处设有固定环。

进一步地，所述波纹管和接管通过焊接方式连接，所述固定环通过焊接方式固定连接在波纹管端部与接管的连接处。

进一步地，所述接管包括直边段、台阶段和焊接端；所述直边段和台阶段通过15度倒角斜面过渡连接，所述焊接端与波纹管通过焊接方式连接。

进一步地，所述波纹管端部敲波后通过氩弧焊与接管的焊接端对接。

进一步地，所述焊接端壁厚为0.4mm。

进一步地，所述波纹管通径为Ф45mm、Ф54mm、Ф60mm或Ф90mm。

进一步地，所述波纹管为薄壁无缝固定环形波纹管。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的液氢、液氧压力输送管系用金属软管，通过金属软管输送压力介质，金属软管内层为壁厚0.2～0.35mm的波纹管，外编钢丝网套。与现有产品相比，本实用新型通过对整体结构、波形、钢丝网套参数和焊接形式的设计使其在承压能力满足要求的前提下具有较好的柔性，能够补偿较大横向位移，满足了复杂工况下软管的安装使用。使用寿命长，且能够承受较大过载，吸振减振效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的整体结构图。

图2为图1中A区域的结构示意图。

图3为接管的结构示意图。

图4为图3中B区域的结构示意图。

图5为波纹管的局部结构示意图。

图中：1-波纹管；2-钢丝网套；3-固定环；4-接管；41-直边段；42-台阶段；43-焊接端。

具体实施方式

如图1-4所示，本实用新型一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，包括波纹管1和设于波纹管1外部的钢丝网套2，所述波纹管1的两端连接有接管4，在波纹管1端部与接管4的连接处设有固定环3。

本实用新型所述波纹管1和接管4通过焊接方式连接，所述固定环3通过焊接方式固定连接在波纹管1端部与接管4的连接处。所述接管4包括直边段41、台阶段42和焊接端43；所述直边段41和台阶段42通过15度倒角斜面过渡连接，所述焊接端43与波纹管1通过焊接方式连接。所述波纹管1端部敲波后通过氩弧焊与接管4的焊接端43对接。所述焊接端43壁厚为0.4mm。所述波纹管1通径为Ф45mm、Ф54mm、Ф60mm或Ф90mm。所述波纹管1为薄壁无缝固定环形波纹管。

本实用新型金属软管为薄壁无缝波纹管与接管、钢丝网套、接管与固定环依次焊接，如图1所示。所述接管截面分为平直的直边段、台阶段和焊接端构成，如图3所示。焊接端和台阶段尺寸根据波纹管波纹尺寸进行适配。为使产品能够适应其使用条件下复杂的力学固定环境、满足其较高的疲劳寿命要求、较大过载、振动、高低温和较高的横向动态补偿能力，在现有金属软管无法满足设计要求时，进行了金属软管全新参数的设计，填补国内金属软管若干口径的空白；进行了整体结构的优化改进，如波纹管波形参数的首次设计、接管的结构设计、接管与波纹管焊接结构形式，接管、固定环、钢丝网套的三位一体焊焊接结构形式等，使其能够适应上述复杂力学固定环境和使用要求。

本实用新型包括输送系统管系与动力装置对接部位之间的金属软管，管系与箱体对接部位以及两刚性管系对接部位的金属软管。所述软管为薄壁无缝波纹管与接管、钢丝网套、接管与固定环依次焊接。所述接管截面分为平直的直边段、台阶段和焊接端构成，焊接端和台阶段尺寸根据波纹管波纹尺寸进行适配。所述焊接端壁厚仅为0.4mm，通过定位工装与所述敲波后的波纹管一端对接，焊接质量高，且能满足装配同心要求。接管台阶段有效支撑钢丝网套，避免了钢丝网套鼓包（与波纹管外表面不贴合），同时台阶段靠近直边段一侧的15度斜角消除了应力集中，并且为固定环、接管、钢丝网套三位一体焊和后续的切网工序提供了定位作用。

本实用新型所述波纹管通径为Ф45mm、Ф54mm、Ф60mm和Ф90mm。四种规格均为为该领域首次设计并使用。

如图5所示，为了适应严苛的使用和工作固定环境，对金属软管进行了设计优化，如根据压力、口径要求确定波纹管壁厚；根据材料延伸率、波纹管成型方法确定波纹管外径与内径的最佳比值；根据疲劳寿命、承压能力、柔性及振动特性等要求确定波纹管和钢丝网套层数等等。对选定的波纹参数和钢丝网套参数分别进行了波纹管应力评定和钢丝网套强度和爆破压力校核以确保产品可靠性，其性能优于国内同类产品。

为了保证产品质量可靠，波纹管与接管对接时采用进口氩弧焊机，并采用定位工装保证装配时同心度要求，焊接时利用专用工装向管内通入高纯氩气，保证焊缝质量。在波纹管成型和软管总成两个固定环节中均使用工业内窥镜进行内窥检查，确保管内清洁度和表面质量符合GB/T14525要求。软管总成后按要求进行振动、脉冲、疲劳、爆破等性能试验，确保产品符合使用要求。

本实用新型的液氢、液氧压力输送管系用金属软管，通过金属软管输送压力介质。金属软管内层为壁厚0.2～0.35mm的波纹管，外编钢丝网套。与现有产品相比，本实用新型通过对整体结构、波形、钢丝网套参数和焊接形式的设计使其在承压能力满足要求的前提下具有较好的柔性，能够补偿较大横向位移，满足了复杂工况下软管的安装使用。使用寿命长，且能够承受较大过载，吸振减振效果。

本实用新型结构如图1所示，内层为薄壁无缝固定环形波纹管，外层为不锈钢丝编织的钢丝网套，波纹管端部第一个波沿轴线方向在波峰处进行敲波，然后按图1所示与接管焊接端进行对接，焊接时采用专用芯棒，保证波纹管与接管同轴度，同时向内腔通入高纯氩，保证了内焊道焊缝质量。焊接端壁厚仅为0.4mm，基本与波纹管敲波后壁厚保持一致，与常规结构相比，本实用新型的接管焊接端设计使得对接时，使用更小的焊接电流就能达到合格尺寸焊缝，减小了焊接热影响区，避免了接管后部母材出现晶粒过度粗大进而影响其机械性能，也消除了常规冲压接管与波纹管对接时容易出现壁厚减薄的问题，提高了波纹管与接管焊缝质量。台阶段作为焊接端和直边段的过渡部分，其外径根据波纹管外径进行匹配，台阶段支撑钢丝网套，与常规软管相比，接管具有台阶段的金属软管，其承压能力也有较大的提高。台阶段与直边段连接部分为15°倒角过渡，避免了应力过度集中，此处亦是接管、钢丝网套、固定环的三位一体焊焊缝位置，可以保证焊缝落在倒角的斜面上，而不占用直边段的尺寸。

目前国内在该领域尚无此几种规格口径和结构形式的金属软管的使用先例，本次为首次设计并使用。实践证明，上述实用新型具有承压能力高、大位移补偿（横向）、吸收震动、不易泄漏、密封性好、柔性好等优点，且上述性能均优于国内其它普通金属软管。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，其特征在于：包括波纹管（1）和设于波纹管（1）外部的钢丝网套（2），所述波纹管（1）的两端连接有接管（4），在波纹管（1）端部与接管（4）的连接处设有固定环（3）。

2.根据权利要求1所述的一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，其特征在于：所述波纹管（1）和接管（4）通过焊接方式连接，所述固定环（3）通过焊接方式固定连接在波纹管（1）端部与接管（4）的连接处。

3.根据权利要求1所述的一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，其特征在于：所述接管（4）包括直边段（41）、台阶段（42）和焊接端（43）；所述直边段（41）和台阶段（42）通过15度倒角斜面过渡连接，所述焊接端（43）与波纹管（1）通过焊接方式连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，其特征在于：所述波纹管（1）端部敲波后通过氩弧焊与接管（4）的焊接端（43）对接。

5.根据权利要求3所述的一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，其特征在于：所述焊接端（43）壁厚为0.4mm。

6.根据权利要求1所述的一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，其特征在于：所述波纹管（1）通径为Ф45mm、Ф54mm、Ф60mm或Ф90mm。

7.根据权利要求1所述的一种液氢、液氧压力输送管系用金属软管，其特征在于：所述波纹管（1）为薄壁无缝固定环形波纹管。