一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，屬于航天管路系統(tǒng)軟 連接技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)申請人了解在液氫、液氧壓力輸送管系中兩剛性對接部位之間需采用金屬軟管 利用其橫向變形補(bǔ)償導(dǎo)管安裝誤差、管線位移，同時(shí)要有較高的疲勞壽命和承受大過載性 能。就"一種流體輸送軟管"(實(shí)用新型專利CN200920231042)而言，其鋼絲網(wǎng)套外部安裝的 S形螺旋纏繞帶限制了金屬軟管的最小彎曲半徑，降低了軟管的撓性，且大大增加了軟管自 重；流體輸送軟管的沖壓式接管和其焊接形式在很大程度上降低了其網(wǎng)體(不含纏繞管）承 壓能力和大過載條件下的彎曲疲勞壽命。根據(jù)管路輸送系統(tǒng)要求，金屬軟管公稱通徑分別 為：Φ45ι?πι、Φ54ι?πι、Φ60ι?πι和Φ90ι?πι，該4種通徑的金屬軟管規(guī)格均為按研制需要首次米 用，目前國內(nèi)尚無此幾種規(guī)格口徑和結(jié)構(gòu)形式的金屬軟管適用于該領(lǐng)域系統(tǒng)固定環(huán)境。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于：克服國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)、規(guī)格的不足，針對以上要求，提出一 種能夠適應(yīng)復(fù)雜的力學(xué)固定環(huán)境、滿足其較高的疲勞壽命要求和較高的橫向動態(tài)補(bǔ)償能力 的金屬軟管，并填補(bǔ)國內(nèi)現(xiàn)有金屬軟管口徑的空白。本實(shí)用新型用于輸送系統(tǒng)管系中的對 接部位，補(bǔ)償導(dǎo)管安裝偏差、工作溫度及位移變形。
[0004] 本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：
[0005] 本實(shí)用新型一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，其特征在于，包括波紋管和 設(shè)于波紋管外部的鋼絲網(wǎng)套，所述波紋管的兩端連接有接管，在波紋管端部與接管的連接 處設(shè)有固定環(huán)。
[0006] 進(jìn)一步地，所述波紋管和接管通過焊接方式連接，所述固定環(huán)通過焊接方式固定 連接在波紋管端部與接管的連接處。
[0007] 進(jìn)一步地，所述接管包括直邊段、臺階段和焊接端；所述直邊段和臺階段通過15 度倒角斜面過渡連接，所述焊接端與波紋管通過焊接方式連接。
[0008] 進(jìn)一步地，所述波紋管端部敲波后通過氬弧焊與接管的焊接端對接。
[0009] 進(jìn)一步地，所述焊接端壁厚為0· 4mm。
[0010] 進(jìn)一步地，所述波紋管通徑為Φ45ι?πι、Φ54ι?πι、Φ 60mm或Φ 90mm。
[0011] 進(jìn)一步地，所述波紋管為薄壁無縫固定環(huán)形波紋管。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0013] 本實(shí)用新型的液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，通過金屬軟管輸送壓力介質(zhì)， 金屬軟管內(nèi)層為壁厚0. 2~0. 35mm的波紋管，外編鋼絲網(wǎng)套。與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本實(shí)用新 型通過對整體結(jié)構(gòu)、波形、鋼絲網(wǎng)套參數(shù)和焊接形式的設(shè)計(jì)使其在承壓能力滿足要求的前 提下具有較好的柔性，能夠補(bǔ)償較大橫向位移，滿足了復(fù)雜工況下軟管的安裝使用。使用壽 命長，且能夠承受較大過載，吸振減振效果。
【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0015] 圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖2為圖1中A區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖3為接管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖4為圖3中B區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖5為波紋管的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖中：1-波紋管；2-鋼絲網(wǎng)套；3-固定環(huán)；4-接管；41-直邊段；42-臺階段； 43-焊接端。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 如圖1-4所示，本實(shí)用新型一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，包括波紋管 1和設(shè)于波紋管1外部的鋼絲網(wǎng)套2,所述波紋管1的兩端連接有接管4,在波紋管1端部與 接管4的連接處設(shè)有固定環(huán)3。
[0022] 本實(shí)用新型所述波紋管1和接管4通過焊接方式連接，所述固定環(huán)3通過焊接方 式固定連接在波紋管1端部與接管4的連接處。所述接管4包括直邊段41、臺階段42和焊 接端43 ;所述直邊段41和臺階段42通過15度倒角斜面過渡連接，所述焊接端43與波紋 管1通過焊接方式連接。所述波紋管1端部敲波后通過氬弧焊與接管4的焊接端43對接。 所述焊接端43壁厚為0. 4mm。所述波紋管1通徑為Φ 45mm、Φ 54mm、Φ 60mm或Φ 90mm。所 述波紋管1為薄壁無縫固定環(huán)形波紋管。
[0023] 本實(shí)用新型金屬軟管為薄壁無縫波紋管與接管、鋼絲網(wǎng)套、接管與固定環(huán)依次焊 接，如圖1所示。所述接管截面分為平直的直邊段、臺階段和焊接端構(gòu)成，如圖3所示。焊 接端和臺階段尺寸根據(jù)波紋管波紋尺寸進(jìn)行適配。為使產(chǎn)品能夠適應(yīng)其使用條件下復(fù)雜的 力學(xué)固定環(huán)境、滿足其較高的疲勞壽命要求、較大過載、振動、高低溫和較高的橫向動態(tài)補(bǔ) 償能力，在現(xiàn)有金屬軟管無法滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，進(jìn)行了金屬軟管全新參數(shù)的設(shè)計(jì)，填補(bǔ)國內(nèi) 金屬軟管若干口徑的空白；進(jìn)行了整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)，如波紋管波形參數(shù)的首次設(shè)計(jì)、接 管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、接管與波紋管焊接結(jié)構(gòu)形式，接管、固定環(huán)、鋼絲網(wǎng)套的三位一體焊焊接結(jié) 構(gòu)形式等，使其能夠適應(yīng)上述復(fù)雜力學(xué)固定環(huán)境和使用要求。
[0024] 本實(shí)用新型包括輸送系統(tǒng)管系與動力裝置對接部位之間的金屬軟管，管系與箱體 對接部位以及兩剛性管系對接部位的金屬軟管。所述軟管為薄壁無縫波紋管與接管、鋼絲 網(wǎng)套、接管與固定環(huán)依次焊接。所述接管截面分為平直的直邊段、臺階段和焊接端構(gòu)成，焊 接端和臺階段尺寸根據(jù)波紋管波紋尺寸進(jìn)行適配。所述焊接端壁厚僅為〇. 4mm，通過定位工 裝與所述敲波后的波紋管一端對接，焊接質(zhì)量高，且能滿足裝配同心要求。接管臺階段有效 支撐鋼絲網(wǎng)套，避免了鋼絲網(wǎng)套鼓包(與波紋管外表面不貼合)，同時(shí)臺階段靠近直邊段一 側(cè)的15度斜角消除了應(yīng)力集中，并且為固定環(huán)、接管、鋼絲網(wǎng)套三位一體焊和后續(xù)的切網(wǎng) 工序提供了定位作用。
[0025] 本實(shí)用新型所述波紋管通徑為Φ45ι?πι、Φ54ι?πι、Φ60ι?πι和Φ90ι?πι。四種規(guī)格均為 為該領(lǐng)域首次設(shè)計(jì)并使用。
[0026] 如圖5所示，為了適應(yīng)嚴(yán)苛的使用和工作固定環(huán)境，對金屬軟管進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化， 如根據(jù)壓力、口徑要求確定波紋管壁厚務(wù)；根據(jù)材料延伸率、波紋管成型方法確定波紋管 外徑與內(nèi)徑的最佳比值；根據(jù)疲勞壽命、承壓能力、柔性及振動特性等要求確定波紋 管和鋼絲網(wǎng)套層數(shù)等等。對選定的波紋參數(shù)和鋼絲網(wǎng)套參數(shù)分別進(jìn)行了波紋管應(yīng)力評定和 鋼絲網(wǎng)套強(qiáng)度和爆破壓力校核以確保產(chǎn)品可靠性，其性能優(yōu)于國內(nèi)同類產(chǎn)品。
[0027] 為了保證產(chǎn)品質(zhì)量可靠，波紋管與接管對接時(shí)采用進(jìn)口氬弧焊機(jī)，并采用定位工 裝保證裝配時(shí)同心度要求，焊接時(shí)利用專用工裝向管內(nèi)通入高純氬氣，保證焊縫質(zhì)量。在波 紋管成型和軟管總成兩個(gè)固定環(huán)節(jié)中均使用工業(yè)內(nèi)窺鏡進(jìn)行內(nèi)窺檢查，確保管內(nèi)清潔度和 表面質(zhì)量符合GB/T 14525要求。軟管總成后按要求進(jìn)行振動、脈沖、疲勞、爆破等性能試 驗(yàn)，確保產(chǎn)品符合使用要求。
[0028] 本實(shí)用新型的液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，通過金屬軟管輸送壓力介質(zhì)。 金屬軟管內(nèi)層為壁厚0. 2~0. 35mm的波紋管，外編鋼絲網(wǎng)套。與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本實(shí)用新 型通過對整體結(jié)構(gòu)、波形、鋼絲網(wǎng)套參數(shù)和焊接形式的設(shè)計(jì)使其在承壓能力滿足要求的前 提下具有較好的柔性，能夠補(bǔ)償較大橫向位移，滿足了復(fù)雜工況下軟管的安裝使用。使用壽 命長，且能夠承受較大過載，吸振減振效果。
[0029] 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)如圖1所示，內(nèi)層為薄壁無縫固定環(huán)形波紋管，外層為不銹鋼絲 編織的鋼絲網(wǎng)套，波紋管端部第一個(gè)波沿軸線方向在波峰處進(jìn)行敲波，然后按圖1所示與 接管焊接端進(jìn)行對接，焊接時(shí)采用專用芯棒，保證波紋管與接管同軸度，同時(shí)向內(nèi)腔通入高 純氬，保證了內(nèi)焊道焊縫質(zhì)量。焊接端壁厚僅為〇. 4mm，基本與波紋管敲波后壁厚保持一致， 與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型的接管焊接端設(shè)計(jì)使得對接時(shí)，使用更小的焊接電流就能達(dá) 到合格尺寸焊縫，減小了焊接熱影響區(qū)，避免了接管后部母材出現(xiàn)晶粒過度粗大進(jìn)而影響 其機(jī)械性能，也消除了常規(guī)沖壓接管與波紋管對接時(shí)容易出現(xiàn)壁厚減薄的問題，提高了波 紋管與接管焊縫質(zhì)量。臺階段作為焊接端和直邊段的過渡部分，其外徑根據(jù)波紋管外徑進(jìn) 行匹配，臺階段支撐鋼絲網(wǎng)套，與常規(guī)軟管相比，接管具有臺階段的金屬軟管，其承壓能力 也有較大的提高。臺階段與直邊段連接部分為15°倒角過渡，避免了應(yīng)力過度集中，此處亦 是接管、鋼絲網(wǎng)套、固定環(huán)的三位一體焊焊縫位置，可以保證焊縫落在倒角的斜面上，而不 占用直邊段的尺寸。
[0030] 目前國內(nèi)在該領(lǐng)域尚無此幾種規(guī)格口徑和結(jié)構(gòu)形式的金屬軟管的使用先例，本次 為首次設(shè)計(jì)并使用。實(shí)踐證明，上述實(shí)用新型具有承壓能力高、大位移補(bǔ)償(橫向）、吸收震 動、不易泄漏、密封性好、柔性好等優(yōu)點(diǎn)，且上述性能均優(yōu)于國內(nèi)其它普通金屬軟管。
[0031] 除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變 換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，其特征在于：包括波紋管（1)和設(shè)于波紋 管（1)外部的鋼絲網(wǎng)套（2)，所述波紋管（1)的兩端連接有接管（4)，在波紋管（1)端部與接 管（4)的連接處設(shè)有固定環(huán)（3)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，其特征在于：所述 波紋管（1)和接管（4 )通過焊接方式連接，所述固定環(huán)（3 )通過焊接方式固定連接在波紋管 (1)端部與接管（4)的連接處。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，其特征在于：所述 接管（4)包括直邊段（41)、臺階段（42)和焊接端（43);所述直邊段（41)和臺階段（42)通 過15度倒角斜面過渡連接，所述焊接端（43)與波紋管（1)通過焊接方式連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，其特征在于： 所述波紋管（1)端部敲波后通過氬弧焊與接管（4 )的焊接端（43 )對接。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，其特征在于：所述 焊接端（43)壁厚為0. 4mm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，其特征在于：所述 波紋管（1)通徑為Φ45謹(jǐn)、Φ54mm、Φ6Ctam或Φ9Ctam。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，其特征在于：所述 波紋管（1)為薄壁無縫固定環(huán)形波紋管。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種液氫、液氧壓力輸送管系用金屬軟管，包括波紋管和設(shè)于波紋管外部的鋼絲網(wǎng)套，所述波紋管的兩端連接有接管，在波紋管端部與接管的連接處設(shè)有固定環(huán)。所述波紋管和接管通過焊接方式連接，所述固定環(huán)通過焊接方式固定連接在波紋管端部與接管的連接處。本實(shí)用新型能夠適應(yīng)復(fù)雜的力學(xué)固定環(huán)境、滿足其較高的疲勞壽命要求和較高的橫向動態(tài)補(bǔ)償能力的金屬軟管，并填補(bǔ)國內(nèi)現(xiàn)有金屬軟管口徑的空白。
【IPC分類】F16L11/15
【公開號】CN205136865
【申請?zhí)枴緾N201520839724
【發(fā)明人】梅鑫, 張華京, 舒楊
【申請人】航天晨光股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年10月28日