一种绝缘保温夹套金属软管的制作方法

本发明涉及一种绝缘保温夹套金属软管，尤其是一种用于输送熔盐介质的流体输送软管，属于输送管路软连接管技术领域。

背景技术：

诸如高温熔盐槽式光热发电输送熔盐介质之类的流体输送场合，不仅要求金属软管能够吸收振动、补偿运动位移、耐高温和腐蚀，还需要能够保证介质温度，具有绝缘保护，并在整个输送过程中始终保持良好的柔性。据申请人了解，现有金属软管无法满足上述需求。

检索可知，申请号为cn201510617513、cn201721680607的中国专利文献分别公开了一种双壁保温波纹管和一种高强度保温双壁波纹管，其外壁虽然呈波纹状，但内壁光滑，并非双层波纹管。

此外，申请号为cn201810311427的中国专利文献公开了一种保温型双壁波纹管，该波纹管为多层结构，保温材料包覆在双层波纹管外，并非用于输送介质。

因此，上述现有技术的局限性使其均无法在充分发挥波纹管吸收振动、补偿偏差等基本特长前提下，满足介质输送过程中的绝缘保温要求。

技术实现要素：

本发明的首要目的在于：针对现有技术存在的缺陷，通过结构改进，提出一种在保证介质输送过程中具有良好吸收振动、补偿偏差、耐高压等基本性能前提下，可以切实满足绝缘保温以及柔韧性要求的绝缘保温夹套金属软管。

本发明进一步的目的在于：提出一种即使在挠曲情况下依然可以保持理想绝缘保温性能的夹套金属软管。

为了达到以上首要目的，本发明绝缘保温夹套金属软管的基本技术方案为：包括两端分别延伸出接管的波纹内管和两端分别延伸出接口的波纹外管，所述接口与具有外挡边的环盖固连，所述接管对应环盖外挡边的位置径向延伸出限位止口，所述波纹内管和波纹外管之间衬有延伸到接口内的保温层，所述环盖内装有将其与接管隔离的绝缘环。

由于本发明采用了机械固定的夹套保温结构，并通过绝缘环隔离波纹内管和波纹外管（简称内管和外管），因此不仅保持了吸收振动、补偿安装偏差、耐高压等基本功能，还妥善解决了现有技术不保温绝缘以及柔韧性较差的问题。

本发明基本技术方案进一步的完善还有：

所述绝缘环为两片半圆环状耐高温隔热件，对合卡在接管外圆上，这样便于装配，将内管和外管分隔开，保证内外管绝缘同时不影响保温效果。

所述保温层由高硅氧玻璃纤维毡和玻璃纤维布带编织缠绕层构成，端部用包箍固定，在绝缘保温的同时不影响软管的柔性。

所述波纹内管和波纹外管均为u型波不锈钢波纹管，端部分别与接管和接口焊接固连。

为了达到进一步的目的，申请人在理论研究的基础上通过反复试验摸索验证，发现波纹内管的弯曲刚度kθ内和波纹外管的弯曲刚度kθ外之比与波纹内管的弹性模量eb^t内、中径dm内、壁厚δp内、单位长度波数n内、波高h内和波纹外管的弹性模量eb^t外、中径dm外、壁厚δp外、单位长度波数n外、波高h外满足具有关系

kθ内/kθ外＝

(eb^t内/eb^t外)³×(dm内/dm外)³×(δp内/δp外)³×(n外/n内)×(h外/h内)³

因此设计中，材料选择以及几何参数确定使得

所述波纹内管的弹性模量eb^t内、中径dm内、壁厚δp内、单位长度波数n内、波高h内和波纹外管的弹性模量eb^t外、中径dm外、壁厚δp外、单位长度波数n外、波高h外满足以下关系式

(eb^t内/eb^t外)³×(dm内/dm外)³×(δp内/δp外)³×(n外/n内)×(h外/h内)³＝0.9～1.3

这样，波纹内管和波纹外管具有基本一致的挠曲刚性，从而在输送介质发生挠曲变形时，依然保持波纹内管和波纹外管之间的保温层间距基本不变，始终保持理想的绝缘保温性能。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为图1中a处放大结构示意图。

图3为本发明实施例二的结构示意图。

图3-1、3-2、3-3分别为三种挠曲变形示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的绝缘保温夹套金属软管如图1和图2所示，主要由两端分别焊接延伸出接管1-1的波纹内管1和两端分别焊接延伸出接口2-1的波纹外管2构成，波纹为u型波，材质采用不锈钢，可以满足高压、高温和抗腐蚀的要求。接口2-1具有外缩径段，外缩径段插装在具有外挡边5-1的环盖5内孔中借助螺钉6固连。接管1-1的外径与波纹内管1外径相等，波纹内管1外包裹有延伸到接管1-1的钢丝网套3-1，钢丝网套3-1的端部通过同时箍紧接管1-1和波纹内管1连接处的环箍1-3紧箍定位，可以保护波纹内管1、避免保温材料落入波纹内管1的波纹中。

接管1-1对应环盖5外挡边5-1的位置径向延伸出限位止口1-2，波纹内1管和波纹外管2之间衬有延伸到接口2-1内的保温层3，该保温层3由高硅氧玻璃纤维毡和玻璃纤维布带编织缠绕层3-2构成，端部采用包箍1-4箍紧固定，在绝缘保温减少高温介质能量损失的同时不影响软管的柔性。

环盖5内装有将其与接管1-1隔离的绝缘环4。绝缘环4为两片半圆环状耐高温隔热件，对合卡在接管1-1外圆上，这样便于装配，将内管和外管分隔开，保证内外管绝缘同时不影响保温效果。

本实施例不仅实现了在保证吸收振动、补偿安装偏差、耐高压功能前提下的绝缘保温，而且在内、外波纹管轴向限位、径向定位的同时，保留了其周向具有一定相对转动的自由度，因此可以消除扭曲应力，因此十分适合应用于高温熔盐槽式光热发电装置，有助于提高该产品的使用安全性和能源的有效利用率。

实施例二

本实施例的绝缘保温夹套金属软管如图3所示，基本结构与实施例一相同，不同之处在于绝缘环4与环盖5以及波纹外管的接口2-1和波纹内管的接管1-1之间均具有封胶层7，环盖5的内端与波纹外管的接口2-1相对端面之间也具有封胶层7，这样的密封结构可以更有效地发挥保温作用。

此外，理论研究可知，输送介质用的水平安置u型波纹管的挠度与其所选材质的弹性模量、中径（即外径和内径的平均值）、材料壁厚、单位长度波数、波高均有一定关系。理论研究和反复试验摸索归纳总结出波纹内管的弯曲刚度kθ内与波纹外管的弯曲刚度kθ外之比具有关系式

kθ内/kθ外＝(eb^t内/eb^t外)³×(dm内/dm外)³×(δp内/δp外)³×(n外/n内)×(h外/h内)³

式中：脚标“内”、“外”分别代表波纹内管、波纹外管相应参数

kθ——波纹管的弯曲刚度（n/mm）——波纹管抗挠曲变形能力

eb^t——波纹材料的弹性模量（mpa）——由所选材质确定

dm——波纹管的中径（mm）——设计确定

δp——波纹管的壁厚（mm）——选材规格

n——单位长度波纹管的波数（个）——设计确定

当通过适当选材、合理设计，使kθ内/kθ外＝1时（工程实践中通常调控在0.9～1.3范围即可），即可在输送介质发生挠曲变形时，如图3-1所示，保持波纹内管1和波纹外管2之间的保温层3厚度基本不变。避免波纹内管或波纹外管弯曲刚度小导致出现图3-3或图3-2的不均衡挠曲变形，导致保温层间距不均匀，影响保温效果。

试验表明，本实施例的绝缘保温夹套金属软管在输送介质发生挠曲变形时，依然保持波纹内管和波纹外管之间的保温层间距基本不变，从而始终保持良好的绝缘保温性能。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。其材质不限于不锈钢，用途也不限于高温熔盐槽式光热发电装置，接头端不一定是焊接形式，可以是其他链接形式，如法兰、螺纹接头。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

附：参考文献

1）.“u型波纹管大挠度变形的积分方程描述及其迭代算法”——《应用力学学报》2001年01期

2）.“七种类型波纹管的刚度计算”——《仪器制造》1985年06期

3）.“u型波纹管刚度计算及运用”——《上海大学学报(自然科学版)》1995年01期

4）.“波纹管的刚度及制造误差的分析”——《仪表技术与传感器》1982年05期。