專利名稱：包括波紋管和外部機械保護物的撓性管道系統的制作方法
包括波紋管和外部機械保護物的撓性管道系統
本發明涉及一種在工業領域，尤其在能源領域上用于輸送危險或非 危險流體的撓性管道系統。
已知燃氣渦輪機尤其設有該類型的撓性管道系統。為此，每個撓性 管道系統可簡單地由插入不銹鋼制成的護套中的撓性管組成。
更加復雜的撓性管道系統已經被開發出來，其針對來自外界的外部 壓力易對撓性管道系統造成傷害為其提供了更強的保護。此撓性管道系
統通常包括波紋管，圍繞該波紋管依次附加有首先， 一或兩個由不銹 鋼制成的管狀的耐壓編織物；其次，同樣為管狀的外部機械保護物。
以本申請人的名義的法國專利申請FR 2 883 356披露了甚至更為復 雜的此撓性管道系統的型式，根據該型式的撓性管道系統，管狀的抗摩 編織物可位于波紋管和耐壓編織物之間，阻尼套可位于該耐壓編織物與 外部機械保護物之間。
當現有技術中的該外部受保護的管道系統處于極強的振動環境時， 例如在燃氣渦輪機上，可以發現該外部保護物很快就受到了一定程度的 磨損。
本發明的目的尤其在于消除這種缺陷。
該目的是通過本發明的用于輸送流體的撓性管道系統來實現的，該 撓性管道系統包括內部的波紋管和管狀的外部機械保護物，圍繞所述波 紋管附加有至少 一 個由適當材料制成的管狀的耐壓編織物，值得注意的 是，該撓性管道系統包括圍繞所述外部機械保護物設置的耐磨護套。
由于所述耐磨護套的存在，該管道系統可安裝于極強的振動環境，件，例如其他的管道系統或固定構件的摩#察而磨損的風險。 根據本發明的其他可選特征
-所述撓性管道系統進 一 步包括位于所述波紋管和所述耐壓編織物 之間的管狀的抗摩編織物，所述抗摩編織物由適當材料制成，該材料的
硬度和/或摩擦系數相比那些用于制造耐壓編織物的材料較'J、；
-所述撓性管道系統進一步包括位于所述耐壓編織物和所述外部機
械保護物之間的阻尼套；
-所述耐磨護套由選自如下群組的材料形成，該群組包括由帶涂層
的玻璃纖維制成的機織材料、由PEEK制成的編織材料、基于粗聚酰胺
纖維的機織材料、基于Tefloi^的材料、基于Kevlar⑧的材料、以及基于涂
有硅樹脂的玻璃纖維的針織材料；
-所述耐磨護套由能耐受125。C以上、優選為25(fC以上溫度的材料
形成；
-所述耐磨護套包括具有良好耐高溫特性的內子層以及具有高耐磨 特性的外子層。
-所述內子層由選自如下群組的材料形成，該群組包括纖維材料和 金屬材料，所述纖維材料基于可為機織物形式的玻璃纖維或玄武巖纖維；
-所述外子層由選自如下群組中的材料形成，該群組包括由帶涂層 的玻璃纖維制成的機織材料、由PEEK制成的編織材料、基于粗聚酰胺 纖維的機織材料、基于Tefloi^的材料、基于Kevlar⑧的材料、以及基于涂 有硅樹脂的玻璃纖維的針織材料；
-所述耐磨護套在外界和外部機械保護物之間提供優選能夠達到 50°C的溫度梯度的隔熱效果；
-所述波紋管可具有平行或螺旋的波紋；
-所述波紋管由不銹鋼和鎳基合金組成的群組中選定的材料制成； -所述抗摩編織物由諸如青銅的銅合金、天然纖維和合成纖維組成的 群組中選定的材料制成；
-每個耐壓編織物均例如由不銹鋼制成；
-每個阻尼套均例如由玻璃纖維編織物或涂有硅樹脂的玻璃纖維針織物，要不就是別的等效材料制成；以及
-所述外部機械保護物包括由不銹鋼或類似的材料制成的搭接式管。
在從一 系列可能性中提取的兩個實施例的具體描述中，本發明將得 到更好的理解，該描述以下將結合附圖給出
-
圖1為根據本發明第一實施例的撓性管道系統的整體示意圖，其中
一個端部E以截面圖的形式《會示；
-圖lbis為圖1中的管道系統的局部示意圖，其以剖視圖的方式繪
示從而揭示了形成該管道系統的所有層次；
-圖2為圖1中的端部E的縱向截面放大示意-圖3為沿著圖2中所示的撓性管道系統的線3-3的剖面-圖4為沿著圖2中所示的撓性管道系統的線4-4的剖面圖；以及
-圖5-8為在本發明另一實施例的示例中與圖lbis-4相似類型的各附圖。
現在參照圖1-4，管道系統1通過具有平行波紋3的波紋管2獲得， 該波紋管2由不銹鋼制成，并且其兩端均焊接至管接頭5。
抗摩編織物6由例如青銅制成，它沿著波紋管2滑動。該抗摩編織 物6為管狀，并且其內徑稍大于波紋管2的最大直徑，同時其長度與所 述波紋管2的長度大致相等。i兌得更詳細點，該抗摩編織物6的兩端均 巻嵌在相應的管接頭5設有的凹槽7中，同時通過容置于該凹槽7中的 軟管夾8而被保持在該位置。
耐壓編織物9由例如不4秀鋼或鎳基合金制成，它可沿著所述抗摩編 織物6滑動。該耐壓編織物9設計具有其內徑稍大于抗摩編織物6的外 徑，同時其長度與該抗摩編織物6的長度大致相等。止動環ll可在所述 耐壓編織物9的兩端的每一端上滑動，所述耐壓編織物9和每個止動環 11于是能夠通過焊縫S焊接至相應的管接頭5的外側面或表面。
阻尼套12，其優選的使用涂有硅樹脂的玻璃纖維針織物制成并且具有優選在3-4mm之間的厚度，它可沿著耐壓編織物9滑動從而與所述 止動環11頂靠。
機械保護物，其可圍繞阻尼套12滑動。所述機械保護物采取不銹鋼 搭接式(agraf6)管13的方式制成，在其兩端均設有補償環14。說的更 詳細點，外部的止動環15可在搭接式管13的兩端的每一端上滑動，同 時后者連同其補償環14,在其兩端的每一端上通過焊接被最終固定至止 動環15和管接頭5的外側面。
耐磨護套17可沿著機械保護物13滑動。在護套17的每端上巻繞的 止動環19緊固該護套至每個管接頭5。
在本發明的上下文中，術語"耐磨"意味著護套17在其受到長時間 持續的振動時能夠經受分離的機械接觸，也就是例如當管道系統1裝設 于燃氣渦輪機上時，在該情況下，該機械裝置產生的振動易使所述管道 系統1與其他的鄰近管道系統或該機械裝置中的固定構件摩擦。護套17 通常的使用壽命是幾年，可能能久至10年。
耐磨護套17可由帶涂層的玻璃纖維編織而成該類型的護套例如通 過7>司菲特爾莫古保護系統集團(Federal Mogul Systems Protection Group )以商標Bentley-Harris -Thermojacket S出售。拋開其優良的耐磨 特性，此護套能經受持續550°C的溫度，并且能夠使得搭接式管13隔熱 (在外界和搭接式管之間具有50°C的溫度梯度)。
耐磨護套17也可由PEEK (聚醚醚酮)編織而成該類型的護套例 如通過/>司菲特爾莫古保護系統集團(Federal Mogul Systems Protection Group )以商標Bentley-Harris -Expando PEEK出售。拋開其優良的耐磨 特性，此護套能經受持續260°C的溫度。
耐磨護套17也可為基于粗聚酰胺纖維的編織物該類型的護套例如 通過7>司菲特爾莫古保護系統集團(Federal Mogul Systems Protection Group )中以商標Bentley-Harris -ProGard A售。拋開其優良的耐磨特性， 此護套能經受持續125°C的溫度。
根據其他可能的變型，耐磨護套17能夠基于Teflon 、 Kevlar 、要 不就是與阻尼套12相同的材料制成。從法國專利申請FR2 883 356中可 以得知，由于波紋管2的波紋3的牙頂設置與抗摩編織物6接觸，且該
8。了相對位移，因為阻尼套12將該相對位移減少到最低，所以更加減少了 磨損現象。該阻尼套抑制了所述振動，從而在某些情況下防止這些零部 件由于這些振動的作用發生共振。舉例來說，可以了解根據本發明的設有此"阻尼套/抗摩編織物"組 合的撓性管道系統l,能夠比那些傳統使用的撓性管道系統多20倍的使 用壽命。耐磨護套17防止機械保護物13由于與位于管道系統1內的臨近構 件摩擦而磨損。尤其是這樣一種示例，當管道系統1安裝在燃氣渦輪機上時，由該機械裝置產生的振動易使管道系統1與其他的鄰近管道系統或該機械裝置的固定構件摩擦。值得注意的是，在用于燃氣渦輪機上的管道系統1的特定示例中，在該管道系統中流動的流體溫度可能很高(通常在450。C左右)。事實上使用耐高溫并且尤其提供隔熱效果的護套17于是成為有利因素。這樣因此不用再像往常那樣必須使用昂貴且大的熱保護氈。圖5-8所示的實施例相比之前的實施例具有更為簡單的結構。相差100的相似的數字編號用于表示所述兩個實施例中共有的構件。第二實施例中的管道系統101從里至外包括波紋管102、耐壓編織物109、 ^搭接式管113以及耐磨護套117。所述編織物109通過止動環lll被緊固至每個管接頭105,并且其可被焊接(焊縫S )。搭接式管113通過止動環115和焊縫S被緊固至每個管接頭105。耐磨護套117通過止動環119被緊固至每個管接頭105。換句話說，該第二實施例與之前的實施例的不同在于，其既不包括抗摩編織物6也不包括阻尼套12。當然，本發明并不限于所描述和揭示的實施例，這些實施例的提供<義作為簡單的例示。因此，耐磨護套17 (或117)例如可包括這樣兩個子分層，也就是具有良好的耐高溫特性的內子層(即面對機械保護物13或113)和具有優良的耐磨特性的外子層。適用于耐磨護套的此雙子層的技術方案能夠結合形成該兩個子層的 每種材料相關的優點，因此為每個子層選擇一種在經受壓力(熱量、溫 度)時能達到最優化的材料。舉例來說，內子層可由基于玻璃纖維或玄武巖纖維的纖維材料形成， 這些纖維可為才幾織物的形式，例如玻璃纖維4幾織物。所述內子層也可由金屬薄片形成，例如鋁箔。理想地，所述內子層在外子層和搭接式管13或113之間能夠形成至 少50°C的溫度梯度。所述外子層可例如由以上描述的任何材料形成(由帶涂層的玻璃纖 維制成的機織材料、由PEEK制成的編織材料、基于粗聚酰胺纖維的機 織材料、基于Tefloi^的材料、基于Kevlar⑧的材料、以及基于涂有硅樹脂 的玻璃纖維的針織材料等等)。內子層與外子層之間可通過涂層或黏結連接起來。所述兩個子層也可在機械保護物13或113上連續地轉繞或滑動。
權利要求
1.用于輸送流體的撓性管道系統(1；101)，其包括內部的波紋管(2；102)和管狀的外部機械保護物(13；113)，圍繞所述波紋管附加有至少一個由適當材料制成的管狀的耐壓編織物(9；109)，其特征在于，該撓性管道系統包括圍繞所述外部機械保護物(13；113)設置的耐磨護套(17；117)。
2. 根據權利要求1所述的撓性管道系統(1)，其特征在于，其還包 括位于所述波紋管(2)和所述耐壓編織物(9)之間的管狀的抗摩編織 物(6)，所述抗摩編織物(6)由適當的材料制成，該材料的硬度和/或摩 擦系數相比那些用于制造所迷耐壓編織物(9)的材料較小。
3. 根據權利要求1或2所述的撓性管道系統(1 ),其特征在于，其 還包括位于所述耐壓編織物(9)和所述外部機械保護物(13)之間的阻 尼套(12)。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的撓性管道系統(1; 101),其特 征在于，所述耐磨護套(17; 117)由選自如下群組的材料形成，該群組 包括由帶涂層的玻璃纖維制成的機織材料、由PEEK制成的編織材料、 基于粗聚酰胺纖維的機織材料、基于Tefloi^的材料、基于Kevla^的材料、 以及基于涂有硅樹脂的玻璃纖維的針織材料。
5. 根據前述權利要求中任一項所述的撓性管道系統(1; 101)，其特 征在于，所述耐磨護套(17; 117)由能耐受125°C以上、優選為250°C以上溫度的材料形成。
6. 根據權利要求1-3中任一項所述的撓性管道系統(1; 101 ),其特 征在于，所述耐磨護套(17; 117)包括具有良好耐高溫特性的內子層以 及具有高耐磨特性的外子層。
7. 根據權利要求6所述的撓性管道系統(1; 101)，其特征在于，所 述內子層由選自如下群組的材料形成，該群組包括纖維材料和金屬材 料，所述纖維材料基于可為機織物形式的玻璃纖維或玄武巖纖維。
8. 根據權利要求6或7所述的撓性管道系統(1; 101)，其特征在于， 所述外子層由選自如下群組的材料形成，該群組包括由帶涂層的玻璃 纖維制成的機織材料、由PEEK制成的編織材料、基于粗聚酰胺纖維的 機織材料、基于Tefloi^的材料、基于Kevlar⑧的材料、以及基于涂有硅樹 脂的玻璃纖維的針織材料。
9. 根據前述權利要求中任一項所述的撓性管道系統(1; 101)，其特 征在于，所述耐磨護套在外界和外部機械保護物(13; 113)之間提供優 選能達到5(TC的溫度梯度的隔熱效果。
10. 根據前述權利要求中任一項所述的撓性管道系統(1; 101)，其 特征在于，所述波紋管(2; 102)具有平行或螺旋的波紋(3; 103)。
11. 根據前述權利要求中任一項所述的撓性管道系統(1; 101)，其 特征在于，所述波紋管(2; 102)由不銹鋼和鎳基合金組成的群組中選 定的材料制成。
12. 根據從屬于權利要求2的前述權利要求中的任一項所述的撓性 管道系統(1),其特征在于，所述抗摩編織物(6)由銅合金、天然纖維 和合成纖維組成的群組中選定的材料制成。
13. 根據前述權利要求中任一項所述的撓性管道系統(1; 101),其 特征在于，每個耐壓編織物(9; 109)均例如由不4秀鋼制成。
14. 根據從屬于權利要求3的前述權利要求中的任一項所述的撓性管道系統(1)，其特征在于，每個阻尼套(12)均由玻璃纖維編織物或 涂有硅樹脂的玻璃纖維針織物制成。
15.根據前述權利要求中任一項所述的撓性管道系統(1; 101),其 特征在于，所述外部機械保護物包括由不銹鋼或類似材料制成的搭接式 管(13; 113 )。
全文摘要
本發明涉及一種用于輸送流體的撓性管道系統(101)，其包括內部的波紋管(102)和管狀的外部機械保護物(113)，圍繞所述波紋管設有由適當材料制成的管狀的耐壓編織物(109)。所述撓性管道系統還包括圍繞所述外部機械保護物(113)設置的耐磨護套(117)。
文檔編號F16L11/115GK101680578SQ200880018962
公開日2010年3月24日 申請日期2008年6月4日 優先權日2007年6月7日
發明者卡羅利娜·甘特 申請人:圖百思特靈活解決方案公司