[发明专利]低温万向联轴器

说明书

技术领域

本发明涉及低温烃输送管道的联轴器结构，该结构包括：

-第一和第二低温输送管道，二者均具有使第一和第二管道互接的金属壁和挠性管；

-铰接支架，包括：

-第一组臂，其基座端与第一管道连接；

-环绕挠性管的支撑环，该支撑环被铰接到第一组臂的铰链端件上，且第一组臂可绕第一轴在枢轴上转动；以及

-第二组臂，其基座端与第二管道连接，该第二组臂具有被铰接到支撑环上的铰链端件、且可绕第二轴在枢轴上转动，且该第二轴沿第一轴的横向延伸。

背景技术

由美国专利US 4,097,072可知，可使用挠性软管将输油管的刚性导管互接起来。挠性软管在笼形万向接头内延伸，且万向接头可将大的静态和动态机械载荷从一刚性导管传递到另一刚性导管，同时允许导管相对于彼此绕两根垂直的轴在枢轴上转动。挠性导管无需传递非常大的力，就能提供运动的自由度，且形成对流体而言密封的连接。

当输送诸如LPG或LNG之类的低温液体时，导管温度有可能变得非常低，例如零下130℃。需对挠性软管作一些特殊处理，以防止其在经历几个弯曲周期后变得脆弱和出现破裂。此外，万向节构件或万向联轴器将承受低温。尤其在启动和停止对低温液体的输送期间，温差会造成相对大的局部收缩和膨胀；这有可能由于铰链未对准而使万向接头不能正常工作，使万向接头不能再绕铰链的轴在枢轴上转动，从而变得滞塞。低温对万向接头造成的另一不利影响是，在潮湿的海上环境中出现的结冰有可能使铰链冻结在一起。

发明内容

因此，本发明的一目的是提供一种铰接式低温输送管道，该管道可在低温下可靠而又无故障地被使用。本发明的另一目的是提供一种低温输送线，该输送线使用万向联轴器、且可降低在联轴器枢轴点上的热载荷。

至此，本发明的联轴器结构的特征是，第一和第二组臂的基座端经由至少一个连接器构件与第一和第二管道连接，且该连接器构件沿各自管道的横向延伸。

通过将支承臂附到横向连接器构件上，可获得机械性的强连接，该连接可承受沿轴向的较大的力。此外，通过将臂附在距低温管道金属壁稍远处，可形成绝热空间，该绝热空间可避免臂变得过冷、并从而避免在臂的铰链端处的铰链变得过冷。

连接器构件可通过将挠性管的法兰与第一和第二金属管道连接起来而构成。可在法兰之间放置绝热材料。

或者，连接器构件可由诸如纤维增强复合材料之类的绝热材料制成，但也可以例如由钢板制成，且该钢板较臂的长度和绝热缝隙的高度而言相对薄些。这样，从臂到管道的传热截面积很小，可使臂获得良好的绝热效果，同时使臂与金属管道具有足够强的连接。

连接器构件在距管道金属壁预定距离处延伸，且臂沿各自管道延伸预定长度，从而在所述长度上确定在管道金属壁与臂之间的缝隙。

在臂与各自管道之间缝隙的宽度为低温输送管道外管径的0.1至0.5倍，且臂沿各自管道延伸。可抽空缝隙，但也可在缝隙中放置诸如玻璃纤维增强树脂、尼龙、xytrex、陶瓷材料之类的绝热材料。在一优选实施例中，臂在从其基座端延伸到铰链端件的同时逐渐远离管道。这样，可在臂与管道之间同时产生足够的绝热距离，且支撑环可具有相对大的直径，从而无需使挠性管接触支撑环就可适应挠性管的弯曲。

为减小在臂的基座端与铰链端件之间的传导截面，臂呈基本上中空的圆柱形，且其直径为管道直径的0.5至1倍。所述“圆柱形”不仅指圆形的圆柱形臂，而且也指具有非圆形封闭轮廓截面的臂，该非圆形例如可以是矩形或椭圆形。所述“中空”是指只有臂的壁是由强结构性材料制成的，而在臂的内空间中可以填满绝热材料。

可使用绝热室将臂的基座端围绕，且该绝热室可以被抽空或填以绝热材料。双壁挠性管可包括外管、内管、以及环形矫正件；所述外管经由外法兰被附到管道的外管上；所述内管包括挠性件和钢制法兰件，并经由内法兰与管道的内导管连接；所述环形矫正件环绕内法兰，且与外法兰连接。这样，可将法兰保持排列在轴向和径向位置，且在拆除外管进行维修时可轻易够到法兰。在2005年6月8日以本申请人的名义提出专利申请的欧洲专利申请号05105011.0中描述了用于本发明的适当的挠性低温双壁管道，在此文中将其作为参考。

本发明中的挠性联轴器可用于多种不同的位置和结构中，例如在水下或表面漂浮的LNG装载/卸载结构中，该装载/卸载结构例如可以是技师或搬运工(例如在船体中部的装载/卸载)或在低温中水输送管道中的硬管的一系列铰接式接头。

附图说明

下文将结合附图对本发明联轴器的一些实施例作详细说明。在图中：