[发明专利]增强型多层S型金属波纹管

说明书

技术领域

本发明属于液体火箭发动机制造领域，可用于其它技术领域中需要在高压条件下工作的金属波纹管的结构构型设计，尤其是大口径高压管路。

背景技术

多层薄壁波纹管广泛用于不同的技术领域，例如航空航天、石油化工、热力等行业需要保证管路可动连接的地方，以补偿其相对位移。最常见的波形为U形和Ω形，S型波纹管波形及成型工艺相对复杂，但耐压能力、补偿能力、疲劳寿命大幅提高。中国专利公开号CN2262153U，公开日是1997年9月10日，终止失效日2006年1月11日，名称为“S型金属多层波纹管弹性、挠性元件”，以及俄罗斯专利公开号RU2157415C1，公开日2000年10月10日，名称为“一种加工不锈钢多层薄壁波纹管的方法”，这两项专利均为针对S型波纹管的制造、加工的方法，在生产常用的无增强S型波纹管的工艺方面具备一定指导意义，但其不足之处在于：结构构型设计方面未给出准确的数学描述，为单纯的无增强波纹管，不包括增强组件，不适用于大口径高压管路用波纹管。

发明内容

为了克服现有技术的不足之处，本发明提供增强型多层S型金属波纹管，该本发明所提供的波纹管在保证良好的位移补偿能力和疲劳寿命前提下大幅提高耐压能力，从而克服了常用无增强S型波纹管或其它类型波纹管无法满足较大口径高压管路大位移补偿能力要求的缺点。

本发明的技术解决方案是：

增强型多层S型金属波纹管，其特殊之处在于：包括膨胀节和增强组件，所述增强组件包括多个增强环和两个端头铠装环，所述膨胀节包括位于两端的直边段和位于两个直边段中间的多个依次连接的波节，所述波节由圆弧型波谷、分别设置在波谷两端的直线型过渡段、分别与过渡段连接的圆弧型波峰组成；所述相邻的波节通过圆弧型波峰相连接；

所述增强环的横截面包括贴合段、补偿段和定位段，所述贴合段、补偿段分别与膨胀节的圆弧型波谷和直线型过渡段相适配，所述补偿段与圆弧型波峰之间设置有渐开型间隙，所述定位段的一端与补偿段连接，所述定位段的另一端设置有定位卡槽，

所述端头铠装环包括第一焊接环板、第二焊接环板以及封头，所述第一焊接环板与第二焊接环板同心圆分布在封头外侧且第一焊接环板位于第二焊接环板内，所述第一焊接环板与膨胀节的直边段固定连接，所述第二焊接板用于固定外连接件，所述封头内侧与最末端的波节相适配。

上述膨胀节由多层薄壁金属板材堆叠组成，单层薄壁金属板的厚度为0.1mm-2mm。

上述圆弧型波谷的圆弧角度为60°-130°。

上述渐开型间隙的宽度沿增强环径向向外逐渐递增。

上述渐开型间隙的最大宽度为膨胀节总厚度T的0.5倍~1.5倍。

上述定位卡槽的宽度B为定位段宽度W的0.2-0.4倍，所述定位卡槽深度D为定位卡槽的宽度B的0.5-1.2倍。

上述波节的波高与相邻波节之间的波距比值为0.8-1.6。

上述园弧型波谷的半径与圆弧型波峰的半径相等。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、增强环的设计大大提高了波纹管的耐压能力，并避免了成型后的拆卸问题；

2、增强环与波纹管之间渐开型间隙在提高耐压能力的同时保证了位移补偿能力。

3、单层壁厚和波高/波距比值的控制保证了波纹管具备可成型性、较小的刚度和良好的疲劳寿命。

4、端头铠装环双环板设计避免了波纹管焊接端头直接承受轴向载荷。

5、定位卡槽的宽度和深度影响增强环的强度以及定位能力，如果定位卡槽过宽且过深增强环的强度降低，过窄或过浅影响定位能力。本发明所选择的定位卡槽额宽度和深度范围，满足强度和定位能力的要求。

附图说明

图1是本发明增强型多层S型金属波纹管整体剖面示意图；

图2是本发明增强环与单波节配合剖面示意图；

图3是本发明端头铠装环的结构示意图；

其中附图标记为：1-膨胀节，2-增强环，3-端头铠装环，4-直边段，11-波谷，12-过渡段，13-波峰，21-贴合段，22-补偿段，23-定位段，24-定位卡槽，31-第一焊接环板，32-第二焊接环板，33-封头。

具体实施方式

如图1所示，增强型多层S型金属波纹管，包括膨胀节1和增强组件，增强组件包括多个增强环2和两个端头铠装环3，膨胀节1包括位于两端的直边段4和位于两个直边段中间的多个依次连接的波节，波节由依次连接的圆弧型波谷11、设置在波谷两端的直线型过渡段12以及与过渡段连接的圆弧型波峰13组成；