本发明涉及一种管路柔性连接装置， 尤其涉及太阳能热利用领域的管路 柔性连接装置。

背景技术

软管是工程技术中重要的连接构件， 由柔性管道和接头结合而成。 软管 在各种输气、 输液管路系统以及长度、 温度、 位置和角度补偿系统中作为补 偿元件、 密封元件、 连接元件以及减震元件， 应用于航空航天、 石油化工、 矿山电子、 机械造船、 医疗卫生、 轻纺电子、 能源建筑等各领域。

目前， 在现有的已经商业化的槽式集热器系统中， 两个平行的集热器终 端需要通过管路柔性连接将两个平行的集热器 串联在一起， 完成集热工质的 回流； 或者单个集热器的输出终端将已受热的流动工 质输送至支管内， 由于 槽式跟踪的特殊性集热器随着太阳位置的变化 而变化， 但支管相对位置固定 不变， 因此二者之间需要通过管路柔性连接装置相互 连接。 现有的柔性连接 设计为三维连接球形活动接头或波纹管结构， 前者结构复杂， 生产和安装都 不方便， 且成本高昂， 尽管如此也无法规避发生泄漏的可能； 后者采用波纹 管连接， 虽然结构筒单， 也方便安装， 但其有突漏的可能， 即经过一定时间 的反复工作， 多次的疲劳曲折之后， 在某个局部发生破裂， 发生突然大规模 泄漏现象， 严重影响运行安全； 与此同时二者在工作的过程中还很难做到良 好的保温， 无法良好地控制系统热能的损耗。

因此， 开发一种结构筒单、 加工方便、 成本低廉， 同时能降低泄漏风险， 运行安全， 且能提供良好的保温效果的管路柔性连接装置 ， 成为太阳能集热 器更加高效应用的关键。 发明内容

本发明实施例克服现有技术中存在的上述问题 ， 提供一种可应用于多领 域， 特别是太阳能热利用的管路柔性连接装置。

本发明提供了一种管路柔性连接装置。 该管路柔性连接装置包括至少一 组管路柔性连接装置单元成， 每组装置单元包括不少于两层互套的金属波纹 管及分别位于金属波纹管两端的连接件， 其特征在于， 所述互套的金属波纹 管之间形成至少一个封闭空间。

进一步地， 所述金属波纹管包括波纹管结构及端部一定长 度的直段金属 管。

进一步地， 所述连接件为法兰连接件或螺纹连接件或焊接 连接件。

进一步地， 所述连接件为直段连接件或垂直折弯连接件或 一定角度的折 弯连接件。

进一步地， 所述至少两层互套的金属波纹管分别为内外同 心布置的第一 金属波纹管和第二金属波纹管。

进一步地， 所述至少两层互套的金属波纹管中， 至少一层金属波纹管的 外部布置有增强层。

进一步地， 所述增强层为合成纤维丝或金属丝规律编织而 成。

进一步地， 所述至少两层互套的金属波纹管之间形成的至 少一个封闭空 间处于真空状态。

进一步地， 所述空间真空状态通过抽真空后密封保持获得 或通过连续或 间断抽真空来获得。

进一步地， 所述管路柔性连接装置可应用于太阳能热利用 领域的集热器 管路的柔性连接， 以获得良好的安全性能。

进一步地， 在非最内层的波纹管外壁或该层波纹管的增强 层壁上布置有 至少一个温度传感器， 以检测管路柔性连接装置运行情况。

本发明实施例还提供一种管路柔性连接装置的 使用方法， 管路柔性连接 装置包括不少于两层互套的金属波纹管及分别 位于金属波纹管两端的连接 件， 所述互套的金属波纹管之间形成至少一个封闭 空间， 在所述管路柔性连 接装置的金属波纹层或者增强层壁上布置至少 一个温度传感器， 所述方法包 括在运行过程中对温度实施监测， 通过对获得的温度变化信息进行判断， 实 现管路柔性连接装置泄漏报警。

本发明各实施例的管路柔性连接装置较常规管 路柔性连接装置具有以下 优点： 1、 成本低廉：结构筒单， 安装方便； 2、 寿命长：设置有多层波纹结构， 具有多重防泄漏能力， 避免突发大规模泄漏， 最大化安全性能； 3、 强度高： 金属波纹管的外壁布置有至少一层增强层， 增强管路柔性连接装置的抗拉伸， 抗内部压力的能力， 增强其结构性能； 4、 热损少： 互套的金属波纹管所形成 的封闭空间内实施真空或连续或间歇动态真空 ， 减少内部的对流热损； 且最 外层金属波纹管或对应增强层外壁具有保温材 料， 减少外部的对流或热传导 热损； 5、 柔韧性可控： 通过实施柔性连接管的阵列布置减少波纹管的 直径尺 寸， 可以最大限度地获得良好柔性； 6、 监测可控： 在管路柔性连接装置的外 部布置多个温度传感器， 监测温度突变以报警管路柔性连接装置的泄漏 情况。 附图说明

图 1是本发明第一实施例的管路柔性连接装置结� �示意图；

图 2是图 1所示管路柔性连接装置的局部放大示意图；

图 3是图 1管路柔性连接装置弯曲状态示意图；

图 4是本发明第二实施例的管路柔性连接装置结� �示意图；

图 5是本发明第三实施例的管路柔性连接装置结� �示意图。 具体实施方式

为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前 提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

图 1是本发明第一实施例的管路柔性连接装置结� �示意图。 该管路柔性 连接装置由至少一组管路柔性连接装置单元组 成， 每组装置单元由不少于两 层互套的金属波纹管及两端连接件构成， 互套的金属波纹管之间形成至少一 个封闭空间， 金属波纹管包括波纹管结构及端部一定长度的 直段金属管； 在 所述的至少两层互套的金属波纹管中， 可在至少一层金属波纹管的外部布置 有增强层。

如图 1所示， 管路柔性连接装置的单组装置单元具体包括第 一金属波纹 管 1、 紧贴布置于第一金属波纹管 1外部的第一增强层 2、 同心互套布置于第 一金属波纹管外部的第二金属波纹管 3、紧贴布置于第二金属波纹管 3外部的 第二增强层 4;在第一金属波纹管 1和第二金属波纹管 3的端部设置有连接件。 第一金属波纹管 1和第二金属波纹管 3各自分别包括波纹管结构及端部一定 长度的直段金属管（第一直段金属管 5或第二直段金属管 6 )； 第一直段金属 管 5的外径小于第二直段金属管 6的内径。 第一金属波纹管 1和第二金属波 纹管 3端部的连接件 8可以为法兰连接件或螺纹连接件或焊接连接� �； 具体 为直段连接件或垂直折弯连接件或一定角度的 折弯连接件。

为了获得更加良好的机械强度， 例如抗拉抗压强度和安全性能， 第一增 强层 2 紧贴布置于第一金属波纹管 1外部， 且通过特殊方式， 例如通过焊接 固定方式或其它压合的方式固定于第一直段金 属管 5 的外壁。 由此， 增强管 路柔性连接装置的抗拉伸， 抗内部压力的能力， 增强其结构性能。 同样的方 式， 第二增强层管 4 紧贴布置于第二金属波纹管 3外部， 通过特殊方式固定 于第二直段金属管 6 的外壁， 例如通过焊接固定方式； 以增强外金属波纹管 的机械强度， 例如抗拉抗压强度。 优选地， 增强层（例如第一增强层 2 和第 二增强层 4 ) 为合成纤维丝或金属丝规律编织而成。 为了获得良好的保温效果， 互套的金属波纹管之间形成的至少一个封闭 空间处于真空状态， 例如第一金属波纹管 1与第二金属波纹管 3之间间隔布 置有支撑二者的支撑结构； 也可以将第一金属波纹管 1 与第二金属波纹管 3 之间空间通过抽真空后密封保持获得或通过连 续或间断抽真空来获得真空状 态， 以减少第一金属波纹管 1向第二金属波纹管 3热量的对流释放。 且在第 二增强层 4或第二金属波纹管 3的外部布置有导热率低的保温材料， 减少管 路柔性连接装置向外界释放的热量。

在非最内层的波纹管外壁或该层波纹管的增强 层壁上布置有至少一个温 度传感器， 以检测管路柔性连接装置的泄露问题， 例如图 1 中所示的管路柔 性连接装置的第二金属波纹管 3或者第二增强层 4上布置至少一个温度传感 器 7。 在正常运行过程中， 由于两层金属波纹管之间的空间为真空状态， 绝热 性能良好， 第一金属波纹管 1 内部的流动工质热量向外传递较少， 第二金属 波纹管 3或第二增强层 4壁上的温度相对较低。 而在发生泄漏的情况下， 例 如第一金属波纹管 1发生泄漏时， 高温流体工质会流入第一金属波纹管 1和 第二金属波纹管 3之间的空间内， 直接与第二金属波纹管 3 内壁接触， 造成 该管外壁或其增强层壁上的温度传感器 7 测量值迅速上升； 再者， 当第二金 属波纹管 3发生泄漏， 而第一金属波纹管 1未发生泄漏时， 外部空气会通过 第二金属波纹管 3进入到第一金属波纹管 1、第二金属波纹管 3二者之间的封 闭空间内， 形成对流导热， 将更多的热量从第一金属波纹管 1 外壁传递到第 二金属波纹管 3 内壁， 也使得壁上温度传感器测量值上升。 这两种情况可以 通过对所测量到的温度参数的变化曲线进行分 析而做出判断， 为进一步现场 检查处理提供依据； 并且即使这两种情况下单独发生时 （该两者情况同时发 生的可能性极低） ， 也有其中之一的第二金属波纹管 3 或第一金属波纹管 1 未发生泄漏， 能起到密封作用， 不会造成内部流体的大规模泄露事故， 增强 运行安全性能； 因此只要对上述泄漏情况现场检测、 及时处理， 两层金属波 纹管结构可大大提高系统运行安全性。 温度传感器 7 的布置位置应该有利于 及时发现上述两种泄露情况， 例如布置在重力方向最低点附近。

值得说明的是， 该管路柔性连接装置的单个装置单元， 可以包括多层互 套的金属波纹管， 单个金属波纹管的外壁可以布置至少一层增强 层； 多层互 套金属波纹管所形成的至少一个封闭空间内， 至少一个封闭空间实施抽真空 处理； 该管路柔性连接装置可应用于太阳能热利用领 域的集热器管路的柔性 连接。

图 2是是图 1所示管路柔性连接装置的局部放大示意图； 图 1中显示第 一金属波纹管和第二金属波纹管分别对应的第 一直段金属管 5 和第二直段金 属管 6 , 二者与连接件相互连接在一起， 形成第一金属波纹管和第二金属波纹 管空间内的封闭空间。

图 3是图 1管路柔性连接装置弯曲状态示意图。 如图 3所示， 整个第一 金属波纹管 1和第二金属波纹管 3在运行过程中表现成曲形结构， 内部形成 封闭空间， 在管路柔性连接装置的外部设置有温度传感器 7 , 以检测管路柔性 连接装置运行情况。

图 4是本发明第二实施例的管路柔性连接装置结� �示意图。如图 4所示， 多根第一金属波纹管 1共同布置于一根第二金属波纹管 3 内部， 每根第一金 属波纹管 1的外部可至少布置有一层第一增强层 2、在端部布置有第一直段金 属管， 多根并列的第一直段金属管连接于集箱上， 集箱的另一端连接于第二 直段金属管上， 第二直段金属管内部流经的流动工质经过集箱 緩存后， 分别 流经至多根并列的第一直段金属管内， 进入第一金属波纹管 1 , 如此完成工质 的流动。 该结构具有良好结构柔韧性， 适合特殊柔韧性需求的场所。 第二金 属波纹管 3或其第二增强层 4壁上可布置有温度传感器 7。

图 5是本发明第三实施例的管路柔性连接装置结� �示意图。如图 5所示， 管路柔性连接装置包括多个管路柔性连接装置 单元， 其中每个管路柔性连接 装置单元包括第一金属波纹管 1、紧贴布置于第一金属波纹管 1外部的第一增 强层 2、 同心互套布置于第一金属波纹管 1外部的第二金属波纹管 3、 紧贴布 置于第二金属波纹管 3外部的第二增强层 4;其中第一金属波纹管 1和第二金 属波纹管 3 分别包括波纹管结构及端部一定长度的第一直 段金属管或第二直 段金属管； 且第一直段金属管的外径小于第二直段金属管 的内径； 该结构具 有更加良好的结构柔韧性。 每根第二金属波纹管 3或每个第二增强层 4壁上 均布置有温度传感器。

显而易见， 在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下， 在此描述的本 都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。 本发明所要求保护的范围由所 述的权利要求书进行限定。