一种用于双层管道安装的带轮箍式支撑架及双层管道结构的制作方法

本发明涉及管道工程安装，尤其是涉及一种用于双层管道安装的带轮箍式支撑架及双层管道结构。

背景技术：

1、在石油化工、能源输送等领域，双层管道因具有防泄漏、保温等优势而被广泛应用。为保证内外管间的相对位置，通常需要在内外管之间的环形空间内设置支撑架。传统的支撑结构多为刚性支撑环或固定式滑块，在实际应用中存在以下显著缺陷：

2、1、安装困难，易导致涂层损伤：双层管道在施工安装时，需将内管整体穿入外管。由于内外管制造、运输及现场的形变与安装误差，内外管之间难以保证绝对的同心。当使用刚性支撑结构时，极易与外管内壁昂贵的防腐涂层（如fbe、环氧树脂等）发生硬性刮擦，造成永久性损伤，为管道长期安全运行埋下腐蚀隐患。此外，强行安装也容易导致支撑结构本身损坏。

3、2、运行中易卡死，引发应力集中与振动：管道在运行过程中，会因温度变化、压力波动、地基沉降等因素产生形变。传统的固定式支撑结构与外管内壁为面接触或线接触的滑动摩擦，在形变累积下极易发生“卡死”现象。一旦卡死，支撑点从“可动”变为“固定”，将产生巨大的局部应力，并可能引发管道异常振动，严重威胁管道系统的结构安全。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种用于双层管道安装的带轮箍式支撑架及双层管道结构。

2、为了达到上述目的，本发明采用的方法是：一种用于双层管道安装的带轮箍式支撑架，包括：

3、承重支架，所述承重支架为弧形结构，其外侧壁上沿周向均匀有多个滚轮；

4、定位支架，所述定位支架为弧形结构，其外侧壁上设有至少一个滚轮；

5、其中，所述承重支架与定位支架具有相同的内径，二者对合拼接固定后，形成一个完整的环形支撑结构；

6、所述定位支架的外径小于所述承重支架的外径。

7、通过上述技术方案，承重支架凭借较大的外径和多个滚轮，提供了稳定的主要支撑；而定位支架较小的外径则降低了对安装精度的苛刻要求，确保了支撑架能顺利装入内外管间隙，并最终通过拼接形成完整环形结构，有效保证了内外管的同心度。这种方式极大地提升了安装的容错率和成功率。

8、作为本发明的优选，所述承重支架与所述定位支架均为半圆形的结构。

9、通过将承重支架与定位支架均设为为半圆形的结构，使得两者成为专有互补的组件。这种结构在对合拼接时能形成最稳定、对称的完整圆环，不仅保证了支撑力均匀分布，避免了因结构不对称导致的应力集中，而且使安装过程更为直观、简便，有效提升了支撑的稳定性与安装的便捷性。

10、作为本发明的优选，所述定位支架的端部向外延伸形成有连接部，在所述连接部上开设有第一连接孔；所述承重支架的对应端部设有与所述第一连接孔相对应的第二连接孔；所述定位支架的连接部与所述承重支架的端部通过穿过所述第一连接孔与第二连接孔的紧固件连接，使得二者对合拼接。

11、通过上述方案，能够将定位支架和承重支架快速对准与装配，从而显著提升了支撑架在内管上的组装效率和定位精度，为后续的整体穿管作业奠定了坚实的基础。

12、作为本发明的优选，所述承重支架的周向外壁面上，沿其轴向开设有至少一个导流槽。

13、通过设置导流槽，在不显著增加结构复杂性的前提下，为可能发生的泄漏流体创建了一个预设的高效导引通道。这能将泄漏物快速汇集并导向监测点，彻底改变了泄漏物在环形空间内无序扩散、难以及时发现的困境，极大提升了管道泄漏监测的时效性与可靠性，为早期预警和应急响应创造了条件。

14、作为本发明的优选，所述承重支架、定位支架的所有外表面均设置有倒圆角结构，且所述滚轮也设置有倒圆角结构。

15、通过全面的圆角处理消除了所有可能与外管内壁涂层接触的尖锐棱角，将安装和运行过程中的刮伤、划伤风险降至最低。这是确保外管防腐涂层完整、保障管道长期安全运行的关键防护措施。

16、作为本发明的优选，所述滚轮通过弹性连接组件安装于所述承重支架上，使得所述滚轮能够相对于所述承重支架在径向发生弹性位移。

17、将滚轮进行弹性设计使滚轮能够自适应补偿内外管之间的安装误差、热胀冷缩变形或基础沉降引起的相对位移，避免了刚性支撑常见的“卡死”或“悬空”问题。这不仅能保证支撑始终有效，更能有效消除因卡死引起的应力集中和异常振动，大幅提升了管道系统运行的平稳性和安全性。

18、作为本发明的优选，在所述承重支架上的滚轮安装槽，所述滚轮安装槽包括用于容纳滚轮本体的滚轮容纳槽，以及位于所述滚轮容纳槽两侧的、用于安装轴承结构的轴安装槽；在所述轴安装槽内还设置有为所述滚轮提供径向向外的弹性力的弹片以及限制所述滚轮的最大径向位移的限位块。

19、通过上述方案，弹片提供弹性，而限位块则确保了弹性位移始终在安全范围内，防止滚轮因过度位移而脱落。这实现了柔性地适应与刚性地约束结合，在保证自适应能力的同时，确保了支撑架的结构可靠性和工作安全性。

20、作为本发明的优选，所述承重支架和定位支架均由高密度聚乙烯hdpe材料制成。

21、通过采hdpe材质，此种材质避免了传统金属支撑架的刚性连接，在内外管中间起到了一定的应力消除作用，达到了抗振的效果，可有效保护双层管在工作过程中不因振动而造成结构破坏。

22、本发明还公开了一种双层管道结构，包括外管和内管，其特征在于：在所述内管的外壁上以预设间隔安装有多个支撑架，所述支撑架为上述任意一项所述的用于双层管道安装的带轮箍式支撑架，所述支撑架外侧的滚轮与所述外管的内壁滚动接触。

23、采用本支撑架的双层管道结构，在整体上表现出更高的安装效率、更优的运行安全性、更强的泄漏监测能力以及更长的使用寿命。

24、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

25、1、通过采用由承重支架与定位支架构成的分体式对合拼接结构，并巧妙地将定位支架的外径设计为小于承重支架，本发明实现了安装过程的简化和可靠性的提升。该设计既利用承重支架的较大外径与多滚轮布局提供稳定的主支撑，又借助定位支架的较小外径有效降低了对内外管间隙的精度要求，确保支撑架能轻松就位。二者最终通过连接部与紧固件牢固结合成完整的环形支撑结构，从而在简化安装操作、提高效率的同时，有效保证了内外管的高同心度。

26、2、通过整体采用高密度聚乙烯（hdpe）材料制造支撑架，hdpe材料避免了传统金属支撑的刚性连接，能够有效吸收和衰减管道系统因压力波动、流体冲击或外部环境引起的振动与噪音，显著降低了振动在管道结构中的传递。这不仅提升了管道运行的平稳性，也减少了因长期振动导致的连接件松动、疲劳损伤等风险，从而延长了整个管道系统的使用寿命。

27、3、通过采用滚轮作为与外管内壁的唯一接触部件，并结合对支撑架所有外露棱边进行彻底的倒圆角处理，实现了对外管内侧防腐涂层的保护。滚轮的滚动接触将滑动摩擦变为滚动摩擦，极大减少了接触面积和摩擦力；而全面的圆角设计则彻底消除了尖锐边角划伤涂层的隐患。这两项措施协同作用，在安装和运行的全周期内，为涂层提供了至关重要的物理防护屏障。

28、4、通过将滚轮设计为径向唯一的微小接触点，并为承重支架增设导流槽，构建了一个高效的泄漏物引导通道。当内管发生泄漏时，泄漏液体可几乎无阻碍地绕过滚轮接触点，并迅速被导流槽收集和定向导流至预设的监测点。改变了泄漏物在环形夹层内扩散滞留的状况，实现了对泄漏事件的早期发现与精确定位，为快速应急响应赢得了宝贵时间。

29、5、通过为滚轮设计包含弹片与限位块的弹性连接组件，使其具备可控的径向弹性位移能力，此结构使滚轮能够自适应补偿管道热胀冷缩、地基沉降或安装误差导致的径向间隙变化，自动维持均匀的支撑力，有效避免了刚性支撑常见的“卡死”或“悬空”现象。