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真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道的制作方法

文檔序號(hào):5578092閱讀:190來源:國(guó)知局
專利名稱:真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種低溫流體輸送管道,具體涉及一種真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道。
背景技術(shù)
由于目前國(guó)內(nèi)沒有低溫液氦流體的專用輸送管道,因而無法實(shí)現(xiàn)對(duì)低溫液氦流體的輸送;而現(xiàn)有的低溫液氮流體輸送管道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,用途單一,絕熱效果差,并且不能同時(shí)對(duì)兩種低溫流體進(jìn)行輸送。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種絕熱效果好,可減少管道與室溫至低溫之間、管道與周圍環(huán)境之間的變化引起熱應(yīng)力變形的真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的它包括氦管1、氦管波紋管2、氮管3、氮管波紋管4、真空夾層5、外管6、冷屏7、真空抽口8、卸壓裝置18、外管波紋管9、支架10、限位裝置11、套筒12、接頭13、金屬軟管14、支撐板總成15、絕熱層16、彎管17;外管6上設(shè)有真空抽口8和卸壓裝置18,外管6的內(nèi)腔裝有氮管3和支撐板總成15;所述的支撐板總成15包括支撐板15-1、支撐桿15-2、鎖緊裝置15-3;支撐板15-1上固定有氦管1,支撐板15-1的外端面上裝有冷屏7,冷屏7通過支撐桿15-2內(nèi)端上的鎖緊裝置15-3固定在支撐板15-1上,支撐桿15-2的外端與外管6球面接觸,氮管3和氦管1上設(shè)置接頭13并分別用彎管17與金屬軟管14相連接,在對(duì)應(yīng)接頭13的外管6上設(shè)置套筒12并與外管6相連接,氮管3、氦管1及冷屏7的外壁上具有絕熱層16,氮管3釬焊在冷屏7上,外管6與氮管3、冷屏7之間及氦管1與冷屏7之間為真空夾層5,外管6、氮管3及氦管1上分別裝有外管波紋管9、氮管波紋管4及氦管波紋管2,外管波紋管9的上、下端面上固定有支架10,支架10的兩端裝有限位裝置11。
本實(shí)用新型有以下有益效果1、該輸送管道采用帶冷屏保冷的真空絕熱多通道形式,即由氦進(jìn)管、氦出管、氮進(jìn)管、氮出管組成四管多通道,外管與氦進(jìn)管、氦出管、氮進(jìn)管、氮出管之間為真空夾層,在氦進(jìn)管、氦出管、氮進(jìn)管、氮出管及冷屏的外表面包扎多層絕熱層,保證低溫流體輸送過程中管道具有較好的絕熱效果,同時(shí)可對(duì)氦流體和氮流體的遠(yuǎn)距離輸送。2、低溫流體管道(即氦管和氮管)采用可承壓的氦管波紋管、氮管波紋管和金屬軟管來補(bǔ)償由于溫度變化引起的熱應(yīng)力變形,外管上裝有外波紋管,用來補(bǔ)償由于周圍環(huán)境溫度變化,或者由于內(nèi)管破裂,低溫流體溢入真空夾層,從而導(dǎo)致外管由于溫度變化引起的熱應(yīng)力變形。外管波紋管、氮管波紋管、氦管波紋管及金屬軟管的采用還便于管道安裝定位,外管波紋管、氮管波紋管、氦管波紋管的安裝位置根據(jù)波紋管的性能、管道材料由熱脹冷縮系數(shù)及管道長(zhǎng)度而定。3、為保護(hù)外管波紋管,在外管波紋管的兩端固定可調(diào)節(jié)的支架,分別在外管波紋管收縮和膨脹允許極限處設(shè)置限位裝置,保證外管波紋管正常的收縮和膨脹補(bǔ)償量,防止外管波紋管過度收縮或膨脹而被破壞。4、為便于管道的安裝和維護(hù),在外管上設(shè)置了可拆卸的套筒,解脫套筒大、小連接法蘭處的固定螺栓,將套筒向小法蘭側(cè)移動(dòng),露出并解脫在氦管和氮管上設(shè)置的可拆卸的接頭,可以將整條管道分成幾個(gè)部件,分別進(jìn)行安裝和維護(hù)。5、氮管與冷屏采用釬焊連接固定,保證熱接觸面積,充分換熱,在氮管波紋管處,冷屏做變徑和斷開處理,防止氮管和冷屏的熱變形不一致而產(chǎn)生破壞。6、該輸送管道用于液氦、液氮的遠(yuǎn)距離輸送,熱漏量可低于1W/m。


圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖,圖2是圖1的A-A剖面示意圖,圖3是絕熱層16的主視結(jié)構(gòu)示意圖,圖4是圖3的俯視圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1、圖2說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式由氦管1、氦管波紋管2、氮管3、氮管波紋管4、真空夾層5、外管6、冷屏7、真空抽口8、卸壓裝置18、外管波紋管9、支架10、限位裝置11、套筒12、接頭13、金屬軟管14、支撐板總成15、絕熱層16、彎管17組成;外管6上設(shè)有真空抽口8和卸壓裝置18,外管6的內(nèi)腔裝有氮管3和支撐板總成15;所述的支撐板總成15由支撐板15-1、支撐桿15-2、鎖緊裝置15-3組成;支撐板15-1上固定有氦管1,支撐板15-1的外端面上裝有冷屏7,冷屏7通過支撐桿15-2內(nèi)端上的鎖緊裝置15-3固定在支撐板15-1上,支撐桿15-2的外端與外管6球面接觸,氮管3和氦管1上設(shè)置接頭13并分別用彎管17與金屬軟管14相連接,在對(duì)應(yīng)接頭13的外管6上設(shè)置套筒12并與外管6相連接,氮管3、氦管1及冷屏7的外壁上具有絕熱層16,氮管3釬焊在冷屏7上,外管6與氮管3、冷屏7之間及氦管1與冷屏7之間為真空夾層5,外管6、氮管3及氦管1上分別裝有外管波紋管9、氮管波紋管4及氦管波紋管2,外管波紋管9的上、下端面上固定有支架10,支架10的兩端裝有限位裝置11。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是,支撐板總成15增加有夾板15-4,所述的支撐板15-1由左支撐板15-1-1、右支撐板15-1-2、工藝槽15-1-3組成;左支撐板15-1-1與右支撐板15-1-2之間固定有氦管1,左支撐板15-1-1和右支撐板15-1-2用夾板15-4固定連接,支撐板15-1上設(shè)有工藝槽15-1-3,支撐板15-1和支撐桿15-2均采用玻璃鋼絕熱材料制成,夾板15-4采用不銹鋼材料制成,支撐板15-1采用分體式設(shè)計(jì),便于氦管1的安裝,支撐桿15-2的內(nèi)端與支撐板15-1采用螺紋連接,可保證連接牢固,提高支撐強(qiáng)度,用螺紋調(diào)整支撐桿15-2的外伸長(zhǎng)度,同時(shí)通過支撐桿15-2和鎖緊裝置15-3將冷屏7固定在支撐板15-1上,支撐桿15-2外端與外管6為球面接觸,保證支撐強(qiáng)度,減少熱接觸面積,便于支撐板15-1的安裝調(diào)整以及氦管1或氮管3由于熱脹冷縮而產(chǎn)生的軸向移動(dòng),在支撐板15-1上加工工藝槽15-1-3,利于抽真空,可減小熱傳導(dǎo)截面積及本體重量,支撐板15-1和支撐桿15-2均采用玻璃鋼絕熱材料制成,具有較高的強(qiáng)度,較低的放氣率和熱導(dǎo)率,可以減少由室溫外管6經(jīng)由支撐板15-1導(dǎo)入氦管1及氮管3的低溫流體熱量損失。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖3、圖4說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式中的絕熱層16由一組鍍鋁薄層16-1和一組纖維隔層16-2組成;每層絕熱層16各由一張鍍鋁薄層16-1和一張纖維隔層16-2組成,鍍鋁薄層16-1和纖維隔層16-2交替布置,為方便抽真空,在多層絕熱層16上每平方米扎有10個(gè)Φ2的孔16-3,并且各層上的孔16-3不重疊,氮管3和冷屏7包扎50~60層的絕熱層16,氦管1包扎20~30層的絕熱層16,絕熱層16松散包裝,每50層絕熱層16的厚度為20~30mm。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式中的氦管1由氦進(jìn)管1-1、氦出管1-2組成;氦進(jìn)管1-1固定在左支撐板15-1-1和右支撐板15-1-2之間的上部,氦出管1-2固定在左支撐板15-1-1和右支撐板15-1-2之間的下部,氦進(jìn)管1-1、氦出管1-2采用不銹鋼(304或316L)材料制成,可保證長(zhǎng)期輸送低溫液氦流體時(shí),管道不腐蝕、不斷裂。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式中的氮管3由氮進(jìn)管3-1、氮出管3-2組成;氮進(jìn)管3-1、氮出管3-2釬焊在冷屏7的外表面上,氮進(jìn)管3-1、氮出管3-2采用不銹鋼(304或316L)材料制成,可保證長(zhǎng)期輸送低溫液氮流體時(shí),管道不腐蝕、不斷裂。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖1、圖2說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式中的冷屏7采用薄銅板彎制成圓筒狀焊接或鉚接而成,導(dǎo)熱率高,而且還便于彎制,工藝性好,冷屏7每段長(zhǎng)度約為2m,冷屏7與支撐桿15-2的連接處開有長(zhǎng)孔7-1,允許冷屏7在一定范圍內(nèi)進(jìn)行軸向移動(dòng)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是,它增加有法蘭19;法蘭19由大法蘭19-1和小法蘭19-2組成,大法蘭19-1和小法蘭19-2分別用螺栓20與外管6和套筒12固定連接,方便了套筒12的安裝,外管6采用不銹鋼(304或316L)材料制成,可保證長(zhǎng)期輸送低溫流體時(shí),管道不腐蝕、不斷裂。
具體實(shí)施方式
八結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式中的氮管3和冷屏7包扎50層的絕熱層16,氦管1包扎20層的絕熱層16。
具體實(shí)施方式
九結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式中的氮管3和冷屏7包扎60層的絕熱層16,氦管1包扎30層的絕熱層16。
具體實(shí)施方式
十結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式中的氮管3和冷屏7包扎55層的絕熱層16,氦管1包扎25層絕熱層16。
以外管6規(guī)格為Φ219×5mm、氦進(jìn)管1-1、氦出管1-2、氮進(jìn)管3-1、氮出管3-2組成的四管多通道真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道為例,采用ANSYS6.0數(shù)值模擬軟件分析方法,對(duì)氦進(jìn)管1-1、氦出管1-2、氮進(jìn)管3-1、氮出管3-2和支撐板15-1及冷屏7進(jìn)行了熱漏量和溫度分布的模擬分析從分析中得知單根氦進(jìn)管1-1或氦出管1-2的熱漏量≤0.2W,氦進(jìn)管1-1和氦出管1-2的總漏熱量≤0.5W;氮管3的熱漏量≤0.1W。
為保證焊縫質(zhì)量及安裝要求,安裝過程中需將支撐板15-1與氦管1、氮管3及冷屏7先行焊接、裝配和檢驗(yàn)完畢后,分段推入外管6內(nèi),再進(jìn)行合攏焊接、總裝;氦管波紋管2、氮管波紋管4、外管波紋管9及金屬軟管14采用分段焊接、分段安裝及分段檢驗(yàn)后再進(jìn)行總體安裝的施工形式。
權(quán)利要求1.一種真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道,它包括氦管(1)、氦管波紋管(2)、氮管(3)、氮管波紋管(4)、真空夾層(5)、外管(6)、冷屏(7)、真空抽口(8)、卸壓裝置(18)、外管波紋管(9)、支架(10)、限位裝置(11)、套筒(12)、接頭(13)、金屬軟管(14)、支撐板總成(15)、絕熱層(16)、彎管(17);其特征在于外管(6)上設(shè)有真空抽口(8)和卸壓裝置(18),外管(6)的內(nèi)腔裝有氮管(3)和支撐板總成(15);所述的支撐板總成(15)包括支撐板(15-1)、支撐桿(15-2)、鎖緊裝置(15-3);支撐板(15-1)上固定有氦管(1),支撐板(15-1)的外端面上裝有冷屏(7),冷屏(7)通過支撐桿(15-2)內(nèi)端上的鎖緊裝置(15-3)固定在支撐板(15-1)上,支撐桿(15-2)的外端與外管(6)球面接觸,氮管(3)和氦管(1)上設(shè)置接頭(13)并分別用彎管(17)與金屬軟管(14)相連接,在對(duì)應(yīng)接頭(13)的外管(6)上設(shè)置套筒(12)并與外管(6)相連接,氮管(3)、氦管(1)及冷屏(7)的外壁上具有絕熱層(16),氮管(3)釬焊在冷屏(7)上,外管(6)與氮管(3)、冷屏(7)之間及氦管(1)與冷屏(7)之間為真空夾層(5),外管(6)、氮管(3)及氦管(1)上分別裝有外管波紋管(9)、氮管波紋管(4)及氦管波紋管(2),外管波紋管(9)的上、下端面上固定有支架(10),支架(10)的兩端裝有限位裝置(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道,其特征在于支撐板總成(15)增加有夾板(15-4),所述的支撐板(15-1)由左支撐板(15-1-1)、右支撐板(15-1-2)、工藝槽(15-1-3)組成;左支撐板(15-1-1)與右支撐板(15-1-2)之間固定有氦管(1),左支撐板(15-1-1)和右支撐板(15-1-2)用夾板(15-4)固定連接,支撐板(15-1)上設(shè)有工藝槽(15-1-3),支撐板(15-1)和支撐桿(15-2)均采用玻璃鋼絕熱材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道,其特征在于絕熱層(16)由一組鍍鋁薄層(16-1)和一組纖維隔層(16-2)組成,鍍鋁薄層(16-1)和纖維隔層(16-2)交替布置,絕熱層(16)上設(shè)有孔(16-3),并且各層上的孔(16-3)不重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道,其特征在于氦管(1)由氦進(jìn)管(1-1)、氦出管(1-2)組成;氦進(jìn)管(1-1)固定在左支撐板(15-1-1)和右支撐板(15-1-2)之間的上部,氦出管(1-2)固定在左支撐板(15-1-1)和右支撐板(15-1-2)之間的下部,氦管(1)采用不銹鋼材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道,其特征在于氮管(3)由氮進(jìn)管(3-1)、氮出管(3-2)組成;氮進(jìn)管(3-1)、氮出管(3-2)釬焊在冷屏(7)的外表面上,氮管(3)采用不銹鋼材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道,其特征在于冷屏(7)采用薄銅板彎制成圓筒狀焊接或鉚接而成,冷屏(7)與支撐桿(15-2)的連接處開有長(zhǎng)孔(7-1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道,其特征在于它增加有法蘭(19);法蘭(19)由大法蘭(19-1)和小法蘭(19-2)組成,大法蘭(19-1)和小法蘭(19-2)通過螺栓(20)與套筒(12)及外管(6)固定連接,外管(6)采用不銹鋼材料制成。
專利摘要真空夾層帶冷屏低溫流體輸送管道。它涉及一種低溫流體輸送管道。在外管6上裝有真空抽口8、卸壓裝置18、外管波紋管9,在外管6的內(nèi)腔裝有氮管3和支撐板總成15,支撐板總成15中的支撐板15-1上固定有氦管1和冷屏7,氮管3和氦管1上設(shè)有接頭13,外管6上設(shè)置套筒12,氮管3、氦管1及冷屏7上具有絕熱層16,外管6與氮管3、冷屏7之間及氦管1與冷屏7之間形成真空夾層5,外管6、氮管3及氦管1上裝有外管波紋管9、氮管波紋管4及氦管波紋管2,外管波紋管9上固定有支架10。該輸送管道具有絕熱效果好,可減少熱應(yīng)力。
文檔編號(hào)F16L59/00GK2755404SQ20042006388
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者賈林祥 申請(qǐng)人:賈林祥
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