專利名稱：真空夾層無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無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，絕熱效果差，用途單一，不能達(dá)到低溫液氮流體的理想輸送狀態(tài)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，絕熱效果好，可有效補(bǔ)償管道由于溫度變化引起熱應(yīng)力的真空夾層無冷屏低溫流體輸送管道。上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的它包括內(nèi)管1、內(nèi)波紋管2、真空夾層3、外管4、外波紋管5、支架6、螺母10、支撐板7、真空抽口9、卸壓裝置14、絕熱層8、金屬軟管11、彎管15；外管4上設(shè)有真空抽口9和卸壓裝置14，外管4上套有外波紋管5，外波紋管5的上、下兩端面上固定有支架6，支架6兩端裝有螺母10，外管4的內(nèi)腔裝有支撐板7，支撐板7的中心孔內(nèi)裝有內(nèi)管1，內(nèi)管1的外壁上包有絕熱層8，內(nèi)管1上裝有內(nèi)波紋管2，內(nèi)管1通過彎管15與金屬軟管11相連接，絕熱層8與外管4之間的空腔為真空夾層3。
本實(shí)用新型有以下有益效果1、在低溫流體如液氮、液氦或低溫氦氣(小于100K)、液化天然氣輸送過程中，解決輸送管道的絕熱問題是輸送管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮的問題。本輸送管道采取在內(nèi)管即低溫流體輸送管道的外壁上包扎多層絕熱層，并在絕熱層與室溫狀態(tài)下的外管之間抽成真空夾層，達(dá)到低溫與室溫之間的絕熱，室溫狀態(tài)下，真空夾層的真空度為10-1～10-4Pa。2、因輸送管道受室溫至低溫之間及管道周圍環(huán)境溫度變化的影響，使得輸送管道由于熱脹冷縮變化引起熱應(yīng)力，為了有效的解決這一問題，在內(nèi)管上裝有可承壓的內(nèi)波紋管及在與內(nèi)管連接的彎管出口端連接有金屬軟管，用來補(bǔ)償由于溫度變化引起內(nèi)管的熱應(yīng)力變形；在外管上套有外波紋管，可補(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熱應(yīng)力的變形。采用內(nèi)、外波紋管和金屬軟管還有利于管道的安裝定位，外波紋管與內(nèi)波紋管的安裝位置根據(jù)波紋管性能、管道材料的熱脹冷縮系數(shù)及管道長(zhǎng)度而設(shè)定。3、為保護(hù)外波紋管，在外波紋管的上、下兩端面焊接可調(diào)節(jié)的支架，并分別在支架上、下兩端允許外波紋管收縮和膨脹極限處設(shè)置可限位的螺母，保證外波紋管正常收縮和膨脹的補(bǔ)償量，防止外波紋管因過度收縮或膨脹而破壞。4、該輸送管道一般用于液氮、液氫、液化天然氣的輸送、近距離(小于5米)液氮或低溫氦氣(小于100K)的輸送、或者對(duì)熱漏要求不高的低溫流體輸送；對(duì)于液氮輸送管道，由室溫到液氮溫度，單位長(zhǎng)度的熱漏量可低于0.5W/m；對(duì)于液氦輸送管道，熱漏量可低于0.7W/m。5、由ANSYS6.0數(shù)值模擬軟件分析方法得知，內(nèi)管與支撐板的接觸角度及支撐板安裝角度都對(duì)熱漏量和外管表面溫度有影響，接觸角度越小，熱漏量越小，外管表面溫度越接近室溫，另外支撐板安裝角度也對(duì)熱漏量和外管表面溫度有一定影響，所以在管道內(nèi)布置支撐板時(shí)，應(yīng)考慮支撐板與內(nèi)管的接觸角度以及支撐板安裝角度。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的A-A剖面圖，圖3是圖2的B-B剖面圖(去掉外管4)，圖4是絕熱層8的主視結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是圖4的俯視圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由內(nèi)管1、內(nèi)波紋管2、真空夾層3、外管4、外波紋管5、支架6、螺母10、支撐板7、真空抽口9、卸壓裝置14、絕熱層8、金屬軟管11、彎管15組成；外管4上設(shè)有真空抽口9和卸壓裝置14，外管4上套有外波紋管5，外波紋管5的上、下兩端面上固定有支架6，支架6的兩端在外波紋管5收縮和膨脹極限處裝有螺母10，外管4的內(nèi)腔裝有支撐板7，支撐板7的中心孔內(nèi)裝有內(nèi)管1，內(nèi)管1的外壁上包有絕熱層8，內(nèi)管1上裝有內(nèi)波紋管2，內(nèi)管1通過彎管15與金屬軟管11相連接，絕熱層8與外管4之間的空腔為真空夾層3；內(nèi)管1和外管4選用不銹鋼材料(304或316L)制成。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖4、圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中的絕熱層8由一組鍍鋁薄層8-1和一組纖維隔層8-2(或絕熱材料隔層)組成；每層絕熱層8由一張鍍鋁薄層8-1和一張纖維隔層8-2組成，鍍鋁薄層8-1和纖維隔層8-2交替設(shè)置，為方便抽真空，絕熱層8每平方米扎有10個(gè)Φ2的孔8-3，并且各層上的孔8-3之間不重疊，內(nèi)管1的外壁上包扎30～60層的絕熱層8，每50層厚度為25～30mm。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
三結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中的支撐板7沿圓周的支撐支點(diǎn)方向上均布設(shè)置有四個(gè)工藝孔13。工作狀態(tài)下，由于內(nèi)管1與外管4之間的溫度差異，必須降低經(jīng)由支撐板7的導(dǎo)熱漏熱損失，同時(shí)支撐板7與內(nèi)管1和外管4的接觸面積也會(huì)直接影響由室溫到低溫流體的熱漏量以及外管4的表面溫度，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在滿足支撐強(qiáng)度的前提下，盡量減小支撐板7與內(nèi)管1和外管4之間的接觸面積。為減小內(nèi)管1與外管4之間的導(dǎo)熱面積，在支撐板7上沿圓周及支撐支點(diǎn)方向均布設(shè)置四個(gè)工藝孔13；為了降低室溫狀態(tài)下的外管4經(jīng)由支撐板7導(dǎo)入內(nèi)管1低溫流體的熱量損失，支撐板7選用玻璃鋼絕熱材料制成。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是，它增加有限位環(huán)12；限位環(huán)12固定在支撐板7端面對(duì)應(yīng)內(nèi)管1的外壁上。為防止將內(nèi)管1推入外管4時(shí)，支撐板7相對(duì)內(nèi)管1軸向滑動(dòng)，無法安裝到位，將限位環(huán)12固定在支撐板7端面相對(duì)應(yīng)的內(nèi)管1的外壁上，對(duì)于豎直管道，限位環(huán)12可防止支撐板7竄位脫落。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中的絕熱層8的包扎層數(shù)為30層，每50層厚度為25毫米，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5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中的絕熱層8的包扎層數(shù)為60層，每50層厚度為30毫米，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5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中的絕熱層8的包扎層數(shù)為45層，每50層厚度為28毫米，其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
以單通道(內(nèi)管1規(guī)格為φ20×2mm，外管4規(guī)格為φ76×3mm)管道為例
當(dāng)內(nèi)管1與支撐板7的接觸角度為60°，支撐接觸點(diǎn)和管道軸線所在平面與豎直方向的夾角為0°時(shí)，低溫流體為液氮和液氦，支撐板7的熱漏量和外管4的表面溫度測(cè)定值見表1表1

當(dāng)內(nèi)管1與支撐板7接觸角度為10°，支撐接觸點(diǎn)和管道軸線所在平面與豎直方向的夾角為0°時(shí)，低溫流體為液氮和液氦，支撐板7的熱漏量和外管4表面溫度測(cè)定值見表2表2

當(dāng)內(nèi)管1與支撐板7接觸角度為10°，支撐接觸點(diǎn)和管道軸線所在平面與豎直方向的夾角為45°時(shí)，低溫流體為液氮和液氦，支撐板7的熱漏量和外管4的表面溫度測(cè)定值見表3表3

管道在組焊和安裝過程中，管道焊縫需經(jīng)氦質(zhì)譜儀常溫和液氮溫度循環(huán)檢漏，漏檢率小于1×10-10Pa·m3/s。
權(quán)利要求1.一種真空夾層無冷屏低溫流體輸送管道，它包括內(nèi)管(1)、內(nèi)波紋管(2)、真空夾層(3)、外管(4)、外波紋管(5)、支架(6)、螺母(10)、支撐板(7)、真空抽口(9)、卸壓裝置(14)、絕熱層(8)、金屬軟管(11)、彎管(15)；其特征在于外管(4)上設(shè)有真空抽口(9)和卸壓裝置(14)，外管(4)上裝有外波紋管(5)，外波紋管(5)的上、下兩端面上固定有支架(6)，支架(6)的兩端裝有螺母(10)，外管(4)的內(nèi)腔裝有支撐板(7)，支撐板(7)的中心孔內(nèi)裝有內(nèi)管(1)，內(nèi)管(1)的外壁上包有絕熱層(8)，內(nèi)管(1)上裝有內(nèi)波紋管(2)，內(nèi)管(1)通過彎管(15)與金屬軟管(11)相連接，絕熱層(8)與外管(4)之間的空腔為真空夾層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空夾層無冷屏低溫流體輸送管道，其特征在于絕熱層(8)由一組鍍鋁薄層(8-1)和一組纖維隔層(8-2)組成；鍍鋁薄層(8-1)和纖維隔層(8-2)交替設(shè)置，鍍鋁薄層(8-1)和纖維隔層(8-2)上扎有孔(8-3)，并且各層上的孔(8-3)之間不重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空夾層無冷屏低溫流體輸送管道，其特征在于支撐板(7)沿圓周的支撐支點(diǎn)方向上均布設(shè)置有工藝孔(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的真空夾層無冷屏低溫流體輸送管道，其特征在于它增加有限位環(huán)(12)；限位環(huán)(12)固定在支撐板(7)端面對(duì)應(yīng)內(nèi)管(1)的外壁上。
專利摘要真空夾層無冷屏低溫流體輸送管道。它涉及一種低溫流體輸送管道。它包括內(nèi)管1、內(nèi)波紋管2、真空夾層3、外管4、外波紋管5、支架6、螺母10、支撐板7、真空抽口9、卸壓裝置14、絕熱層8、金屬軟管11、彎管15；外管4上設(shè)有真空抽口9和卸壓裝置14，外管4上裝有外波紋管5，外波紋管5上固定有兩端裝有螺母10的支架6，外管4的內(nèi)腔裝有支撐板7，支撐板7的孔內(nèi)裝有帶絕熱層8的內(nèi)管1，內(nèi)管1上裝有內(nèi)波紋管2，內(nèi)管1用彎管15與金屬軟管11連接，絕熱層8與外管4的空腔為真空夾層3。該輸送管道絕熱效果好，可補(bǔ)償熱應(yīng)力。
文檔編號(hào)F16L9/06GK2746234SQ20042006388
公開日2005年12月14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