一種真空管結(jié)構(gòu)及采用該真空管結(jié)構(gòu)的低溫管道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低溫流體輸送管道領(lǐng)域，特別是涉及一種真空管結(jié)構(gòu)及采用該真空管結(jié)構(gòu)的低溫管道。
【背景技術(shù)】
[0002]真空管由內(nèi)管、外管、波紋補償器、多層絕熱材料、外管防爆裝置組成，內(nèi)管與外管之間形成夾層，夾層內(nèi)復(fù)合有多層絕熱材料，以減少輻射傳熱；并將夾層抽成高真空狀態(tài)，以降低對流傳熱；內(nèi)外管之間用低導(dǎo)熱系數(shù)材料隔離，以減少固體傳熱，從而把內(nèi)管冷量損失控制到最低限度，充分滿足低溫液體(LOX、LIN、LAr, LNG)等長距離輸送。
[0003]真空管主要材料為不銹鋼(S30408)，在零下一 196°C的低溫下會產(chǎn)生3%。的收縮，設(shè)計時會根據(jù)管段長度來設(shè)置補償器，補償內(nèi)管在低溫下的收縮量。因此補償器本身比較薄，在真空管收縮的情況下實現(xiàn)拉伸補償。傳統(tǒng)真空管的補償器直接和內(nèi)管焊接(如圖1所示)。當(dāng)液體高速通過管道時會對管道內(nèi)壁和補償器產(chǎn)生摩擦、碰撞，加上本身在焊接過程中對真空管材質(zhì)的熱影響，補償器會因為長期的摩擦而損壞，導(dǎo)致真空失效，特別容易發(fā)生在連接的焊點位置。隨后低溫液體還會進入到夾層，受熱迅速膨脹，最后從抽空防爆口噴出。如果管內(nèi)介質(zhì)是惰性氣體，會使得周邊的人窒息；如果管內(nèi)是可燃易爆氣體這容易發(fā)生燃燒和爆炸等險情。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的真空管在使用過程中，當(dāng)液體高速通過管道時會對管道內(nèi)壁和補償器產(chǎn)生摩擦、碰撞，加上本身在焊接過程中對真空管材質(zhì)的熱影響，補償器會因為長期的摩擦而損壞，以上損壞導(dǎo)致泄露的流體迅速膨脹，后續(xù)可能產(chǎn)生各種險情的問題，本發(fā)明提供了一種真空管結(jié)構(gòu)及采用該真空管結(jié)構(gòu)的低溫管道。
[0005]針對上述問題，本發(fā)明提供的一種真空管結(jié)構(gòu)及采用該真空管結(jié)構(gòu)的低溫管道通過以下技術(shù)要點來達到目的:一種真空管結(jié)構(gòu)及采用該真空管結(jié)構(gòu)的低溫管道，包括外管和穿設(shè)于外管中的內(nèi)管，外管的兩端還分別設(shè)置有第一盲板法蘭和第二盲板法蘭，所述第一盲板法蘭和第二盲板法蘭上均設(shè)置有用于內(nèi)管穿過的通孔，還包括波紋補償器，所述波紋補償器套設(shè)于內(nèi)管外，且波紋補償器位于外管中，所述第一盲板法蘭與內(nèi)管的外壁固定連接，波紋補償器靠近第一盲板法蘭的一端與內(nèi)管的外壁固定連接，波紋補償器的另一端固定連接在第二盲板法蘭上。
[0006]具體的，設(shè)置的內(nèi)管作為冷流體的流道，外管與內(nèi)管之間的空間用于設(shè)置隔熱層和波紋補償器，以上結(jié)構(gòu)中，由于波紋補償器不再作為兩段內(nèi)管的連接段，這樣的內(nèi)管即為同等壁厚的無縫管，消除了現(xiàn)有真空管存在的液體通過內(nèi)管時，內(nèi)管與波紋補償器連接點處存在的摩擦、碰撞等情況，特別是在流體高速流動時，本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)任然能夠使得流體平穩(wěn)通過；在流體流經(jīng)內(nèi)管內(nèi)管發(fā)生收縮變形時，由于內(nèi)管與第一盲板法蘭固定連接，波紋補償器的兩端分別固定于內(nèi)管和第二盲板法蘭上，波紋補償器任然能夠彈性變形補償內(nèi)管的收縮，避免內(nèi)管和外管的連接失效而影響兩者之間夾層的真空狀態(tài)；本結(jié)構(gòu)中，便于采用傳統(tǒng)實施方便且密封可靠的焊接連接固定方式，用于固定波紋補償器與內(nèi)管和第二盲板法蘭、第一盲板法蘭和外管，以實現(xiàn)夾層絕佳的真空度保持，以上焊接連接的熔池由于位于內(nèi)管的外壁，故焊接連接對內(nèi)管材料的熱影響小，保證了內(nèi)管材料性能和內(nèi)管內(nèi)壁的平整性，進一步的延長了內(nèi)管的使用壽命。
[0007]更進一步的技術(shù)方案為:
為保持內(nèi)管相對于外管位置的穩(wěn)定性、減小內(nèi)管與第一盲板法蘭連接點，波紋補償器與內(nèi)管和第二盲板法蘭連接點在流體流動過程中的受力大小，以利于本結(jié)構(gòu)的使用壽命，波紋補償器靠近第二盲板法蘭的一端與內(nèi)管的間隙之間還設(shè)置有滑套。以上滑套可采用如滑動軸承、軸瓦等形式。
[0008]作為一種取材方便、具有一定柔性以適應(yīng)流體流動帶來的震動、具有良好自潤滑性能的滑套材料，所述滑套為聚四氟乙烯套環(huán)。
[0009]為減小滑套與內(nèi)管之間接觸面上的壓強大小，通過將滑套與內(nèi)管的接觸面設(shè)置得較長的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)置為所述滑套的長度不小于5cm。
[0010]為利于保持波紋補償器與內(nèi)管的同軸度，利于波紋補償器變形的均勻性以利于波紋補償器的壽命，還包括長度不小于2cm的過渡環(huán)，所述過渡環(huán)固定在波紋補償器靠近第一盲板法蘭的一端，且過渡環(huán)與波紋補償器兩者的軸線共線，波紋補償器通過過渡環(huán)與內(nèi)管固定連接。作為一種實現(xiàn)方式，設(shè)置為過渡環(huán)與內(nèi)管間隙配合，間隙不超過0.2_，且兩者焊接連接的結(jié)構(gòu)形式。
[0011]為便于滑套相對于波紋補償器位置的固定，所述波紋補償器靠近第二盲板法蘭的一端的內(nèi)孔內(nèi)還設(shè)置有卡簧，所述滑套通過卡簧限定其與波紋補償器的相對位置。以上卡簧為孔用彈性擋圈，可設(shè)置為卡簧為兩個，滑套固定于兩個卡簧之間，或通過將波紋補償器的內(nèi)孔設(shè)置為臺階孔，通過一個卡簧將滑套固定于臺階孔中的結(jié)構(gòu)形式加以實現(xiàn)。
[0012]同時，本發(fā)明還提供了一種低溫管道，該低溫管道由以上至少兩個任意的真空管結(jié)構(gòu)串聯(lián)而成，且相鄰的兩個真空管結(jié)構(gòu)的內(nèi)管通過管道連接件相連，所述管道連接件包括第二波紋補償器，還包括外徑不大于第二波紋補償器的內(nèi)孔內(nèi)徑和相鄰真空管結(jié)構(gòu)的內(nèi)管內(nèi)徑的導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒的一端固定在第二波紋補償器的內(nèi)孔內(nèi)壁面上或任意一個相鄰的真空管結(jié)構(gòu)的內(nèi)管內(nèi)壁上，所述導(dǎo)流筒的另一端為自由端，且第二波紋補償器的波紋補償段位于導(dǎo)流筒的兩端之間。
[0013]低溫管道的結(jié)構(gòu)中，由于其由以上真空管結(jié)構(gòu)串聯(lián)而成，故單個真空管結(jié)構(gòu)均具有較長的使用壽命，同時對相鄰真空管結(jié)構(gòu)之間管道連接件的進一步限定，該管道連接件的結(jié)構(gòu)特點中，設(shè)置的導(dǎo)流筒作為第二波紋補償器波紋補償段的流體流通通道，使得流體介質(zhì)可部分或全部由該流體流通通道中流過第二波紋補償器的波紋補償段，該波紋補償段即為第二波紋補償器上用于變形補償?shù)牟y段，這樣，導(dǎo)流筒可有效減小或杜絕流體對第二波紋補償器中波紋補償段的沖刷摩擦和發(fā)生在該波紋補償段的流體流動攪動，而以上導(dǎo)流筒的一端為自由端的結(jié)構(gòu)形式并不影響該波紋補償段在管線軸向上的變形補償，使得本結(jié)構(gòu)在不影響變形補償效果的前提下，達到延長第二波紋補償器壽命的目的。故采用本結(jié)構(gòu)形式的低溫管道相較于現(xiàn)有低溫管道，也具有優(yōu)異的長使用壽命特性。
[0014]該低溫管道更進一步的結(jié)構(gòu)特征為: 為利于流體在低溫管道中流動的均勻性，利于減小管道的震動和均勻第二波紋補償器各點的受力，所述導(dǎo)流筒的軸線與第二波紋補償器的軸線共線。
[0015]作為一種便于實現(xiàn)法蘭連接相鄰真空管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，和便于將第二波紋補償器與導(dǎo)流筒設(shè)置為一個整體的結(jié)構(gòu)形式，使得第二波紋補償器與導(dǎo)流筒作為一個整體結(jié)構(gòu)的管道連接件，以利于使用者的安裝和更換，所述第二波紋補償器兩端用于分別與兩端真空管結(jié)構(gòu)連接的連接結(jié)構(gòu)均為補償器法蘭，所述導(dǎo)流筒的任意一端固定于任意一個補償器法蘭的中心孔內(nèi)壁面上，導(dǎo)流筒的另一端位于另一個補償器法蘭的兩端之間。
[0016]為使得導(dǎo)流筒外側(cè)與第二波紋補償器的內(nèi)孔能夠?qū)崿F(xiàn)良好的密封，以減小流體對第二波紋補償器波紋補償段的作用，和利于保持導(dǎo)流筒與第二波紋補償器的同心度，以利于流體在流動過程中的平穩(wěn)性，利于減小管線震動，所述導(dǎo)流筒的固定端設(shè)置有圓形喇叭口，所述圓形喇叭口的外徑與補償器法蘭的中心孔內(nèi)徑相等，導(dǎo)流筒其余部分的外徑小于第二波紋補償器的內(nèi)孔內(nèi)徑；所述圓形喇叭口與對應(yīng)補償器法蘭通過環(huán)焊縫焊接連接。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明提供的真空管結(jié)構(gòu)中，設(shè)置的內(nèi)管作為冷流體的流道，外管與內(nèi)管之間的空間用于設(shè)置隔熱層和波紋補償器，以上結(jié)構(gòu)中，由于波紋補償器不再作為兩段內(nèi)管的連接段，這樣的內(nèi)管即為同等壁厚的無縫管，消除了現(xiàn)有真空管存在的液體通過內(nèi)管時，內(nèi)管與波紋補償器連接點處存在的摩擦、碰撞等情況，特別是在流體高速流動時，該真空管結(jié)構(gòu)任然能夠使得流體平穩(wěn)通過；在流體流經(jīng)內(nèi)管內(nèi)管發(fā)生收縮變形時，由于內(nèi)管與第一盲板法蘭固定連接，波紋補償器的兩端分別固定于內(nèi)管和第二盲板法蘭上，波紋補償器任然能夠彈性變形補償內(nèi)管的收縮，避免內(nèi)管和外管的連接失效而影響兩者之間夾層的真空狀態(tài)；本結(jié)構(gòu)中，便于采用傳統(tǒng)實施方便且密封可靠的焊接連接固定方式，用于固定波紋補償器與內(nèi)管和第二盲板法蘭、第一盲板法蘭和外管，以實現(xiàn)夾層絕佳的真空度保持，以上焊接連接的熔池由于位于內(nèi)管的外壁，故焊接連接對內(nèi)管材料的熱影響小，保證了內(nèi)管材料性能和內(nèi)管內(nèi)壁的平整性，進一步的延長了內(nèi)管的使用壽命。
[0018]即本真空管結(jié)構(gòu)不僅使得真空管結(jié)構(gòu)中波紋補償器能夠發(fā)揮良好的內(nèi)管軸向上的變形補償、保持真空管良好的絕熱性能、還使得流體能夠由本結(jié)構(gòu)中平穩(wěn)流過和使得真空管具有良好的使用壽命和安全性能。
[0019]本發(fā)明提供的低溫管道中，不僅繼承了以上真空管結(jié)構(gòu)的優(yōu)異性能，同時通過對相鄰真空管結(jié)構(gòu)之間管道連接件的進一步限定，該管道連接件的結(jié)構(gòu)特點中，設(shè)置的導(dǎo)流筒作為第二波紋補償器波紋補償段的流體流通通道，使得流體介質(zhì)可部分或全部由該流體流通通道中流過第二波紋補償器的波紋補償段，該波紋補償段即為第二波紋補償器上用于變形補償?shù)牟y段，這樣，導(dǎo)流筒可有效減小或杜絕流體對第二波紋補償器中波紋補償段的沖刷摩擦和發(fā)生在該波紋補償段的流體流動攪動，而以上導(dǎo)流筒的一端為自由端的結(jié)構(gòu)形式并不影響該波紋補償段在管線軸向上的變形補償，使得本結(jié)構(gòu)在不影響變形補償效果的前提下，達到延長第二波紋補償器壽命的目的。故采用本結(jié)構(gòu)形式的低溫管道相較于現(xiàn)有低溫管道，也具有優(yōu)異的長使用壽命特性。
【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中真空管的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明所述的一種真空管結(jié)構(gòu)一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明所述的一種低溫管道一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中的編號依次為:1、內(nèi)管，2、第一盲板法蘭，3、外管，4、過渡環(huán)，5、波紋補償器，
6、第二盲板法蘭，7、滑套，8、卡簧，9、補償器法蘭，10、第二波紋補償器，11、內(nèi)管法蘭，12、導(dǎo)流筒。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不僅限于以下實施例。
[0023]實施例1:
如圖2，一種真空管結(jié)構(gòu)，包括外管3和穿設(shè)于外管3中的內(nèi)管1，外管3的兩端還分別設(shè)置有第一盲板法蘭2和第二盲板法蘭6，所述第一盲板法蘭2和第二盲板法蘭6上均設(shè)置有用于內(nèi)管I穿過的通孔，還包括波紋補償器5，所述波紋補償