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)：
由于目前國內(nèi)沒有低溫液氦流體的專用輸送管道，因而無法實現(xiàn)對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)復雜，絕熱效果差，用途單一，不能達到低溫液氮流體的理想輸送狀態(tài)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，絕熱效果好，可有效補償管道由于溫度變化引起熱應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)設計主要考慮的問題。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，用來補償由于溫度變化引起內(nèi)管的熱應力變形；在外管上套有外波紋管，可補償由于周圍環(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，從而導致外管由于溫度變化引起熱應力的變形。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)及管道長度而設定。3、為保護外波紋管，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置可限位的螺母，保證外波紋管正常收縮和膨脹的補償量，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、或者對熱漏要求不高的低溫流體輸送；對于液氮輸送管道，由室溫到液氮溫度，單位長度的熱漏量可低于0.5W/m；對于液氦輸送管道，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，應考慮支撐板與內(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。
具體實施方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式由內(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。
具體實施方式
二結(jié)合圖4、圖5說明本實施方式，本實施方式中的絕熱層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交替設置，為方便抽真空，絕熱層8每平方米扎有10個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)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式中的支撐板7沿圓周的支撐支點方向上均布設置有四個工藝孔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的導熱漏熱損失，同時支撐板7與內(nèi)管1和外管4的接觸面積也會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)設計時，應在滿足支撐強度的前提下，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之間的導熱面積，在支撐板7上沿圓周及支撐支點方向均布設置四個工藝孔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)系與具體實施方式
相同。
具體實施方式
四結(jié)合圖3說明本實施方式與具體實施方式
一的不同點是，它增加有限位環(huán)12；限位環(huán)12固定在支撐板7端面對應內(nèi)管1的外壁上。為防止將內(nèi)管1推入外管4時，支撐板7相對內(nèi)管1軸向滑動，無法安裝到位，將限位環(huán)12固定在支撐板7端面相對應的內(nèi)管1的外壁上，對于豎直管道，限位環(huán)12可防止支撐板7竄位脫落。
具體實施方式
五結(jié)合圖5說明本實施方式，本實施方式中的絕熱層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)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六結(jié)合圖5說明本實施方式，本實施方式中的絕熱層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)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七結(jié)合圖5說明本實施方式，本實施方式中的絕熱層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
當內(nèi)管1與支撐板7的接觸角度為60°，支撐接觸點和管道軸線所在平面與豎直方向的夾角為0°時，低溫流體為液氮和液氦，支撐板7的熱漏量和外管4的表面溫度測定值見表1表1

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

當內(nèi)管1與支撐板7接觸角度為10°，支撐接觸點和管道軸線所在平面與豎直方向的夾角為45°時，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)沿圓周的支撐支點方向上均布設置有工藝孔(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)端面對應內(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，可補償熱應力。
文檔編號F16L9/06GK2746234SQ20042006388
公開日2005年12月14日 申請日期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 申請人:賈林祥