CN101042205A - 多层真空绝热管的小真空焊接连接结构 - Google Patents

多层真空绝热管的小真空焊接连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，它是在二根以上的管段组装在一起每相邻二根管段之间的固定连接结构，包括二根内管，在二根内管连接处的外径上搭焊一内短接管。在连接结构外部有二根外管，该内管与外管之间分别通过与其同轴的二个U型热桥焊接形成固定连接，其中二个U型热桥的一端分别焊接在二根外管相对的端部上，另一端焊接在二根内管上。在二个U型热桥上搭焊有外短接管使二根外管连接为一起，在内管、内短接管外短接管及U型热桥之间形成一个封闭的小真空腔。因此，本发明多层真空绝热管的小真空焊接连接结构具有绝热效果好，使用可靠的功效。

Description

多层真空绝热管的小真空焊接连接结构
技术领域
本发明涉及一种低温技术中的输送管道，尤其是一种多层真空绝热管道的小真空连接结构。
背景技术
随着低温流体介质(如液氮，液氧，液氢，液氦等)在国防、化工、航天和其他尖端科学技术领域的广泛应用，低温流体的输送是低温技术中的重要组成部分，而输送介质时如何减少管内介质与外界环境的传热是关键的技术问题之一，要保证良好的绝热效果输送管多采用的是多层真空绝热形式。该输送管道由二根以上的多根管段组装而成。
在国内，工程上应用的多层真空绝热管采用可拆卸的法兰连接，如插拔式法兰连接，对接式法兰连接，而国外早已出现了先进的焊接式连接。按目前在工程上应用的真空绝热管路法兰连接的绝热水平，对于相同规格的真空管，输送相同工况的介质，对接式法兰连接的漏热量较大；而由于热桥长，插拔式法兰连接漏热相对较少，但一般都在80％以上(视管道长度而定)。对接法兰式连接，隔气不隔液，插拔式连接结构复杂，现场装卸需一段200mm的安装间距，整根管道需要一处可伸缩的空间距离，装卸极不方便。无论是对接式法兰连接还是插拔式法兰连接，在法兰连接处的漏热占管道总漏热量的绝大部分，因此减少连接处的漏热将大大改善整条真空管路的绝热效果。
可拆卸式法兰连接的另一缺点是需要在内、外管接口处设置两道密封，不仅结构较复杂，且受密封件、肩圈及内外管的加工精度影响，若密封不严，会出现以下几种情况：1)内密封不严，外密封良好，则低温介质漏入热桥中，由于常温的法兰与热桥相连，低温介质与法兰接触使得法兰表面温度降低出现严重的结霜；2)内密封良好，外密封不严，常温气体进入热桥内，内管与外界气体出现热交换，使内管温度升高，进而导致管内低温介质温度升高，出现气化，管内出现液、气两相流，降低低温介质品质；3)内、外密封均不严，则不仅法兰会严重结霜，且在法兰连接处出现漏液。考虑到上述因素，在无需经常拆卸的管道中，设计一种绝热效果好，可靠性高的多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，成为研究的一个课题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，以改善低温真空管道输送介质时的绝热效果。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，是在二根以上的管段组装在一起每相邻二根管段之间的固定连接结构。所述每相邻二根管段之间的固定连接结构包括二根内管，在二根内管连接处的外径上搭有内短接管，并通过在其两端圆周上的角焊形成固定连接，在所述每相邻二根管段之间的固定连接结构的外部设有与二根内管同轴的二根外管，在二根内管与二根外管之间分别通过与其同轴的二个U型热桥焊接形成固定连接，其中，二个U型热桥的一端分别固定连接在二根外管相对的端部上，另一端分别固定连接在二根内管的外圆周上，在二个U型热桥上搭有与其同轴的外短接管，并通过在其两端圆周上的角焊形成连接在二根外管端部的U型热桥与外短接管的固定连接，在内管、内短接管、与外短接管及U型热桥之间形成一个封闭的小真空腔。
所述的外短接管上设有与小真空腔相通的抽真空嘴。
所述的二根内管、内短接管、外短接管、及二个U型热桥之间所形成的小真空腔中还放有吸附剂。
所述的二根内管的外圆周上还缠绕有十层以上的隔热层。
所述的二根内管相对的二端部之间设有5-30毫米的间隙，该间隙优选为10毫米。
所述搭接在二根内管上的内短接管，其在二根内管上的重合段A均为10-30毫米，优选为15-20毫米。
所述的二根内管所缠绕的隔热层为玻璃丝布与铝箔交替缠绕结构。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，在多层真空绝热管工作过程中，当低温介质流经真空管路时由于在管道连接处有小真空腔，内管被冷却成介质温度，外管是环境温度，热量主要通过连接内外管的热桥传导，焊接时金属材料释放微量的气体主要为H2，最高含量达95％，其余的是N2、O2、Ar、CO2等气体，大部分被吸附剂吸附，小真空腔内形成很高的真空度；热辐射被缠绕的玻璃丝布和铝箔阻断，因此在大大改善了低温真空管道输送介质时的绝热效果。
本发明一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构的突出优点在于：1)小真空连接的漏热主要是来自于连接内外管的U型热桥的热传导，因小真空内具有很高的真空度，基本上没有热辐射和对流，减少了热损失，改善了真空管路的绝热效果；2)结构简单，密封可靠，只要焊缝无气孔、无裂纹，符合要求，不会发生泄漏和大量的漏热情况。
附图说明
图1是本发明多层真空绝热管的小真空焊接连接的结构示意图。
图中标号名称
1、内管；2、U型热桥；3、内短接管；4、抽空嘴；5、吸附剂；6、外短接管；
7、外管；8、小真空腔；9、隔热层；10、二内管的间隙
具体实施方式
如图1所，本发明多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，是在二根以上的管段组装时每相邻二根管段之间的固定连接结构，主要特征是，所述每相邻二根管段之间的固定连接结构包括二根内管1，在二根内管1连接处的外径上搭有内短接管3，并通过在其两端周上的角焊形成固定连接。在所述每相邻二根管段之间固定连接结构的外部设有与二根内管1同轴的二根外管7。在二根内管1与二根外管7之间分别通过与其同轴的二个U型热桥2焊接形成固定连接，其中，二个U型热桥2的一端分别固定连接在二根外管7相对的端部上，另一端分别固定连接在二根内管1的外圆周上。在二个U型热桥2上搭有与其同轴的外短接管6，并通过在其两端圆周上的角焊形成连接在二根外管7端部的二个U型热桥2与外短接管6的固定连接，在二根内管1、内短接管3、外短接管6及二个U型热桥2之间形成一个封闭的小真空腔8。
所述外短接管6通过U型热桥2将二根外管7连接在一起，外接管6上设有与小真空腔8相通的抽真空嘴4，小真空腔8通过该抽真空嘴4被抽成真空，并获得长期保持小真空腔在低温工作情况下的真空度。通常在小真空腔8内还放置有吸附剂5，如活性炭或分子筛，吸收材料释放的气体。
另外，在所述二根内管1的外圆周上还缠绕有十层以上的隔热层9，该隔热层9为玻璃丝布与铝箔交替缠绕的结构，用以减少热辐射。
上面所述二根内管1相对的二端部之间设有5-30毫米的一段间距或称为间隙10，该间隙10优选为15-20毫米，通过搭接在二根内管1上的内短接管3将二根内管3连接在一起，所述搭接在二根内管1上的内短接管3，其在二根内管1上保持有一定的重合段A，通过角焊固定连接，该重合段A均为10-30毫米，优选为15-20毫米。
本发明多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，在由二根以上的多管段组装而成的输送管道中的工作原理是：由于在管道连接处具有小真空腔8，内管1被冷却成介质温度，外管是环境温度，热量主要通过连接内外管的U型热桥2传导，焊接时金属材料释放的微量气体，大部分被吸附剂5吸附，小真空腔内形成很高的真空度，其热辐射又被缠绕在内管1上的隔热层9阻断，因此本发明多层真空绝热管的小真空焊连接结构，明显改善了低温真空管道输送介质时的绝热效果，具有绝热效果好使用可靠的功效。

Claims (7)

1.一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，是在二根以上的管段组装在一起每相邻二根管段之间的固定连接结构，其特征在于：所述每相邻二根管段之间的固定连接结构包括二根内管(1)，在二根内管(1)连接处的外径上搭有内短接管(3)，并通过在其两端圆周上的角焊形成固定连接，在所述每相邻二根管段之间的固定连接结构的外部设有与二根内管(1)同轴的二根外管(7)，在二根内管(1)与二根外管(7)之间分别通过与其同轴的二个U型热桥(2)焊接形成固定连接，其中，二个U型热桥(2)的一端分别固定连接在二根外管(7)相对的端部上，另一端分别固定连接在二根内管(1)的外圆周上，在二个U型热桥(2)上搭有与其同轴的外短接管(6)，并通过在其两端圆周上的角焊形成连接在二根外管(7)端部的U型热桥(2)与外短接管(6)的固定连接，在内管(1)、内短接管(3)、与外短接管(6)及U型热桥(2)之间形成一个封闭的小真空腔(8)。
2.根据权利要求1所述的一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，其特征在于：所述的外短接管(6)上设有与小真空腔(8)相通的抽真空嘴(4)。
3.根据权利要求1所述的一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，其特征在于：所述的二根内管(1)、内短接管(3)、外短接管(6)、及二个U型热桥(2)之间所形成的小真空腔(8)中还放有吸附剂(5)。
4.根据权利要求1所述的一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，其特征在于：所述的二根内管(1)的外圆周上还缠绕有十层以上的隔热层(9)。
5.根据权利要求1所述的一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，其特征在于：所述的二根内管(1)相对的二端部之间设有5-30毫米的间隙(10)，该间隙(10)优选为10毫米。
6.根据权利要求1所述的一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，其特征在于：所述搭接在二根内管(1)上的内短接管(3)，其在二根内管(1)上的重合段(A)均为10-30毫米，优选为15-20毫米。
7.根据权利要求4所述的一种多层真空绝热管的小真空焊接连接结构，其特征在于：所述的二根内管(1)所缠绕的隔热层(9)为玻璃丝布与铝箔交替缠绕结构。
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