CN102606821A

CN102606821A - 一种真空绝热低温管道法兰接头

Info

Publication number: CN102606821A
Application number: CN2012100837638A
Authority: CN
Inventors: 王芳; 张景柳; 时连杰; 衡彪
Original assignee: Aerosun Corp
Current assignee: Aerosun Corp
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2012-07-25

Abstract

本发明涉及一种真空绝热低温管道法兰接头，属于流体输送管路技术领域。该接头的第一管道和第二管道分别由内管和外管构成，第一管道的外管端头具有接头盘，第一管道的内管端头与接头盘的内孔分别轴向朝外延伸形成凸边热桥；第二管道的外管端头具有径法兰盘，第二管道的内管端头与法兰盘的内孔分别轴向朝内延伸形成凹边热桥；组装时，接头盘和法兰盘以凸环卡入嵌有密封件的凹槽的方式对接密封固定，同时凸边热桥插入凹边热桥内，相互之间留有气隙。发明采用合理的结构，巧妙借助气隙的阻隔密封取代内密封件，并且凸边热桥和凹边热桥的嵌套结构形成了迂回的折叠式热桥，将热桥的轴向长度缩短了一半，大大缩小了装配空间。

Description

一种真空绝热低温管道法兰接头

技术领域

本发明涉及一种低温管道法兰接头，尤其是一种真空绝热低温管道法兰接头，属于流体输送管路技术领域。

背景技术

在低温深冷液化、低温流体贮运领域，长时间连续输送低温液体的管路多采用真空多层绝热的低温管道。受安装条件的限制，根据使用、维护要求，真空多层绝热的低温管道常由多个具有独立真空腔的管单元分段组合而成，管单元之间的连接需要用到法兰接头。

检索发现，公开号为CN 201141487Y的中国实用新型专利公开了“一种低漏热率的多层真空绝热管的法兰连接结构”，该结构包括与左侧外管接头焊接的外凸肩圈，与右侧外管接头焊接的外凹肩圈，外凸肩圈、外凹肩圈之间的外垫片和夹紧外凸肩圈、外凹肩圈的法兰及螺栓；左右侧接头附近的外管和内管间设有两个U形热桥，两个热桥一端分别与外凹肩圈、外凸肩圈焊接，另一端与内管焊接；外凹肩圈上钻有连通外凹肩圈内外的通孔，通孔上安装有抽空接嘴；内管接头处还设有内凹肩圈和内凸肩圈，内凹肩圈和内凸肩圈间设有内垫片。

此外，公开号为CN 201141488Y和公开号为CN 201348106Y的中国实用新型专利分别公开了“一种多层真空绝热管的法兰连接结构”和“一种低温管道用真空绝热法兰接头”。

分析可知，上述现有技术均采用内外双道密封结构，以内密封直接阻断低温流体，密封元件的工作温度为介质温度，其密封的介质为液体。由于低温对密封材料的影响较大，密封材料在低温下将冷收缩变形，导致密封作用减弱；同时其法兰螺栓预紧力要通过热桥传递至密封面，为了降低漏热，热桥长度较长，刚性差，导致其密封力难以得到切实保证。故在实际工作中，容易出现密封力不足的现象，在低温工况下需补充拧紧或更换厚密封垫，才能维持密封。而且双道密封对内外密封的结构形式提出了较高要求，若结构设计不合理，双层密封结构往往只能保证单层密封，当内密封不严，外密封良好时，低温液体漏入热桥中，导致法兰外表面出现严重结霜；当内密封良好，外密封不严时，内管与外界气体出现热交换，使内管内介质温度升高出现汽化，降低低温液体品质。

总之，上述现有技术均存在以下主要问题：1)内、外密封件存在“过定位”现象，难以保证同时起到切实的密封作用；2)内密封件工作时处于低温环境，无法避免冷缩变形，影响其密封性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，通过结构改进，提出一种不会过定位、并且可以避免密封件冷缩变形的真空绝热低温管道法兰接头，从而确保其密封性能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种真空绝热低温管道法兰接头，具有相互对接的第一管道和第二管道，所述第一管道和第二管道分别由内管和套在所述内管之外形成真空夹层的外管构成，其特征在于：所述第一管道的外管端头具有径向内外延伸形成的接头盘，所述第一管道的内管端头与所述接头盘的内孔分别轴向朝外延伸形成外凸端头封闭的套管状凸边热桥；所述第二管道的外管端头具有径向内外延伸形成的法兰盘，所述第二管道的内管端头与所述法兰盘的内孔分别轴向朝内延伸形成与所述凸边热桥相配的内凹端头封闭的套管状凹边热桥；所述接头盘和所述法兰盘对应位置分别具有凸环和凹槽；组装时，所述接头盘和所述法兰盘以所述凸环卡入嵌有密封件的所述凹槽的方式对接密封固定，同时所述凸边热桥插入所述凹边热桥内，相互之间留有气隙。

这样，内管对接缝隙经凹边热桥与凸边热桥之间的迂回气隙直至接头盘与法兰盘对接间隔形成了类似盲支管的气腔。只要通过计算或实验，合理设计热桥参数、控制单位时间法兰接头的散热量，以及凹边热桥和凸边热桥的配合间隙、控制单位时间进入盲支管的低温液体量，即可保证单位时间内进入盲支管的低温液体全部升温汽化为气体，从而在盲支管中形成气阻。

结果，低温液体在液柱静压的作用下无法进入盲支管内，而盲支管中的气体形成具有稳定的温度梯度的热平衡状态，在无需内密封件的情况下，起到了理想的阻隔密封作用，“过定位”问题不复存在。而接头盘和法兰盘之间的密封件处于常温下，不会发生冷缩变形，因此可以始终保持良好、可靠密封。由此可见，本发明采用合理的结构，巧妙借助气隙的阻隔密封取代内密封件，妥善解决了现有技术存在的问题。并且，凸边热桥和凹边热桥的嵌套结构形成了迂回的折叠式热桥，将热桥的轴向长度缩短了一半，大大缩小了装配空间。

附图说明

图1是本发明的结构示意剖面图；

图中：1-内管，2-凸接头，3-法兰盘，4-密封体，5-凹法兰，6-外管，7-凸边热桥，8-凹边热桥，9-隔热材料，10-螺母，11-垫片，12-螺栓。

具体实施方式

实施例一

本实施例为一种折叠式热桥单道密封的真空绝热低温管道法兰接头，其具体结构如图1所示，相互对接的第一管道和第二管道分别由包覆隔热材料9的内管1和套在内管1之外形成真空夹层的外管6构成。内管外表面包覆的多层隔热材料，可以减少辐射传热，提高了绝热效果。

左侧第一管道的外管6端头具有径向内外延伸形成的接头盘2，第一管道的内管1端头与接头盘2的内孔分别轴向朝外延伸形成外凸端头封闭的套管状凸边热桥7。右侧第二管道的外管6端头具有径向内外延伸形成的法兰盘5，第二管道的内管1端头与法兰盘5的内孔分别轴向朝内延伸形成内凹端头封闭的套管状凹边热桥8。接头盘2和法兰盘5对应位置分别具有凸环和凹槽。组装时，接头盘2的凸环卡入法兰盘5的凹槽中，且其中嵌有环形密封件4，第一管道的外管6外套有活套法兰3，该法兰通过螺栓12以及垫片11和螺母10与法兰盘5将接头盘2以及密封件4夹持固定，形成密封连接。此时，凸边热桥7插入凹边热桥8内，相互之间留有气隙——即凸边热桥7的外壁与凹边热桥8的内壁之间留有间隙(因间隙很小，图中未示出)。

本实施例的真空绝热低温管道法兰接头装配完成后，由于法兰处的外密封结构，在凹边热桥与凸边热桥间隙以及接头盘与法兰盘的对合间隙之间形成了盲支管。因此，当低温液体从两内管对接处进入盲支管汽化后，将使其充满气体形成气阻，从而阻止低温液体在液柱静压的作用下进入盲支管内，由此借助盲支管中的气化气体起到了良好的阻隔，与法兰处的密封结构有机结合，共同有效防止了低温液体的泄漏。本实施例中，凸边热桥7与凹边热桥8形成了折叠式热桥结构，可以在保证绝热性能的前提下，使热桥的装配长度缩短一半，减小了拆装所需的轴向空间。并且凸边热桥7的外凸端头与凹边热桥8的内凹端头之间形成环状气腔，从而使盲支管由此迂回，形成了两级盲支管构成的折叠双重气阻结构，密封效果更好。

实践证明，本实施例的密封件与内部折叠式热桥形成的气阻有机结合，可以保持处于常温下，其密封力由法兰结构直接作用在密封处，不再因通过热桥传递而受低温下冷缩的影响，更为稳妥可靠。

Claims

1.一种真空绝热低温管道法兰接头，具有相互对接的第一管道和第二管道，所述第一管道和第二管道分别由内管和套在所述内管之外形成真空夹层的外管构成，其特征在于：所述第一管道的外管端头具有径向内外延伸形成的接头盘，所述第一管道的内管端头与所述接头盘的内孔分别轴向朝外延伸形成外凸端头封闭的套管状凸边热桥；所述第二管道的外管端头具有径向内外延伸形成的法兰盘，所述第二管道的内管端头与所述法兰盘的内孔分别轴向朝内延伸形成与所述凸边热桥相配的内凹端头封闭的套管状凹边热桥；所述接头盘和所述法兰盘对应位置分别具有凸环和凹槽；组装时，所述接头盘和所述法兰盘以所述凸环卡入嵌有密封件的所述凹槽的方式对接密封固定，同时所述凸边热桥插入所述凹边热桥内，相互之间留有气隙。

2.根据权利要求1所述的真空绝热低温管道法兰接头，其特征在于：所述凸边热桥的外凸端头与所述凹边热桥的内凹端头之间形成环状气腔。

3.根据权利要求2所述的真空绝热低温管道法兰接头，其特征在于：所述第一管道的外管外套有活套法兰，所述活套法兰通过紧固件与所述法兰盘将接头盘以及密封件夹持固定，形成密封连接。

4.根据权利要求3所述的真空绝热低温管道法兰接头，其特征在于：所述第一管道和第二管道的内管均包覆隔热材料。