CN103322357B - 一种具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备电位隔离功能的复合型液氦液氮输送管接头，包括有真空隔离管、氦输送管道、液氮输送管道、屏蔽罩和屏蔽管支架，真空隔离管由两个法兰和环氧隔离件组成，通过密封圈密封，并由环氧套管、环氧垫片和螺栓紧固，氦输送管道以电位隔离件为基础，两端焊接金属管路，氦输送管道的金属管段外面缠绕绝热层，液氮输送管道以电位隔离件为基础，两端焊接金属管段，金属管段外面设置铜套管，屏蔽罩为内壁抛光的铜管，并在法兰连接位置断开，屏蔽管支架为环氧材料正方形薄板，四角与相应位置点焊接。本发明能有效地隔离高低电位，能够适应各种复杂复合型液氮液氦输送的环境，其安装方便，工作稳定可靠，适用于各种场合。

Description

一种具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头

技术领域

本发明涉及复合型液氮液氦输送领域，尤其涉及一种具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头 。

背景技术

低温液体的输送是实现低温制冷循环、提供低温环境的重要组成部分，广泛应用于低温冷凝泵、空气分离、天然气液化、氦气及稀有气体开发、低温超导研究等科技生产领域。考虑到工质温度远低于常温，热量容易通过传导、辐射等方式传入工质，增加传输损耗。目前，低温液体的输送主要采用双层输液管，外管为真空隔离管，管外为大气环境而管内为真空状态，内管为低温液体输送管，二者通过低热导率材料的屏蔽管支架固定。对于同时需要多种低温流体的场合，采用分立的双层输液管分别输送冷量具有冷损大的缺点，根据低温流体特性设计专门的复合型输送管将提高低温流体输送的经济性。此外，由于低温流体输送管道有时连接的用冷端为电气设备，电气设备在故障态时可能导致地电位抬升，而输送管道考虑温度、成本等因素多采用金属材料，电导率大，不能隔离低温流体输送管两侧的电位，以至影响低温冷量生产系统的正常运行。

发明内容

本发明的目的是为了弥补已有技术的不足，提供了一种具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头，以解决现有复合型液氮液氦输送技术中不能有效隔离高低电位的问题，并保证输送管道的绝热性能。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头，包括有用于连接固定两段相互配合的氦输送管道、氦回流管道和液氮输送管道的电位隔离件、真空隔离管、屏蔽罩和屏蔽管支架，其特征在于：所述电位隔离件包括有的中间部分为陶瓷材料，两端部为金属材料，所述氦输送管道和氦回流管道中的电位隔离件两端分别焊接金属材质的氦输送管，所述氦输送管与其连接的电位隔离件的金属管段外层包裹有隔热层，所述液氮输送管道中的电位隔离件两端焊接金属材质的液氮输送管，所述液氮输送管道与其连接的电位隔离件的金属管段外设置有铜质套管；所述电位隔离件连接后的氦输送管道、氦回流管道、液氮输送管道分别通过屏蔽罩以及屏蔽管支架安装固定在真空隔离管内，所述真空隔离管由两个法兰连接而成，所述两个法兰之间设置有环氧隔离件，所述法兰连接面开有密封槽，所述密封槽中设置密封圈，且法兰由螺栓紧固，所述螺栓与法兰的安装孔之间设置有环氧套管，且螺栓紧固端安装有环氧垫片；所述屏蔽罩由两段不相连接的金属管组成，所述屏蔽管支架为中心通孔的薄板结构，且屏蔽管支架包括有内屏蔽管支架和外屏蔽管支架，两段氦输送管道、氦回流管道分别通过内屏蔽管支架安装在屏蔽罩内，且屏蔽罩的外壁与其一侧液氮输送管道紧贴，所述液氮输送管道外层与屏蔽罩外分别包裹有绝热层，且通过外屏蔽支架安装于真空隔离管内。

所述的环氧隔离件的电阻率很大，其表面光滑与密封槽内的密封圈配合使用，所述的环氧套管为螺栓护套结构，其长度略小于所述螺栓长度，所述的垫片直径大于螺母直径。

所述的屏蔽罩为铜质材料，由两段不相连接的铜管组成，其在法兰连接位置断开，内壁作抛光处理，外壁与液氮输送管道紧密接触，所述绝热层由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕约40层而成，所述绝热层在所述法兰连接位置断开。

所述的内屏蔽管支架和外屏蔽管支架分别为环氧材料制成的正方形薄板结构，中央留有通孔以固定所述氦输送管、所述液氮输送管及所述屏蔽罩，所述内屏蔽管支架的四角与屏蔽罩内壁点焊接，所述外屏蔽管支架的四角与上、下法兰内壁点焊接。

所述的隔热层由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕约40层而成，且玻纤纸与薄膜接触面积很小。

其原理是：利用环氧隔离件、环氧套管和环氧垫片使得两个法兰和螺栓之间互相绝缘；利用电位隔离件使得液体输送管道的两金属管段互相绝缘。采用绝热层和屏蔽管支架降低真空隔离管与屏蔽罩的之间的传热，利用液氮输送管道降低屏蔽罩的温度，降低其向氦输送管道的传热。

所述的氦输送管道中间部分为电位隔离件，其电位隔离件中间部分为陶瓷材料，能有效保证所述两段金属材质氦输送管之间的绝缘。所述绝热层由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕约40层而成，所述喷铝聚酯薄膜表面光谱发射率极低，能减小所述薄膜间的辐射传热。所述玻纤纸与所述薄膜接触面积很小，可以降低相互之间的导热。所述绝热层在所述电位隔离件处断开，以隔离高低电位。

所述的环氧隔离件的电阻率很大，能够将所述两个法兰的电位隔离开，保证所连接设备的电绝缘。所述环氧隔离件表面光滑，同所述密封槽内的密封圈配合使用，保证管内真空度。所述环氧套管为螺栓护套结构，保证所述螺栓头部与上法兰间的绝缘；所述环氧套管长度略小于所述螺栓长度，保证螺栓杆部与所述螺栓孔内表面的绝缘；所述垫片直径大于螺母直径，保证其与下法兰面的绝缘。

    所述液氮输送管道中间部分为电位隔离件，其电位隔离件中间部分为陶瓷材料，能有效保证所述两段金属材质氦输送管之间的绝缘。

所述的屏蔽罩在所述法兰连接位置断开，以保证高低电位的隔离；内壁作抛光处理，以降低其与所述氦输送管道的辐射传热；外壁与所述液氮输送管道紧密接触，以降低其整体的温度；所述屏蔽罩与所述液氮输送管道外层包裹有绝热层，以降低其与真空隔离管的传热；所述绝热层由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕约40层而成，所述喷铝聚酯薄膜表面光谱发射率极低，能减小所述薄膜间的辐射传热；所述玻纤纸与所述薄膜接触面积很小，可以降低相互之间的导热；所述绝热层在所述法兰连接位置断开，以保证高低电位的隔离。

所述的氦输送管道通过内屏蔽管支架与屏蔽罩固定。内屏蔽管支架为环氧材料，正方形薄板结构，中央留有通孔以固定氦输送管道；四角与屏蔽罩内壁点焊接以起到支撑定位的作用，因其接触面积小，故导热量亦小。所述的绝热层通过外屏蔽管支架与上法兰固定。外屏蔽管支架为环氧材料，正方形薄板结构，中央留有通孔与固定绝热层；四角与上法兰内壁点焊接以起到支撑定位的作用，因其接触面积小，导热量亦小。

本发明的优点是：

本发明结构简单，在使用过程中，能有效地隔离高低电位，能够适应各种复杂复合型液氮液氦输送的环境，保证了输送管道的绝热性能，而且其安装方便，工作稳定可靠，适用于各种场合。

附图说明

图1 为本发明结构示意图。

图2为液氦输送管道与电位隔离件连接配合结构示意图。

具体实施方式

   一种具备电位隔离功能的复合型液氦液氮输送管接头，包括真空隔离管、氦输送管道、液氮输送管道、屏蔽罩和屏蔽管支架。

    如图1所示，真空隔离管由上法兰12、下法兰21和环氧隔离件15组成，上法兰12和下法兰21开有密封槽20，密封槽20内放置密封圈19，法兰的螺栓孔16内放置环氧套管14，下法兰21的下表面放置环氧垫片17，真空隔离管通过螺栓13和螺母18紧固。

    环氧隔离件15的电阻率很大，可以将上法兰12和下法兰21的电位隔开。环氧隔离件15上下表面光滑，配合密封槽20内的密封圈19使用，可以保证管内真空。环氧套管14保证螺栓13与上法兰12及螺栓孔16之间的绝缘，环氧垫片17保证螺母18与下法兰21之间的绝缘。

    如图1所示，液氦输送管道5和氦回流管道6，二者结构相同。具体结构如图2所示，液体输送管道的中间部分为电位隔离件22，电位隔离件22两端焊接有上传输管路23和下传输管路24，上传输管路23和下传输管路24以及电位隔离件22的金属管段外面缠绕有绝热层25和26。

    电位隔离件22的中间部分为陶瓷，可以将两端的电位隔离开，两端为金属材料，方便与上传输管路23和下传输管路24焊接。绝热层25和26是为由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕约40层而成，喷铝聚酯薄膜表面光谱发射率极低，能减小所述薄膜间的辐射传热。玻纤纸与薄膜接触面积很小，可以降低相互之间的导热。

    如图1所示，管道9为液氮输送管道。液氮输送管道的中间部分为电位隔离件，电位隔离件的中间部分为陶瓷，可以将两端的电位隔离开，两端为金属材料，电位隔离件两端焊接有上传输管路1和下传输管路，上传输管路和下传输管路以及电位隔离件的金属管段外面分别设置铜质套管。

    如图1所示，屏蔽罩3、8由两段不相连接的铜管组成。屏蔽罩在法兰连接位置断开，以保证高低电位的隔离；内壁作抛光处理，以降低其与氦输送管道5、氦回流管道6的辐射传热；外壁与液氮输送管道9紧密接触，以降低其整体的温度；所述屏蔽罩3、8与液氮输送管道9外层分别包裹有绝热层2、10，以降低其与真空隔离管的传热。绝热层2、10由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕约40层而成，喷铝聚酯薄膜表面光谱发射率极低，能减小所述薄膜间的辐射传热；所述玻纤纸与所述薄膜接触面积很小，可以降低相互之间的导热。绝热层2、10在所述法兰连接位置断开，以保证高低电位的隔离。

如图1所示，氦输送管道5、氦回流管道6通过内屏蔽管支架4、7与屏蔽罩3、8固定。内屏蔽管支架4、7为环氧材料，正方形薄板结构，中央留有通孔以固定氦输送管道5、6；四角与屏蔽罩3、8内壁点焊接以起到支撑定位的作用，因其接触面积小，故导热量亦小。

如图1所示，绝热层2、10通过外屏蔽管支架1、11与上法兰12固定。外屏蔽管支架1、11为环氧材料，正方形薄板结构，中央留有通孔与固定绝热层2、10；四角与上法兰12内壁点焊接以起到支撑定位的作用，因其接触面积小，导热量亦小。

Claims (5)

1.一种具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头，包括有用于连接固定两段相互配合的氦输送管道、氦回流管道和液氮输送管道的电位隔离件、真空隔离管、屏蔽罩和屏蔽管支架，其特征在于：所述电位隔离件包括有中间部分为陶瓷材料，两端部为金属材料，所述氦输送管道和氦回流管道中的电位隔离件两端分别焊接金属材质的氦输送管，所述氦输送管与其连接的电位隔离件的金属管段外层包裹有隔热层，所述液氮输送管道中的电位隔离件两端焊接金属材质的液氮输送管，所述液氮输送管道与其连接的电位隔离件的金属管段外设置有铜质套管；所述电位隔离件连接后的氦输送管道、氦回流管道、液氮输送管道分别通过屏蔽罩以及屏蔽管支架安装固定在真空隔离管内，所述真空隔离管由两个法兰连接而成，所述两个法兰之间设置有环氧隔离件，所述法兰连接面开有密封槽，所述密封槽中设置密封圈，且法兰由螺栓紧固，所述螺栓与法兰的安装孔之间设置有环氧套管，且螺栓紧固端安装有环氧垫片；所述屏蔽罩由两段不相连接的金属管组成，所述屏蔽管支架为中心通孔的薄板结构，且屏蔽管支架包括有内屏蔽管支架和外屏蔽管支架，两段氦输送管道、氦回流管道分别通过内屏蔽管支架安装在屏蔽罩内，且屏蔽罩的外壁与其一侧液氮输送管道紧贴，所述液氮输送管道外层与屏蔽罩外分别包裹有绝热层，且通过外屏蔽支架安装于真空隔离管内。

2.根据权利要求1所述的具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头，其特征在于：所述的环氧隔离件的电阻率很大，其表面光滑与密封槽内的密封圈配合使用，所述的环氧套管为螺栓护套结构，其长度略小于所述螺栓长度，所述的垫片直径大于螺母直径。

3.根据权利要求1所述的具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头，其特征在于：所述的屏蔽罩为铜质材料，由两段不相连接的铜管组成，其在法兰连接位置断开，内壁作抛光处理，外壁与液氮输送管道紧密接触，所述绝热层由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕40层而成，所述绝热层在所述法兰连接位置断开。

4.根据权利要求1所述的具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头，其特征在于：所述的内屏蔽管支架和外屏蔽管支架分别为环氧材料制成的正方形薄板结构，中央留有通孔以固定所述氦输送管、所述液氮输送管及所述屏蔽罩，所述内屏蔽管支架的四角与屏蔽罩内壁点焊接，所述外屏蔽管支架的四角与上、下法兰内壁点焊接。

5.根据权利要求1所述的具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头，其特征在于：所述的隔热层由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕40层而成，且玻纤纸与薄膜接触面积很小。