CN107725972B - 一种真空夹层低温流体传输管道 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空夹层低温流体传输管道，包括内管和外管，所述内管与所述外管之间为真空夹层，其特征在于，所述内管与所述外管之间设有支撑结构，所述支撑结构包括一大直径圆环，所述大直径圆环两侧分别对称设有一小直径圆环，所述大直径圆环与两所述小直径圆环之间通过连接丝连接；所述大直径圆环上设有多个沿径向高度可调的接触结构，所述小直径圆环上设有多个沿径向高度可调的接触结构；所述内管位于所述小直径圆环内且通过所述小直径圆环上的所述接触结构与所述小直径圆环连接固定；所述外管通过所述大直径圆环上的所述接触结构与所述大直径圆环连接固定。本发明采用多种绝热设计，可以灵活调节长度，可以有效降低来自室温端的漏热量。

Description

一种真空夹层低温流体传输管道
技术领域
本发明属于一种真空夹层低温流体传输管道，具体应用于低温、真空系统中，对低温流体远距离输送的管道。
背景技术
目前对液氦、液氮等低温流体的传输管道一般采用带真空夹层的双层管，现有的低温流体输送管道结构复杂，功能单一，绝热性能差。由于输送的流体温度极低，即使采用了真空绝热的方式，漏热依然较大，其中设置于低温的内管与室温的外管之间的支撑结构是热传导的主要路径，其结构型式的特殊设计非常重要。现有的低温流体输送技术中，其支撑结构一般采用玻璃纤维非金属材料，加工成型难度较大，结构复杂，造价较高，绝热性能不佳，而且多为径向支撑的结构型式，这种支撑结构型式受到内管与外管直径的限制。
热量从室温外管经过支撑结构传到低温内管区域，在导热过程中，根据傅立叶导热定律，单位时间通过导热截面的导热量正比于该导热截面方向上的温度变化率和截面面积。为了减小漏热，设计的支撑结构能够在保证力学结构稳定的前提下，最大限度的减小漏热。对于支撑结构通常考虑以下因素：(1)保证在真空、低温环境中有足够的机械强度；(2)在室温端与低温端有合理的导热截面以及导热长度。
发明内容
本发明目的是要提出一种真空夹层低温流体传输管道，用于低温流体的输送，解决目前真空夹层低温流体输送管道的绝热性能不佳、功能单一、加工装配复杂、造价较高等问题。该低温输送管道有较小的漏热损失、足够的机械强度和力学稳定性、加工成型以及装配简单、造价较低等特点。
为达到上述特点，本发明的技术方案为：
一种真空夹层低温流体传输管道，包括内管和外管，所述内管与所述外管之间为真空夹层，其特征在于，所述内管与所述外管之间设有一支撑结构，所述支撑结构包括一大直径圆环，所述大直径圆环两侧分别设有一小直径圆环，所述大直径圆环与两所述小直径圆环之间通过连接丝连接；所述大直径圆环上设有多个沿径向向外的高度可调的接触结构，所述小直径圆环上设有多个沿径向向内的高度可调的接触结构；所述内管位于所述小直径圆环内且通过所述小直径圆环上的所述接触结构与所述小直径圆环连接固定；所述外管通过所述大直径圆环上的所述接触结构与所述大直径圆环连接固定。
进一步的，所述内管外表面包裹若干层绝热材料。
进一步的，所述若干层绝热材料为镀铝薄膜与纤维隔层交替叠加而成。
进一步的，所述大直径圆环上、所述小直径圆环上分别设有多个螺孔，所述螺孔与匹配螺钉构成所述接触结构。
进一步的，所述小直径圆环对称的设置在所述大直径圆环的两侧。
进一步的，所述小直径圆环与所述大直径圆环同轴。
进一步的，所述外管的内表面靠近端口处设置有限位块。
进一步的，所述连接丝为金属条；所述大直径圆环为金属圆环，所述小直径圆环为金属圆环。
进一步的，所述内管设置若干段波纹管；所述外管设置若干段波纹管。
本发明的是一种全金属的无冷屏真空夹层低温流体传输管道包括用来输送低温流体的内管，所述内管外表面包裹多层绝热材料，所述内管与外管之间为真空夹层，能够有效隔热，所述内管通过金属支撑结构与外管连接，能够降低室温端的热量达到低温端。
所述支撑结构通过螺钉点接触固定在所述内管的外表面上。所述支撑架为全金属结构。所述支撑结构包括大直径圆环、连接丝、小直径圆环、螺钉；所述大直径圆环与所述小直径圆环通过若干所述连接丝斜连接。
所述大直径圆环与通过所述螺钉与所述外管点接触。所述小直径圆环通过所述螺钉与所述内管点接触。
本发明的明显效果在于：
1.内管与外管之间设置的支撑结构采用全金属材料，而且其连接丝斜连接的设计，其金属连接丝的长度不受内、外管尺寸的限制，可以灵活调节长度，可以合理增大传热路径，且其截面积较小，有效降低来自室温端的漏热量。同时支撑结构与内管以及外管多处采用点接触，增加了接触热阻，有效降低了热量从室温外管的到达低温内管。
2.由于低温流体传输管道除多层绝热材料之外，全部零部件都采用金属材质，有足够的机械强度和力学稳定性、加工成型以及装配简单、造价较低等特点。
上述的全金属真空夹层低温流体传输管道中，通过若干特殊设计来减少传导漏热和辐射漏热。在导热过程中，单位时间通过导热截面的导热量正比于该导热截面方向上截面面积的温度变化率，所以选用金属连接丝来减小导热截面积，采用金属连接丝斜连接来增大传热路径，最终减小导热方向上的温度变化率。同时多处采用点接触增加了接触热阻，有效降低了来自室温端的热量。在内管包扎有多层绝热材料的方式来达到减小辐射漏热。
上述的全金属的真空夹层低温流体传输管道中，为了结构简单、便于安装，此结构不设置冷屏。特别是支撑结构采用全金属的材质，有足够的机械强度和力学稳定性、加工精度较高、绝热性能较好、装配便捷、应用范围广，尤其造价较低，又很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图(外管局部剖视)。
图2为本发明的剖面结构示意图。
图3为图2的局部放大示意图。
图4为沿图2中AA面的截面图。
图5为支持结构示意图。
其中，1-内管，2-多层绝热材料，3-外管波纹管，4-内管波纹管，5-支撑结构，6-外管，51-支撑结构的小直径圆环，52-支撑结构的大直径圆环，53-连接丝，54-螺钉。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明的全金属真空夹层低温流体传输管道如图1、2所示，传输管道包括：内管、外管及支撑结构。内管的材质选用不锈钢316L，用来输送低温流体，内管外表面包裹多层绝热材料，多层绝热材料为若干层镀铝薄膜与纤维隔层交替叠加而成，外管的材质选用304不锈钢或者316L不锈钢，内管与外管之间为真空夹层，必要时在长度方向内、外管上设置若干波纹管，来补偿冷热收缩的变形量。图2的局部放大示意图如图3所示；沿图2中AA面的截面图如图4所示。
支撑架如图5所示，其材质选用316L不锈钢，包括大直径圆环、连接丝、小直径圆环、螺钉。大直径圆环与小直径圆环通过若干连接丝斜连接，连接丝的截面尺寸与长度可以根据漏热要求的场合合理选用，连接方式为焊接。大直径金属圆环与通过螺钉与外管点接触，小直径圆环通过螺钉与内管点接触。支撑结构通过螺钉固定在内管的外表面上。为了防止内管与支撑结构组成的整体在轴线方向上的滑动，可在外管的内表面靠近端口处设置限位块。
新型全金属真空夹层低温流体传输管道的装配过程如下：先将大直径圆环、连接丝、小直径圆环通过焊接的方式形成支撑结构组件，在内管外表面包裹多层绝热材料，再将组焊好的支撑结构套入内管，通过螺钉将支撑结构固定在内管的多层绝热材料之上，将螺钉预先拧入支撑结构的大直径圆环，最后将带有支撑结构的内管套入外管中，形成低温流体传输管道。
当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变型，但这些相应的改变和变型都应当属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种真空夹层低温流体传输管道，包括内管、外管，所述内管与所述外管之间为真空夹层，其特征在于，所述内管与所述外管之间设有一支撑结构，所述支撑结构包括一大直径圆环，所述大直径圆环两侧分别设有一小直径圆环，所述大直径圆环与两所述小直径圆环之间通过连接丝连接；所述大直径圆环上设有多个沿径向向外的高度可调的接触结构，所述小直径圆环上设有多个沿径向向内的高度可调的接触结构；所述内管位于所述小直径圆环内且通过所述小直径圆环上的所述接触结构与所述小直径圆环连接固定；所述外管通过所述大直径圆环上的所述接触结构与所述大直径圆环连接固定；所述连接丝为金属条；所述大直径圆环为金属圆环，所述小直径圆环为金属圆环；所述接触结构为螺钉，所述大直径圆环与通过螺钉与所述外管点接触，所述小直径圆环通过螺钉与所述内管点接触；所述小直径圆环对称的设置在所述大直径圆环的两侧，所述小直径圆环与所述大直径圆环同轴。
2.如权利要求1所述的真空夹层低温流体传输管道，其特征在于，所述内管外表面包裹若干层绝热材料。
3.如权利要求2所述的真空夹层低温流体传输管道，其特征在于，所述若干层绝热材料为镀铝薄膜与纤维隔层交替叠加而成。
4.如权利要求1或2或3所述的真空夹层低温流体传输管道，其特征在于，所述大直径圆环上、所述小直径圆环上分别设有多个螺孔，所述螺孔与匹配螺钉构成所述接触结构。
5.如权利要求1所述的真空夹层低温流体传输管道，其特征在于，所述外管的内表面靠近端口处设置有限位块。
6.如权利要求1所述的真空夹层低温流体传输管道，其特征在于，所述内管设置若干段波纹管；所述外管设置若干段波纹管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1765527C3 (de) * 1968-06-01 1979-01-25 Kabel- Und Metallwerke Gutehoffnungshuette Ag, 3000 Hannover Als koaxiales Rohrsystem ausgebildetes elektrisches Tieftemperaturkabel
CN2913782Y (zh) * 2005-07-06 2007-06-20 贾林祥 真空夹层带冷屏低温流体输送管道的绝热支撑装置
CN2929415Y (zh) * 2006-07-01 2007-08-01 陈祥云 一种双层保温管结构
CN104295859B (zh) * 2014-10-15 2016-03-16 航天晨光股份有限公司 一种高效预制蒸汽保温管
CN104565588B (zh) * 2014-12-31 2017-01-04 东莞中子科学中心 低温流体输送管道
CN106931247A (zh) * 2017-04-21 2017-07-07 重庆欣雨压力容器制造有限责任公司 环状弧面锥形绝热支撑座及具有该支撑座的低温真空管道
CN207471021U (zh) * 2017-10-16 2018-06-08 中国科学院高能物理研究所 一种真空夹层低温流体传输管道

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