CN107907281B - 一种真空管道的泄漏判断方法 - Google Patents

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Abstract

一种真空管道的泄漏判断方法，包括由夹芯板构成的管道，夹芯板包括内层、外层以及设于二者之间的夹芯层；夹芯层的压强介于内部与外部压强之间，如检测到夹芯层的压强变大，表明压强大的那层漏气；如夹芯层的压强变小，表明压强小的那层漏气。本发明还包括另一种真空管道的泄漏判断方法。本发明能够精确和快速判断出漏气位置，大大提高安全系数。

Description

一种真空管道的泄漏判断方法
技术领域
发明属于真空管道技术领域，尤其涉及一种真空管道的泄漏判断方法。
背景技术
高速真空列车具有速度快、能耗少、阻力小等众多优点，具有非常广阔的发展空间，在不久的将来可在远程高速交通运输中发挥重要作用。真空列车即在密闭的真空管道中行驶，一般选用磁悬浮列车，不受空气阻力、摩擦力及天气影响，其理论时速可达到1000-6000公里/时，超过了飞机的数倍，耗能也比飞机低很多倍，这种交通工具可能成为人类最快的出行方式。
真空列车的车辆是在真空环境中高速运行，首先要确保车辆在密闭安全的真空环境内，但由于远程运输真空管道管路长，途径地势、区域外部环境复杂，导致管道可能泄漏的不确定因素极多，因此如何实时检测管道泄漏情况，是真空列车安全运行的首要条件。
现有的真空管道主要存在以下缺陷：（1）真空列车全程在真空管道内的真空环境下运行，目前现有管道结构密封性能差，不能够确保其内部为稳定安全的真空环境；（2）真空管道的壳体均是实心结构，一方面重量大；另一方面，一旦泄漏，危险系数大大提高，影响乘客的安全，且密封性差；（3）现有的真空管道能够进行实时泄漏检测但及时性差，出现应急状况时，没有及时有效的处理方法进行补救或者缓解。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种真空管道泄漏判断方法，运用简单原理即可判断真空管道是否泄漏。
本发明采用以下技术方案：一种真空管道的泄漏判断方法，包括由夹芯板构成的管道，夹芯板包括内层、外层以及设于二者之间的夹芯层，夹芯层的压强介于内部与外部压强之间，如检测到夹芯层的压强变大，表明压强大的那层漏气；如夹芯层的压强变小，表明压强小的那层漏气。
本发明具有以下优点：（1）真空管道为夹层结构，单层漏气不影响真空性能；（2）在真空管道夹芯层内设置压强检测装置，可以实时检测和判断真空管道内部压强及外层和/或内层漏气；（3）出现单侧漏气情况，不会影响真空管道内部车辆的正常运行，可在不停运的情况下完成检修和补漏。（4）无论真空管道置于何种外部环境下，都能够通过内外压力差，及时检测到压强的变化，从而提高真管道的可靠性。
通过上述技术方案，当管道内部为真空，管道外部为大气压，则夹芯层的压强应大于内部且小于外部压强。
进一步将真空管道密封形成密闭的空间后抽真空，使得管道内的处于相对稳定的真空状态，此时管道内为真空，管道外部为大气压，再通过抽真空使得夹芯层内的压强减小，控制夹芯层内的压强大于内部且小于外部压强。
进一步根据上述技术方案，若检测到夹芯层内压强增大，则表明外层的壳体出现破损泄漏，导致外部大气压进入夹芯层，增大了破损区域的压强。
进一步若检测到夹芯层内压强减小，则表明内层的壳体出现破损泄漏，导致夹芯层内的气压进入真空管道内部，破坏了真空管道内的真空状态，使得夹芯层内的气压减小。
特殊的当夹芯层内压强增大，其增大幅度较外层泄漏更为明显，则表明此时外层必然发生泄漏，其内侧的亦可能同时发生。
通过上述技术方案，当管道内部为真空，管道外部为液体。
进一步夹芯层的压强应介于内部与外部压强之间，判断方法同上。
真空泄漏判断方法包括以下步骤：
A1：获取管道壳体夹芯层内的标定压强值；
A2：实时检测夹芯层内的压强值，若检测到某一时刻的压强值大于标定压强值，则说明壳体的外层发生泄漏；若检测到某一时刻的压强值小于标定压强值，则说明壳体的内层发生泄漏。
标定压强值为真空与大气压之间的任一值。
进一步标定压强值根据真空管道内层和外层的压强值确定，当真空管道内部为真空，压强为0 KPa，真空管道外部为大气压，压强为 101.325KPa，此时标定压强为0~101KPa之间的任一数值。
优选的，标定压力值取更接近真空管道内部的压强值，夹芯层内的压强取1KPa、5KPa、10KPa或20KPa。
标定压强值为控制器中预设的阈值范围，控制器将获取的夹芯层内压强值与阈值区间进行对比，来判断真空管道是否泄漏。
进一步，在真空管道的每段管道的夹芯层处设置压力传感器，每段管道设置至少一个压力传感器，优选2~6个。压力传感器实时检测夹芯层内的压强变化，并将获取的检测数值反馈给控制器。
进一步，所述阈值范围是管道夹芯层压强保持稳定后的正常波动范围。
进一步，所述夹芯层由设于内层面板和外层面板之间的多个空心管组成。
进一步，所述外层和/或内层面板的材质为不锈钢、碳钢、钛或合金板。合金可以是铜合金、钛合金等。外层和内层面板优选采用高强度材料制成，能够起到缓冲撞击、抗剪抗拉等作用。
进一步，所述空心管的材质为不锈钢、碳钢、钛或合金板。
进一步，外层面板和/或内层面板与空心管通过钎焊连接。
进一步，所述钎焊层采用铜、铝、锡或合金钎料。合金钎料可以是铜合金、钛合金等。采用钎焊对环境变化的敏感度非常低，持久性长，能够使整个结构的受力更加均匀，且耐高温。
进一步，所述夹芯层还可以是设于内层面板和外层面板之间的波浪芯或瓦楞芯。
本发明之另一种真空管道的泄漏判断方法，适用于夹芯板做成的真空管道及列车上，所述夹芯板包括内层、外层以及设于二者之间的夹芯层；列车增压舱真空泄漏判断方法包括以下步骤：
B1：实时检测列车壳体夹芯层内的压强值；
B2：若检测到某一时刻的压强值大于标定压强值，则列车壳体的内层发生泄漏；若检测到某一时刻的压强值小于标定压强值，则列车壳体的外层发生泄漏。
本发明能够精确和快速判断出漏气位置，大大提高安全系数。
附图说明
图1是本发明实施例1的夹层结构示意图；
图2是本发明实施例1~实施例3的压强检测示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
如图1和图2所示：一种真空管道的泄漏判断方法，包括由夹芯板3构成的真空管道1，夹芯板3包括内层面板32、外层面板31以及设于二者之间的夹芯层33；夹芯层的压强介于内部与外部压强之间，如压力传感器检测到到夹芯层33的压强变大，表明压强大的那层漏气；如夹芯层33的压强变小，表明压强小的那层漏气。
具体而言，真空管道1由夹芯板3组成，夹芯板3由内层、外层面板以及设于二者之间的夹芯层33组成，夹芯板外层和内层面板厚度均为300mm，夹芯层33包括设于两块面板之间的多个空心管，形成支撑结构，空心管间隔排列。
当真空管道置于大气压下，此时P3=101KPa。在真空管道1上设置压力传感器，将真空管道1的内腔与夹芯层33分别进行密封，先对真空管道1的内腔进行抽真空，使真空管道内腔的压强P2=0Pa并维持稳定。
维持稳定后，检测夹芯层内的压强值，当压强值稳定在某一值，如1KPa，在控制器中预设标定压强值P0的阈值范围，如 0.90~1.1 KPa。
压力传感器实时检测夹芯层33内的压强，若检测到夹芯层33内的压强值P1＜P0min（P0min=0.90KPa）,则说明此时真空管道1的内层面板32某一处泄漏，导致真空管道1的夹芯层33内的气体通过破损处进入真空管道1的内腔。
若压力传感器检测到夹芯层33内的压强值P1>P0max（P0max=1.1KPa）,则说明此时真空管道1的外层面板31在某处泄漏，导致真空管道1外部大气通过破损处进入夹芯层33内。
本实施例可在真空管道1上间隔、分段布置压力传感器，实时对各段真空管道的夹芯层进行检测，可以进一步缩小排查范围，缩短排查时间，及时高效准确的确定破损位置实施补救措施。
实施例2
相同的结构体征下，当真空管道置于水下100m处，此时水下压力为980KPa，在真空管道1上设置压力传感器。将真空管道1的内腔与夹芯层33分别进行密封，先对真空管道1的内腔进行抽真空，使真空管道1内部的压强达到P2=0Pa并维持稳定。
真空管道的泄漏判断方法同实施例1。
实施例3
如图1和图2所示：当真空管道1中包含有列车2，此时可对真空管道1和真空列车2同时进行检测，即当真空管道1置于大气压下时，真空管道1的压强检测方法同上，此时列车2的壳体亦采用夹芯板3构成，当列车2置于真空管道内时，列车的外部为真空状态，外部压强值P2=0Pa，列车内部为标准大气压，即P4=101KPa。检测列车夹芯层内的压强值，当压强值稳定在某一值，如10KPa，在控制器中预设标定压强值P的阈值范围，如 9.90~10.1 KPa。
压力传感器实时检测列车夹芯层内的压强。若检测到列车夹芯层内的压强值P5＜Pmin （Pmin=9.90KPa）,则说明此时列车的外层面板某处出现了泄漏，导致列车2的夹芯层内的气体通过破损处进入真空管道1的内腔。
若压力传感器检测到夹芯层内的压强值P5＞Pmax（Pmax=10.1KPa），,则说明此时列车2的内层面板某处出现了泄漏，导致列车内部的气压通过破损处进入列车的夹芯层内。

Claims (8)

1.一种真空管道的泄漏判断方法，其特征在于：包括由夹芯板构成的管道，夹芯板包括内层、外层以及设于二者之间的夹芯层；夹芯层的压强介于内部与外部压强之间；获取管道壳体夹芯层内的标定压强值；实时检测夹芯层内的压强值，若检测到某一时刻的压强值大于标定压强值，则说明壳体的外层发生泄漏；若检测到某一时刻的压强值小于标定压强值，则说明壳体的内层发生泄漏。
2.根据权利要求1所述真空管道的泄漏判断方法，其特征在于：管道内部为真空，管道外部为大气压；夹芯层的压强大于内部且小于外部压强。
3.根据权利要求1所述真空管道的泄漏判断方法，其特征在于：所述的管道为真空管道，管道外面是液体。
4.根据权利要求1或2或3所述真空管道的泄漏判断方法，其特征在于：标定压强值为真空与大气压之间的任一值。
5.根据权利要求1或2或3所述真空管道的泄漏判断方法，其特征在于：标定压强值为控制器中预设的阈值范围，控制器将获取的夹芯层内压强值与阈值区间进行对比，来判断真空管道是否泄漏。
6.根据权利要求1或2或3所述真空管道的泄漏判断方法，其特征在于：所述夹芯层为设于内层和外层之间的多个空心管组成。
7.根据权利要求1或2或3所述真空管道的泄漏判断方法，其特征在于：所述夹芯层为设于内层和外层之间波浪芯或瓦楞芯。
8.一种真空管道的泄漏判断方法，适用于夹芯板做成的真空管道及列车上，所述夹芯板包括内层、外层以及设于二者之间的夹芯层；其特征在于：列车增压舱的真空泄漏判断方法包括以下步骤：
B1：实时检测列车壳体夹芯层内的压强值；
B2：若检测到某一时刻的压强值大于标定压强值，则列车壳体的内层发生泄漏；若检测到某一时刻的压强值小于标定压强值，则列车壳体的外层发生泄漏。
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