CN113950595A - 具有绝缘的过渡部件 - Google Patents

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曼弗雷德·舍恩伯格
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Abstract

本发明涉及一种用于连接化学设备或工艺设备的部件的过渡部件(1a,1b)，其中所述过渡部件(1a,1b)具有由第一材料制成的第一材料件(10)和由第二材料制成的第二材料件(20)，其中所述第一材料和所述第二材料不可通过熔焊互相连接，其中所述第一材料件(10)和所述第二材料件(20)形成空腔，其中所述过渡部件(1a,1b)具有径向内置的内侧(2)和径向外置的外侧(3)，其中所述第一材料件(10)经由至少一个中间材料层(30)与所述第二材料件(20)连接，并且其中所述过渡部件(1a,1b)具有至少一个绝缘层(100,200)，其中所述绝缘层(100,200)至少部分地在所述过渡部件(1a,1b)的所述内侧(2)和/或所述外侧(3)上延伸，以及一种具有所述过渡部件(1a,1b)的芯壳式热交换器(1000)和冷箱(2000)。

Description

具有绝缘的过渡部件
本发明涉及一种用于连接化学设备或工艺设备的部件的过渡部件，其中所述过渡部件具有由第一材料制成的第一材料件和由第二材料制成的第二材料件，其中所述第一材料和所述第二材料不可通过熔焊互相连接，其中所述第一材料件和所述第二材料件形成空腔，其中所述过渡部件具有径向内置的内侧和径向外置的外侧，并且其中所述第一材料件经由至少一个中间材料层与所述第二材料件连接。本发明还涉及一种具有所述过渡部件的芯壳式热交换器以及一种具有管道的冷箱，所述管道具有所述过渡部件。
背景技术
在许多应用，特别是低温设备，例如用于液化气体的低温热交换器或用于提供例如液化低温气体的冷箱中，或在芯壳式热交换器或低温容器或低温泵中，必要的是，例如为了提供流体密封性，将部件比如管子，特别是由不同的材料制成的部件互相连接，特别是焊接。这些提及的设备或装置为以上提及的化学设备或工艺设备的示例或组成部分。
例如，为了将铝管与钢管连接，使用过渡部件(英语：Transition Joint)，该过渡部件具有铝部分，在该铝部分处可固定，特别是焊接铝管；和钢部分，在该钢部分处可固定，特别是焊接钢管。例如，为了将过渡部件的铝部分与过渡部件的钢部分流体密封地连接，将由金属，例如钛或钛合金、铜、镍或铜镍合金制成的各种中间材料层分几个步骤借助爆炸复合法布置在铝部分和钢部分之间。一方面，该制造方法非常昂贵。另一方面，由于爆炸复合法使得由金属制成的中间材料层在物理上承受极大负荷，由此中间材料层可变脆或易碎。
其他类型的连接件或连接设计也是在现有技术中已知的：
US 3 899 007 A和US 3 747 961 A各自描述了一种具有内置的，耐高温的中心管的管组件，该中心管由锚或锚板支撑在同轴的外壳管中，以防止轴向或纵向移动。锚被引导出外壳并且在外侧上位于例如由混凝土制成的绝缘层中。中心管就其自身而言由绝缘的环层包围。FR 2 947 032 A1提出，经由法兰结构或连接结构将两根管线连接。两根管线中的每根管线具有内壁和包覆壁，其中将该内壁在管线端部处引导向外。连接结构也具有内侧和外侧，其中在连接两根管线时，管线端部处的内壁部分位于连接结构的内侧上。
本发明的目的在于提供一种过渡部件，该过渡部件应更简单地生产并且具有与已知的过渡部件相比有利的特性。
发明内容
根据本发明，提供一种过渡部件和一种芯壳式热交换器以及一种具有从属权利要求的特征的冷箱。有利的实施方案是从属权利要求以及后面的说明的对象。
根据本发明的用于连接化学设备或工艺设备的部件的过渡部件，特别地在低温设备中，具有由第一材料制成的第一材料件和由第二材料制成的第二材料件，其中第一材料和第二材料不可通过熔焊互相连接。
过渡部件或第一材料件和第二材料件具有空腔形状，特别是曲面形、环形或圆筒形，具有径向内置的内侧和径向外置的外侧。过渡部件适合与化学设备或工艺设备的管子连接，其中过渡部件的形状优选地适应管子的形状。
第一材料件经由至少一个中间材料层，特别是由金属制成的中间材料层与第二材料件连接。特别地借助爆炸复合法将该至少一个中间材料层布置在第一材料件和第二材料件之间或者施加在第一材料件和/或第二材料件上。
现有技术中的过渡部件被暴露在高热负荷下。若例如低温流体流动通过过渡部件，则快速并显著地冷却过渡部件的内侧，由此与过渡部件的外侧的温度相比，内侧的温度发生变化。由于该温度差异和单个材料的不同的热膨胀系数，在过渡部件中，在内侧和外侧之间和/或在单个材料之间产生应力，这些应力例如可导致裂缝或断裂。
内侧和外侧之间的温度差异例如如此作用在至少一个中间材料层上，使得该至少一个中间材料层在内侧上要比在外侧上更强烈地收缩。因而也在该至少一个中间材料层中产生应力。
这些应力例如导致，由于爆炸复合法而承受负荷的至少一个中间材料层被暴露在进一步的负荷中，由此可在中间材料层中形成裂缝或断裂。另外，这些裂缝或断裂例如可导致过渡部件变得不密封并且因而低温流体可能泄露。该缺点不会出现在根据本发明提供的过渡部件中。
根据本发明的过渡部件具有至少一个绝缘层。该绝缘层至少部分地在过渡部件的内侧和/或外侧上延伸。
“部分地”在此例如意味着，绝缘层只布置在至少一个中间材料层上。另外，绝缘层也可布置在至少一个中间材料层上和在第一材料件的至少一部分上和/或在第二材料件的至少一部分上。
若该至少一个绝缘层布置在过渡部件的内侧处，则该至少一个绝缘层将过渡部件至少部分地与低温流体绝缘。由此减小过渡部件的内侧和外侧之间的温度差异。这导致在过渡部件中更少出现应力。若该至少一个绝缘层布置在过渡部件的外侧处，则该至少一个绝缘层将过渡部件至少部分地与环境的温度，例如空气的温度绝缘，由此减小过渡部件的内侧和外侧之间的温度差异。
一般来说，该至少一个绝缘层因而增加了过渡部件的使用寿命。
若例如在过渡部件的内侧和外侧处各自布置有绝缘层，则可额外地减小温度差异并且延长过渡部件的使用寿命。
优选地，该至少一个绝缘层如此布置，使得该至少一个绝缘层覆盖第一材料件、至少一个中间材料层和第二材料件。通过此类布置，第一材料件、至少一个中间材料层和第二材料件具有约相同的温度。以这样的方式防止，例如由于第一材料件和至少一个中间材料层之间的显著温度差异可在两个部件之间出现应力，这些应力例如可损坏或破坏第一材料件和/或至少一个中间材料层。
优选地，布置在过渡部件的外侧处的绝缘层为护套。该护套被设计为空腔并且为曲面形，环形或圆筒形。将护套形状的绝缘层安装在过渡部件处并且该绝缘层包裹或环绕该过渡部件。可视使用地点和过渡部件的相应用途而定调整和对应地选择护套。
若第一材料件与由第一材料制成的第一管道连接并且第二材料件与由第二材料制成的第二管道连接，则该护套优选地覆盖第一管道的部分和/或第二管道的部分。在这里所理解的意义上，“管道”可特别地表示为通往或来自热交换器的管线的部分。
例如，第一材料件与第一管道连接，特别是焊接。若护套只覆盖过渡部件，例如在现有技术的过渡件中，则例如第一材料件和第一管道之间的温度差异可能导致，可能在第一材料件和第一管道之间出现应力。这例如可能导致，可能损坏焊缝，由此低温流体可能泄漏。
若例如护套在该区域，即在其中第一材料件与第一管道连接的该区域上延伸，则与现有技术相比减小第一材料件和第一管道之间的应力并且从而保护连接。
优选地，护套具有金属和/或塑料和/或陶瓷和/或混凝土。可在各种实施方式中实施该护套。在一种实施方式中，可能提供管子形状，特别是热保护管形状的护套。管子包围过渡部件和/或由此所连接的管道，其中该管子可材料锁合地(例如借助焊接)或形锁合地(借助螺钉)固定在过渡部件和/或由此所连接的管道处。
在一个替代性实施方式中，护套可被设计为塑料垫形状，其中将这些塑料垫放置在过渡部件和/或由此所连接的管道周围。在此例如将皮碗用作固定件。
在一种进一步的替代性实施方式中，护套可被设计为由塑料制成的具有腔体的结构形状，其中该结构具有例如六边形、矩形或圆形的腔体，这些腔体中充满气体或具有真空。
另外，也可将绝缘泡沫和/或聚苯乙烯用作护套。
优选地，布置在过渡部件的内侧处的绝缘层为衬里。该衬里被设计为空腔并且为曲面形，环形或圆筒形。另外，衬里与过渡部件形锁合地，例如借助螺钉连接，和/或材料锁合地，例如粘贴地连接，从而使得流动通过过渡部件的低温流体不可推动或移除衬里。另外，衬里如此与过渡部件连接，使得低温流体无法进入衬里和过渡部件之间。这例如可能松动或分解衬里和过渡部件之间的连接。另外，过渡部件和衬里之间的低温流体可能会抵消过渡部件的绝缘作用。
优选地，衬里具有氧化铝陶瓷、混凝土、由塑料制成的具有腔体的结构、绝缘泡沫和/或聚苯乙烯或它们的混合物。例如可将混凝土或绝缘泡沫塑造成或浇铸成衬里形状。例如可如此生产氧化铝陶瓷，使得该氧化铝陶瓷具有衬里形状。应理解的是，本领域专业人士可视应用而定优选衬里的材料。
进一步地，在根据本发明的过渡部件中，第一材料为钢或不锈钢并且第二材料为铝或铝合金。特别是在低温设备中，例如用于液化气体的低温热交换器、或低温容器或低温泵中经常使用钢管和铝管。铝和钢(或铝钢合金)是无法焊接的。因而过渡部件适合建立钢管和铝管之间的过渡，其中该连接被设计为流体密封的。
优选地，至少一个中间材料层为银层、镍层或镍钛层。这些材料能借助爆炸复合法与第一材料件和/或第二材料件连接，由此可行的是将第一材料件与第二材料件连接。如此建立的连接为流体密封的，从而使得例如低温流体无法泄漏。另外，第一材料件和第二材料件之间的连接是不可分解的。应理解的是，可对应于过渡部件的应用选择和改变数目以及所使用的材料。若选择几个中间层材料，则例如可将一个或几个银层、镍层和/或镍钛层用作中间材料层。
根据本发明的芯壳式热交换器具有布置在芯壳式热交换器的外容器中的板式热交换器。该板式热交换器设置有输入管线，经由该输入管线可将流体导入到板式热交换器中；和排出管线，经由该排出管线可从板式热交换器提取流体。另外，在板式热交换器的输入管线和/或排出管线中布置有至少一个根据本发明的过渡部件。
在芯壳式热交换器(也被称为块壳式、块釜式或板式和壳式热交换器；这些术语是同义的)中，至少一个板式热交换器，即所谓的“芯”，布置在外容器中，也称为“壳”。
芯壳式热交换器用作实现例如从气态流体到液态流体的间接热传递。其中，例如将气态流体从外经由第一输入管线导入到板式热交换器中，而在外容器中如此提供气态流体，使得液态流体包围板式热交换器。在板式热交换器的板处发生间接热接触，其中冷却并液化气态流体并且将液态气体至少部分地转化为气态聚集状态。然而，芯壳式热交换器也适合其他类型的热传递。
与管壳式热交换器相比，例如由于Q-T图中的曲线更近似，尺寸更小，重量更小以及制造和运行费用更低，使用芯壳式热交换器是有利的。一种芯壳式热交换器例如在K.Thulukkanam，Heat Exchanger Design Handbook，第2版，CRC Press 2013，第127页中描述并在图4.25中示出。芯壳式热交换器例如在EP 3 237 825 A1、WO 2016/102046 A1、WO2016/102045 A1、WO 2016/000812 A1、EP 3 143 352 A1、EP 3 077 750 A1、DE 10 2012011328 A1和DE 10 2011 013 340 A1中公开。
板式热交换器至少部分地由前述第二材料形成，该第二材料不能与典型地用于大部分管道的第一材料焊接。因此有利的是，输入管线和/或排出管线具有由第一材料制成的第一管道和由第二材料制成的第二管道，其中第一管道和第二管道不可通过熔焊连接，一方面，第二管道与板式热交换器连接，并且另一方面与根据本发明的过渡部件连接，其中过渡部件用于将第一管道与第二管道连接。
因为第一管道和板式热交换器由相同的材料形成，所以它们可例如通过焊接互相连接。该连接为流体密封的并且确保，应传导到板式热交换器中的流体进入板式热交换器并且不会事先流动到芯壳式热交换器的外容器中。另外，过渡部件也确保第一管道和第二管道之间的连接为流体密封的。
在此同样地，第一材料为钢或不锈钢并且第二材料为铝或铝合金。因而板式热交换器特别地由铝形成。这是有利的，因为铝具有高导热性并且这样热量可在两种流体之间很好地传导。另外，可例如通过硬钎焊轻松地生产板式热交换器。
根据本发明的冷箱具有管道，该管道包含至少一个根据本发明的过渡部件。
冷箱为温度绝缘的外壳，其中安装有在低的温度下，特别是在低温(Kryogen)下运行的工艺设备。工艺设备可包括一个或几个对应的冷箱并且特别地可由对应的冷箱模块化地制造该工艺设备。实施为具有冷箱的工艺设备为例如用于空气分离的设备或用于将合成气体分离成氢、氮和一氧化碳成分的设备。在这些过程中，达到-180℃或更低的温度。本发明适合冷箱的所有应用领域并且不限于这些示例。在冷箱中，也可将几个设备部分，即例如分离设备如柱子和相关的热交换器与管道一同固定在支撑的钢架处，该钢架外侧用金属板包住。以这种方式形成的外壳的内部用绝缘材料例如珍珠岩填充，以防止热量从环境进入。还可行的是，在工厂中部分或完全预制具有对应设备的冷箱，从而使得必须在施工现场根据需要最终制成这些设备或只需将它们互相连接。为了连接，可使用温度绝缘的和在适当时安装在冷箱中的线路模块。在典型的冷箱中，通常以距墙面最小的距离安装设备部分，以确保足够的绝缘性。
优选地在没有法兰连接的情况下，即完全地焊接或者经由至少一个根据本发明的过渡部件实施根据本发明的冷箱中的管道，以避免出现泄漏。由于出现的温度差异，在管道中可存在膨胀弯曲。常需维护的部件典型地不布置在冷箱中，从而使得冷箱的内部有利地为免维护的。阀例如可被实施成所谓的角阀，以使得从外部进行维修成为可能。其中，该阀位于冷箱壁中；将管子管线引导向该阀并再次返回。管子管线和设备通常被实施为铝制的，在非常高的运行压力下也采用不锈钢。根据本发明的过渡部件使这些材料的连接成为可能。冷箱的油漆非常常见地被实施为白色，但也为其他浅色。可通过用例如氮持续冲洗冷箱来防止湿气从环境空气渗入，该湿气可能会在冷设备部分处结冰。
本发明的进一步的优点和实施方案从说明书和附图中得出。
应理解的是，以上和下述提到的这些特征不仅能够在各自指定的组合中使用，而且还能够在其他组合中或者通过其本身单独使用，而不脱离本发明的范围。
基于实施例在附图中示意性地示出本发明，并且下面参照附图对其进行描述。
附图说明
图1通过纵向剖视图示意性地示出了具有护套的根据本发明的过渡部件的一种优选实施方式。
图2通过纵向剖视图示意性地示出了具有衬里的根据本发明的过渡部件的一种优选实施方式。
图3示意性地示出了芯壳式热交换器的一种优选实施方式。
图4示意性地示出了冷箱的一种优选实施方式。
附图中的相同的附图标号表示相同或结构相同的元件并且每次不单独阐述。
在图1中通过纵向剖视图示出了具有护套的根据本发明的过渡部件的一种优选实施方式并且用1a表示。
过渡部件1a具有第一材料件10、第二材料件20和中间材料层30。过渡部件1a或第一材料件10、中间材料层30和第二材料件20具有空心圆筒形状，该空心圆筒形状具有径向内置的内侧2和径向外置的外侧3。第一材料件10由钢制成，中间材料层30由镍制成，并且第二材料件20由铝制成，其中无法借助熔焊将第一材料件10与第二材料件20连接。第一材料件10与钢管4，并且第二材料件20与铝管5连接，特别是焊接。
第一材料件10和第二材料件20各自具有薄的部分41、42和厚的部分51、52，其中厚的部分51、52具有比薄的部分41、42的厚度厚约两至五倍的厚度。
在第一材料件10的厚的部分51和第二材料件20的厚的部分52之间布置有中间材料层30。已借助爆炸复合法将中间材料层30与第二材料件20连接。随后已将中间材料层30与第一材料件10连接。在此借助爆炸复合法形成该连接。厚的部分51、52在此特别地用于提供足够的表面，在该表面上可施加中间材料层30。中间材料层30在此特别地用于将第一材料件10与第二材料件20连接。如此建立的连接为流体密封的，从而使得例如低温流体无法泄漏。另外，第一材料件10和第二材料件20之间的连接是不可分解的。
然而，由于爆炸复合法使得中间材料层30在物理上承受极大负荷，由此中间材料层30可变脆或易碎。
特别地在低温设备中，其中低温流体流动通过过渡部件1a，低温流体从内侧2向外侧3冷却承受负荷的过渡部件1a。因而，同样地冷却中间材料层30并且该中间材料层通过冷却收缩。这些附加力可导致，损坏或破坏脆的中间材料层，由此过渡部件1a变得不密封。过渡部件1a的内侧2和外侧3之间的温度差异越大，作用在中间材料层上的力就越大。
为了减小过渡部件1a的内侧2和外侧3之间的温度差异，过渡部件1a还具有护套100形状的绝缘装置，特别是热保护管。护套100被设计为空腔并且为曲面形，环形或圆筒形。护套100如此布置在径向外置的外侧3上，使得该护套环绕过渡部件1a。通过此类布置，第一材料件10、中间材料层30和第二材料件20具有约相同的温度。因而减小中间材料层30的内侧2和外侧3之间的温度差异，由此减小在中间材料层30中出现的应力。
另外，例如减小在第一材料件10和中间材料层30之间出现的应力，这些应力可例如损坏或破坏第一材料件10和/或中间材料层30。因而护套100增加了过渡部件1a的使用寿命。
另外，护套100至少部分地在钢管4和铝管5上延伸。这是有利的，因为第一材料件10和钢管4之间的温度差异可能导致，在第一材料件10和钢管4之间出现应力。这例如可能导致，可能损坏第一材料件10和钢管4之间的焊缝。
在图2中通过纵向剖视图示出了具有衬里的根据本发明的过渡部件1b的另一种优选实施方式。
过渡部件1b与图1的过渡部件1a不同之处在于，过渡部件1b具有衬里200形状的绝缘装置。衬里200被设计为空腔并且为曲面形，环形或圆筒形并且例如为氧化铝陶瓷。
衬里200如此布置在径向内置的内侧3上，使得该衬里覆盖过渡部件1b。通过此类布置，第一材料件10、中间材料层30和第二材料件20具有约相同的温度。因而减小中间材料层30的内侧2和外侧3之间的温度差异，由此减小在中间材料层30中出现的应力。
另外，例如减小在第一材料件10和中间材料层30之间出现的应力，这些应力可例如损坏或破坏第一材料件10和/或中间材料层30。因而衬里200增加了过渡部件1b的使用寿命。
另外，衬里200至少部分地在钢管4和铝管5上延伸。这是有利的，因为第一材料件10和钢管4之间的温度差异可能导致，在第一材料件10和钢管4之间出现应力。这例如可能导致，可能损坏第一材料件10和钢管4之间的焊缝。
衬里200具有梯形截面，其中衬里200的径向从内向外延伸的边缘210被设计为倾斜的或扁平的。由此，在衬里200不会明显增加流动阻力，如例如在垂直延伸的边缘的情况下，低温流体可流动通过过渡部件1b。
在此，衬里200与过渡部件形锁合地连接，特别地与该过渡部件通过螺旋方式拧紧在一起，从而使得流动通过过渡部件1b的低温流体不可推动或移除衬里200。另外，衬里200如此与过渡部件1b连接，使得低温流体无法进入衬里200和过渡部件1b之间。这例如可能松动或分解衬里200和过渡部件1b之间的连接。另外，过渡部件1b和衬里200之间的低温流体可能会抵消过渡部件1b的绝缘作用。
在图3中示意性地示出了芯壳式热交换器1000的一种优选实施方式。芯壳式热交换器1000具有外容器1100(壳)和布置在外容器1100中的板式热交换器1200。
板式热交换器1200具有多个板1300。板式热交换器1200以及板1300例如由铝硬钎焊而成。
板1300被适配为，将热量从流体A例如天然气传递到流体B例如制冷剂(例如乙烯和丙烯的混合物)。为此，可将处于气态状态的流体A经由第一输入管线1400从外引导到芯壳式热交换器1000中或板式热交换器1200中，即流体A流动通过板式热交换器的板1300。在那里冷却流体A，并且可将其作为液体经由具有铝的第一排出管线1500从板式热交换器1200以及从芯壳式热交换器1000排出或提取。
其中，将流体A的热量在板1300处传递到流体B上，将流体B作为液体和/或作为气体(在此作为两相混合物)经由第二输入管线1600传导到芯壳式热交换器1000的外容器1100中。流体B在板式热交换器1200的板1300之间流动，并且将流体B的液态成分转化为气态状态。使流体B的气态成分上升到更高的温度。随后，可经由第二排出管线1700从芯壳式热交换器1000提取气态流体B。第二输入管线1600以及第二排出管线1700例如具有钢。
在此，第一输入管线1400具有钢管4和铝管5，其中铝管5完全地并且钢管4部分地布置在外容器1100的内部中。铝管5与板式热交换器1200焊接。钢管4例如用于与存在流体A的罐子的钢管连接，特别是焊接。
另外，在钢管4和铝管5之间布置有(图1的)过渡部件1a。过渡部件1a用于将钢管4与铝管5流体密封地连接。为此，过渡部件1a包括具有钢的第一材料件10、具有铝的第二材料件20，以及具有镍的中间材料层30，该中间材料层借助爆炸复合法布置在第一材料件10和第二材料件20之间。第一材料件10与钢管4连接并且第二材料件20与铝管5焊接。
在第一输入管线1400的内部，通过该第一输入管线将气态流体A传导到板式热交换器1200中，温度高于第一输入管线1400的外部的温度。由于该温度差异以及单个材料的不同的热膨胀系数，可在过渡部件1a中和/或在第一输入管线1400中，在内侧和外侧之间和/或在单个材料之间，例如在焊缝处，出现应力。这例如可能导致第一输入管线1400或单个材料中的裂缝或断裂。
在该实施方式中，过渡部件1a的护套100在布置在外容器1100的内部的第一输入管线1400的部分上延伸并且确保减少应力的出现。另外由此防止，气态流体A可能通过裂缝和断裂，例如在焊缝处泄漏。
应理解的是，在第一输入管线1400中使用过渡部件1a在此仅为一个示例。另外可行的是，在芯壳式热交换器1000中或在芯壳式热交换器处安装附加的过渡部件。只要例如具有钢的第二排出管线1700应在芯壳式热交换器1000的外部与不具有钢的并且因而不可直接与第二排出管线1700焊接的管连接，就可能在此采用对应的过渡部件。
另外，在第一排出管线1500必须具有钢，由此可能无法实现第一排出管线1500与板式热交换器1200的直接连接的情况下，该过渡部件是必要的。因而在此可能能够设想的是，使用另一个过渡部件。
芯壳式热交换器1000也只为过渡部件的应用的一个示例。另外，在冷箱设备或简称冷箱中使用过渡部件也很有用。冷箱设备用于空气分离或合成气体的分离，并且对此具有多个热交换器和/或冷室作为空气或合成气态流动经过的工艺设备。例如可将过渡部件安装在管道处，这些管道用于在分离后从冷箱设备提取空气或合成气体的特定成分。因为例如在钢或不锈钢容器中填充并储存单个成分，然而热交换器例如具有铝，所以在此优选使用过渡部件，因为由此可建立热交换器的铝管道与不锈钢容器的管道的简单连接。
图4示例性地示出了已知类型的空气分离设备2100，其组件至少部分地布置在冷箱2000中。
所示类型的分离空气设备已在其他地方反复描述，例如在Wiley-VCH出版公司2006年由H.-W.
Figure BDA0003394023300000111
编辑出版的Industrial Gases Processing一书中，特别是在章节2.2.5“Cryogenic Rectification”中。因此，关于构造和操作方式的详细阐述，请参考对应的技术文献。采用本发明的空气分离设备可以极为不同的方式设计而成。
在图4中示例性地示出的空气分离设备2100可具有在冷箱2000的左边中示意性地表示且不详细说明的所谓的热部分2200，此外，还具有主空气压缩机、预冷装置、净化系统和后压缩机组件。在冷箱2000的内部，作为工艺设备布置有主热交换器2110和蒸馏柱系统2120。在示出的示例中，蒸馏柱系统2120包括由高压柱2122和低压柱2124组成的典型双柱组件，该高压柱和该低压柱经由主冷凝器2126热交换地互相连接。
将加压的进气流沿箭头方向并经由管线2002、2004送入冷箱2000，这些管线借助过渡件1a连接到冷箱2000。在主热交换器2110中部分冷却后，可经由管线2006，该管线经由过渡件1a连接到冷箱2000，提取进气流中的一股进气流，例如在冷箱2000的外部使其膨胀，并经由管线2008，该管线经由过渡件1a连接到冷箱2000，再次送入冷箱2000。
过渡部件1a将冷箱2000的外管道与冷箱2000的内部的铝管道连接。
在高压柱2122中形成富氧的液态底部馏分以及富氮的气态顶部馏分。从高压柱2122抽出富氧的液态底部馏分并转移到低压柱2124中。从高压柱2122的顶部抽出气态富氮顶层产物，在主冷凝器2126中液化并作为回流按分量交给高压柱2122，膨胀到低压柱2124中并作为液态产物LIN从空气分离设备2100导出。
在低压柱2124中形成富氧的液态底部馏分以及富氮的气态顶部馏分。将前者部分地在与电机M联接的泵中液态加压，在主热交换器2110中加热并作为气态压力产物GOX提供。可将未在泵中液态加压的部分作为液氧产物LOX从空气分离设备2100导出。将从低压柱2124顶部抽出的气态富氮流引导通过主热交换器2110并作为氮产物GAN提供。
应理解的是，也可将根据图1和图2的优选的实施方式组合起来。例如，过渡部件可具有护套100以及衬里200。由此，可额外减小过渡部件的内侧2和外侧3之间的温度差异并且可延长过渡部件的使用寿命。在根据图3和图4的设备中，也可能使用一个过渡部件1b或两个过渡部件或与之不同的过渡部件，如刚才所描绘的。

Claims (11)

1.一种用于连接化学设备或工艺设备的部件的过渡部件(1a,1b)，其中所述过渡部件(1a,1b)具有由第一材料制成的第一材料件(10)和由第二材料制成的第二材料件(20)，其中所述第一材料和所述第二材料不可通过熔焊互相连接，其中所述第一材料件(10)和所述第二材料件(20)形成空腔，其中所述过渡部件(1a,1b)具有径向内置的内侧(2)和径向外置的外侧(3)，其中所述第一材料件(10)经由至少一个中间材料层(30)与所述第二材料件(20)连接，其特征在于，所述过渡部件(1a,1b)具有至少一个绝缘层(100,200)，其中所述绝缘层(100,200)至少部分地在所述过渡部件(1a,1b)的所述内侧(2)和/或所述外侧(3)上延伸，并且所述第一材料为钢或不锈钢并且所述第二材料为铝或铝合金。
2.根据权利要求1所述的过渡部件(1a,1b)，其特征在于，所述至少一个绝缘层(100,200)如此布置，使得所述至少一个绝缘层覆盖所述第一材料件(10)、所述至少一个中间材料层(30)和所述第二材料件(20)。
3.根据前述权利要求中的一项所述的过渡部件(1a,1b)，其特征在于，布置在所述过渡部件(1a,1b)的所述外侧(3)处的所述绝缘层(100,200)为护套(100)。
4.根据权利要求3所述的过渡部件(1a,1b)，其中所述第一材料件(10)与由所述第一材料制成的第一管道(4)连接并且所述第二材料件(20)与由所述第二材料制成的第二管道(5)连接，其特征在于，所述护套(100)还覆盖所述第一管道(4)的部分和/或所述第二管道(5)的部分。
5.根据权利要求3或4中的一项所述的过渡部件(1a,1b)，其特征在于，所述护套(100)具有金属和/或塑料和/或陶瓷和/或混凝土。
6.根据权利要求1或2中的一项所述的过渡部件(1a,1b)，其特征在于，布置在所述过渡部件(1a,1b)的所述内侧(2)处的所述绝缘层(100,200)为衬里(200)。
7.根据权利要求6所述的过渡部件(1a,1b)，其特征在于，所述衬里(200)具有氧化铝陶瓷、混凝土、由塑料制成的蜂窝状结构、绝缘泡沫和/或聚苯乙烯或它们的混合物。
8.根据前述权利要求中的一项所述的过渡部件(1a,1b)，其特征在于，所述至少一个中间材料层(30)为金属层，特别地为银层、镍层或镍钛层。
9.一种具有板式热交换器(1200)的芯壳式热交换器(1000)，所述板式热交换器布置在外容器(1100)中，具有输入管线(1400)，经由所述输入管线可将流体导入到所述板式热交换器(1200)中，并且具有排出管线(1500)，经由所述排出管线可从所述板式热交换器(1200)提取流体，其特征在于，在所述输入管线(1400)和/或所述排出管线(1500)中布置有根据前述权利要求中的一项所述的至少一个过渡部件(1a,1b)。
10.根据权利要求9所述的芯壳式热交换器(1000)，其中所述板式热交换器(1200)由所述第二材料形成，其中所述输入管线(1400)和/或所述排出管线(1500)具有由所述第一材料制成的第一管道(4)和由所述第二材料制成的第二管道(5)，其中所述第二管道(5)与所述板式热交换器(1200)连接，其特征在于，所述第一管道(4)经由所述至少一个过渡部件(1a,1b)与所述第二管道(5)连接。
11.一种冷箱(2000)，其中所述冷箱(2000)具有至少一个工艺设备(2110,2120)，其特征在于，所述至少一个工艺设备(2110,2120)的内部和/或——在几个工艺设备的情况下——至少两个工艺设备(2110,2120)之间的所述管道和/或通往所述冷箱(2000)的所述输入管线(2002,2004)和/或来自所述冷箱的排出管线(2006,2008)具有根据权利要求1至9中的一项所述的至少一个过渡部件(1a,1b)。
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