CN113983281A - 一种无机复合固定保冷管支架 - Google Patents

Abstract

一种无机复合固定保冷管支架，它包括上管夹和下管夹，其特征是：上管夹和下管夹通过双头螺柱、自紧碟簧组、紧固套筒将金属防护层、自粘铝箔复合防潮层和保冷层与管道夹持成一整体，所述的保冷层为无机复合保冷层，管道的垂直和径向荷载通过无机复合保冷层传递至下管夹和底座上，管道的轴向荷载通过固定盒传递至下管夹和底座上，并通过与现场基础焊接的径向限位件和轴向限位件实现径向和轴向的限位；所述的无机复合保冷层在绝热的同时能阻断外界热量进入管道造成管道内部介质温度升高压力增大而带来的冷量损失和安全风险。本发明容易加工成型，生产周期优势明显，同时工程现场安装简便效率高等特点。

Description

一种无机复合固定保冷管支架

技术领域

本发明属于低温介质输送管道用支撑领域，具体涉及一种用于常温~ -200℃低温工况、各种口径（DN15 ~ DN1600）流体输送管道的各种形式保冷管支架，采用新颖的无机保冷材料实现A级防火，同时优于传统PIR的导热系数提高了保冷管支架的保冷性能。

背景技术

目前，国内低温工况管道用保冷管支架的管托材料特点是：采用上下半圆柱状聚氨酯（简称PUR）或聚异氰脲酸酯（简称PIR）作为保冷管支架的绝热材料，上下半圆柱状保冷块纵缝间隙采用超细玻璃棉或发泡橡塑条进行填充，保冷块外表面涂刷玛蹄脂或PAP铝箔防潮层，防潮层外采用金属保护层和钢管夹进行加紧，采用在管道上焊接内挡环和管夹内侧焊接外挡环，保冷块上开槽实现轴向限位的作用。

上述保冷管支架使用起来的缺点是：

1.PUR或PIR是有机发泡材料，为了提高其阻燃性能需在制造过程中添加卤素阻燃剂，加大锈钢管道的腐蚀，影响管道的安全。

2.PUR或PIR保冷材料随时使用年限的增加，保冷材料性能有着一定的衰减，增大了热损。

3.PUR或PIR是碳-碳键为基本结构组成的有机高分子聚合物，着火后会产生大量烟雾及分解释放的诸多剧毒气体，许多火灾报告指出有燃烧烟雾和有毒气体造成的人员伤亡比例远远高于真正燃烧本身造成的伤亡人数。

4.PUR或PIR在生产、使用及报废后产生大量废弃物，通常采用掩埋法处理，然后实验发现PUR或PIR废弃物掩埋很难使其分解。采用高温焚烧会产生大量的CO、CO2、HCN、异氰酸酯等大量有毒气体。采用化学回收发设备投入高、能耗大、回收率低，不经济。

5.PUR或PIR保冷块纵缝密封条在安装使用过程中宜丢失遗漏，造成露冷隐患。

6.PUR或PIR保冷块与管道之间，保冷块与保冷块之间存在缝隙，低温收缩不同步，造成露冷隐患。

7.PUR或PIR保冷管支架防潮效果跟施工质量有较大关系，在安装过程中容易受到损害，减低防潮效果。

8.PUR或PIR保冷管支架安装步骤多，安装较为繁琐。

9.焊接挡环轴向抗弯性能不足，需要通过焊接加强筋实现，内挡环与管道保冷材料接触不连续，容易存在露冷隐患。同时需要在保冷块外侧开槽用来嵌入管夹内侧的外挡环，保冷块开槽一是影响了保冷块的整体强度，另外一方面减少了有效保冷厚度，同样存在露冷隐患。

发明内容

本发明的目的是针对传统保冷管支架使用PUR或PIR保冷性能随使用年限上升而下降、保冷材料着火燃烧产生大量有害物质，报废难以处理的问题，设计一种无机复合固定保冷管支架

本发明公开的技术方案是：

一种无机复合固定保冷管支架，它包括上管夹1和下管夹7，其特征是：上管夹1和下管夹7通过双头螺柱4、自紧碟簧组5、紧固套筒6将金属防护层10、自粘铝箔复合防潮层2和保冷层3与管道11夹持成一整体，所述的保冷层3为无机复合保冷层，管道11的垂直和径向荷载通过无机复合保冷层传递至下管夹7和底座8上，管道11的轴向荷载通过固定盒12传递至下管夹7和底座8上，并通过与现场基础15焊接的径向限位件9和轴向限位件14实现径向和轴向的限位；所述的无机复合保冷层3在绝热的同时能阻断外界热量进入管道11造成管道内部介质温度升高压力增大而带来的冷量损失和安全风险。

保冷层3紧贴管道11安装，以便将管道的荷载传递至底座8上，避免了选用其他无机保冷材料导热系数大、强度低、拼缝多、易碎裂、施工难度大、易划伤管道的缺陷。

所述的保冷层3由无脱粉气凝胶毡层和深冷气凝胶毡层交替复合而成。

双头螺柱4、自紧碟簧组5组成紧固系统，双头螺柱或螺栓配合平垫片及碟簧组合使用，在各类工况下都能有效的提供持续可变的夹紧力，使所述的无机复合保冷管支架与管道11成一整体，解决了传统紧固方式因低温收缩导致保冷管支架因夹紧力不足导致的管道与保冷管支架滑脱露冷的情况，保证了保冷系统的连续性和完整性。

紧固套筒6使螺柱、螺栓的紧固力贴近管道更易于夹持，避免传统管夹折弯或焊耳板强度和刚度薄弱的导致紧固力不足的情况，同时安装使用更友好安全。

固定盒12与管道材质相兼容同时固定盒四周具有耐低温高强隔冷块避免与下管夹7直接接触。固定盒根据高强隔冷块固定方式不同分为栓接式和粘接式；栓接式隔冷块固定盒的焊接垫板12-1与管道底部进行焊接，并与固定盒立板12-5、固定盒筋板12-6组合成固定盒框架，高强隔冷块12-2通过轴向紧固结构12-3、径向紧固结构12-4与固定盒框架形成整体；粘接式隔冷块固定盒的焊接垫板12-1与管道底部进行焊接，并与固定盒立板12-5、固定盒筋板12-6组合成固定盒框架，高强隔冷块12-2通过深冷粘接剂12-4与固定盒框架形成整体。

高强隔冷块12-2材质为耐低温低导热材料中的高强度帕尔玛利木块、高强度PIR块或高强度FRP块。

本发明的有益效果是：

本发明无机复合保冷管支架具有绝热性能最佳、深冷具有柔性和低变形，整体疏水防潮、整体防火不燃性能、免伸缩缝设计、结构简单可靠、适用性强，安装简便高效，性能长久稳定 ，报废后易处理安全环保等优点。

本发明相较于传统保冷管支架施工，安装更简便，保冷性能更优异，无机A级防火绿色环保材料，适用于各种形式的用于常温~ -200℃低温工况，各种口径（DN15 ~ DN1600）流体输送管道的支撑。

本发明采用创新固定结构固定盒实现了无机复合保冷管支架的固定限位作用。

附图说明

图1为本发明所阐述无机复合固定保冷管支架的结构径向示意图。

图2为本发明所阐述无机复合固定保冷管支架的结构轴向示意图。

图3为本发明所阐述固定盒高强隔冷块栓接示意图。

图4为本发明所阐述固定盒高强隔冷块粘接示意图

图中：1-上管夹、2-自粘复合防潮层、3-无机复合保冷层、4-双头螺柱、5-自紧碟簧组、6-紧固套筒、7-下管夹、8-底座、9-径向限位件、10-金属防护层、12-固定盒、13-底座绝冷层、14-轴向限位件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-4所示。

一种无机复合固定保冷管支架，它包括上管夹1、自粘复合防潮层2、保冷层3、双头螺柱4、自紧碟簧组5、紧固套筒6、下管夹7、底座8、径向限位件9、金属防护层10、管道11、固定盒12、轴向限位件14、现场基础15。上下管夹通过自紧紧固件在任意工况下始终夹紧管道，把荷载通过无机复合保冷层传递至底座。上管夹1和下管夹7通过双头螺柱4、自紧碟簧组5、紧固套筒6将金属防护层10、自粘铝箔复合防潮层2和保冷层3与管道11夹持成一整体，所述的保冷层3为无机复合保冷层，管道11的垂直和径向荷载通过无机复合保冷层传递至下管夹7和底座8上，管道11的轴向荷载通过固定盒12传递至下管夹7和底座8上，并通过与现场基础15焊接的径向限位件9和轴向限位件14实现径向和轴向的限位；所述的无机复合保冷层3在绝热的同时能阻断外界热量进入管道11造成管道内部介质温度升高压力增大而带来的冷量损失和安全风险。如图1、2所示。

创新保冷系统结构及作用：本发明的保冷层3采用无机纳米气凝胶毡作为保冷材料，彻底解决PUR或PIR保冷材料的缺点。并由无脱粉气凝胶毡层和深冷气凝胶毡层交替复合而成。这种无机复合保冷层3同时具备所有低温保冷材料替代品种最低的导热系数，可最大程度低减少热量吸入和管道内介质蒸发。到达同样的保冷效果，保冷厚度仅为传统PUR或PIR保冷材料厚度的一半，重量更轻。无机纳米气凝胶毡保冷材料是疏水性的，可防止环境中的水汽进入保冷材料中。无机纳米气凝胶毡保冷材料在深冷工况下可保持柔性，从而避免了传统保冷结构伸缩缝的需求，从而简化了安装加快了安装速度。无机纳米气凝胶毡保冷材料除了优秀的绝热性能外，还具有隔音性能并具有防火性能，达到A级防火性能。

在对管道11进行包裹时还采用了自粘复合防潮层2，使用温度区间在-41℃~160℃，水汽渗透率为0，自内向外由保护塑料膜层、深冷玛蹄脂层、PAP铝箔组成，安装简便、高效，性能卓越。

本发明采用创新的紧固套筒、双头螺柱、自紧碟簧组成套设计，增加了管夹的紧固强度和刚度，缩小了管支架的外形尺寸，在任何工况下达到紧固作用，安全可靠。

采用创新的固定盒12设计，解决了无机复合保冷管支架固定难题同时也解决了传统保冷管支架固定结构的弊端。如图3、4所示。采用创新的固定盒12，实现了保冷管支架固定限位的作用，结构安全可靠。

固定盒12与管道材质相兼容同时固定盒四周具有耐低温高强隔冷块避免与下管夹7直接接触。固定盒根据高强隔冷块固定方式不同分为图3所示的栓接式和图4所示的粘接式。如图3所示，栓接式隔冷块固定盒的焊接垫板12-1与管道底部进行焊接，并与固定盒立板12-5、固定盒筋板12-6组合成固定盒框架，高强隔冷块12-2通过轴向紧固结构12-3、径向紧固结构12-4与固定盒框架形成整体。如图4所示，粘接式隔冷块固定盒的焊接垫板12-1与管道底部进行焊接，并与固定盒立板12-5、固定盒筋板12-6组合成固定盒框架，高强隔冷块12-2通过深冷粘接剂12-4与固定盒框架形成整体。高强隔冷块12-2材质为耐低温低导热材料中的高强度帕尔玛利木块、高强度PIR块或高强度FRP块。

本发明从保冷材料设计和保冷结构设计两个方面入手，一方面采用深冷用无机纳米气凝胶毡，具有最低导热系数（-170℃下为0.0137W/m.K,23℃下为0.017 W/m.K、无机A级防火，绝热性能最佳并具有不燃性能的创新型保冷管支架。另外一方面采用创新性保冷结构设计，创新采用了固定盒结构，整体疏水阻断环境中水汽侵入、常温至深冷工况具备柔性，消除了对伸缩缝需求，保冷分层同管道保冷分层一致，可以实现紧密结合。采用创新的紧固设计，紧固更可靠。

无机复合保冷管支架的重量仅为传统保冷管支架重量的40%~55%，体积尺寸是传统保冷管支架的70%左右，且在运输仓储安装的过程中不会出现传统保冷块破损、安装缺件的情况，另外，由于轻量化的设计，工人施工更便捷，工程安装进度可以提高70%以上。

本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种无机复合固定保冷管支架，它包括上管夹（1）和下管夹（7），其特征是：上管夹（1）和下管夹（7）通过双头螺柱（4）、自紧碟簧组（5）、紧固套筒（6）将金属防护层（10）、自粘铝箔复合防潮层（2）和保冷层（3）与管道（11）夹持成一整体，所述的保冷层（3）为无机复合保冷层，管道（11）的垂直和径向荷载通过无机复合保冷层传递至下管夹（7）和底座（8）上，管道（11）的轴向荷载通过固定盒（12）传递至下管夹（7）和底座（8）上，并通过与现场基础（15）焊接的径向限位件（9）和轴向限位件（14）实现径向和轴向的限位；所述的无机复合保冷层（3）在绝热的同时能阻断外界热量进入管道（11）造成管道内部介质温度升高压力增大而带来的冷量损失和安全风险。

2.根据权利要求1所述的无机复合固定保冷管支架，其特征在于：保冷层（3）紧贴管道（11）安装，以便将管道的荷载传递至底座（8）上，避免了选用其他无机保冷材料导热系数大、强度低、拼缝多、易碎裂、施工难度大、易划伤管道的缺陷。

3.根据权利要求1或2所述的无机复合固定保冷管支架，其特征在于：所述的保冷层（3）由无脱粉气凝胶毡层和深冷气凝胶毡层交替复合而成。

4.根据权利要求1所述的无机复合固定保冷管支架，其特征在于：双头螺柱（4）、自紧碟簧组（5）组成紧固系统，双头螺柱或螺栓配合平垫片及碟簧组合使用，在各类工况下都能有效的提供持续可变的夹紧力，使所述的无机复合保冷管支架与管道（11）成一整体。

5.根据权利要求1所述的无机复合固定保冷管支架，其特征在于：紧固套筒（6）使螺柱、螺栓的紧固力贴近管道更易于夹持，避免传统管夹折弯或焊耳板强度和刚度薄弱的导致紧固力不足的情况，同时安装使用更友好安全。

6.根据权利要求1所述的无机复合固定保冷管支架，其特征在于：固定盒（12）与管道材质相兼容同时固定盒四周具有耐低温高强隔冷块避免与下管夹（7）直接接触；固定盒根据高强隔冷块固定方式不同分为栓接式和粘接式；栓接式隔冷块固定盒的焊接垫板（12-1）与管道底部进行焊接，并与固定盒立板（12-5）、固定盒筋板（12-6）组合成固定盒框架，高强隔冷块（12-2）通过轴向紧固结构（12-3）、径向紧固结构（12-4）与固定盒框架形成整体；粘接式隔冷块固定盒的焊接垫板（12-1）与管道底部进行焊接，并与固定盒立板（12-5）、固定盒筋板（12-6）组合成固定盒框架，高强隔冷块（12-2）通过深冷粘接剂（12-4）与固定盒框架形成整体。

7.根据权利要求6所述的无机复合固定保冷管支架，其特征在于：高强隔冷块（12-2）材质为耐低温低导热材料中的高强度帕尔玛利木块、高强度PIR块或高强度FRP块。

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