CN115027510A - 一种具有温度保持功能的低真空管道结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有温度保持功能的低真空管道结构，属于真空管道技术领域，其结合在真空管道外部设置的环纵加强筋，设置包含毛细管网、进出水管、管道保温层、管网保温层的管外温度保持组件，由毛细管网、进出水管与外部换热组件组成完整的循环体系，通过换热介质的循环完成真空管道内外的热量交换，结合管道/管网保温层的设置进而实现管道内温度的调节和保持。本发明中具有温度保持功能的低真空管道结构，其结构简单，设置及控制简便，能够实现真空管道的可靠支撑和温度调节控制，并在调节管内温度的同时实现管内温度的可靠保持，有效保证真空管道内部设备的正常工作，提升真空管道运行的稳定性和可靠性，具有较好的实用价值和应用前景。

Description

一种具有温度保持功能的低真空管道结构

技术领域

本发明属于真空管道技术领域，具体涉及一种具有温度保持功能的低真空管道结构。

背景技术

随着我国轨道交通技术的不断发展，轨道交通的形式越来越多样，在人们日常出行、运输中扮演着越来越重要的作用。

在众多轨道交通形式中，磁浮管道交通是一种新型的轨道交通形式，其通过在管道中营造真空或者低真空环境，使得磁浮列车在低真空环境中运行，可以有效降低由于稠密的空气介质造成的列车运行气动阻力及气动噪声，具有空气阻力小、不受天气环境影响、运行速度快、运行噪音小等诸多优点，可以进一步提升列车的运行速度。

在低真空管道的实际运营过程中，其存在因设备散热、管内外环境变化等因素影响而产生热量变化的情形；而且，由于真空管道密封设置，导致其内部产生的热量很难及时向外释放，极有可能造成管内热量失衡，导致低真空管道中温度过高，降低管道内列车中乘客的舒适性，甚至影响相关设备的正常工作，缩短真空管道及其相关设备的使用寿命。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种具有温度保持功能的低真空管道结构，能够实现真空管道的可靠支撑设置，并完成管道内温度的调节和保持，确保真空管道内各设备的正常工作，提升真空管道结构设置及使用的安全性和可靠性。

为实现上述目的，本发明提供一种具有温度保持功能的低真空管道结构，包括真空管道；

所述真空管道的外周交错设置有环向加强筋和纵向加强筋，并在两种加强筋的外周沿管道纵向包覆设置有管道保温层，以其实现所述真空管道管内温度的保持；且

所述真空管道的纵向上包括至少一个制冷段，并在所述制冷段的管道外周壁面上沿环向包覆设置有毛细管网；所述毛细管网呈网状结构，其贴设于真空管道的外周壁面，并在毛细管网的毛细管中流通有换热介质，由其实现与真空管道的热量交换，维持管道内温度。

作为本发明的进一步改进，对应所述毛细管网设置有进水管和出水管，用于毛细管网内换热介质的输入和输出；

相应地，在管道保温层外设置有换热组件，用于与由所述出水管输出的换热介质进行热量交换，且完成热量交换的换热介质由所述进水管输送回所述毛细管网中。

作为本发明的进一步改进，在所述毛细管网的外侧还设置有管网保温层，以其将所述毛细管网与所述管道保温层隔开。

作为本发明的进一步改进，所述制冷段设置在纵向相邻的两环向加强筋之间，且所述毛细管网设置在由纵向两环向加强筋、环向两纵向加强筋、管网保温层内侧壁面、真空管道外周壁面所围的封闭空腔内。

作为本发明的进一步改进，所述管道保温层和/或所述管网保温层的制备材料包括但不限于橡塑复合材料。

作为本发明的进一步改进，所述管网保温层与所述管道保温层间隔设置，两者之间形成有一定厚度的空气间层。

作为本发明的进一步改进，环向相邻的两纵向加强筋之间设置有若干支撑骨架；所述支撑骨架的一侧连接于真空管道的外周壁面上，另一侧支撑在管道保温层的内侧壁面上。

作为本发明的进一步改进，所述制冷段为真空管道纵向上间隔设置的多个，且相邻两制冷段之间的非制冷段由其管道外周的管道保温层进行温度保持。

作为本发明的进一步改进，所述毛细管网为集分水式结构，并为包覆真空管道外周的网栅结构。

作为本发明的进一步改进，所述毛细管网中的毛细管、所述进水管和所述出水管采用但不限于无规共聚聚丙烯材料制成。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明中具有温度保持功能的低真空管道结构，其通过加强组件中环纵加强筋的对应设置，可以实现真空管道的可靠支撑，保证管道设置的结构稳定性和可靠性，也为管道保温层及管外温度保持组件的设置提供了条件，再通过毛细管网及进出水管的对应设置，可以有效实现毛细管网中水液的循环，完成管道内外热量或者冷量的交互，为管道内温度的调节提供了条件，而管道保温层与管网保温层的对应设置，为管道内的温度保持提供了可能，确保了真空管道内的温度可以保持在一定范围内，确保了管内各部件的正常工作，提升了真空管道利用的可靠性和安全性。

(2)本发明中具有温度保持功能的低真空管道结构，其通过真空管道外侧支撑骨架和管道保温层外侧保护层的对应设置，提升了管道保温层设置的可靠性和稳定性，延长了管道保温层的使用寿命，降低了管外组件的维护成本，进一步提升了真空管道的温度保持能力。

(3)本发明中具有温度保持功能的低真空管道结构，其结构简单，设置及控制简便，能够实现真空管道的可靠支撑和温度调节控制，并在调节管内温度的同时实现管内温度的可靠保持，有效保证真空管道内部设备的正常工作，提升真空管道运行的稳定性和可靠性，具有较好的实用价值和应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例中低真空管道结构的两种区段的横断面结构示意图；

图2是本发明实施例中具有温度保持功能的低真空管道结构的结构侧视图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、真空管道；2、管外组件；

201、毛细管网；202、管网保温层；203、空气间层；204、管道保温层；205、环向加强筋；206、纵向加强筋；207、支撑骨架；208、保护层；209、进水管；210、出水管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1、图2，本发明优选实施例中具有温度保持功能的低真空管道结构包括沿纵向延伸的真空管道1和设置在真空管道1外周的管外组件2。

具体而言，优选实施例中的管外组件2包括设置在真空管道1外周的加强组件和温度保持组件。其中，加强组件包括沿管道纵向延伸设置的纵向加强筋206和沿管道环向延伸设置的环向加强筋205，两种加强筋分别突出于真空管道1的外周壁面并彼此交错设置。同时，环向加强筋205沿真空管道1轴向上间隔设置多个，纵向加强筋206沿真空管道1环向上间隔设置多个，例如图1中所示的环向等间隔设置的4个，利用各加强筋的交错设置，在真空管道1的外周形成网状的加强结构，充分紧固真空管道1的筒体，保证真空管道1设置后的结构稳定性。

进一步地，优选实施例中的温度保持组件包括包覆设置在加强组件最外侧的管道保温层204，利用其设置，使得真空管道与外界大气之间可以由管道保温层204隔开，可以一定程度上减少管道外部大气环境温度对真空管道1内部温度的影响，促使真空管道1具备一定的温度保持能力。

同时，优选实施例中的温度保持组件还包括设置于管道纵向上至少部分区段外周的毛细管网201，利用毛细管网201的对应设置，使得真空管道1可以在轴向上被划分为若干制冷段(断面结构如图1左侧所示)和若干非制冷段(断面结构如图1右侧所示)。对于制冷段而言，毛细管网201优选在管道环向上整体包覆，确保该区域内的管道外周均设置有毛细管网201，确保对应管道区段环向上的温度调节能力的一致性。

在一个优选实施例中，毛细管网201设置在相邻的两环向加强筋205之间，即由环向加强筋205将制冷段与非制冷段隔开。同时，在实际设置时，非制冷段和制冷段优选分别设置为装配式单元结构，通过多个单元结构之间的拼装，可以实现真空管道1的贯通设置。此外，优选实施例中的真空管道1为圆柱形管状结构，其材料的选择包括但不限于钢材。

更详细地，优选实施例中的毛细管网201由多根毛细管连通设置而成，或者由单根毛细管卷绕铺设而成。同时，在毛细管网201中通入设置有用于换热的水液或者相变介质，由其可以实现真空管道1管内温度的调节。

在优选实施例中，毛细管网201优选为集分水式结构，其形成网栅结构，具有换热面积大、壁薄导热性好、换热均匀、水力损失小的特点，作为辐射末端既可供暖也可以制冷。更具体地，毛细管网201采用无规共聚聚丙烯(PP-R)材料制成，并采用

mm(10mm管间距)导热塑料管与

集管连接而成，形成管网结构。此外，对于毛细管网201在真空管道1外周上的设置，其优选采用抹灰、粘结、管卡或者卡钉固定等方式进行，在此不做赘述，只要能够实现在真空管道1外周上的设置即可。

进一步地，对于毛细管网201设置有进水管209和出水管210，两水管均伸出管外组件2，并连接形成完整的水循环系统，用于将毛细管网201中的换热介质导出，并在导出循环过程中完成与换热组件之间的热量交换；相应地，完成热量交换后的换热介质由进水管209输入回毛细管网201中，进而实现毛细管网201与换热组件之间的热量交换，以此带走毛细管网201中水液的热量或者冷量，调节毛细管网201中的温度辐射能力，进而改变真空管道1内的温度环境。

在实际设置时，与进出水管中水液配合换热的换热组件可以根据实际需要进行优选，只要能够与水管中的水液完成热量交换即可。例如，上述换热组件可以为空气源热泵机组。而在另一个具体实施例中，换热组件为地埋组件(图中未示出)，其包括地埋井和设置在地埋井中的地埋管，地埋管分别与进水管209和出水管210连通，通过将毛细管网201中的水液经由出水管210通入到地面以下的地埋管中，使得土层与进出水管中的水液完成热量交互，实现管道内热量的带走或者将地热代入回管道中。

对于优选实施例中的进水管209和出水管210而言，其优选采用无规共聚聚丙烯(PP-R)材料制成，且两水管优选穿越真空管道1外周的环向加强筋205和/或纵向加强筋206，并在对应加强筋的穿越位置开设有孔洞，并在孔洞内增设垫圈，以此保证管网保温层202内侧空间的密封，并减少两水管的磨损。

当然，可以理解的是，对于水液在毛细管网201、进水管209与出水管210之间的循环流动，优选实施例中可以对应设置循环水泵，利用循环水泵的驱动，实现毛细管网201中的水液循环控制。

进一步地，为了实现毛细管网201水液循环换热后管内热量或者冷量的维持，减少毛细管网201向背离真空管道1一侧的热量损失或者冷量逸散，在毛细管网201的外侧包覆设置有管网保温层202，以其实现管网保温层202与管道外壁面之间区域的保温防护，确保毛细管网201的工作效率。实际设置时，管网保温层202与管道保温层204之间间隔有一定距离，并在两者之间形成了一定厚度的空气间层203，以其减少两保温层之间的热量交互。

优选地，上述管网保温层202和/或管道保温层204为橡塑复合保温材料制成，且各保温层的保温材料的缝隙均朝上(缝隙处设置在真空管道1的顶部)，并由专用胶水粘结严密；相应地，优选实施例中的专用胶水采用难燃材料，并保证保温层设置后的各部位均不存在漏气现象。

不难看出，通过加强组件和管道保温层204的对应设置，可以在真空管道1的非制冷段外侧形成多个由两轴向间隔设置的纵向加强筋206、两环向间隔设置的环向加强筋205、真空管道1外壁面、管道保温层204内壁面围成的封闭空气内腔，以及在真空管道1的制冷段外侧形成多个由两轴向间隔设置的纵向加强筋206、两环向间隔设置的环向加强筋205、管网保温层202外壁面、管道保温层204内壁面围成的封闭空气内腔。

更具体地，优选实施例中对应在管道保温层204的外侧包覆设置有保护层208，由其对管道保温层204的设置提供保护，避免管道保温层204的损坏，延长其使用寿命。在实际设置时，上述保护层208优选为抗腐蚀的涂层、包覆设置的板材保护层(例如铝板)中的至少一种。

此外，考虑到轴向和/或环向上两相邻加强筋之间的间距较大，优选实施例中还在真空管道1外侧设置有支撑骨架207，由其为管道保温层204的设置提供支撑，避免管道保温层204因为内部中空而出现塌陷、变形等缺陷，进一步保证管道保温层204设置的可靠性。另外，在实际设置支撑骨架207时，其优选与真空管道1的筒体、环向加强筋205、纵向加强筋206螺栓连接，并提前在真空管道1的筒体、环向加强筋205、纵向加强筋206上的相应位置预设有螺栓孔。

在实际设置时，真空管道1为纵向连续延伸的管道结构，其内部为真空或者低真空环境，可用于各类高速列车(例如磁浮列车)的运营，利用风阻的排除或者减小来提升列车的运行速度。当然，根据实际应用的需要，上述真空管道1也可以用于别的应用场景，在此不做赘述。同时，优选实施例中真空管道1外周的制冷段与非制冷段优选在管道纵向上间隔设置，即相邻两制冷段之间间距有一定长度的非制冷段，由制冷段完成真空管道1内温度环境的调节，并由真空管道1外侧的管外组件2来整体实现真空管道1内温度环境的保持，确保真空管道1内各部位的温度保持在正常工作状态。

本发明中具有温度保持功能的低真空管道结构，其结构简单，设置及控制简便，能够实现真空管道的可靠支撑和温度调节控制，并在调节管内温度的同时实现管内温度的可靠保持，有效保证真空管道内部设备的正常工作，提升真空管道运行的稳定性和可靠性，具有较好的实用价值和应用前景。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有温度保持功能的低真空管道结构，包括真空管道；其特征在于，

所述真空管道的外周交错设置有环向加强筋和纵向加强筋，并在两种加强筋的外周沿管道纵向包覆设置有管道保温层，以其实现所述真空管道管内温度的保持；

所述真空管道的纵向上包括至少一个制冷段，并在所述制冷段的管道外周壁面上沿环向包覆设置有毛细管网；所述毛细管网呈网状结构，其贴设于真空管道的外周壁面，并在毛细管网的毛细管中流通有换热介质，由其实现与真空管道的热量交换，维持管道内温度。

2.根据权利要求1所述的具有温度保持功能的低真空管道结构，其特征在于，对应所述毛细管网设置有进水管和出水管，用于毛细管网内换热介质的输入和输出；

相应地，在管道保温层外设置有换热组件，用于与由所述出水管输出的换热介质进行热量交换，且完成热量交换的换热介质由所述进水管输送回所述毛细管网中。

3.根据权利要求2所述的具有温度保持功能的低真空管道结构，其特征在于，在所述毛细管网的外侧还设置有管网保温层，以其将所述毛细管网与所述管道保温层隔开。

4.根据权利要求3所述的具有温度保持功能的低真空管道结构，其特征在于，所述制冷段设置在纵向相邻的两环向加强筋之间，且所述毛细管网设置在由纵向两环向加强筋、环向两纵向加强筋、管网保温层内侧壁面、真空管道外周壁面所围的封闭空腔内。

5.根据权利要求3或4所述的具有温度保持功能的低真空管道结构，其特征在于，所述管道保温层和/或所述管网保温层的制备材料包括但不限于橡塑复合材料。

6.根据权利要求3或4所述的具有温度保持功能的低真空管道结构，其特征在于，所述管网保温层与所述管道保温层间隔设置，两者之间形成有一定厚度的空气间层。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的具有温度保持功能的低真空管道结构，其特征在于，环向相邻的两纵向加强筋之间设置有若干支撑骨架；所述支撑骨架的一侧连接于真空管道的外周壁面上，另一侧支撑在管道保温层的内侧壁面上。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的具有温度保持功能的低真空管道结构，其特征在于，所述制冷段为真空管道纵向上间隔设置的多个，且相邻两制冷段之间的非制冷段由其管道外周的管道保温层进行温度保持。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的具有温度保持功能的低真空管道结构，其特征在于，所述毛细管网为集分水式结构，并为包覆真空管道外周的网栅结构。

10.根据权利要求2～4中任一项所述的具有温度保持功能的低真空管道结构，其特征在于，所述毛细管网中的毛细管、所述进水管和所述出水管采用但不限于无规共聚聚丙烯材料制成。

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