CN116123389B - 一种动态完全保温的真空绝热管道接插件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，包括阴接插件、阳接插件和密封垫片，三者形成的通道内传输深冷介质，阳接插件插入阴接插件内，二者采用螺纹活套固锁方式进行紧固并加装密封垫片进行密封。本发明提供的动态完全保温的真空绝热管道接插件，具有真空绝热保温设计、气密效果保温设计、动态密封保温设计，可获得完全的保温结果，确保接插件在流通液态深冷介质时，整体金属表面不会产生凝水，解决了现有技术中传输深冷液态介质在对接处不完全保温的问题，接插件以螺纹活套固锁的方式进行阴接插件、阳接插件、环形密封垫片的紧固，成为一体，固锁后的外径与真空主管道外管的外径一致，更容易操作，且不影响走线架设规划。

Description

一种动态完全保温的真空绝热管道接插件

技术领域

本发明属于真空绝热管技术领域，具体涉及一种动态完全保温的真空绝热管道接插件。

背景技术

真空绝热管道是保冷管道，其主要结构由内管、外管等部件组合成型，夹层空间抽成真空状态，除去可以温度传递的介质，以降低对流传热，大程度的减少内管传输液态深冷介质的损耗，专门应用于液氧、液氮、液氩、液化天然气等的传输。真空绝热管道工程规划上实行都需要分段制作，所以有接插的需求，真空绝热管道的接插技术体现在接插件。目前有公接插件、母接插件，二者需互相接插，公、母接插件本身基本也由内管加外管组合成型，以便于将夹层空间抽成真空状态。

真空绝热管道接插件应用在传输深冷液态介质时，接插件需要考虑并满足深冷液态介质的压力、温度以及接插件强度等要求，目前主要采用厚度大于2mm的304金属不锈钢作为实施材料。

在真空绝热管道内实际流通液态深冷介质时，在第一时间，深冷的温度会使金属材质产生一定程度的行程冷缩，金属冷缩后原本规划好静态是密接的部分就会产生缝隙，这是接插件密封处在动态使用时的真实情况，是接插件密封技术需要解决的主要问题。

目前有以下两种静态密封技术，可以实现不漏，一是采用低膨胀系数的设计或金属（以英瓦钢为主）以抱紧的方式进行密封，二是采用复合材料或金属（以铜为主）以密封垫片的方式进行密封。由于上述两种技术只能实现不漏，不能实现完全保温，因此，金属表面会产生凝水（空气中的水汽，由于金属表面的温度下降，会通过液态水的形式析出，进而产生一定量的滴水），容易污染所在的室内天花板，或者造成设备生锈，或者电器组件短路等。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种动态完全保温的真空绝热管道接插件。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，包括阴接插件、阳接插件和密封垫片，所述阳接插件插入阴接插件内，二者采用螺纹活套固锁方式进行紧固并加装密封垫片进行密封，所述阴接插件、阳接插件和密封垫片三者形成的通道内传输深冷介质。

进一步的，所述阴接插件包括密封圆套母件、阴接插真空内管、外八角外螺纹紧固圆座，所述阴接插真空内管一端与密封圆套母件焊接成型，相对的另一端插入外八角外螺纹紧固圆座内并焊接成型，所述阳接插件一端插入密封圆套母件内，另一端与外八角外螺纹紧固圆座采用螺纹活套固锁方式进行紧固并加装密封垫片进行密封。

进一步的，所述密封圆套母件为圆柱环形结构，沿中轴线开有通孔，内壁为阶梯状，用于提供内锥形密封面，与阳接插件的密封圆套公件一端的外锥形密封面密接，所述密封圆套母件一端焊接面与阴接插真空内管焊接成型，相对的另一端焊接面与真空主管道内管焊接成型。

进一步的，所述阴接插真空内管为圆管形结构，沿中轴线开有通孔，外壁与真空主管道外管的空间设定为真空空间，内壁与阳接插件的空间设定为提供气密效果的空间。

进一步的，所述外八角外螺纹紧固圆座内壁与阴接插真空内管焊接成型，外壁与真空主管道外管焊接成型，所述外八角外螺纹紧固圆座为圆柱形结构，沿中轴线开有通孔，外表面呈阶梯状结构，具有小外径的圆柱表面带有外螺纹，外螺纹与阳接插件的外八角内螺纹紧固活套内壁的螺纹为螺纹式活套紧固件，二者螺纹连接。

进一步的，所述阳接插件包括密封圆套公件、碟形弹簧、真空空间圆件、阳接插真空外管、阳接插真空内管、外八角内螺纹紧固活套、真空外管密封圆件和真空外管焊接圆件，所述密封圆套公件插入阴接插件的密封圆套母件内，所述密封圆套公件与碟形弹簧一端焊接成型，所述碟形弹簧另一端与真空空间圆件焊接成型，所述真空空间圆件与阳接插真空外管和阳接插真空内管分别焊接成型，所述阳接插真空外管与真空外管密封圆件内壁焊接成型，所述外八角内螺纹紧固活套活动式套设于真空外管密封圆件上，所述真空外管密封圆件与真空外管焊接圆件焊接成型。

进一步的，所述碟形弹簧外壁与阴接插件的空间设定为提供气密效果的空间，能够提供动态密封所需的压缩应力，所述真空空间圆件外壁与阴接插件的空间设定为提供气密效果的空间，所述阳接插真空外管内壁与阳接插真空内管外壁的空间设定为真空空间，所述阳接插真空外管外壁与阴接插件的阴接插真空内管内壁的空间设定为提供气密效果的空间，所述阳接插真空外管和阳接插真空内管同一端面分别与真空空间圆件焊接成型，所述阳接插真空外管另一端面与真空外管密封圆件焊接成型，所述阳接插真空内管另一端面与真空主管道焊接成型。

进一步的，所述外八角内螺纹紧固活套外表面为阶梯状，具有大外径的圆柱表面为圆柱型，具有小外径的圆柱表面为八角边型，内壁为阶梯状，具有大外径的圆柱内壁带有内螺纹，与阴接插件的外八角外螺纹紧固圆座的外螺纹为螺纹式活套紧固件，具有小内径的圆柱内壁开设通孔，活动式套入真空外管密封圆件外表面，所述真空外管焊接圆件一端内壁与真空外管密封圆件焊接成型，另一端外壁与真空主管道外管焊接成型。

进一步的，所述密封圆套公件为圆柱形结构，所述碟形弹簧为圆环锥形结构，所述真空空间圆件为圆环柱形结构，所述阳接插真空外管为圆管形结构，所述阳接插真空内管为圆管形结构，所述外八角内螺纹紧固活套为圆柱形结构，所述真空外管密封圆件为圆柱形结构，所述真空外管焊接圆件为圆环形结构，所述密封圆套公件、所述碟形弹簧、所述真空空间圆件、所述阳接插真空外管、所述阳接插真空内管、所述外八角内螺纹紧固活套、所述真空外管密封圆件、所述真空外管焊接圆件八者同轴且分别沿中轴线开有通孔。

进一步的，所述密封垫片设置于外八角外螺纹紧固圆座与真空外管密封圆件设定的密封端面之间，用于产生管道连接密封作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，包括阴接插件、阳接插件和密封垫片，阳接插件插入阴接插件内，二者采用螺纹活套固锁方式进行紧固并加装密封垫片进行密封，阴接插件、阳接插件和密封垫片三者形成的通道内传输深冷介质。本发明提供的动态完全保温的真空绝热管道接插件，接插后最主要的保温能力有三道保温设计：真空绝热保温设计、气密效果保温设计、动态密封保温设计，将阴接插件与阳接插件进行精密组合密封固定，可形成封闭的气密空间，与真空主管道内外管精密组合密封固定，可形成真空绝热空间，接插件内部通道动态流通液态深冷介质，主要的锥面密封连接面保持密封效果，可获得完全的保温结果，确保接插件在流通液态深冷介质时，整体金属表面不会产生凝水，避免了现有技术中使用接插件的条件下流通液态深冷介质，污染所在的室内天花板或者造成设备生锈或者电器组件短路等，解决了现有技术中传输深冷液态介质在对接处不完全保温的问题，接插件的固锁方式采用螺纹活套固锁方式：将阳接插件的外八角内螺纹紧固活套活套内螺纹部分，以旋转的方式，旋上阴接插件的外八角外螺纹紧固圆座外径带外螺纹部分，最后使用两支板手，以顺时针旋转方向为旋转紧固的方向，以螺纹固锁的方式进行阴接插件、阳接插件、环形密封垫片的紧固，成为一体，固锁后的外径与真空主管道外管的外径一致，更容易操作，且不影响走线架设规划。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的阴接插件的结构示意图；

图3为本发明的阳接插件的结构示意图；

图4为本发明的原理图；

图5为本发明的温度检测示意图。

具体实施方式

下面对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

实施例1

如图1-5所示，一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，包括阴接插件1、阳接插件2和密封垫片3，其中，阳接插件2插入阴接插件1内，二者采用螺纹活套固锁方式进行紧固并加装密封垫片3进行密封，成为一体，阴接插件1、阳接插件2和密封垫片3三者形成的通道内传输深冷介质。

阴接插件1包括：

密封圆套母件1-1，采用304不锈钢制成，为圆柱环形结构，沿中轴线开有通孔，内部用于传输深冷介质，密封圆套母件1-1的两端面为焊接面，其中一端焊接面与阴接插真空内管1-2实施精密组合后，焊接成型，相对的另一端焊接面与真空主管道内管4实施精密组合后，焊接成型，内壁为阶梯状，阶梯尺寸变化处是带有斜度的锥形圆环面，内壁阶梯变化处提供内锥形密封面，与密封圆套公件2-1一端的外锥形密封面密接，设定为阴接插件1与阳接插件2接插后的主要密封面；

阴接插真空内管1-2，采用304不锈钢制成，为圆管形结构，管厚3mm，沿中轴线开有通孔，其一端为焊接面，相对的另一端为圆环端面，外壁与真空主管道外管5的空间设定为真空管道的真空空间，内壁与阳接插件2的空间设定为提供气密效果的空间。阴接插真空内管1-2的一端面与密封圆套母件1-1实施精密组合后，焊接成型，另一端面与外八角外螺纹紧固圆座1-3实施精密组合后，焊接成型；

外八角外螺纹紧固圆座1-3，采用304不锈钢制成，为圆柱形结构，沿中轴线开有通孔，外表面呈阶梯状结构，具有大外径的圆柱表面为八角边型，设定为使用板手固锁的固定位置，具有小外径的圆柱表面带有外螺纹，小外径的外螺纹与外八角内螺纹紧固活套2-6内壁的螺纹为螺纹式活套紧固件，二者螺纹连接，外八角外螺纹紧固圆座1-3的内壁有三种不同内径的通孔，内壁与阳接插件2的空间设定为提供气密效果的空间；一端为焊接面，内壁与阴接插真空内管1-2实施精密组合后，焊接成型，外壁与真空主管道精密组合后，焊接成型，另一端为密封面，在内径方向位置设定为密封垫片3的密封面。

阳接插件2包括：

密封圆套公件2-1，采用304不锈钢制成，为圆柱形结构，管厚3mm，沿中轴线开有通孔，一端为焊接端面，另一端为带有斜度的锥形圆环面，圆柱内壁传输深冷介质，一端焊接面与碟形弹簧2-2实施精密组合后，焊接成型，另一端为外锥形密封面与密封圆套母件1-1密接，设定为阴接插件1与阳接插件2接插后的主要密封面；

碟形弹簧2-2，为圆环锥形结构，沿中轴线开有通孔，两端面为焊接面，采用弹簧钢制成，内壁传输深冷介质，用于提供焊接端面、提供密封所需的压缩应力。碟形弹簧2-2的外壁与阴接插件1的空间设定为提供气密效果的空间，碟形弹簧2-2一端与密封圆套公件2-1实施精密组合后，焊接成型，另一端与真空空间圆件2-3实施精密组合后，焊接成型，设定为提供阴接插件1与阳接插件2接插后的主要密封面，提供动态密封所需的压缩应力；

真空空间圆件2-3，采用304不锈钢制成，为圆环柱形结构，沿中轴线开有通孔，两端面为焊接面，圆柱内壁传输深冷介质，用于提供真空空间、提供焊接端面、提供精密组合条件。真空空间圆件2-3外壁与阴接插件1的空间设定为提供气密效果的空间，真空空间圆件2-3的一端焊接面与碟形弹簧2-2实施精密组合后，焊接成型，另一端焊接面与阳接插真空外管2-4、阳接插真空内管2-5实施精密组合后，焊接成型；

阳接插真空外管2-4，采用304不锈钢制成，为圆管形结构，管厚3mm，沿中轴线开有通孔，两端面为焊接面，内壁传输深冷介质，用于提供焊接端面、提供精密组合条件。阳接插真空外管2-4内壁与阳接插真空内管2-5外壁的空间设定为真空管道的真空空间，外壁与阴接插真空内管1-2内壁的空间设定为提供气密效果的空间，一端面与真空空间圆件2-3实施精密组合后，焊接成型，另一端面与真空外管密封圆件2-7实施精密组合后，焊接成型；

阳接插真空内管2-5，采用304不锈钢制成，为圆管形结构，管厚3mm，沿中轴线开有通孔，两端面为焊接面，圆柱内壁传输深冷介质，用于提供焊接端面、提供精密组合条件。阳接插真空内管2-5的外壁与阳接插真空外管2-4内壁的空间设定为真空管道的真空空间，一端面与真空空间圆件2-3实施精密组合后，焊接成型，另一端面与真空主管道焊接成型；

外八角内螺纹紧固活套2-6，采用304不锈钢制成，为圆柱形结构，沿中轴线开有通孔，外表面为阶梯状，用于提供精密组合条件、提供螺纹固锁条件。外八角内螺纹紧固活套2-6的两端面外缘具有大导角，具有大外径的圆柱表面为圆柱型，具有小外径的圆柱表面为八角边型，设定为使用板手固锁的固定位置，内壁为阶梯状，具有大外径的圆柱内壁带有内螺纹，与外八角外螺纹紧固圆座1-3的外螺纹为螺纹式活套紧固件，具有小内径的圆柱开设通孔，活动式套入真空外管密封圆件2-7外表面；

真空外管密封圆件2-7，采用304不锈钢制成，为圆柱形结构，沿中轴线开有通孔，一端为焊接面，一端为密封面，内外表面均为阶梯状，用于提供真空空间、提供焊接端面、提供精密组合条件、提供环形密封垫片3的密封条件、提供螺纹固锁条件。真空外管密封圆件2-7中，具有大外径部分提供外八角内螺纹紧固活套2-6螺纹固锁所需的限位条件，具有小外径部分提供外八角内螺纹紧固活套2-6所需的活动条件。真空外管密封圆件2-7的一端为密封面，在外径方向位置设定为环形密封垫片3的密封面以及固定位置，内壁与阳接插真空外管2-4实施精密组合后，焊接成型，另一端为焊接面，与真空外管焊接圆件2-8实施精密组合后，焊接成型；

真空外管焊接圆件2-8，采用304不锈钢制成，为圆环形结构，沿中轴线开有通孔，两端面为焊接面，用于提供焊接端面、提供精密组合条件。真空外管焊接圆件2-8一端内壁与真空外管密封圆件2-7实施精密组合后，焊接成型，另一端外壁与真空主管道外管5焊接成型。

密封垫片3，设置在外八角外螺纹紧固圆座1-3与真空外管密封圆件2-7设定的密封端面之间，用于产生管道连接密封作用，密封垫片3为环形结构，采用聚四氟乙烯制成，为圆环形结构，沿中轴线开有通孔，内部流通深冷介质。

本发明的工作原理为：

本发明公开的动态完全保温的真空绝热管道接插件，内部动态流通液态深冷介质，针对接插件接插后最主要的保温能力有三道保温设计：真空绝热保温设计、气密效果保温设计、动态密封保温设计；

真空绝热保温设计的工作原理：

真空绝热保温设计在阴接插件1与阳接插件2上。外八角外螺纹紧固圆座1-3一端面的外径位置是预留与真空主管道外管5焊接的位置，与真空主管道外管5精密组合对接后，焊接密封成型。密封圆套母件1-1 一端面的外径位置是预留与真空主管道内管4焊接的位置，与真空主管道内管4精密组合对接后，焊接密封成型。真空主管道外管5的内径、真空主管道内管4的外径、外八角外螺纹紧固圆座1-3 的焊接端面、阴接插真空内管1-2的外径、密封圆套母件1-1的外径，形成一个密封空间，制作时，会在真空主管道外管5上开设一个抽真空口，用于将此密闭空间进行抽真空，使密封状态的空间变成真空状态的空间。真空主管道内管4内流通深冷介质，深冷的温度在传递到真空主管道内管4外径部分，到了真空状态的空间，就会因为没有可以传递温度的介质而停止传递温度，以真空绝热产生保温效果；

真空外管焊接圆件2-8一端面的外径位置是预留与真空主管道外管5焊接的位置，与真空主管道外管5精密组合对接后，焊接密封成型；

阳接插真空内管2-5一端面的外径位置是预留与真空主管道内管4焊接的位置，与真空主管道内管4精密组合对接后，焊接密封成型；

真空主管道外管5的内径、真空主管道内管4的外径、真空外管焊接圆件2-8 的端面、真空外管密封圆件2-7的内径、阳接插真空外管2-4的内径、真空空间圆件2-3的端面、阳接插真空内管2-5 的外径，形成一个密封空间，制作工艺上会在真空主管道外管5上开设一个抽真空口，用于将此密闭空间进行抽真空，使密封状态的空间变成真空状态的空间。真空主管道内管4内流通的是深冷介质，深冷的温度在传递到真空主管道内管4外径部分，到了真空状态的空间，就会因为没有可以传递温度的介质而停止传递温度，以真空绝热产生保温效果；

阴接插件1、阳接插件2是通过接插的方式组合。将阳接插件2外径的小径部分移动插入阴接插件1内径的大径部分，形成一体。阴接插件1有一层真空绝热保温设计，阳接插件2有一层真空绝热保温设计。接插后的阴接插件1与阳接插件2的液态深冷介质的流通行程设计百分之九十是重合的，所以接插件整体设计是具有两层真空绝热保温设计的，确保接插处的行程有足够的真空状态的空间以真空绝热产生完全的保温效果。

在接插处以径向来看，阳接插件2所属的真空主管道内管4内径部分流通的是深冷的介质，深冷的温度在传递到真空主管道内管4外径部分，到了真空状态的空间，温度因为没有可以传递温度的介质而不完全停止传递温度的话，在阴接插件1重叠的真空状态的空间，温度再次因为没有可以传递温度的介质而达到停止传递温度。接插件设计了两层真空状态的空间，以两层真空绝热产生保温的效果，解决了传输深冷液态介质在对接处不完全保温的问题，也就能确保接插件在流通深冷液态介质时，整体金属表面不会产生凝水，避免了使用接插件的条件下流通深冷液态介质污染所在的室内天花板，或者造成设备生锈，或者电器组件短路等。

气密效果保温设计的工作原理：

阴接插件1、阳接插件2是通过接插的方式组合。阴接插件1是接插方式的母座，阳接插件2是接插方式的公座，将阳接插件2外径的小径部分移动插入阴接插件1内径的大径部分，形成一体。阴接插件1、阳接插件2对接处，设计锥面密封来对接密封。密封圆套母件1-1的圆柱内壁阶梯变化处提供内锥形密封面，与密封圆套公件2-1一端的外锥形密封面密接，设定为阴接插件1与阳接插件2接插后的主要静态密封面；

设计采用的锥面密封的密封效果基于阴接插件1、阳接插件2锥面对接处同心圆的精密度，对接件的锥形密封是一种静态密封，是对接件密封功能的基础；

阴接插件1的组成结构所需的三项零件：密封圆套母件1-1、阴接插真空内管1-2、外八角外螺纹紧固圆座1-3，是在掌握锥面对接处同心圆的精密度的前提下，规划了精密组合的尺寸条件、同心组合的尺寸条件、焊接端面以及焊接成型的工序，各零件通过二道焊接顺序的规划，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用自溶焊接成型，具体为：

密封圆套母件1-1、阴接插真空内管1-2、外八角外螺纹紧固圆座1-3通过两道焊接顺序的规划，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用自溶焊接成型，如图2所示：

焊接顺序①：密封圆套母件1-1焊接端面，与阴接插真空内管1-2焊接端面，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用自溶焊接法进行密封固定；

焊接顺序②：阴接插真空内管1-2焊接端面，插入外八角外螺纹紧固圆座1-3内，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用自溶焊接法进行密封固定；

阳接插件2的组成结构所需的八项零件：密封圆套公件2-1、碟形弹簧2-2、真空空间圆件2-3、阳接插真空外管2-4、阳接插真空内管2-5、外八角内螺纹紧固活套2-6、真空外管密封圆件2-7和真空外管焊接圆件2-8，是在掌握锥面对接处同心圆的精密度的前提下，规划了精密组合的尺寸条件、同心组合的尺寸条件、焊接端面以及焊接成型的工序，各零件通过六道焊接顺序的规划，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用自溶焊接成型，具体为：

密封圆套公件2-1、碟形弹簧2-2、真空空间圆件2-3、阳接插真空外管2-4、阳接插真空内管2-5、外八角内螺纹紧固活套2-6、真空外管密封圆件2-7和真空外管焊接圆件2-8通过六道焊接顺序的规划，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用自溶焊接成型，如图3所示：

焊接顺序①：真空空间圆件2-3焊接端面，与阳接插真空内管2-5焊接端面，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用自溶焊接密封固定；

焊接顺序②：真空空间圆件2-3焊接端面，与碟形弹簧2-2焊接端面，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用异材焊接法进行密封固定；

焊接顺序③：密封圆套公件2-1焊接端面，与碟形弹簧2-2焊接端面，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用异材焊接法进行密封固定；

焊接顺序④：阳接插真空外管2-4焊接端面，与真空外管密封圆件2-7焊接端面，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用自溶焊接密封固定；

焊接顺序⑤：真空空间圆件2-3焊接端面，与阳接插真空外管2-4焊接端面，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用自溶焊接密封固定；

焊接顺序⑥：外八角内螺纹紧固活套2-6的小内径通孔部分，活动式套入真空外管密封圆件2-7的小外径部分后，真空外管密封圆件2-7焊接端面，与真空外管焊接圆件2-8焊接端面，实施精密组合后，在指定的焊接位置，采用自溶焊接密封固定；

阴接插件1、阳接插件2、密封垫片3这三个部分通过接插的方式组合后，采用螺纹活套固锁方式进行紧固，成为一体。具体的，阴接插件1是接插方式的母座，阳接插件2是接插方式的公座，接插时，将环形的密封垫片3安置在阳接插件2的真空外管密封圆件2-7密封端面；接着将阳接插件2外径的小径部分移动插入阴接插件1内径的大径部分，接着将阳接插件2的外八角内螺纹紧固活套2-6活套内螺纹部分，以旋转的方式，旋上阴接插件1的外八角外螺纹紧固圆座1-3外径带外螺纹部分；最后使用两支板手，一支固定在外八角外螺纹紧固圆座1-3外八角部分作为旋转止动点，另一支固定在外八角内螺纹紧固活套2-6外八角部分作为旋转施力点，板手以顺时针旋转方向为旋转紧固的方向，以螺纹固锁的方式进行阴接插件1、阳接插件2、环形密封垫片3的紧固，成为一体。这种新设计的接插件螺纹活套固锁方式，实现固锁后的外径与真空主管道外管5的外径一致，更容易操作，且不影响走线架设规划；成为一体后，密封圆套母件1-1大内径部分、密封圆套公件2-1外径部分、碟形弹簧2-2外径部分、阴接插真空内管1-2内径部分、外八角外螺纹紧固圆座1-3内径部分、密封垫片3内径部分、真空外管密封圆件2-7密封端面、阳接插真空外管2-4外径部分、真空空间圆件2-3外径部分，形成了完全封闭空间，是动态完全保温的真空绝热管道接插件设计的气密空间。当实际流通液态深冷介质的流体时，在第一时间，深冷的温度会使金属材质的锥面密封产生冷缩，金属冷缩后原本密接的部分就会产生缝隙，由流通液态深冷介质的真空主管道内管4泄漏出来的液态深冷介质会进入设计的气密空间。密封圆套公件2-1外径的小径部分与密封圆套母件1-1内径的大径部分，设计为精密组合，以控制初泄漏出来的深冷介质的泄漏程度，两者精密组合的空间，后面发展设计了一个较大的封闭的气密空间，是为了使少量的深冷介质到较大气密空间中会释放温度，进行温度平衡，发生液态变气态、体积会极速膨胀的物理现象，据测定，每一立升液氮气化，温度上升15摄氏度，体积膨胀约为180倍。

设计的气密空间，利用深冷液态介质的物理特性，当气化的深冷液态介质在固定体积的气密空间中，体积膨胀约八百倍时会使气密空间中的压力大于真空主管道内管4的压力；在第一时间泄漏到气密空间中的深冷液态介质转化成了气体压力，成为泄漏处的泄漏阻力，产生了气密效果阻止以及停止了泄漏，这就是动态完全保温的真空绝热管道接插件设计的气密效果。阴接插件1、阳接插件2，设计了两层真空状态的空间，以两层真空绝热产生保温的效果，解决了传输深冷液态介质在对接处不完全保温的问题，再加上气密效果保温设计，在接插处以径向来看，就是以三层绝热产生保温的效果，完全解决了传输深冷液态介质在对接处不完全保温的问题；

动态完全保温的真空绝热管道接插件通过设计气密空间，以气密效果解决锥型密封动态流通深冷液态介质时因金属冷缩产生的不完全密封；

动态密封保温设计的工作原理：

当接插件实际流通液态深冷介质时，接触到深冷介质的金属材质：真空主管道内管4内径部分、密封圆套母件1-1内径部分、密封圆套公件2-1内径部分、碟形弹簧2-2内径部分、真空空间圆件2-3内径部分、阳接插真空内管2-5内径部分，深冷的温度会使金属材质产生冷缩，金属冷缩后原本规划好的静态行程尺寸以及同心度，在动态流通深冷介质后都会产生变化，使密封效果基于阴接插件1与阳接插件2锥面对接处的行程尺寸以及同心圆的精密度受到影响，而产生泄漏，发生不完全保温的结果。为解决这一技术问题，本发明在密封圆套公件2-1一端面以焊接成型的方式建置了一个碟形弹簧2-2，使阴接插件1与阳接插件2的主要静态锥面密封变成主要动态锥面密封，因此，当接插件实际流通液态深冷介质的流体时，深冷的温度会使金属材质产生冷缩，金属冷缩后原本规划好的静态行程尺寸以及同心度产生的变化会在碟形弹簧2-2的作用下获得补偿与修正；碟形弹簧2-2是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变动后，储蓄一定的势能，当主要静态锥面密封连接面出现松弛时，碟形弹簧2-2会动态释放部分势能，变成动态锥面密封连接面保持密封要求。建置碟形弹簧2-2的动态密封保温设计，使接插件在动态流通深冷介质后，主要的锥面密封连接面保持密封效果，获得完全的保温结果。本发明的动态完全保温的真空绝热管道接插件的设计考虑以及克服金属材质受深冷温度而冷缩的变化参数，是会根据流通液态深冷介质的工况自动动态的补偿与修正主要锥面密封连接面的密封要求，以保证接插件完全保温的效果。

真空主管道外管5的内径、真空主管道内管4的外径、真空外管焊接圆件2-8的端面、真空外管密封圆件2-7的内径、阳接插真空外管2-4的内径、真空空间圆件2-3的端面、阳接插真空内管2-5的外径，之间形成一个密封空间，制作工艺上会在真空主管道外管5上会建立一个抽真空口；将此密闭空间进行抽真空的制程，使密封状态的空间变成真空状态的空间。真空主管道内管4内径部分流通的是深冷的流体，深冷的温度在传递到真空主管道内管4外径部分，到了真空状态的空间，就会因为没有可以传递温度的介质而停止传递温度，以真空绝热产生保温效果。

使用温度数据采集器在整体接插件的外径表面收集温度响应值来验证其完全保温的效果：

采用十组接触式热偶温度传感器（由左至右依次记为T1~T10）收集整体接插件的外径表面温度响应值，采用一组接触式热偶温度传感器（记为T0）收集所在的环境空气温度响应值，结果见表1。从表1可知，当流通液态深冷介质时，接触式热偶温度传感器T1~T10的读值分别保持25.8℃，接触式热偶温度传感器T0的读值保持25.8℃，说明了当流通液态深冷介质时，动态完全保温的真空绝热管道接插件整体外径表面温度响应值与环境空气温度响应值保持一致，具有完全保温的效果。

表1

本发明未具体描述的部分或结构采用现有技术或现有产品即可，还可以采用除焊接之外的其他方式进行连接，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，其特征在于，包括阴接插件、阳接插件和密封垫片，所述阳接插件插入阴接插件内，二者采用螺纹活套固锁方式进行紧固并加装密封垫片进行密封，所述阴接插件、阳接插件和密封垫片三者形成的通道内传输深冷介质，所述阳接插件包括密封圆套公件、碟形弹簧、真空空间圆件、阳接插真空外管、阳接插真空内管、外八角内螺纹紧固活套、真空外管密封圆件和真空外管焊接圆件，所述密封圆套公件插入阴接插件的密封圆套母件内，所述密封圆套公件与碟形弹簧一端焊接成型，所述碟形弹簧另一端与真空空间圆件焊接成型，所述真空空间圆件与阳接插真空外管和阳接插真空内管分别焊接成型，所述阳接插真空外管与真空外管密封圆件内壁焊接成型，所述外八角内螺纹紧固活套活动式套设于真空外管密封圆件上，所述真空外管密封圆件与真空外管焊接圆件焊接成型。

2.根据权利要求1所述的一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，其特征在于，所述阴接插件包括密封圆套母件、阴接插真空内管、外八角外螺纹紧固圆座，所述阴接插真空内管一端与密封圆套母件焊接成型，相对的另一端插入外八角外螺纹紧固圆座内并焊接成型，所述阳接插件一端插入密封圆套母件内，另一端与外八角外螺纹紧固圆座采用螺纹活套固锁方式进行紧固并加装密封垫片进行密封。

3.根据权利要求2所述的一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，其特征在于，所述密封圆套母件为圆柱环形结构，沿中轴线开有通孔，内壁为阶梯状，用于提供内锥形密封面，与阳接插件的密封圆套公件一端的外锥形密封面密接，所述密封圆套母件一端焊接面与阴接插真空内管焊接成型，相对的另一端焊接面与真空主管道内管焊接成型。

4.根据权利要求2所述的一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，其特征在于，所述阴接插真空内管为圆管形结构，沿中轴线开有通孔，外壁与真空主管道外管的空间设定为真空空间，内壁与阳接插件的空间设定为提供气密效果的空间。

5.根据权利要求2所述的一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，其特征在于，所述外八角外螺纹紧固圆座内壁与阴接插真空内管焊接成型，外壁与真空主管道外管焊接成型，所述外八角外螺纹紧固圆座为圆柱形结构，沿中轴线开有通孔，外表面呈阶梯状结构，具有小外径的圆柱表面带有外螺纹，外螺纹与阳接插件的外八角内螺纹紧固活套内壁的螺纹为螺纹式活套紧固件，二者螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，其特征在于，所述碟形弹簧外壁与阴接插件的空间设定为提供气密效果的空间，能够提供动态密封所需的压缩应力，所述真空空间圆件外壁与阴接插件的空间设定为提供气密效果的空间，所述阳接插真空外管内壁与阳接插真空内管外壁的空间设定为真空空间，所述阳接插真空外管外壁与阴接插件的阴接插真空内管内壁的空间设定为提供气密效果的空间，所述阳接插真空外管和阳接插真空内管同一端面分别与真空空间圆件焊接成型，所述阳接插真空外管另一端面与真空外管密封圆件焊接成型，所述阳接插真空内管另一端面与真空主管道焊接成型。

7.根据权利要求1所述的一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，其特征在于，所述外八角内螺纹紧固活套外表面为阶梯状，具有大外径的圆柱表面为圆柱型，具有小外径的圆柱表面为八角边型，内壁为阶梯状，具有大外径的圆柱内壁带有内螺纹，与阴接插件的外八角外螺纹紧固圆座的外螺纹为螺纹式活套紧固件，具有小内径的圆柱内壁开设通孔，活动式套入真空外管密封圆件外表面，所述真空外管焊接圆件一端内壁与真空外管密封圆件焊接成型，另一端外壁与真空主管道外管焊接成型。

8.根据权利要求1所述的一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，其特征在于，所述密封圆套公件为圆柱形结构，所述碟形弹簧为圆环锥形结构，所述真空空间圆件为圆环柱形结构，所述阳接插真空外管为圆管形结构，所述阳接插真空内管为圆管形结构，所述外八角内螺纹紧固活套为圆柱形结构，所述真空外管密封圆件为圆柱形结构，所述真空外管焊接圆件为圆环形结构，所述密封圆套公件、所述碟形弹簧、所述真空空间圆件、所述阳接插真空外管、所述阳接插真空内管、所述外八角内螺纹紧固活套、所述真空外管密封圆件、所述真空外管焊接圆件同轴且分别沿中轴线开有通孔。

9.根据权利要求1所述的一种动态完全保温的真空绝热管道接插件，其特征在于，所述密封垫片设置于外八角外螺纹紧固圆座与真空外管密封圆件设定的密封端面之间，用于产生管道连接密封作用。

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