CN116734165B - 一种连接冷箱和杜瓦的连接装置及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连接冷箱和杜瓦的连接装置及连接方法，包括：传输组件，包括同轴设置的内管、中间管和外管；连接组件，包括环状的第一接头和第二接头；第一接头的内端面与内管的第一端的外壁连接，外端面与中间管的第一端连接；第二接头的一端与外管的第一端连接，另一端与冷箱的出液管连接；第一接头与第二接头抵接；外管的第二端与中间管的外壁密封连接，中间管的第二端与内管的外壁密封连接，内管和中间管的第二端插入杜瓦内；内管和中间管之间形成第一腔室，外管与中间管之间形成第二腔室；工作时，从冷箱流出的气液混合介质经内管输送至杜瓦，从杜瓦流出的气体介质经第一腔室返回至冷箱的低压回路。该装置结构简单、节省空间、漏热率低。

Description

一种连接冷箱和杜瓦的连接装置及连接方法

技术领域

本发明涉及低温工程技术领域，特别涉及一种连接冷箱和杜瓦的连接装置及连接方法。

背景技术

低温制冷系统包括冷箱和杜瓦，待冷凝气体在冷箱内被制冷机冷凝为气液两相混合物，气液两相混合物经一路传输管道输送至杜瓦中。此时，气液两相混合物中的液态介质被储存在杜瓦内，而气态介质则经另一路传输管道返回至冷箱内。

相关技术中，连接冷箱和杜瓦的装置结构复杂，漏热率高。

因此，目前亟待需要一种连接冷箱和杜瓦的连接装置及连接方法来解决上述问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种连接冷箱和杜瓦的连接装置及连接方法，结构简单、节省空间、漏热率低。

第一方面，本发明实施例提供了一种连接冷箱和杜瓦的连接装置，包括：

传输组件，包括同轴设置的内管、中间管和外管；

连接组件，包括环状的第一接头和第二接头；所述第一接头的内端面与所述内管的第一端的外壁连接，外端面与所述中间管的第一端连接；所述第二接头的一端与所述外管的第一端连接，另一端与冷箱的出液管连接；所述内管的第一端插入所述第二接头内，并使所述第一接头与所述第二接头抵接；

所述外管的第二端与所述中间管的外壁密封连接，所述中间管的第二端与所述内管的外壁密封连接，所述内管和所述中间管的第二端插入杜瓦内，所述中间管靠近所述第二端的管壁上设置有通孔；

所述内管和所述中间管之间形成第一腔室，所述外管与所述中间管之间形成第二腔室；所述第一腔室与所述杜瓦的气侧空间和所述冷箱的低压回路连通，所述第二腔室与抽真空设备连通，以使所述第二腔室维持真空状态；

工作时，从所述冷箱流出的气液混合介质经所述内管输送至所述杜瓦，从所述杜瓦流出的气体介质经所述第一腔室返回至所述冷箱的低压回路。

在一种可能的设计中，所述连接组件还包括：同轴设置的第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道、第一安装座和第二安装座；

所述第一安装座的一端与所述外管的第一端连接，另一端与所述第三管道的一端连接，所述第二安装座的一端与所述第四管道的一端连接，另一端与所述冷箱的法兰盖颈管连接；所述第一安装座和所述第二安装座可拆卸连接；

所述第一接头的内端面与所述第一管道的第一端的外壁连接，外端面分别与所述第二管道的第一端连接，所述第二接头的一端与所述第四管道的第一端连接，另一端与所述冷箱的出液管连接；所述第一管道的第一端插入所述第二接头内，并使所述第一接头与所述第二接头抵接；所述内管的第一端与所述第一管道的第二端连接，所述中间管的第一端与所述第二管道的第二端连接，以使所述内管和所述中间管之间、所述第一管道和所述第二管道之间形成第一腔室；

所述第五管道的第一端和第二端分别与所述外管的第二端和所述中间管的外壁密封连接，所述内管、所述中间管和所述第五管道的第二端插入杜瓦内；所述中间管和所述外管、所述第二管道、所述第三管道和所述第五管道之间形成密闭的第二腔室，所述第三管道和所述第四管道之间形成第三腔室。

在一种可能的设计中，所述连接组件还包括与所述第三管道同轴设置的环形堵套；

所述环形堵套套设于所述第二管道和所述第四管道之间，所述环形堵套的轴向顶端与所述第三管道靠近所述第二接头的一端连接，所述环形堵套、所述第二管道、所述第四管道和所述第二接头之间形成第四腔室；

所述第二管道靠近所述第二接头的一端的壁面上设置有孔洞，以使所述第一腔室与所述第四腔室连通，所述第四腔室与所述冷箱的低压回路连通，从所述杜瓦流出的气体介质经所述第一腔室和所述第四腔室返回至所述冷箱的低压回路。

在一种可能的设计中，所述环形堵套上开设有多个环槽，每个所述环槽内分别设置有一个环形垫圈。

在一种可能的设计中，所述环形垫圈的材质为聚四氟乙烯。

在一种可能的设计中，所述连接组件还包括锁紧螺母，用于固定所述第一安装座和所述第二安装座；

所述第一安装座通过钢珠与所述锁紧螺母定位装配，并通过内六角凹端紧定螺钉拧紧固定；

所述第二安装座与所述锁紧螺母螺纹连接，且所述第二安装座和所述第一安装座通过O形圈密封。

在一种可能的设计中，所述连接组件还包括环状的防结露堵头；

所述防结露堵头的径向内端面与所述第一安装座抵接，靠近所述第二安装座的一端与所述锁紧螺母抵接。

在一种可能的设计中，所述连接组件还包括环形的密封套，所述密封套的一端套设在所述第一接头上，所述密封套靠近所述第二接头的一端为锥面，所述第二接头靠近所述密封套的一端设置有坡口，所述锥面与所述坡口抵接。

在一种可能的设计中，所述外管上设置有抽真空接口，所述接口用于与抽真空设备连接，以使所述第二腔室维持真空状态。

第二方面，本发明实施例提供了一种连接冷箱和杜瓦的连接方法，利用上述任一设计中的连接装置连接冷箱和杜瓦，方法包括：

分别将第一接头的内端面与内管的第一端的外壁连接，外端面与中间管的第一端连接、将第二接头的一端与外管的第一端连接，另一端与冷箱的出液管连接、将所述内管的第一端插入所述第二接头内，并使所述第一接头与所述第二接头抵接、将所述中间管的第二端与所述内管的外壁密封连接，以使所述内管和所述中间管之间形成第一腔室，以及外管与所述中间管之间形成第二腔室；

将所述第二腔室与抽真空设备连通并进行抽真空，以使所述第二腔室维持真空状态；

将所述内管和所述中间管的第二端插入杜瓦内，以将从所述冷箱流出的气液混合介质经所述内管输送至所述杜瓦，以及将从所述杜瓦流出的气体介质经所述第一腔室返回至所述冷箱的低压回路。

本发明实施例提供了一种连接冷箱和杜瓦的连接装置，包括传输组件和连接组件，用于连接冷箱和杜瓦。该装置，通过在内管和中间管之间的第一端设置一个第一接头、中间管的第二端与内管的外壁密封连接，以使内管和中间管之间形成第一腔室，且第一腔室与杜瓦的气侧空间和冷箱的低压回路连通，可以将杜瓦流出的气体介质经第一腔室返回至冷箱的低压回路。通过第二接头与冷箱的出液管连接以及内管的第二端插入杜瓦内，可以使从冷箱流出的气液混合介质经内管输送至杜瓦。也就是说，本申请提供的连接装置只需要三个同轴设置的管道和两个环状的接头，就可以实现将从冷箱流出的气液混合介质经内管输送至杜瓦，以及将从杜瓦流出的气体介质经第一腔室返回至冷箱的低压回路，结构简单、节省空间。此外，第二腔室为真空腔室，可以减少低温介质与外界环境的散热，漏热率低、输送成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的连接装置的剖视图；

图2是本发明另一实施例提供的连接装置的剖视图；

图3是本发明又一实施例提供的连接组件的剖视图；

图4是本发明一实施例提供的连接组件的轴视图；

图5是图2中A处的局部放大图；

图6是图2中B处的局部放大图；

图7是图2中C处的局部放大图；

图8是图2所示的连接装置的轴视图；

图9是本发明一实施例提供的连接方法的流程图。

附图标记：

10-传输组件；

101-内管；102-中间管；103-外管；

20-连接组件；

201-第一接头；202-第二接头；203-第一管道；204-第二管道；205-第三管道；206-第四管道；207-第一安装座；208-第二安装座；209-环形堵套；210-环形垫圈；211-锁紧螺母；212-钢珠；213-内六角凹端紧定螺钉；

214-O形圈；215-防结露堵头；216-密封套；217-抽真空接口；218-第一腔室；219-第二腔室；220-第三腔室；221-第四腔室；222-第五管道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种连接冷箱和杜瓦的连接装置，包括：

传输组件10，包括同轴设置的内管101、中间管102和外管103；

连接组件20，包括环状的第一接头201和第二接头202；第一接头201的内端面与内管101的第一端的外壁连接，外端面与中间管102的第一端连接；第二接头202的一端与外管103的第一端连接，另一端与冷箱的出液管连接；内管101的第一端插入第二接头202内，并使第一接头201与第二接头202抵接；

外管103的第二端与中间管102的外壁密封连接，中间管102的第二端与内管101的外壁密封连接，内管101和中间管102的第二端插入杜瓦内，中间管102靠近第二端的管壁上设置有通孔；

内管101和中间管102之间形成第一腔室218，外管103与中间管102之间形成第二腔室219；第一腔室218与杜瓦的气侧空间和冷箱的低压回路连通，第二腔室219与抽真空设备连通，以使第二腔室219维持真空状态；

工作时，从冷箱流出的气液混合介质经内管101输送至杜瓦，从杜瓦流出的气体介质经第一腔室218返回至冷箱的低压回路。

本实施例提供的连接装置通过在内管101和中间管102之间的第一端设置一个第一接头201、中间管102的第二端与内管101的外壁密封连接，以使内管101和中间管102之间形成第一腔室218，且第一腔室218与杜瓦的气侧空间和冷箱的低压回路连通，可以将杜瓦流出的气体介质经第一腔室218返回至冷箱的低压回路。通过第二接头202与冷箱的出液管连接以及内管101的第二端插入杜瓦内，可以使从冷箱流出的气液混合介质经内管101输送至杜瓦。也就是说，本申请提供的连接装置只需要三个同轴设置的管道和两个环状的接头，就可以实现将从冷箱流出的气液混合介质经内管101输送至杜瓦，以及将从杜瓦流出的气体介质经第一腔室218返回至冷箱的低压回路，结构简单、节省空间。此外，第二腔室219为真空腔室，可以减少低温介质与外界环境的散热，漏热率低、输送成本低。

此外，需要说明的是，中间管102上的通孔位于杜瓦的气侧空间，通孔的数量优选四个，且四个通孔沿中间管102的周向均匀分布，以利于杜瓦内的气态介质从该通孔进入第一腔室218。外管103和中间管102、中间管102和内管101之间可以通过环形的堵头密封连接。另外，为了保证传输组件10的稳定性，在中间管102和外管103之间设置有多个均匀分布的管道支撑件，以提高传输组件10的结构强度。

在一些实施方式中，为了增加连接装置与杜瓦和冷箱之间连接的灵活性，如图2～4和图8所示，连接组件20还包括：同轴设置的第一管道203、第二管道204、第三管道205、第四管道206、第五管道222、第一安装座207和第二安装座208；

第一安装座207的一端与外管103的第一端连接，另一端与第三管道205的一端连接，第二安装座208的一端与第四管道206的一端连接，另一端与冷箱的法兰盖颈管连接；第一安装座207和第二安装座208可拆卸连接；

第一接头201的内端面与第一管道203的第一端的外壁连接，外端面分别与第二管道204的第一端连接，第二接头202的一端与第四管道206的第一端连接，另一端与冷箱的出液管连接；第一管道203的第一端插入第二接头202内，并使第一接头201与第二接头202抵接；内管101的第一端与第一管道203的第二端连接，中间管102的第一端与第二管道204的第二端连接，以使内管101和中间管102之间、第一管道203和第二管道204之间形成第一腔室218；

第五管道222的第一端和第二端分别与外管103的第二端和中间管102的外壁密封连接，内管101、中间管102和第五管道222的第二端插入杜瓦内；中间管102和外管103、第二管道204、第三管道205和第五管道222之间形成密闭的第二腔室219，第三管道205和第四管道206之间形成第三腔室220。

在该实施例中，传输组件10的两端分别通过上述连接组件20与冷箱和杜瓦连接，方便拆卸。此外，在连接组件20与冷箱和杜瓦的连接部分，温度较低，与外界温差大，散热多，通过上述设置形成密闭的第三腔室220，可以减少因气体流动造成的传导漏热，降低冷量损失。

此外，该实施例中，中间管102和第五管道222之间的空腔与第二腔室219连通，如此可以降低杜瓦内的热量损失。

如图3和图5所示，在一些实施方式中，连接组件20还包括与第三管道205同轴设置的环形堵套209；

环形堵套209套设于第二管道204和第四管道206之间，环形堵套209的轴向顶端与第三管道205靠近第二接头202的一端连接，环形堵套209、第二管道204、第四管道206和第二接头202之间形成第四腔室221；

第二管道204靠近第二接头202的一端的壁面上设置有孔洞，以使第一腔室218与第四腔室221连通，第四腔室221与冷箱的低压回路连通，从杜瓦流出的气体介质经第一腔室218和第四腔室221返回至冷箱的低压回路。

在该实施例中，通过设置环形堵套209以形成第四腔室221，并使从杜瓦流出的气体沿第一腔室218进入第四腔室221，从而进入冷箱的低压回路。如此，不需要在第三管道205上开孔，且可以使气相介质的流动更加顺畅。

如图5所示，在一些实施方式中，环形堵套209上开设有多个环槽，每个环槽内分别设置有一个环形垫圈210。环形垫圈210的材质为聚四氟乙烯，增加各腔室之间的密闭性。

如图6所示，在一些实施方式中，连接组件20还包括锁紧螺母211，用于固定第一安装座207和第二安装座208；

第一安装座207通过钢珠212与锁紧螺母211定位装配，并通过内六角凹端紧定螺钉213拧紧固定；

第二安装座208与锁紧螺母211螺纹连接，且第二安装座208和第一安装座207通过O形圈214密封，O形圈214的材质优选耐低温的硅橡胶。

该实施例通过设置锁紧螺母211，不仅可以是第一安装座207和第二安装座208的连接更加紧密，且有利于第一管道203、第二管道204、第三管道205与第四管道206的拆卸。

如图6所示，在一些实施方式中，连接组件20还包括环状的防结露堵头215；

防结露堵头215的径向内端面与第一安装座207抵接，靠近第二安装座208的一端与锁紧螺母211抵接。

通过设置防结露堵头215，可以防止锁紧螺母211处向环境泄露低温介质，防止冷量损失和结露，保证连接装置的可靠性。

如图5和图7所示，在一些实施方式中，连接组件20还包括环形的密封套216，密封套216的一端套设在第一接头201上，密封套216靠近第二接头202的一端为锥面，第二接头202靠近密封套216的一端设置有坡口，锥面与坡口抵接。

该实施例中，密封套216的材质优选聚四氟乙烯，聚四氟乙烯具有耐热、耐寒，可在-200℃～+250℃的温度范围内长期使用。聚四氟乙烯密封套216设计成环套形式，一端套在第一接头201上，并开设多个缺口，以便于套在第一接头201上，靠近第二接头202的一端设计成锥面，且第二接头202靠近密封套216的一端设置有坡口，锥面与坡口抵接。如此，可以利用锥面的表面变形形成密封，这种密封形式能够获得较高的密封力，密封性能好。

在一些实施方式中，外管103上设置有抽真空接口217，接口用于与抽真空设备连接，以使第二腔室219维持真空状态，从而减少漏热。

如图9所示，本发明实施例还提供了一种连接冷箱和杜瓦的连接方法，利用上述任一实施例提供的连接装置连接冷箱和杜瓦，方法包括：

步骤900，分别将第一接头201的内端面与内管101的第一端的外壁连接，外端面与中间管102的第一端连接、将第二接头202的一端与外管103的第一端连接，另一端与冷箱的出液管连接、将内管101的第一端插入第二接头202内，并使第一接头201与第二接头202抵接、将中间管102的第二端与内管101的外壁密封连接，以使内管101和中间管102之间形成第一腔室218，以及外管103与中间管102之间形成第二腔室219；

步骤902，将第二腔室219与抽真空设备连通并进行抽真空，以使第二腔室219维持真空状态；

步骤904，将内管101和中间管102的第二端插入杜瓦内，以将从冷箱流出的气液混合介质经内管101输送至杜瓦，以及将从杜瓦流出的气体介质经第一腔室218返回至冷箱的低压回路。

需要说明的是，本实施例提供的连接冷箱和杜瓦的连接方法和上一实施例提供的连接冷箱和杜瓦的连接装置具有相同的技术效果，在此对本实施例中各实施方式的技术效果不进行赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种连接冷箱和杜瓦的连接装置，其特征在于，包括：

传输组件（10），包括同轴设置的内管（101）、中间管（102）和外管（103）；

连接组件（20），包括环状的第一接头（201）和第二接头（202）；

所述中间管（102）的第二端与所述内管（101）的外壁密封连接，所述内管（101）和所述中间管（102）的第二端插入杜瓦内，所述中间管（102）靠近所述第二端的管壁上设置有通孔；

所述内管（101）和所述中间管（102）之间形成第一腔室（218），所述外管（103）与所述中间管（102）之间形成第二腔室（219）；所述第一腔室（218）与所述杜瓦的气侧空间和所述冷箱的低压回路连通，所述第二腔室（219）与抽真空设备连通，以使所述第二腔室（219）维持真空状态；

工作时，从所述冷箱流出的气液混合介质经所述内管（101）输送至所述杜瓦，从所述杜瓦流出的气体介质经所述第一腔室（218）返回至所述冷箱的低压回路；

所述连接组件（20）还包括：同轴设置的第一管道（203）、第二管道（204）、第三管道（205）、第四管道（206）、第五管道（222）、第一安装座（207）和第二安装座（208）；

所述第一安装座（207）的一端与所述外管（103）的第一端连接，另一端与所述第三管道（205）的一端连接，所述第二安装座（208）的一端与所述第四管道（206）的一端连接，另一端与所述冷箱的法兰盖颈管连接；所述第一安装座（207）和所述第二安装座（208）可拆卸连接；

所述第一接头（201）的内端面与所述第一管道（203）的第一端的外壁连接，外端面分别与所述第二管道（204）的第一端连接，所述第二接头（202）的一端与所述第四管道（206）的第一端连接，另一端与所述冷箱的出液管连接；所述第一管道（203）的第一端插入所述第二接头（202）内，并使所述第一接头（201）与所述第二接头（202）抵接；所述内管（101）的第一端与所述第一管道（203）的第二端连接，所述中间管（102）的第一端与所述第二管道（204）的第二端连接，以使所述内管（101）和所述中间管（102）之间、所述第一管道（203）和所述第二管道（204）之间形成第一腔室（218）；

所述第五管道（222）的第一端和第二端分别与所述外管（103）的第二端和所述中间管（102）的外壁密封连接，所述内管（101）、所述中间管（102）和所述第五管道（222）的第二端插入杜瓦内；所述中间管（102）和所述外管（103）、所述第二管道（204）、所述第三管道（205）和所述第五管道（222）之间形成密闭的第二腔室（219），所述第三管道（205）和所述第四管道（206）之间形成第三腔室（220）；

所述连接组件（20）还包括与所述第三管道（205）同轴设置的环形堵套（209）；

所述环形堵套（209）套设于所述第二管道（204）和所述第四管道（206）之间，所述环形堵套（209）的轴向顶端与所述第三管道（205）靠近所述第二接头（202）的一端连接，所述环形堵套（209）、所述第二管道（204）、所述第四管道（206）和所述第二接头（202）之间形成第四腔室（221）；

所述第二管道（204）靠近所述第二接头（202）的一端的壁面上设置有孔洞，以使所述第一腔室（218）与所述第四腔室（221）连通，所述第四腔室（221）与所述冷箱的低压回路连通，从所述杜瓦流出的气体介质经所述第一腔室（218）和所述第四腔室（221）返回至所述冷箱的低压回路。

2.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述环形堵套（209）上开设有多个环槽，每个所述环槽内分别设置有一个环形垫圈（210）。

3.根据权利要求2所述的连接装置，其特征在于，所述环形垫圈（210）的材质为聚四氟乙烯。

4.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述连接组件（20）还包括锁紧螺母（211），用于固定所述第一安装座（207）和所述第二安装座（208）；

所述第一安装座（207）通过钢珠（212）与所述锁紧螺母（211）定位装配，并通过内六角凹端紧定螺钉（213）拧紧固定；

所述第二安装座（208）与所述锁紧螺母（211）螺纹连接，且所述第二安装座（208）和所述第一安装座（207）通过O形圈（214）密封。

5.根据权利要求4所述的连接装置，其特征在于，所述连接组件（20）还包括环状的防结露堵头（215）；

所述防结露堵头（215）的径向内端面与所述第一安装座（207）抵接，靠近所述第二安装座（208）的一端与所述锁紧螺母（211）抵接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的连接装置，其特征在于，所述连接组件（20）还包括环形的密封套（216），所述密封套（216）的一端套设在所述第一接头（201）上，所述密封套（216）靠近所述第二接头（202）的一端为锥面，所述第二接头（202）靠近所述密封套（216）的一端设置有坡口，所述锥面与所述坡口抵接。

7.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述外管（103）上设置有抽真空接口（217），所述接口用于与抽真空设备连接，以使所述第二腔室（219）维持真空状态。