CN117781053A - 用于绝缘管路的联接件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于绝缘管路的联接件。联接件包括用于形成联接件的第一部件和第二部件。第一部件和第二部件包括用于与绝缘管道的内管流体连通的内部导管部分以及外部导管部分,内部导管部分和外部导管部分在它们之间形成用于与绝缘管道的绝缘部件流体连通的空间。在使用时,冷液体在内部导管部分中被输送。第一部件和第二部件包括凸缘。第一部件的内部导管部分具有包括较低热膨胀区域的突出部。第二部件具有用于接纳第一部件的突出部的突出部接纳部分,突出部接纳部分具有比突出部的较低热膨胀区域大的热膨胀系数。
Description
技术领域
本公开涉及用于绝缘管路的联接件。
本发明涉及用于联接绝缘管路、可选地联接真空绝缘管路的联接件。更具体地,但非排他地,本发明涉及用于绝缘管路、比如真空绝缘管路的联接件。本发明还涉及用于形成联接件的套件、用于形成这种联接件的第一部件和第二部件、绝缘管路装置、燃料输送装置、包括绝缘管路装置和/或燃料输送装置的交通工具以及供应冷液体燃料的方法。
背景技术
绝缘管路、比如真空绝缘管路(也称为“真空夹套”或“超级绝缘”)中的刚性联接件通常基于具有可压缩密封件的普通带螺栓凸缘、具有可压缩密封件的夹持V形凸缘或真空绝缘的“卡口”式联接件。
绝缘管道是通常用于承载冷流体(通常为液体)的双壁式管道。冷流体承载在中央导管中。外部环形区域环绕中央导管,并且为中央导管提供热绝缘。可以在外部环形区域中设置固体绝缘材料。在真空绝缘管道中,外部环形区域处于低压下。在某些情况下,将空气从管道去除以在管道制造期间提供低压区域。在其他情况下,可以使用真空泵将空气从管道连续去除以提供低压区域。管道的各部段通常使用两件式管道联接件连接在一起,该两件式管道联接件可以包括具有可压缩密封件的普通带螺栓凸缘、具有可压缩密封件的夹持V形凸缘或真空绝缘的“卡口”式联接件。
这样的联接件通常包括金属,并且因此为承载在中央导管中的冷流体提供潜在的热进入点。对冷流体的加热是不期望的。此外,这样的联接件将管道的两个部段连接,并且因此期望联接件是坚固的并且抵抗管道的不期望变形。
与凸缘联接件相比,卡口式联接件不容易出现热进入问题,但是卡口式联接件重且昂贵。此外,这样的卡口式联接件需要小心处理和安装。卡口式联接件通常还相对较长,并且因此可能不适合在具有弯曲部或接合部(比如T形接合部)的管道中提供接合。
本发明寻求减轻上述问题。替代性地或附加地,本发明寻求提供一种用于绝缘管路的改进的联接件。
发明内容
本发明提供了一种用于绝缘管路的联接件,该联接件包括:
用于形成联接件的第一部件和第二部件;
第一部件和第二部件中的每一者均包括用于与绝缘管道的内管流体连通的内部导管部分以及外部导管部分,内部导管部分和外部导管部分在它们之间形成用于与绝缘管道的绝缘部件流体连通的空间;
第一部件和第二部件的内部导管部分适于形成用于供流体通过的内部区域;
第一部件和第二部件中的每一者均包括用于将第一部件和第二部件连接的凸缘;
第一部件的内部导管部分包括突出部,突出部包括具有第一热膨胀系数的较低热膨胀区域;并且
第二部件包括用于接纳第一部件的突出部的突出部接纳部分,突出部接纳部分具有第二热膨胀系数,第二热膨胀系数大于第一热膨胀系数。
申请人已经发现的是,当冷液体、比如液态氢穿过内部导管部分时,可以形成具有增强接合的联接件。
联接件可选地不是卡口式联接件。术语“较低热膨胀区域”用于便于识别所述区域,并且用于指示其具有比突出部接纳区域低的热膨胀系数。
突出部和突出部接纳部分构造成使得突出部接纳部分与突出部在冷却至与冷液体穿过内部导管部分相关联的温度时接合。这样的温度将可选地不大于0℃、可选地不大于-50℃、可选地不大于-100℃、可选地不大于-150℃、可选地不大于-200℃、可选地不大于-250℃并且可选地不大于-260℃,并且可选地不小于-100℃、可选地不小于-150℃、可选地不小于-200℃并且可选地不小于-260℃。例如,突出部和突出部接纳部分构造成使得突出部接纳部分与突出部在冷却至与液氮、液氧或液氢穿过内部导管部分相关联的温度时接合。
突出部接纳部分可以可选地包括钢。突出部接纳部分的热膨胀系数可以可选地为至少5×10-6K-1、可选地至少8×10-6K-1并且可选地至少1×10-5K-1。
突出部的较低热膨胀区域可以可选地由低热膨胀材料、比如殷钢或合适的聚合物形成。较低热膨胀区域可以可选地具有不大于2×10-6K-1、可选地不大于1.5×10-6K-1并且可选地不大于1.0×10-6K-1的热膨胀系数。
突出部可以可选地接近第一部件的凸缘。例如,第一部件可以包括用于形成与第二部件的相应接合区域的接合的接合区域。第一部件的接合区域可以包括第一部件的凸缘。第一部件的接合区域可以是大致平面的。突出部可以可选地接近第一部件的接合区域。突出部可以可选地从第一部件的接合区域突出。
突出部接纳部分可以可选地接近第二部件的凸缘。例如,第二部件可以可选地包括用于形成与第一部件的相应接合区域的接合的接合区域。第二部件的接合区域可以可选地包括第二部件的凸缘。第二部件的接合区域可以可选地是大致平面的。如果接合区域所面向的方向限定了向前的方向,则突出部接纳部分可选地从第二部件的接合区域延伸、可选地向后延伸。
第二部件的内部导管部分可以可选地包括突出部接纳部分。第二部件的内部导管部分可以可选地包括不接纳突出部的非接纳部分。突出部接纳部分可以可选地是筒状的。突出部接纳部分的横截面面积、直径和/或形状可以可选地与非接纳部分的横截面面积、直径和/或形状相同或不同。例如,突出部接纳部分的直径可以可选地大于非突出部接纳部分的直径。例如,如果突出部的直径与非接纳部分的直径相同,并且/或者如果突出部的直径与第一部件的内部导管部分的非突出部分的直径相同,可能就是这种情况。
突出部的横截面面积、直径和/或形状可以可选地与第一部件的内部导管部分的非突出部分的横截面面积、直径和/或形状相同或不同。例如,突出部的直径可以可选地与第一部件的内部导管部分的非突出部分的直径相同。例如,突出部的直径可以可选地与第一部件的内部导管部分的非突出部分的直径不同。
如上面所提及的,第一部件的内部导管部分包括突出部,该突出部包括具有第一热膨胀系数的较低热膨胀区域。较低热膨胀区域可以可选地提供突出部的端部或梢部部分。在这种情况下,突出部可以可选地包括基部部分,在这种情况下,基部部分可以可选地包括不同于端部或梢部部分的材料,所述材料具有大于较低热膨胀区域的热膨胀热系数。较低热膨胀区域可以可选地包括大致整个突出部。梢部部分可以可选地具有至少2mm、可选地至少5mm、可选地至少10mm并且可选地至少20mm的长度。梢部部分可以具有不超过100mm、可选地不超过80mm、可选地不超过60mm、可选地不超过50mm、可选地不超过40mm、可选地不超过30mm、可选地不超过20mm并且可选地不超过10mm的长度。
可选地,突出部可选地具有至少2mm、可选地至少5mm、可选地至少10mm并且可选地至少20mm的长度。突出部可以可选地具有不超过100mm、可选地不超过80mm、可选地不超过60mm、可选地不超过50mm、可选地不超过40mm、可选地不超过30mm、可选地不超过20mm并且可选地不超过10mm的长度。
突出部接纳部分的长度相应地定尺寸成容纳突出部。
如上所述,第一部件和第二部件中的每一者都可以包括用于形成与另一部件的接合部分的接合的接合部分。相应的接合部分可以可选地包括相应的凸缘。各个接合部分还可以可选地包括位于凸缘内部的接合第二部分。
可选地,接合部分从接合第二部分径向向外延伸至凸缘。
联接件可选地为用于真空绝缘管路的联接件。第一部件和第二部件中的每一者的内部导管部分将用于与真空绝缘管道的内部部分流体连通。第一部件和第二部件中的每一者的内部导管部分与外部导管部分之间的空间将用于形成与真空绝缘管道的外部低压部件的流体连通。
接合第二部分可以可选地接近内部导管部分,并且可选地接近内部导管部分的外侧,以用于与绝缘管道的内部部分流体连通。接合第二部分可以可选地包括传导横截面减小的部分。该传导横截面减小的部分减小了凸缘与由联接件承载的流体之间的热传导。接合第二部分可以可选地包括壁,可选地为环形壁。传导横截面减小的部分可以可选地包括接合第二部分中的一个或更多个凹部或开孔。凹部或开孔中的一个或更多个凹部或开孔可以可选地设置有固体隔热材料。这种隔热材料可以为联接件提供强度和/或刚度。
内部导管部分可选地用于与绝缘管道的内管接合。内部导管部分可以可选地构造为接纳绝缘管道的内管或由绝缘管道的内管接纳。替代性地,内部导管部分可以可选地构造成抵接绝缘管道的内管。在使用时,流体流动通过内部导管部分。内部导管部分可选地正交于凸缘延伸。这种布置可以有助于将内部导管部分附接至绝缘管道的内管。内部导管部分和外部导管部分可选地限定了用于与绝缘管道的绝缘区域接合的空间。该空间的横截面可以可选地是环形的。外部导管部分可以可选地构造成接纳绝缘管道的外管。外部导管部分可以可选地构造成抵接绝缘管道的外管。
联接件可选地包括第一密封形成构件。第一部件和第二部件中的一者可选地设置有第一密封形成构件。第一密封形成构件可以呈环形形状。第一密封形成构件可以位于内部导管部分的外侧,并且可选地位于外部导管部分的内侧。在使用时,第一密封形成构件可选地防止绝缘管道的内部部分中承载的液体流出。
该联接件可选地包括第二密封形成构件。第一部件和第二部件中的一者设置有第二密封形成构件。可选地,第一部件和第二部件中的一者设置有第一密封形成构件和第二密封形成构件两者。第二密封形成构件可以可选地位于外部导管部分的外侧,并且可选地位于热传导部分(如果存在的话)的外侧。
凸缘可以设置有用于接纳紧固件、比如螺栓的多个开孔。多个开孔可以围绕所述凸缘间隔开,可选地围绕所述凸缘大致均匀地间隔开。凸缘可以从相应的第一部件或第二部件侧向延伸。凸缘可以大致正交于相应的第一部件或第二部件的纵向轴线延伸。
联接件可以设置有围绕联接件的第一部件和第二部件的至少一部分的热绝缘。可以提供大致围绕联接件的第一部件和第二部件中的两者的热绝缘。
第一部件和第二部件可以设置有开孔或通路,这些开孔或通路一起提供内部导管部分与外部导管部分之间的空间之间的一个或更多个流动路径。如果联接件用于与真空绝缘管路一起使用,则这有助于使用单个真空泵或用于降低压力的其他器件将气体从第一部件和第二部件的这些空间去除。
第一部件和第二部件的接合部分可以包括大致平坦的面部分。该大致平坦的面部分可以在联接件中被推动到一起。
根据本发明的第二方面,提供了一种用于在本发明的第一方面的联接件中使用的联接件的第一部件和/或第二部件。
根据本发明的第三方面,提供了一种用于形成根据本发明的第一方面的联接件的套件,该套件包括用于在本发明的第一方面的联接件中使用的联接件的第一部件和第二部件。联接件的第一部件和第二部件可以包括上面关于本发明的第一方面的联接件所描述的那些特征。
根据本发明的第四方面,提供了一种绝缘管道,该绝缘管道包括根据本发明的第一方面的联接件的第一部件或第二部件。
绝缘管道可以是真空绝缘管道。绝缘管道可选地包括用于承载流体、可选地冷流体的内部管道以及其中存在减小的压力的外部管道。可选地,联接件的第一部件或第二部件附接至绝缘管道或以其他方式连接至绝缘管道。替代性地,联接件的第一部件或第二部件可以与绝缘管道成一体。本领域技术人员将认识到的是,绝缘管道中的压力减小的区域并不处于真正的真空下。压力被充分减小,以防止热从周围环境传递至内部管道中承载的流体。内部管道可以与联接件的第一部件和/或第二部件的内部导管部分接合(或成一体)。内部管道可以与联接件的内部导管部分流体连通。内部导管部分与内部管道之间可以存在重叠。这种重叠可以允许联接件附接至绝缘管道。绝缘管道的外部管道可以与套筒接合(或成一体)。套筒与外部管道之间可以存在重叠。这种重叠可以允许联接件附接至绝缘管道。
绝缘管道的内部管道和外部管道可以限定在使用时承受低压的区域。该低压区域可选地与内部导管部分与外部导管部分之间的联接件中的空间流体连通。
本发明的第四方面的绝缘管道可以包括多于一个的根据本发明的第二方面的联接件的第一部件和/或第二部件。例如,绝缘管道的第一连接区域可以包括根据本发明的第二方面的联接件的第一部件或第二部件,并且绝缘管道的第二连接区域可以包括根据本发明的第二方面的联接件的第一部件或第二部件。例如,如果绝缘管道呈T形的形式,则绝缘管道的第三连接区域可以包括根据本发明的第二方面的联接件的第一部件或第二部件。
根据本发明的第五方面,提供了一种绝缘管路装置,该绝缘管路装置包括由根据本发明的第一方面的联接件连接的第一绝缘管道和第二绝缘管道。该管路装置可以是包括第一真空绝缘管道和第二真空绝缘管道的真空绝缘管路装置。本发明的第四方面的绝缘管路装置可以包括上面关于本发明的第一方面至第七方面所描述的特征中的任何特征。
根据本发明的第六方面,提供了一种用于形成根据本发明的第四方面的绝缘管道或根据本发明的第五方面的绝缘管路装置的套件,该套件包括一个或更多个长度的绝缘管道以及至少一个根据本发明的第一方面的联接件的第一部件和/或第二部件。该套件可以用于形成真空绝缘管道,并且可以包括一个或更多个长度的真空绝缘管道。
根据本发明的第七方面,提供了一种燃料输送装置,该燃料输送装置包括一个或更多个燃料箱,所述一个或更多个燃料箱构造成将燃料通过根据本发明的第五方面的绝缘管路装置(可选地真空绝缘管路装置)输送至发动机或马达。燃料可以是液化气体、比如氢。
根据本发明的第八方面,提供了一种交通工具,该交通工具包括根据本发明的第五方面的绝缘管路装置(可选地为真空绝缘管路装置)和/或根据本发明的第七方面的燃料输送装置。该交通工具可以是基于陆地的交通工具,比如汽车、面包车、卡车、货车、公共汽车、摩托车、电车或火车。该交通工具可以是飞行器,比如固定翼飞行器或旋翼飞行器。
根据本发明的第九方面,提供了一种供应冷液体燃料的方法,该方法包括使所述冷液体燃料穿过根据本发明的第一方面的联接件、根据本发明的第四方面的绝缘管道(可选地真空绝缘管道)、根据本发明的第五方面的绝缘管路装置(可选地真空绝缘管路装置)或本发明的第七方面的燃料输送装置。冷液体燃料可以包括液态氢。
当然,将理解的是,关于本发明的一个方面所描述的特征可以结合到本发明的其他方面中。例如,本发明的方法可以结合参照本发明的设备所描述的特征中的任何特征,并且反之亦然。
附图说明
现在将参照所附的示意图仅通过示例的方式对本发明的各实施方式进行描述,在附图中:
图1示出了根据本发明的第一实施方式的联接件的示意性横截面图;
图2示出了根据本发明的第二实施方式的联接件的示意性横截面图;
图3示出了根据本发明的另一实施方式的联接件的示意性横截面图;
图4示出了根据本发明的另一实施方式的联接件的示意性横截面图;
图5a示出了根据本发明的另一实施方式的联接件的端视图;
图5b示出了根据本发明的又一实施方式的联接件的端视图;
图6示出了根据本发明的实施方式的真空绝缘管路装置的示意图;
图7示出了根据本发明的一方面的飞行器,该飞行器包括燃料输送装置和根据本发明的一方面的飞行器;
图8示出了根据本发明的一方面的供应冷液体燃料的方法的实施方式的示意图;
具体实施方式
现在将参照图1仅通过示例的方式对根据本发明的第一方面的联接件的实施方式进行描述。该联接件通常由附图标记100表示并且适于联接绝缘管路,该绝缘管路在这种情况下为真空绝缘管路。联接件100包括用于形成联接件的第一部件1和第二部件51。第一部件1和第二部件51中的每一者均包括用于与真空绝缘管道的内部管道接合的内部导管部分11、61和用于与真空绝缘管道的外部低压部件接合的空间3、53。空间3、53形成在相应的内部导管部分11、61与外部导管部分41、91之间。第一部件和第二部件的内部导管部分11、61形成用于供流体通过的内部区域14。就此而言,真空绝缘管路通常包括内部管道和外部管道,该内部管道承载通常应当保持低温的流体,通常为液体。真空绝缘管路的内部管道与外部管道之间的空间通常处于减小的压力下,以防止热从周围环境传递至内部管道中的流体。真空绝缘管路的内部管道与联接件的内部导管部分11、61接合,使得流体(例如,冷的液体,比如氢)可以通过联接件传输。真空绝缘管道的外部管道与联接件的外部导管部分接合,使得内部导管部分11、61与外部导管部分41、91之间的空间3、53可以承受在真空绝缘管路的外部低压部件中产生的相同的低压。
第一部件1和第二部件51中的每一者都包括用于与第一部件和第二部件中的另一者的接合部分形成接合的接合部分4、54。在当前情况下,每个接合部分4、54通常具有大体平坦的面,该面接触第一部件1和第二部件51中的另一者的接合部分4、54的大体平坦的面。每个接合部分4、54包括用于将第一部件1和第二部件51连接的凸缘5、55。凸缘5、55通常呈环形形状。凸缘5、55抵接彼此,并且每个凸缘5、55都设置有用于接纳螺栓的多个开孔。凸缘5、55为大约5mm厚。
第一部件1的接合部分4的平坦面设置有各自呈低温兼容垫圈的形式的内部密封构件(未示出)和外部密封构件(未示出)。内部密封构件和外部密封构件两者位于相应的环形凹槽(未示出)中,该环形凹槽已经形成在接合部分4的平坦面中。内部密封构件和外部密封构件两者形成对第二部件51的接合部分54的平坦面的密封。第一密封构件位于内部导管部分11的外侧和外部导管部分41的内侧,并且防止流体从内部部分14的泄漏。第二密封构件位于外部导管部分41的外侧,并且防止空气进入。
在上面的实施方式中,联接件100设计成与直径为3.5”(88.9mm)的真空绝缘管道接合。
第一部件1的内部导管部分11包括从接合部分4延伸的突出部42。突出部42是筒状的并且包括梢部部分43和基部部分44。梢部部分43呈大致筒状形状并且约30mm长,并且由殷钢制成,殷钢是具有低的热膨胀系数的材料。梢部部分42已经焊接至基部部分44。基部部分44与内部导管部分11的不从接合区域4突出的部分是连续的。基部部分44以及内部导管部分11的不从接合区域4突出的部分由钢形成。在使用时,突出部42被接纳在设置于第二部件51中的突出部接纳部分92内。突出部接纳部分92呈大致筒状形状,并且足够大以容纳突出部42。突出部接纳部分92由钢形成,钢相比于形成突出部42的梢部部分43的殷钢具有大得多的热膨胀系数。突出部接纳部分92是内部导管部分61的一部分,但是相比于内部导管部分61的后部部分63具有更大的直径。
在使用之前,使用夹具将凸缘5、55固定在一起。这压缩了内部密封构件和外部密封构件,从而防止流体从内部部分14流出并且防止环境空气的进入。
当冷液体——在这种情况下为液态氢——通过内部部分14时,内部导管部分11、61冷却并收缩。突出部接纳部分92相比于梢部部分43具有大得多的热膨胀系数,并且因此比梢部部分43收缩地多得多。这使得突出部接纳部分92与梢部部分43接合。这可以增加第一部件与第二部件之间的密封效果,从而防止流体从内部区域14流出。该接合还减小了联接件的不期望的断开联接的风险。
图2示出了根据本发明的联接件的另一实施方式。除了突出部42和突出部接纳部分92的布置之外,图2的联接件基本上与图1的联接件相同。就此而言,第一部件1的内部导管部分11包括由殷钢筒形件形成的突出部42,突出部42焊接至内部导管部分11的其余部分的内表面。内部导管部分61提供了突出部接纳部分92,该突出部接纳部分92具有与内部导管部分61的其余部分相同的横截面面积。突出部42被内部导管部分61的突出部接纳部分92接纳。当冷液体——在这种情况下为液态氢——通过内部部分14时,内部导管部分11、61冷却并收缩。突出部接纳部分92相比于突出部42具有大得多的热膨胀系数,并且因此比突出部42收缩地多得多。这使得突出部接纳部分92与突出部42接合。这可以增加第一部件与第二部件之间的密封效果,从而防止流体从内部区域14流出。该接合还减小了联接件的不期望的断开联接的风险。
现在将参照图3仅通过示例的方式对根据本发明的第一方面的联接件的另一实施方式进行描述。该联接件通常由附图标记100表示并且适于联接绝缘管路,绝缘管路在这种情况下为真空绝缘管路。联接件100包括用于形成联接件的第一部件1和第二部件51。第一部件1和第二部件51中的每一者均包括用于与真空绝缘管道的内部部件接合的内部导管部分11、61以及用于与真空绝缘管道的外部低压部件接合的空间3、53。空间3、53形成在相应的内部导管部分11、61与外部导管部分41、91之间。第一部件和第二部件的内部导管部分11、61形成用于供流体通过的内部区域14。就此而言,真空绝缘管路通常包括内部管道和外部管道,内部管道承载应当保持低温的流体、通常是液体。真空绝缘管路的内部管道与外部管道之间的空间通常处于减小的压力下,以防止热从周围环境传递至内部管道中的流体。真空绝缘管路的内部管道与联接件的内部导管部分11、61接合,使得流体(例如,冷液体、比如氢)可以通过联接件传输。真空绝缘管道的外部低压部件与联接件的空间3、53接合,使得这些空间3、53可以承受在真空绝缘管路的低压部件中产生的相同的低压。为了避免疑惑,“外部部分”是指所述部分相对于“内部部分”的位置。术语“外部”不是指“外部部分”相对于联接件的除了“内部部分”之外的特征的位置。
第一部件1和第二部件51中的每一者均包括接合部分4、54,该接合部分4、54用于与第一部件和第二部件中的另一者的接合部分形成接合部。在当前情况下,每个接合部分4、54通常具有大致平坦的面,该面接触第一部件1和第二部件51中的另一者的接合部分4、54的大致平坦的面。每个接合部分4、54包括用于连接第一部件1和第二部件51的凸缘5、55。凸缘5、55通常呈环形形状,如可以在图3中最佳地看到的。凸缘5、55抵接彼此,并且每个凸缘5、55设置有用于接纳螺栓的多个开孔,其中一个螺栓用附图标记20标记。螺母和螺栓20用于将凸缘5、55固定在一起,并且因此将第一部件1和第二部件51固定在一起。凸缘5、55为大约5mm厚。
每个接合部分4、54包括位于凸缘的内侧的接合第二部分21、71。接合部分从接合第二部分21、71径向延伸至相应的凸缘。接合第二部分呈大致环形形状,并且抵接彼此。接合第二部分21、71接近联接件的第一部件和第二部件的内部导管部分11、61。
联接件100的第一部件1和第二部件51中的每一者均包括呈筒状导管的形式的内部导管部分11、61。内部导管部分11、61与真空绝缘管道的内管接合。每个内部导管部分在接合部分4、54处与另一内部导管部分相接。每个内部导管部分11、61延伸超过相应的外部导管部分41、91的端部,从而提供了导管的用于附接至真空绝缘管道的内部管道的容易达到的部分。
相应的第一部件1和第二部件51的空间3、53由相应的内部导管部分11、61和相应的外部导管部分41、91限定。真空绝缘管路的低压部分与内部导管部分11、61的外表面和外部导管部分41、91的内壁接合。
第一部件1的接合部分4的平坦面设置有各自呈低温兼容垫圈的形式的内部密封构件12和外部密封构件13。内部密封构件12和外部密封构件13两者位于相应的环形凹槽(未示出)中,该环形凹槽已经形成在接合部分4的平坦面中。内部密封构件12和外部密封构件13两者形成对第二部件51的接合部分54的平坦面的密封。第一密封构件12位于内部导管部分11的外侧和外部导管部分41的内侧,并且防止流体从内部部分14泄漏。第二密封构件位于外部导管部分41的外侧,并且防止空气进入。
在上面的实施方式中,联接件100设计成与直径为3.5”(88.9mm)的真空绝缘管道接合。
接合部分4、54各自包括呈环形壁的形式的接合第二部分21、71,接合第二部分21、71在联接件中抵接彼此。在联接件100中,接合第二部分21、71不设置有允许外部部分3、53之间的流体连通的任何流体流动通路。可以在外部部分3、53之间提供流体连通。在这种情况下,例如外部部分3中的压力减小将导致外部部分53中的压力减小。这允许单个真空泵减小整个联接件的压力。
如在图2的联接件中,内部导管部分11包括呈殷钢筒形件形式的突出部42,突出部42焊接至内部导管部分11的其余部分。突出部42被内部导管部分61的突出部接纳部分92接纳。当冷液体——在这种情况下为液态氢——通过内部部分14时,内部导管部分11、61冷却并收缩。突出部接纳部分92相比于突出部42具有大得多的热膨胀系数,并且因此比突出部42收缩地多得多。这使得突出部接纳部分92与突出部42接合。这可以增加第一部件与第二部件之间的密封效果,从而防止流体从内部区域14流出。该接合还减小了联接件的不期望的断开联接的风险。
在图4、图5a和图5b的联接件中,在空间3、53之间不存在流体连通,但是存在第二接合部分21、71的厚度减小,使得联接件中的流体与周围大气之间的热传导性降低。参照图4,联接件300包括呈环形壁的形式的内部接合部分21、71,内部接合部分21、71设置有延伸到环形壁中的深的凹部40a、40b、90a、90b。凹部没有延伸穿过相应壁的整个厚度,并且因此在第一部件1和第二部件2的空间3、53之间不存在流体连通。凹部可以填充有非热传导材料。图5b示出了联接件300的端视图,并且示出了凹部40a、40b的大致形状。为了避免疑惑,图4和图5b中由附图标记描绘的特征与图3中具有相同附图标记的特征相关。
凹部的替代性布置是可能的。就此而言,图5a示出了凹部30的不同布置。
上面的示例不仅描述了根据本发明的第一方面的联接件的实施方式,而且还描述了根据本发明的第二方面的联接件的第一部件和第二部件的实施方式。
现在将仅通过示例的方式对根据本发明的第四方面的绝缘管道(在这种情况下为真空绝缘管道)的各种实施方式进行描述。真空绝缘管路包括可以是任何形状(例如,直的或弯曲的)的真空绝缘管道。真空绝缘管路可以包括附接至管道的一个端部的联接件的第一部件以及附接至管道的第二端部的联接件的另一第一部件。管道可以是直的,或者可以包括一个或更多个弯曲部。管道可以是T形的,在这种情况下,管道可以设置有三个联接件的第一部件。
现在将参照图6仅通过示例的方式对根据本发明的第五方面的绝缘管路装置(在这种情况下为真空绝缘管路装置)的实施方式进行描述。管路装置总体上由附图标记250表示,并且包括真空绝缘管道的附接至联接件100的第一部件1的第一部段A。真空绝缘管道的第二部段B附接至联接件100的第二部件51。
现在将参照图7仅通过示例的方式对根据本发明的第七方面的燃料输送装置的实施方式进行描述。燃料输送装置总体上由附图标记6000表示,并且包括燃料箱601,燃料箱601构造成将燃料通过真空绝缘管路装置250、250’输送至两个喷气式发动机6001、6002。在当前情况下,燃料是氢。本领域技术人员将认识到的是,发动机6001、6002不是燃料输送装置的一部分。图7还示出了根据本发明的第八方面的交通工具的实施方式。交通工具——在这种情况下为窄体喷气式飞行器7000——包括燃料输送装置6000。
现在将参照图7和图8仅通过示例的方式对根据本发明的第九方面的实施方式的供应冷液体燃料的方法的实施方式进行描述。该方法总体上由附图标记7000表示,并且包括使所述冷液体燃料(在这种情况下为液态氢)从燃料箱601移动7001、使冷液体燃料穿过7002联接件1、以及使冷液体燃料传送7003至发动机6001以使用该燃料。
为了避免疑惑,本领域技术人员将认识到的是,真空绝缘管路不是本发明的联接件的一部分。
尽管已经参照特定实施方式对本发明进行了描述和说明,但是本领域普通技术人员将理解的是,本发明将其本身引向未在本文中具体说明的许多不同变型。现在将仅通过示例的方式描述某些可能的变型。
上面的示例描述了包括殷钢的突出部和包括钢的突出部接纳部分的使用。本领域技术人员将认识到的是,可以使用其他材料。
上面的示例描述了联接件的第一部件和第二部件如何各自设置有焊接至真空绝缘管道的内部管道的内部导管。此外,内部导管可以以不同于上面所示的方式与真空绝缘管道的内部管道接合。例如,内部导管的大致整个长度可以接纳真空绝缘管道的内部管道,或者被真空绝缘管道的内部管道接纳。
上面的许多示例描述了如何将套筒焊接至真空绝缘管道的外部管道。本领域技术人员将认识到的是,其他布置是可能的。例如,套筒的大致整个长度可以接纳真空绝缘管道的外部管道。
上面的示例描述了可以如何使用螺母和螺栓将第一部件和第二部件的凸缘附接至彼此。本领域技术人员将认识到的是,可以使用其他附接器件。例如,可以使用一个或更多个夹具将凸缘附接在一起。
上面的示例描述了用于氢燃料输送系统的联接件的使用。本领域技术人员将认识到的是,该联接件可以与其他真空绝缘管道一起使用。
上面的示例描述了用于真空绝缘管路的联接件。本领域技术人员将认识到的是,该联接件可以用于其他绝缘管路。例如,该联接件可以与以下管路结合使用,该管路利用热绝缘的、可选的固体的材料、比如泡沫(例如聚氨酯泡沫或玻璃泡沫)、气凝胶或微球体、比如玻璃微球体而绝缘。
在前面的描述中提及了具有已知的、明显的或可预见的等同物的整体或元件的情况下,则这样的等同物如同单独阐述一样并入本文中。应当参照权利要求来确定本发明的真实范围,本发明的真实范围应当被解释为包含任何这样的等同物。读者还将理解的是,本发明的被描述为优选的、有利的、方便的等的整体或特征是可选的,并且不限制独立权利要求的范围。此外,应当理解的是,这样的可选的整体或特征虽然在本发明的一些实施方式中可能是有益的,但是可能在其他实施方式中不是期望的并且因此可能不存在。
Claims (18)
1.一种用于绝缘管路的联接件,所述联接件包括:
第一部件和第二部件,所述第一部件和所述第二部件用于形成所述联接件;
所述第一部件和所述第二部件中的每一者包括用于与绝缘管道的内管流体连通的内部导管部分以及外部导管部分,所述内部导管部分和所述外部导管部分在所述内部导管部分与所述外部导管部分之间形成用于与绝缘管道的绝缘部件流体连通的空间;
所述第一部件和所述第二部件的所述内部导管部分适于形成用于供流体通过的内部区域;
所述第一部件和所述第二部件中的每一者包括用于将所述第一部件和所述第二部件连接的凸缘,
所述第一部件的所述内部导管部分包括突出部,所述突出部包括具有第一热膨胀系数的较低热膨胀区域;并且
所述第二部件包括用于接纳所述第一部件的所述突出部的突出部接纳部分,所述突出部接纳部分具有第二热膨胀系数,所述第二热膨胀系数大于所述第一热膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的联接件,其中,所述突出部和所述突出部接纳部分构造为使得所述突出部接纳部分在冷却至不大于-200℃的温度时接合所述突出部。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的联接件,其中,所述突出部接纳部分具有至少8×10-6K-1的热膨胀系数。
4.根据任一前述权利要求所述的联接件,其中,所述突出部的所述较低热膨胀区域具有不大于2×10-6K-1的热膨胀系数。
5.根据任一前述权利要求所述的联接件,其中,所述突出部接近所述第一部件的所述凸缘。
6.根据任一前述权利要求所述的联接件,其中,所述突出部接纳部分接近所述第二部件的所述凸缘。
7.根据任一前述权利要求所述的联接件,其中,所述第二部件的所述内部导管部分包括不接纳所述突出部的非接纳部分以及所述突出部接纳部分。
8.根据权利要求7所述的联接件,其中,所述突出部接纳部分的横截面面积、直径和/或形状与所述非接纳部分的横截面面积、直径和/或形状不同。
9.根据任一前述权利要求所述的联接件,其中,所述突出部的横截面面积、直径和/或形状与所述第一部件的所述内部导管部分的非突出部分的横截面面积、直径和/或形状相同。
10.根据任一前述权利要求所述的联接件,其中,所述较低热膨胀区域由所述突出部的端部部分或梢部部分提供,所述突出部包括基部部分,所述基部部分包括与所述端部部分或梢所述部部分不同的材料,所述基部部分的所述材料具有比所述较低热膨胀区域大的热膨胀热系数。
11.一种用于在根据权利要求1至10中的任一项所述的联接件中使用的联接件的第一部件和/或第二部件。
12.一种用于形成根据权利要求1至10中的任一项所述的联接件的套件,所述套件包括用于在权利要求1至10中的任一项所述的联接件中使用的联接件的第一部件和第二部件。
13.一种绝缘管道,所述绝缘管道包括根据权利要求11所述的联接件的第一部件或第二部件。
14.一种绝缘管路装置,所述绝缘管路装置包括由根据权利要求1至10中的任一项所述的联接件连接的第一绝缘管道和第二绝缘管道。
15.一种用于形成根据权利要求13所述的绝缘管道或根据权利要求14所述的绝缘管路装置的套件,所述套件包括一个或更多个长度的绝缘管道以及至少一个根据权利要求11所述的联接件的第一部件和/或第二部件。
16.一种燃料输送装置,所述燃料输送装置包括一个或更多个燃料箱,所述一个或更多个燃料箱构造成将燃料通过根据权利要求14所述的绝缘管路装置(可选地真空绝缘管路装置)输送至发动机或马达。
17.一种交通工具,所述交通工具包括根据权利要求14所述的绝缘管路装置(可选地真空绝缘管路装置)以及/或者根据权利要求16所述的燃料输送装置。
18.一种供应冷液体燃料的方法,所述方法包括使所述冷液体燃料穿过根据权利要求1至10中的任一项所述的联接件、根据权利要求13所述的绝缘管道、根据权利要求14所述的绝缘管路装置或根据权利要求16所述的燃料输送装置。
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