CN203963355U - 一种新型低温真空多层绝热异形管路 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路，涉及一种用于飞行器的燃料加注装置，包括形状为“┯”型的第一三通组件、第三三通组件，以及形状为“┷”型的第二三通组件，第一三通组件和第二三通组件、第二三通组件和第三三通组件通过连接管、连接处补偿器依次焊接在一起。其目的是为了提供一种结构紧凑、接头少、占用空间小，管路漏热量小，低温液体加注可靠性高，使用成本低的新型低温真空多层绝热异形管路。

Description

一种新型低温真空多层绝热异形管路

技术领域

本实用新型涉及宇宙航行及其所用的飞行器或设备技术领域，特别是涉及一种用于飞行器的燃料加注装置。

背景技术

低温真空多层绝热管路广泛应用于低温工程中，比如液氧、液氢、液氮、液氩及液化天然气等低温介质的输送等，是低温液路系统的重要组成部分，并在火箭的低温加注系统中得到广泛应用。例如，美国的土星5号运载火箭的第2级和第3级均采用液氢-液氧作为推进剂，其液氢低温加注系统由液氢贮存容器、液氢输送管路、各种低温加注阀门、放气阀门等组成，是复杂的液体低温加注系统。阿里安系列运载火箭也使用低温燃料作为推进剂，印度的航天斯塔哈里科塔发射场也于发射区增加了低温加注设施。可见，低温真空绝热管路在航天系统中的应用非常广泛。我国低温加注还处于发展阶段，目前主要运用于长征三号系列运载火箭，但随着我国火箭往大推力方向发展，所需的低温加注系统越来越复杂，以往使用的直管、弯管、三通等常规结构的管路搭建系统满足不了复杂系统的要求，而且这样的管路系统还存在结构繁冗、管路漏热量大、管路接头数量多、占用空间大、可靠性低、成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、接头少、占用空间小，管路漏热量小，低温液体加注可靠性高，使用成本低的新型低温真空多层绝热异形管路。

本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路，包括形状为“┯”型的第一三通组件、第三三通组件，以及形状为“┷”型的第二三通组件，

所述第一三通组件包括第一外管总成以及位于所述第一外管总成内的第一内管总成，所述第一内管总成和所述第一外管总成的形状相同，所述第一外管总成包括水平焊接在一起且中心线位于同一条直线上的第一外管、第二外管，以及垂直焊接在所述第一外管、第二外管连接处的第三外管，所述第三外管的中心线与所述第一外管、第二外管的中心线垂直，所述第一外管、第二外管、第三外管的管径相同，所述第一外管的左端套设有第一真空焊接接头，所述第二外管的前方表面上设有自封闭真空封口塞，所述真空封口塞位于所述第三外管的右侧；

其中，所述第一内管总成包括管径相同的第一内管、第二内管、第三内管、第四内管，所述第一内管、第二内管同轴焊接在一起后位于所述第一外管、第二外管内，所述第三内管与第四内管同轴焊接在一起后位于所述第三外管内；

所述第二三通组件包括第二外管总成以及位于所述第二外管总成内的第二内管总成，所述第二内管总成和所述第二外管总成的形状相同，所述第二外管总成包括水平焊接在一起且中心线位于同一条直线上的第四外管、第五外管，以及朝上垂直焊接在所述第四外管、第五外管连接处的第六外管，所述第六外管的中心线与所述第四外管、第五外管的中心线垂直，所述第四外管、第五外管、第六外管的管径相同，所述第六外管的上端口外周套设有真空法兰接头，

其中，所述第二内管总成包括管径相同的第五内管、第六内管、第七内管、第八内管，所述第五内管、第六内管同轴焊接在一起后位于所述第四外管、第五外管内，所述第七内管与第八内管同轴焊接在一起后位于所述第六外管内；

所述第三三通组件包括第三外管总成以及位于所述第三外管总成内的第三内管总成，所述第三内管总成和所述第三外管总成的形状相同，所述第三外管总成包括水平焊接在一起且中心线位于同一条直线上的第七外管、第八外管，以及朝前垂直焊接在所述第七外管、第八外管连接处的第九外管，所述第九外管的中心线与所述第七外管、第八外管的中心线垂直，所述第七外管、第八外管、第九外管的管径相同，所述第八外管的右端设有第二真空焊接接头，

其中，所述第三内管总成包括管径相同的第九内管、第十内管、第十一内管、第十二内管，所述第九内管、第十内管同轴焊接在一起后位于所述第七外管、第八外管内，所述第十一内管与第十二内管同轴焊接在一起后位于所述第九外管内；

还包括连接管、连接处补偿器，所述第一三通组件、第二三通组件、第三三通组件通过所述连接管、连接处补偿器依次焊接在一起，所述连接管设于所述第二外管与所述第四外管的连接处，以及所述第五外管与所述第七外管的连接处，所述连接处补偿器设于所述第二内管与所述第五内管的连接处，以及所述第六内管与所述第九内管的连接处。

本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路应用于低温液体加注系统上，该绝热异形管路由三个三通组件直接焊接成型，组装方便，三通组件之间连接牢固，管路构件少，结构简单紧凑、可实施性较强，避免了仅使用直管、弯管、三通等常规结构的管路造成的接头较多、受空间限制等问题，有效地解决了有限空间内的管路布置问题，减少了用管量。而且，管路内部结构简单、构件少，也使得管路内的空间占用少，管路整体的真空腔增大，提高了管路的真空度。

本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路，其中所述第五内管上套设内充吸附剂的真空吸附盒，所述真空吸附盒的前方设有凸起的吸附剂注入口，所述第四外管的前方表面上靠近所述吸附剂注入口的位置处设有堵盖，所述堵盖覆盖所述吸附剂注入口并将其封闭。管路中的空气未被抽尽会影响管路的真空度，利用真空吸附盒中的吸附剂吸除管路内的残余空气，大大提高了管路的真空度，改善了绝热性能。

本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路，其中所述第一内管总成、第二内管总成、第三内管总成的外表面上由内向外依次交替缠绕有无碱玻璃纤维布、无碱玻璃纤维带、铝箔。在内管上缠绕无碱玻璃纤维布、无碱玻璃纤维带、铝箔能防止辐射传热，保证管内的低温状态，减少漏热量。

本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路，其中所述第一内管和第二内管的连接处、所述第三内管和第四内管的连接处、所述第七内管和第八内管的连接处、所述第九内管和第十内管的连接处、所述第十一内管和第十二内管的连接处均设置有补偿器，所述第二内管、第三内管、第六内管、第七内管、第九内管、第十一内管上均设有支撑。补偿器对内管在低温环境下产生的形变进行补偿，而支撑主要起支撑内管的作用，补偿器和支撑配合作用，提高了管路整体的稳定性，使管路不易变形，延长了管路的使用寿命。

下面结合附图对本实用新型的一种新型低温真空多层绝热异形管路作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路的轴测剖视图；

图2为图1中第一三通组件的轴测剖视图；

图3为图2中第一内管总成的轴测剖视图；

图4为图1中第二三通组件的轴测剖视图；

图5为图4中第二内管总成的轴测剖视图；

图6为图1中第三三通组件的轴测剖视图；

图7为图6中第三内管总成的轴测剖视图；

图8为本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路的使用状态图。

具体实施方式

如图1、图8所示，本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路，包括形状为“┯”型的第一三通组件1、第三三通组件3，以及形状为“┷”型的第二三通组件2，三个三通组件组焊焊接在一起，第一三通组件1、第三三通组件3分别位于第二三通组件2的左右两端。

如图2所示，第一三通组件1包括第一外管总成16以及位于第一外管总成16内的第一内管总成11，第一内管总成11和第一外管总成16的形状相同，第一外管总成16包括水平焊接在一起且中心线位于同一条直线上的第一外管12、第二外管13，以及垂直焊接在第一外管12、第二外管13连接处的第三外管14，第三外管14的中心线与第一外管12、第二外管13的中心线垂直，第一外管12、第二外管13、第三外管14的管径相同，第一外管12的左端套设有第一真空焊接接头15。再如图1所示，第二外管13的前方表面上设有自封闭真空封口塞6，真空封口塞6位于第三外管14的右侧，抽真空装置通过真空封口塞6将绝热异形管路抽真空后，真空封口塞6自行封闭。第一外管12、第二外管13、第三外管14位于同一个水平面上，且第三外管14位于第一外管12、第二外管13的前方。

再结合图3所示，第一内管总成11包括管径相同的第一内管111、第二内管112、第三内管113、第四内管114，第一内管111、第二内管112同轴焊接在一起后位于第一外管12、第二外管13内，第一内管111、第二内管112的焊接处设有第一补偿器115和第一支撑116，第三内管113与第四内管114同轴焊接在一起后位于第三外管14内，第三内管113与第四内管114的焊接处设有第二补偿器117和第二支撑118，补偿器以波纹管为主体结构，对内管在低温环境下产生的形变进行补偿，而支撑主要起支撑内管的作用。

如图4所示，第二三通组件2包括第二外管总成26以及位于第二外管总成26内的第二内管总成21，第二内管总成21和第二外管总成26的形状相同，第二外管总成26包括水平焊接在一起且中心线位于同一条直线上的第四外管22、第五外管23，以及朝上垂直焊接在第四外管22、第五外管23连接处的第六外管24，第六外管24的中心线与第四外管22、第五外管23的中心线垂直，第四外管22、第五外管23、第六外管24的管径相同，第六外管24的上端口外周套设有真空法兰接头25。

再结合图5所示，第二内管总成21包括管径相同的第五内管211、第六内管212、第七内管213、第八内管214，第五内管211、第六内管212同轴焊接在一起后位于第四外管22、第五外管23内，第七内管213与第八内管214同轴焊接在一起后位于第六外管24内，第七内管213和第八内管214的焊接处设有第三补偿器216和第三支撑218，第六内管212上设有第四支撑215，第四支撑215位于第七内管213的右侧，此处补偿器和支撑的作用和上述第一内管总成11上的补偿器、支撑的作用相同。

如图6所示，第三三通组件3包括第三外管总成36以及位于第三外管总成36内的第三内管总成31，第三内管总成31和第三外管总成36的形状相同，第三外管总成36包括水平焊接在一起且中心线位于同一条直线上的第七外管32、第八外管33，以及朝前垂直焊接在第七外管32、第八外管33连接处的第九外管34，第九外管34的中心线与第七外管32、第八外管33的中心线垂直，第七外管32、第八外管33、第九外管34的管径相同，第八外管33的右端设有第二真空焊接接头35。

再结合图7所示，第三内管总成31包括管径相同的第九内管311、第十内管312、第十一内管313、第十二内管314，第九内管311、第十内管312同轴焊接在一起后位于第七外管32、第八外管33内，第十一内管313与第十二内管314同轴焊接在一起后位于第九外管34内，第九内管311和第十内管312的连接处设有第四补偿器315，第十一内管313和第十二内管314的连接处设有第五补偿器318，第九内管311、第十一内管313上分别设有第五支撑316、第六支撑317，这些补偿器和支撑的作用同上，此处不赘述。

如图1、图8所示，本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路还包括连接管4、连接处补偿器5，第一三通组件1和第二三通组件2、第二三通组件2和第三三通组件3通过连接管4、连接处补偿器5依次焊接在一起，连接管4有两件，分别设于第二外管13与第四外管22的焊接处，以及第五外管23与第七外管32的焊接处，连接处补偿器5也有两件，分别设于第二内管112与第五内管211的连接处，以及第六内管212与第九内管311的连接处。连接处补偿器5在3个内管总成焊接在一起的时候既起到较好的连接作用，又在管路中起到了补偿作用，而两件连接管4主要用于连接3个外管总成，使用连接管4包覆焊接缝，有效避免了焊接缝漏气、漏热，使低温真空管路组成了一个真空腔，保证了管路的真空度，获得了更好的绝热效果。

如图4、图5所示，第五内管211上套设内充吸附剂的真空吸附盒217，真空吸附盒217的前方设有凸起的吸附剂注入口100，第四外管22的前方表面上靠近吸附剂注入口100的位置处设有堵盖7，堵盖7可以焊接固定在吸附剂注入口100上，将吸附剂注入口100完全覆盖并将其封闭。真空吸附盒217中装满吸附剂后，通过堵盖7对管路进行封堵，防止吸附剂注入口100处漏热漏气，在管路内形成封闭空间，这样，吸附剂就能将管路中未被抽尽的残余空气吸干，提高了管路的真空度，改善了绝热性能。堵盖7和吸附剂注入口100固定连接，可以避免因连接松动而导致管路漏热、真空度降低等问题。

为进一步改善管路的绝热性能，降低漏热量，第一内管总成11、第二内管总成21、第三内管总成31的外表面上由内向外依次交替缠绕有无碱玻璃纤维布、无碱玻璃纤维带、铝箔(图中未绘示)。

上述实施例中仅以3个三通组件为例说明本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路的结构。再结合图8所示，根据实际需求，还可以在第三外管14的前端和第九外管34的前端分别设置第三真空焊接接头17和第四真空焊接接头37，在不同方向上将四个甚至更多三通组件通过真空焊接接头和法兰接头组合成不同的异形管路，使用方法同上，此处不赘述。

综上所述，本实用新型一种新型低温真空多层绝热异形管路结构简单紧凑，减少了管路接头数量，占用空间小，漏热量小，提高了低温液体加注的可靠性，降低了成本，适用于大型低温加注系统，并且可随意组合成不同的异形管路，形式多样，极大的拓展了真空管路的形式，因而可以广泛的应用于航天、化工等低温液体系统的管路搭建。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种新型低温真空多层绝热异形管路，其特征在于：包括形状为“┯”型的第一三通组件(1)、第三三通组件(3)，以及形状为“┷”型的第二三通组件(2)， 

所述第一三通组件(1)包括第一外管总成(16)以及位于所述第一外管总成(16)内的第一内管总成(11)，所述第一内管总成(11)和所述第一外管总成(16)的形状相同，所述第一外管总成(16)包括水平焊接在一起且中心线位于同一条直线上的第一外管(12)、第二外管(13)，以及垂直焊接在所述第一外管(12)、第二外管(13)连接处的第三外管(14)，所述第三外管(14)的中心线与所述第一外管(12)、第二外管(13)的中心线垂直，所述第一外管(12)、第二外管(13)、第三外管(14)的管径相同，所述第一外管(12)的左端套设有第一真空焊接接头(15)，所述第二外管(13)的前方表面上设有自封闭真空封口塞(6)，所述真空封口塞(6)位于所述第三外管(14)的右侧； 

其中，所述第一内管总成(11)包括管径相同的第一内管(111)、第二内管(112)、第三内管(113)、第四内管(114)，所述第一内管(111)、第二内管(112)同轴焊接在一起后位于所述第一外管(12)、第二外管(13)内，所述第三内管(113)与第四内管(114)同轴焊接在一起后位于所述第三外管(13)内； 

所述第二三通组件(2)包括第二外管总成(26)以及位于所述第二外管总成(26)内的第二内管总成(21)，所述第二内管总成(21)和所述第二外管总成(26)的形状相同，所述第二外管总成(26)包括水平焊接在一起且中心线位于同一条直线上的第四外管(22)、第五外管(23)，以及朝上垂直焊接在所述第四外管(22)、第五外管(23)连接处的第六外管(24)，所述第六外管(24)的中心线与所述第四外管(22)、第五外管(23)的中心线垂直，所述第四外管(22)、第五外管(23)、第六外管(24)的管径相同，所述第六外管(24)的上端口外周套设有真空法兰接头(25)， 

其中，所述第二内管总成(21)包括管径相同的第五内管(211)、第六内管(212)、第七内管(213)、第八内管(214)，所述第五内管(211)、第六内管(212)同轴焊接在一起后位于所述第四外管(22)、第五外管(23)内，所述第七内管(213)与第八内管(214)同轴焊接在一起后位于所述第六外管(24)内； 

所述第三三通组件(3)包括第三外管总成(36)以及位于所述第三外管总成(36)内的第三内管总成(31)，所述第三内管总成(31)和所述第三外管总成(36)的形状相同，所述第三外管总成(36)包括水平焊接在一起且中心线位于同一条直线上的第七外管(32)、第八 外管(33)，以及朝前垂直焊接在所述第七外管(32)、第八外管(33)连接处的第九外管(34)，所述第九外管(34)的中心线与所述第七外管(32)、第八外管(33)的中心线垂直，所述第七外管(32)、第八外管(33)、第九外管(34)的管径相同，所述第八外管(33)的右端设有第二真空焊接接头(35)， 

其中，所述第三内管总成(31)包括管径相同的第九内管(311)、第十内管(312)、第十一内管(313)、第十二内管(314)，所述第九内管(311)、第十内管(312)同轴焊接在一起后位于所述第七外管(32)、第八外管(33)内，所述第十一内管(313)与第十二内管(314)同轴焊接在一起后位于所述第九外管(34)内； 

还包括连接管(4)、连接处补偿器(5)，所述第一三通组件(1)、第二三通组件(2)、第三三通组件(3)通过所述连接管(4)、连接处补偿器(5)依次焊接在一起，所述连接管(4)设于所述第二外管(13)与所述第四外管(22)的连接处，以及所述第五外管(23)与所述第七外管(32)的连接处，所述连接处补偿器(5)设于所述第二内管(112)与所述第五内管(211)的连接处，以及所述第六内管(212)与所述第九内管(311)的连接处。 

2.根据权利要求1所述的一种新型低温真空多层绝热异形管路，其特征在于：所述第五内管(211)上套设内充吸附剂的真空吸附盒(217)，所述真空吸附盒(217)的前方设有凸起的吸附剂注入口(100)，所述第四外管(22)的前方表面上靠近所述吸附剂注入口(100)的位置处设有堵盖(7)，所述堵盖(7)覆盖所述吸附剂注入口(100)将其封闭。 

3.根据权利要求2所述的一种新型低温真空多层绝热异形管路，其特征在于：所述第一内管总成(11)、第二内管总成(21)、第三内管总成(31)的外表面上由内向外依次交替缠绕有无碱玻璃纤维布、无碱玻璃纤维带、铝箔。 

4.根据权利要求3所述的一种新型低温真空多层绝热异形管路，其特征在于：所述第一内管(111)和第二内管(112)的连接处、所述第三内管(113)和第四内管(114)的连接处、所述第七内管(213)和第八内管(214)的连接处、所述第九内管(311)和第十内管(312)的连接处、所述第十一内管(313)和第十二内管(314)的连接处均设置有补偿器，所述第二内管(112)、第三内管(113)、第六内管(212)、第七内管(213)、第九内管(311)、第十一内管(313)上均设有支撑。