CN217927669U - 一种用于液氢接收和转注的真空承插装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于低温工程研发应用技术领域，具体涉及一种用于液氢接收和转注的真空承插装置。所述装置包括密封管I、外管I、连接管I、整体法兰、密封管II、连接管II、内管、法兰肩圈、外管II、法兰环、螺纹密封件、密封圈和垫片；螺纹密封件的凸起结构、环形间隙B及法兰肩圈的大径端端面形成密封的腔室A，环形间隙A及密封管Ⅱ的轴肩形成了腔室B，腔室B与外管II侧壁加工的抽空口相通；通过抽空口抽真空时腔室B形成真空腔，密封的腔室A设置在真空的腔室B外面，双层腔室加强了阻止液氢和外界环境发生热交换的效果，显著减少了液氢在转注和接收过程中的蒸发损失；所述承插接头为法兰连接，结构方便拆卸，提高了设备的场合适应性。

Description

一种用于液氢接收和转注的真空承插装置

技术领域

本实用新型属于低温工程研发应用技术领域，具体涉及一种用于液氢接收和转注的真空承插装置。

背景技术

在液氢及其它低温液体，如液氧、液氮、液氦、液化天然气等接收、转注过程中，如何减少低温液体的蒸发损失一直是业界的一大难题。现有的液氢及其它低温液体接收、转注装置结构主要有以下两种：一种如图1(a)所示，低温液体通过内外夹层管，一端连接液体产出装置或者储存装置，另一端连接储存或者使用方接收装置，两端均为焊接结构，其中真空夹层填充保温材料(珠光砂、发泡材料等)并抽真空或者直接抽真空。另一种如图1(b),在图1(a)基础上，另一端焊接法兰或者其它快接装置以方便拆卸。

现有的低温液体接收、转注装置主要有以下缺点：

图1(a)是将管路两端与设备直接焊接连接，不方便拆卸，管路填充保温材料后，抽真空效果差，漏热仍然严重；只适用于低温液体本身价值较低，对于漏热要求小且不需要经常拆卸的场合。图1(b)相比图1(a)增加了快拆结构，增加了场合适应性，但是低温液体在快拆或法兰结构处漏热仍然严重。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，所述装置能够减少低温液体在转注、接收过程中的蒸发损失，并提高设备的场合适应性，减少快拆或法兰结构处漏热，方便拆卸。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，所述装置包括密封管I、外管I、连接管I、整体法兰、螺纹密封件、密封管Ⅱ、连接管Ⅱ、内管、法兰肩圈、外管Ⅱ和法兰环；

密封管I外部一端加工有圆台结构，另一端加工有外螺纹；外管I一端与圆台结构大径端固连，另一端安装在整体法兰内；连接管I同轴套装在外管I外部，与整体法兰外部固连；

螺纹密封件一端加工有凸起结构，与密封管I螺纹连接，凸起结构卡在密封管I和外管I之间；另一端与封管Ⅱ外部加工有外螺纹的一端连接；封管Ⅱ设置有轴肩一端与内管连接；连接管Ⅱ和内管均同轴位于外管I内，连接管Ⅱ与内管间形成环形间隙A，与外管I间形成环形间隙B；法兰肩圈为阶梯形圆柱状，中心孔与连接管Ⅱ一端固接，大径端端面和整体法兰相抵，法兰环与整体法兰固接；

螺纹密封件的凸起结构、环形间隙B及法兰肩圈的大径端端面形成密封的腔室A，环形间隙A及密封管Ⅱ的轴肩形成腔室B，腔室B与外管Ⅱ侧壁加工的抽空口相通，使腔室B形成真空腔。

进一步地，所述装置还包括垫片和密封圈；垫片安装在整体法兰的法兰盘和法兰肩圈的大径端端面之间；密封圈套在螺纹密封件上；螺纹密封件、密封圈和垫片构成密封装置。

进一步地，密封管I为两端开口的圆柱形管，密封管I外部一端的外螺纹与另一端加工的圆台结构的大径端交汇；外管I为两端开口的圆柱形管，密封管I的外螺纹端伸入外管I内部；连接管I为两端开口的圆柱形管，一端与整体法兰凸起结构和法兰盘之间形成的台阶面固连，另一端焊接在液氢的产出装置或储罐上；密封管I、外管I、连接管I和整体法兰焊接组成的结构为承接插头的母头。

进一步地，封管Ⅱ为两端开口的圆柱形管；内管为两端开口的圆柱形管，内管的内径与封管Ⅱ内径相同，内管与封管Ⅱ的轴肩所在端同轴对接并通过焊接固连；连接管Ⅱ为两端开口的圆柱形管，一端与封管Ⅱ的轴肩焊接，另一端安装在阶梯形圆柱状的法兰肩圈中心孔内；外管Ⅱ为两端开口的圆柱形管，安装在内管外部，外管Ⅱ的一端与法兰肩圈的小径端同轴对接固连，另一端焊接到液氢的接收装置或者使用终端上；法兰环安装在法兰肩圈的小径端外部；封管Ⅱ、连接管Ⅱ、内管、法兰环、外管Ⅱ和法兰环焊接组成的结构为承接插头的公头。

进一步地，所述整体法兰可采用松套法兰、平焊法兰、带颈平焊法兰或承插焊法兰；所述螺纹密封件材料为聚四氟乙烯；所述垫片材料为聚四氟乙烯或石墨；所述密封圈为O型密封圈，所述密封圈材质为玻璃钢、铝制材料、氟橡胶或者丁晴橡胶。

进一步地，所述液氢可以替换成液氧、液氮、液氦和液化天然气。

有益效果：

(1)本实用新型提供了一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，所述装置中螺纹密封件的凸起结构、环形间隙B及法兰肩圈的大径端端面形成了密封的腔室A，环形间隙A及密封管Ⅱ的轴肩形成了不密封的腔室B；腔室B与抽空口相通，通过抽空口抽真空后，腔室B形成真空腔，阻止了液氢接收和转注过程中液氢和外界环境发生热交换；密封的腔室A设置在真空的腔室B外面，双层腔室加强了阻止液氢和外界环境发生热交换的效果，显著减少了低温液体在转注、接收过程中的蒸发损失；

(2)本实用新型提供了一种用于液氢及接收和转注的真空承插装置，所述真空承插装置的母头和公头为法兰连接结构，结构简单，并且方便拆，卸提高了设备的场合适应性；

(3)本实用新型提供了一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，所述装置采用聚四氟乙烯或石墨材质垫片密封，密封圈为O型密封圈，材质为玻璃钢、铝制材料、氟橡胶或者丁晴橡胶，密封效果好，减少快拆或法兰结构处漏热，可以适用于液氢、液氧、液氮、液氦、液化天然气等中任意一种介质，适用范围广泛。

附图说明

图1为现有技术中两种低温液体接收和转注装置；

图2为本实用新型所述一种用于液氢接收和转注的真空承插装置拆分后结构简图；

图3为本实用新型所述一种用于液氢接收和转注的真空承插装置装配后结构简图；

其中，1-密封管Ⅰ，2-外管Ⅰ，3-连接管Ⅰ，4-整体法兰、5-螺纹密封件、6-密封圈、7-垫片、8-密封管Ⅱ、9-连接管Ⅱ、10-内管、11-法兰肩圈、12-外管Ⅱ、13-法兰环，14-腔室B，15-腔室A，16-抽空口。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，如图2所示，所述装置包括密封管I1、外管I 2、连接管I 3、整体法兰4、螺纹密封件5、密封圈6、垫片7、密封管Ⅱ8、连接管Ⅱ9、内管10、法兰肩圈11、外管Ⅱ12和法兰环13；

密封管I1为两端开口的圆柱形管，密封管I1外部一端加工有圆台结构，另一端加工有外螺纹，外螺纹与圆台的大径端交汇；外管I 2为两端开口的圆柱形管，密封管I1的外螺纹端伸入外管I 2内部，外管I 2的一端与密封管I1圆台结构的大径端焊接，外管I 2的另一端安装在整体法兰4中心的法兰孔内；连接管I 3为两端开口的圆柱形管，同轴套装在外管I 2外部；连接管I 3的一端与整体法兰4凸起结构和法兰盘之间形成的台阶面焊接，连接管I 3的另一端焊接在液氢的产出装置或储罐上；密封管I1、外管I 2、连接管I 3和整体法兰4焊接组成的结构为承接插头的母头；

所述整体法兰4可采用松套法兰、平焊法兰、带颈平焊法兰或承插焊法兰；进一步地，本实施例中所述整体法兰4采用松套法兰；

封管Ⅱ8为两端开口的圆柱形管，外部一端加工有外螺纹，另一端设置有轴肩；内管10为两端开口的圆柱形管，内管10的内径与封管Ⅱ8内径相同，内管10与封管Ⅱ8的轴肩所在端同轴对接并通过焊接固连；连接管Ⅱ9为两端开口的圆柱形管，同轴套装在内管10外部，且连接管Ⅱ9和内管10之间形成环形间隙A；连接管Ⅱ9的一端与封管Ⅱ8的轴肩焊接，另一端安装在阶梯形圆柱状的法兰肩圈11中心孔内；外管Ⅱ12为两端开口的圆柱形管，安装在内管10外部，外管Ⅱ12的一端与法兰肩圈11的小径端同轴对接焊接，另一端焊接到液氢的接收装置或者使用终端上；外管Ⅱ12侧壁上加工有开口作为抽空口16；法兰环13安装在法兰肩圈11的小径端外部；封管Ⅱ8、连接管Ⅱ9、内管10、法兰环11、外管Ⅱ12和法兰环13焊接组成的结构为承接插头的公头；

螺纹密封件5、密封圈6和垫片7组成密封装置；螺纹密封件5的两端加工有内螺纹，其中一端的外壁加工有凸起结构；

所述真空承插装置组装时，如图3所示，螺纹密封件5加工有凸起结构的一端与密封管I 1螺纹连接，且螺纹密封件5的凸起结构卡在密封管I1和外管I 2之间；螺纹密封件5的另一端与封管Ⅱ8螺纹连接，使得封管Ⅱ8、连接管Ⅱ9和内管10均同轴位于外管I 2内，连接管Ⅱ9与外管I 2之间形成环形间隙B；整体法兰4和法兰肩圈11相抵，垫片7安装在整体法兰4的法兰盘和法兰肩圈11的大径端端面之间；密封圈6套在螺纹密封件5上起到卡紧作用；

所述承插装置母头部分的整体法兰4和公头部分的法兰环13固定连接；组装完成后，螺纹密封件5的凸起结构、环形间隙B及法兰肩圈11的大径端端面形成了密封的腔室A15，环形间隙A及密封管Ⅱ8的轴肩形成了不密封的腔室B14，腔室B14与抽空口16相通；通过抽空口16抽真空后，腔室B14形成真空腔，密封的腔室A 15和真空的腔室B14的存在减少了低温液体在接收和转注过程中的蒸发损失，并且由于承插接头的母头和公头为法兰连接结构，提高了设备的场合适应性，并且方便拆卸。

本实施例中，所述螺纹密封件5材料为聚四氟乙烯；所述垫片7的材质为聚四氟乙烯；所述密封圈为玻璃钢材质O型密封圈。

工作原理：

液氢接收和转注时，所述承插接头母头中的连接管I 3焊接在液氢产出装置或储罐上，承插接头公头中的外管Ⅱ12焊接到液氢的接收装置或使用终端上，连接管I 3和外管Ⅱ12仅用于固定母头和公头，没有进行低温液体传输；组装所述真空承插装置，并将所述承插装置母头的整体法兰4和公头的法兰环13通过螺栓固定连接；

液氢自产出装置或储罐上流出，依次经过承插接头中同轴的密封管I1、密封管Ⅱ8和内管10转注到液氢的接收装置或使用终端上；通过抽空口16抽真空后，腔室B14形成真空腔，阻止了液氢和外界环境发生热交换，腔室B外面还存在密封的腔室A 15，腔室A 15和腔室B14加强了阻止液氢和外界环境发生热交换的效果，显著减少了低温液体在转注、接收过程中的蒸发损失。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，其特征在于：所述装置包括密封管I、外管I、连接管I、整体法兰、螺纹密封件、密封管Ⅱ、连接管Ⅱ、内管、法兰肩圈、外管Ⅱ和法兰环；

密封管I外部一端加工有圆台结构，另一端加工有外螺纹；外管I一端与圆台结构大径端固连，另一端安装在整体法兰内；连接管I同轴套装在外管I外部，与整体法兰外部固连；

螺纹密封件一端加工有凸起结构，与密封管I螺纹连接，凸起结构卡在密封管I和外管I之间；另一端与封管Ⅱ外部加工有外螺纹的一端连接；封管Ⅱ设置有轴肩一端与内管连接；连接管Ⅱ和内管均同轴位于外管I内，连接管Ⅱ与内管间形成环形间隙A，与外管I间形成环形间隙B；法兰肩圈为阶梯形圆柱状，中心孔与连接管Ⅱ一端固接，大径端端面和整体法兰相抵，法兰环与整体法兰固接；

螺纹密封件的凸起结构、环形间隙B及法兰肩圈的大径端端面形成密封的腔室A，环形间隙A及密封管Ⅱ的轴肩形成腔室B，腔室B与外管Ⅱ侧壁加工的抽空口相通，使腔室B形成真空腔。

2.根据权利要求1所述一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，其特征在于：所述装置还包括垫片和密封圈；垫片安装在整体法兰的法兰盘和法兰肩圈的大径端端面之间；密封圈套在螺纹密封件上；螺纹密封件、密封圈和垫片构成密封装置。

3.根据权利要求2所述一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，其特征在于：密封管I为两端开口的圆柱形管，密封管I外部一端的外螺纹与另一端加工的圆台结构的大径端交汇；外管I为两端开口的圆柱形管，密封管I的外螺纹端伸入外管I内部；连接管I为两端开口的圆柱形管，一端与整体法兰凸起结构和法兰盘之间形成的台阶面固连，另一端焊接在液氢的产出装置或储罐上；密封管I、外管I、连接管I和整体法兰焊接组成的结构为承接插头的母头。

4.根据权利要求3所述一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，其特征在于：封管Ⅱ为两端开口的圆柱形管；内管为两端开口的圆柱形管，内管的内径与封管Ⅱ内径相同，内管与封管Ⅱ的轴肩所在端同轴对接并通过焊接固连；连接管Ⅱ为两端开口的圆柱形管，一端与封管Ⅱ的轴肩焊接，另一端安装在阶梯形圆柱状的法兰肩圈中心孔内；外管Ⅱ为两端开口的圆柱形管，安装在内管外部，外管Ⅱ的一端与法兰肩圈的小径端同轴对接固连，另一端焊接到液氢的接收装置或者使用终端上；法兰环安装在法兰肩圈的小径端外部；封管Ⅱ、连接管Ⅱ、内管、法兰环、外管Ⅱ和法兰环焊接组成的结构为承接插头的公头。

5.根据权利要求2～4中任一项所述一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，其特征在于：所述整体法兰可采用松套法兰、平焊法兰、带颈平焊法兰或承插焊法兰；所述螺纹密封件材料为聚四氟乙烯；所述垫片材料为聚四氟乙烯或石墨；所述密封圈为O型密封圈，所述密封圈材质为玻璃钢、铝制材料、氟橡胶或者丁晴橡胶。

6.根据权利要求1～4中任一项所述一种用于液氢接收和转注的真空承插装置，其特征在于：所述液氢可以替换成液氧、液氮、液氦和液化天然气。

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