CN218064402U - 真空绝热容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空绝热容器，包括内容器、外壳体和管道结构，内容器上设置有封头，外壳体包括在内容器的外部，与内容器间隔设置，且外壳体与内容器之间形成真空夹层；管道结构包括第一管道和第二管道，第一管道穿过内容器的封头以及外壳体从内容器内部延伸至外壳体外，第一管道与内容器的封头之间设置有间隙，该间隙上密封有绝热材料，第二管道套接在第一管道位于内容器内部的管段上，其一端固定在内容器的封头上，且两端分别密封设置；所述容器延长了第一管道的热传导的路线，降低了外壳体端部管道与内容器封头处管道两端温差引起的管壁热传递，管线的拼接量少，装配简单，提高了产品的低温性能和品质。

Description

真空绝热容器

技术领域

本实用新型涉及带隔热措施的容器技术领域，特别涉及一种真空绝热容器。

背景技术

真空绝热容器内管线为减少热传导，通常采用延长夹层低温管线的长度和/或减小管线壁厚来降低漏热。目前通常是将夹层内低温管线制成U型、S型来延长管线的长度，上述结构的管线形成的难度较大，受结构的限制，往往需要将管线分解成多段后冷弯成型，然后对成型后的管线进行拼接；但是，冷弯工艺和拼接工艺会降低管线的性能，使管线在低温和疲劳载荷联合作用下极易产生裂纹，从而导致管线内流动介质的泄露，存在安全隐患。而通过减小管壁厚度来减少漏热的方法增加了焊接的难度，若焊接不当，则会产生焊接缺陷甚至导致管道破裂。

可见，现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种真空绝热容器，旨在提供一种装配简单、拼接量少的能够减少真空绝热容器中内容器与外壳体之间热传导的管线结构。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

本申请一方面公开了一种真空绝热容器，包括：

内容器，其端部设有封头；

外壳体，其套接在所述内容器外部，与所述内容器间隔设置，且所述外壳体与所述内容器之间形成真空夹层；

管道结构，包括第一管道、第二管道，所述第一管道穿过所述内容器的封头和所述外壳体从所述内容器内部延伸至所述外壳体外，所述第一管道与所述封头之间设置有间隙，所述间隙上密封有绝热材料；所述第二管道套接在所述第一管道位于所述内容器内部的管段上，其一端固定在所述内容器的封头上，且两端分别密封设置。

本申请的一些实施例中，所述第一管道上还包裹有第一绝热材料层。

本申请的一些实施例中，所述容器还包括固定板，所述固定板位于所述第一管道与所述封头之间的间隙之中，其固定在所述第二管道的内壁上；所述固定板为非金属绝热材料制成的板材。

本申请的一些实施例中，所述内容器的封头上开设有过孔，所述过孔的孔径与所述第二管道适配，所述固定板为分别与所述第二管道的内壁和所述第一管道适配的环形板。

本申请的一些实施例中，所述容器还包括连接板，所述连接板套接在所述第一管道远离所述固定板的一端，与所述第一管道密封连接，且所述连接板密封所述第二管道的另一端。

本申请的一些实施例中，所述第一绝热材料层包裹在所述第一管道位于所述连接板与所述外壳体之间的管段上。

本申请的一些实施例中，所述第二管道内穿设有一根所述第一管道，所述第一管道与所述第二管道同轴设置，且所述第二管道与所述第一绝热材料层之间间隔设置。

本申请的一些实施例中，所述第二管道内穿设有多根所述第一管道，多根所述第一管道之间间隔设置，每根所述第一管道上分别包裹有所述第一绝热材料层，所述第二管道分别与多根所述第一管道的所述第一绝热材料层之间间隔设置。

本申请的一些实施例中，所述第二管道为不锈钢管。

本申请的一些实施例中，所述绝热容器还包括第二绝热材料层，所述第二绝热材料层包覆在所述内容器的外壁上。

有益效果：

本公开提供了一种真空绝热容器，内容器与外壳体间隔设置其两者之间形成真空夹层，第二管道套接在第一管道位于内容器内部的管段上，第二管道的一端固定在内容器的封头上，且第二管道的两端被密封，第一管道与封头之间通过第二管道和绝热材料有效隔热，使第一管道的导热路径从位于外壳体外的管段延伸至内容器与外壳体之间，再穿过内容器的封头的端部进入内容器内部后延伸至第二管道上，第二管道阻隔了传递到第一管道位于内容器内的管段中的热量，在不增加夹层管线长度的基础上延长了外壳体外部与内容器内部之间的第一管道的热传导的路线，降低了外壳体端部管道与内容器封头处管道两端温差引起的管壁热传递，管线的拼接量少，装配简单，提高了产品的低温性能和品质；且无需减小管道的管壁，避免了由于管壁厚度减小引起的焊接缺陷。

附图说明

图1为本申请一实施方式提供的真空绝热容器的剖视示意图。

图2为图1的A部放大图。

图3为本申请一实施方式提供的真空绝热容器的局部剖视图。

图4为本申请另一实施方式提供的真空绝热容器的局部剖视图。

主要元件符号说明：1、内容器；11、封头；111、过孔；2、外壳体；3、真空夹层；4、管道结构；41、第一管道；411、第一管段；412、第二管段；413、第三管段；42、第二管道；43、连接板；44、固定板；45、第一绝热材料层；5、第二绝热材料层；a、液相管道；a1、液相进液管道；a2、增压管道；b、气相管道；b1排气管。

具体实施方式

本实用新型提供一种真空绝热容器，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为真空绝热容器的剖视示意图，图2为图1的A部放大图。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种真空绝热容器，可以用于深冷液体的存储，例如液氢、液氦、液氮、液态天然气、液氧、液氩、液态乙烯等。

该绝热容器包括：内容器1、外壳体2和管道结构4；内容器1包括筒体和封头11，封头11焊接密封于筒体的两端；具体的，内容器1由不锈钢材料制成，例如奥氏体不锈钢；优选的，当该绝热容器用于深冷介质时，该不锈钢材料可以选用具有耐超低温的奥氏体不锈钢。

外壳体2套接在内容器1外部，与内容器1间隔设置，且外壳体2与内容器1之间形成真空夹层3，即内容器1与外壳体2之间形成一个密封的真空腔体，外壳体2用于密封维持真空夹层3的真空状态；外壳体2包括外壳筒体和外壳封头，外壳封头包括两个，分别密封外壳筒体的两端。外壳体2上设有加强环或者加强板，以增大外壳体2的支承能力。外壳体2可以由碳素钢或者低合金钢制成。真空夹层3能够减小内容器1与外壳体2之间的管线的热传导，减小漏热。

真空夹层3中设置有连接内容器1与外壳体2的连接件或者支撑构件，该连接件或者支撑构件均匀分布在内容器1与外壳体2之间，使外壳体2均匀受力，平稳地支撑内容器1。

管道结构4包括第一管道41和第二管道42，第一管道41穿过内容器1的封头11和外壳体2从内容器1内部延伸至外壳体2外，第一管道41与封头11之间设置有间隙，该间隙上密封有绝热材料；第一管道41上还包裹有第一绝热材料层45，第二管道42套接在第一管道41位于内容器1内部的管段上，其一端固定在内容器1的封头11上，第二管道42的两端分别密封设置。具体的，第一管道41包括依次连接的第一管段411、第二管段412和第三管段413，第一管段411位于内容器1内部，第二管段412位于真空夹层3中，第三管段413位于外壳体2外部。一种实施方式中，第一管段411、第二管段412和第三管段413之间可以通过一次冷弯成型。进一步的，第二管段412与第三管段413之间需要与外壳体2密封连接，该连接处还可以通过接头连接，能够改善其焊接性能。

第一管道41的第一管段411与第二管道42之间形成封闭的空间，且第一管段411与内容器1封头11之间用绝缘材料隔热，使得第一管道41的导热路径从外壳体2外侧的第三管段413延伸至真空夹层3后通过内容器1对应的封头11端部，然后进入内容器1内部后再扩散到第二管道42上，第二管道42阻隔了热量传到第一管道41的第一管段411上，降低了第一管道41的漏热。

进一步的，第一管道41包裹有绝缘材料层45，使得第一管道41的导热路径从外壳体2外侧的第三管段413延伸至真空夹层3后通过内容器1对应的封头11端部，然后进入内容器1内部后延伸至第一管段411远离封头11的一端，延长了热传导的路线，降低了第一管道41的漏热。

进一步的，该绝热容器还包括固定板44，固定板44位于第一管道41与封头11之间的间隙之中，且固定在所述第二管道42的内壁上，可以避免因振动、冷缩等影响第一管道41的移位而导致结构失效；固定板44为非金属绝热材料制成的板材，能够有效阻隔内管与内容器1封头11的直接热传递。具体的，非金属绝热材料可以选自导热系数小、能承受第一管道重量载荷及耐超低温的玻璃钢板等材料。

进一步的，内容器1的封头11上开设有过孔111，过孔111的孔径与第二管道42适配，固定板44为分别与第二管道42的内壁和第一管道41适配的环形板。第二管道42固定在过孔111上，密封该过孔111，固定板44固定在第二管道42的内壁上。第一管道41与固定板44之间通过点接触固定，使第一管段411增加导热长度，减少热传导。

进一步的，绝热容器还包括连接板43，连接板43套接在第一管道41远离固定板44的一端，与第一管道41密封连接，且连接板43密封第二管道42的另一端。连接板43与固定板44配合，使第一管道41的第一管段411与第二管道42之间形成密闭的空间，使从外壳体2外侧传送至内容器1中的热量进入第一管段411与第二管道42之间，延长了热传导的距离，降低了第一管道41的漏热。连接板43对第二管道42和第一管道41还起到连接和支撑作用，避免振动、冷缩等影响第一管道41的移位，从而影响第一管道41与第二管道42之间的绝热效果。

进一步的，第一绝热材料层45包裹在第一管道41位于连接板43与外壳体2之间的管段上；减少真空夹层3与内容器1的漏热，且使从外壳体2外层的热量先传递到真空夹层3中再通过内容器1内部的第二管道42和连接板43封口扩散，避免热传导路径直接沿第一管道41延伸，延长第一管道41的热传导路径。

在绝热容器中，管道结构4包括液相管道、气相管道等；其中，液相管道的第一管道41可以包括液相进液管道、增压管道等的一种或多种；气相管道的第一管道41一般为排气管；即第二管道42中可以穿设一条或者多条第一管道41。

一种实施方式中，第二管道42内穿设有一根第一管道41，第一管道41与第二管道42同轴设置，且第二管道42与第一绝热材料层45之间间隔设置；保证第一管道41与第二管道42之间的绝热效果。连接板43为环形板，其内圈与外周共轴，第一管道41穿设在连接板43的内圈上，并与连接板43紧密连接，连接板43的外周焊接在第二管道42的内壁或者端部上，使第二管道42能够稳定地支撑第一管道41，从而使第一管道41不容易发生移位；第一管道41的热传导路径为从外壳体2外部扩散到内容器1中，第二管道42是浸泡在内容器1的流通介质中的，第一管道41与第二管道42间隔设置能够减少第一管道41与第二管道42之间的热传导，提高产品低温性能。

另一种实施方式中，第二管道42内穿设有多根第一管道41，多根第一管道41之间间隔设置，每根第一管道41上分别包裹有第一绝热材料层45，第二管道42分别与多根第一管道41的第一绝热材料层45之间间隔设置。多根第一管道41汇集在一根第二管道42中，能够减少进出内容器1以及外壳体2的管线的数量，即减少过孔111的数量，从而降低漏热。

具体的，第二管道42为不锈钢管，能够满足一般流通介质的存储要求。该不锈钢具体可以为奥氏体不锈钢。优选的，当流通介质具有深冷特性时，第二管道42可以选用耐超低温的奥氏体不锈钢制成。

进一步的，绝热容器还包括第二绝热材料层5，第二绝热材料层5设置在真空夹层3中，包覆在内容器1的外壁上，能够进一步减少内容器1内部与真空夹层3之间的热传递。

请参阅图3，一个具体的实施例中，绝热容器包括内容器1、外壳体2和管道结构4，内容器1和外壳体2之间形成真空夹层3。管道结构4包括液相管道a和气相管道b，液相管道a中设置有一根液相进液管道a1，该液相进液管道a1从内容器1内部穿过内容器1的后封头延伸至外壳体2的外部，液相进液管道a1位于内容器1内部与外壳体2之间的管段的外侧包裹有第一绝热材料层45。液相管道a还包括不锈钢管，该不锈钢管套接在液相进液管道a1位于内容器1内的管段的外侧，该不锈钢管与液相进液管道a1外侧的第一绝热材料层45不接触。内容器1的后封头上设有两个过孔111，其中一个该过孔111的孔径与不锈钢管的外径适配，不锈钢管的一端穿过过孔111焊接在内容器1的后封头上，不锈钢管与液相进液管道a1之间存在间隙，不锈钢管与液相进液管道a1位于过孔111的位置处的间隙通过非金属绝热材料制成的固定板44隔热，固定板44固定在不锈钢管的内壁上，且与液相进液管道a1点接触紧密连接。不锈钢管远离内容器1后封头的一端与一块套接在液相进液管道a1上的连接板43连接，该连接板43封闭不锈钢管的该端部。

气相管道b中设置有一根排气管b1，排气管b1从内容器1的内部穿过内容器1的后封头11延伸至外壳体2的外部，排气管b1位于内容器1内部与外壳之间的管段的外侧包裹有第一绝热材料层45。内容器1的后封头11上还设有排气管b1，排气管b1从内容器1内部延伸至外壳体2外。排气管b1位于内容器1内部的管段的外侧套接有不锈钢外管，该不锈钢外管与排气管b1外包裹的第一绝热材料层45不接触，即排气管b1与不锈钢外管之间存在间隙；不锈钢外管与内容器1后封头上的另一个过孔111适配，不锈钢外管的穿过内容器1的后封头上的另一个过孔111，并且焊接在内容器1的后封头上，排气管b1与不锈钢外管位于该过孔111位置处的间隙通过非金属绝热材料制成的固定板44隔热，固定板44固定在不锈钢外管的内壁上，且与排气管b1点接触紧密连接。不锈钢外管远离内容器1后封头的一端与一块套接在排气管b1上的连接板43连接，该连接板43封闭排气管b1外的不锈钢外管的该端部。

请参阅图4，另一具体实施例中，绝热容器包括内容器1、外壳体2和管道结构4，内容器1和外壳体2之间形成真空夹层3。管道结构4包括液相管道a和气相管道b，内容器1的后封头上分别设置有适于液相管道a和气相管道b穿过的过孔。液相管道a中设置有一根液相进液管道a1和一根增压管道a2，该液相进液管道a1和增压管道a2间隔设置，分别从内容器1内部穿过内容器1的后封头11延伸至外壳体2的外部，液相进液管道a1与增压管道a2位于内容器1内部与外壳体2之间的管段的外侧分别包裹有第一绝热材料层45。液相进液管道a1和增压管道a2位于内容器1内的管段同时套接在一根不锈钢管内，该不锈钢管与液相进液管道a1外侧的第一绝热材料层和增压管道a2外层的第一绝热材料层均不接触，即不锈钢管分别与液相进液管道a1和增压管道a2之间存在间隙，位于过孔位置处的该间隙通过非金属绝热材料制成的固定板44隔热，固定板44固定在不锈钢管的内壁上，且分别与液相进液管道a1和增压管道a2点接触紧密连接。该不锈钢管的一端焊接在内容器1的后封头11上，不锈钢管远离内容器1后封头11的一端与一块分别套接在液相进液管道a1和增压管道a2上的连接板43连接，该连接板43封闭不锈钢管的该端部。

气相管道b中设置有一根排气管b1，排气管b1从内容器1的内部穿过内容器1的后封头11延伸至外壳体2的外部，排气管b1位于内容器1内部与外壳体2之间的管段的外侧包裹有第一绝热材料层。排气管b1位于内容器1内部的管段的外侧套接有不锈钢外管，该不锈钢外管与排气管b1外包裹的第一绝热材料层不接触，即不锈钢外管与排气管b1存在间隙，位于气相管b穿过的过孔的位置处的该间隙通过非金属绝热材料制成的固定板44隔热，固定板44固定在不锈钢外管的内壁上，且与排气管b1点接触紧密连接。该不锈钢管的一端焊接在内容器1的后封头11上，其远离内容器1后封头11的一端与一块套接在排气管b1上的连接板43连接，该连接板43封闭排气管b1外的不锈钢管的该端部。

该真空绝热容器安装时，先根据一定的气封高度将第一管道41和第二管道42冷弯成型，在第一管道41外包裹绝热材料，然后将第一管道41组装到第二管道42内，例如将第一管道41同轴安装到第二管道42内，再将连接板43焊接到第一管道41和第二管道42上，再将固定板44套接到第一管道41上，并固定在第二管道42的内壁上，然后将组装好的第一管道41和第二管道42安装到内容器1和外壳体2上，然后将第二管道42焊接到内容器1上。

一个具体的实施例中，选取一台超低温双层真空绝热容器，以液相管为例，不锈钢内管Φd*t1＝φ45*2，真空夹层3管长2米，由外壳体端部传入到内容器后封头的漏热量为0.47W。而采用本公开的方案在内管(即第一管道)位于内容器内部的管段外设置不锈钢保护管(即第二管道)，不锈钢保护管与内管远离内容器后封头的一端通过连接板密封，另一端通过非金属绝热材料密封，内管位于内容器与绝热夹层之间的管段通过第一绝热材料层包裹，内管长度L为1米，管子总长3米，由外壳体端部传入到连接板处的漏热量为0.31W。经过对比计算可得，本申请带有不锈钢保护管的漏热量较现有技术的管道结构的漏热量减少了33.3％。

综上所述，本申请通过在内容器1中的第一管道41与第二管道42采用套管的结构，并且在第一管道41位于内容器1与外壳体2之间的管段上包裹第一绝热材料层，在内容器1与真空夹层3之间通过绝热材料封闭第一管道41和第二管道42，在第二管道42的另一端通过连接板43封闭第一管道41和第二管道42，使从外壳体2端部传入到内容器1的热传递在内容器1中不能直接沿第一管道41传递，延长了热传递的路径，有效减少管道的漏热量，从而提高产品的低温性能和品质。

所述管道结构4结构简单，可以实现一次冷弯成型，避免了由于焊接缺陷导致的泄漏。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种真空绝热容器，其特征在于，包括：

内容器，其端部设有封头；

外壳体，其包裹在所述内容器外部，与所述内容器间隔设置，且所述外壳体与所述内容器之间形成真空夹层；

管道结构，包括第一管道和第二管道，所述第一管道穿过所述内容器的封头和所述外壳体从所述内容器内部延伸至所述外壳体外，所述第一管道与所述封头之间设置有间隙，所述间隙上密封有绝热材料；所述第二管道套接在所述第一管道位于所述内容器内部的管段上，其一端固定在所述内容器的封头上，且两端分别密封设置。

2.根据权利要求1所述的真空绝热容器，其特征在于，所述第一管道上还包括有第一绝热材料层。

3.根据权利要求1所述的真空绝热容器，其特征在于，所述容器还包括固定板，所述固定板位于所述第一管道与所述封头之间的间隙之中，且固定在所述第二管道的内壁上；所述固定板为非金属绝热材料制成的板材。

4.根据权利要求3所述的真空绝热容器，其特征在于，所述内容器的封头上开设有过孔，所述过孔的孔径与所述第二管道适配，所述固定板为分别与所述第二管道的内壁和所述第一管道适配的环形板。

5.根据权利要求3所述的真空绝热容器，其特征在于，所述容器还包括连接板，所述连接板套接在所述第一管道远离所述固定板的一端，与所述第一管道密封连接，且所述连接板密封所述第二管道的另一端。

6.根据权利要求5所述的真空绝热容器，其特征在于，所述第一管道上的第一绝热材料层包裹在所述第一管道位于所述连接板与所述外壳体之间的管段上。

7.根据权利要求1所述的真空绝热容器，其特征在于，所述第二管道内穿设有一根所述第一管道，所述第一管道与所述第二管道同轴设置，且所述第二管道与所述第一管道上的第一绝热材料层之间间隔设置。

8.根据权利要求1所述的真空绝热容器，其特征在于，所述第二管道内穿设有多根所述第一管道，多根所述第一管道之间间隔设置，每根所述第一管道上分别包裹有第一绝热材料层，所述第二管道分别与多根所述第一管道的所述第一绝热材料层之间间隔设置。

9.根据权利要求1所述的真空绝热容器，其特征在于，所述第二管道为不锈钢管。

10.根据权利要求1所述的真空绝热容器，其特征在于，所述绝热容器还包括第二绝热材料层，所述第二绝热材料层包覆在所述内容器的外壁上。

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