DE7927533U1

DE7927533U1 - Transportleitung fuer tiefkalte und/oder verfluessigte gase

Info

Publication number: DE7927533U1
Application number: DE19797927533U
Authority: DE
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1980-01-24
Also published as: US4303105A; JPS5649498A; CH643342A5

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehof fnungshü ttte Akti engeselLschaf t

I-I698 3O.IO.79

Transportierung; für tiefkalte und/oder verflüssigte Gase

Die Neuerung betrifft eine Transportleitung für tiefkalte und/odet verflüssigte Gase, zum Beispiel Helium, mit einem Wärmeschild aus mindestens drei konzentrisch und im Abstand zueinander angeordneten metallischen Vellrohren, wobei zwischen dem außen gelegenen Wellrohr und dem ihm benachbarten Kellrohr mehrere Schichten von faserigen und wärmereflektierenden Materialien unter Vakuum angeordnet sind (Superisolierung) der nach innen folgende Ringkanal von flüssigem Stickstoff oder einem anderen Kühlmittel durchströmt ist und wo im Innenraum des innersten Wellrohres des Wärmeschildes Vakuum vorliegt.

Aus der DE-OS 1 936 64l ist eine solche Transportleitung für cryogene Gase bekannt. Die Transportleitung besteht nach einem Ausführungsbeispiel aus drei koaxialen Wellrohren, die durch Abstandshalter mit einem minimalen Wärmeverlust in radialem Abstand zueinander gehalten sind. Der wesentliche Vorteil dieser bekannten Transportleitung i=t darin zu sehen, daß sie aufgrund der verwendeten WeIlrohre sehr flexibel ist und einfach verlegt werden kann.

Zwecks Verbindung einer Kältemaschine mit einem Verbraucher müssen zwei Leitungen (Vor- und Rücklaufleitung) nebeneinander verlegt werden.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Transportleitung dahingehend zu verbessern, daß der gesamte Wärmeeinfall in Vor- und Rücklaufleitungen reduziert wird. Das Jst zum Beispiel dann erwünscht, wenn das rückströmende Medium auf möglichst tiefein Temperaturniveau wieder der Kühlanlage zugeführt werden soll. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Neuerung in dem Vakuutnkanal mehrere Leitungen im Abstand zur Wandung des Innenwellrohres und im Abstand zueinander gemeinsam angeordnet sind und als längsnahtgeschweißte Metallrohre ausgebildet sind. Die Ausbildung der Leitungen als Metall-Wellrohre stellt sicher, daß die gesamte Transportleitung nicht an Flexibilität verliert. Dabei sollte sichergestellt sein, daß Rohre mit unterschiedlichem Temperaturniveau im Abstand zueinander gehalten sind.

Nach einem weiteren Gedanken der Neuerung können je eine Hin- und Rückleitung innerhalb des Wärmeschildes angeordnet sein. Nach einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung trägt entweder die Hin- oder Rückleitung eine Abstandshalterwendel und eine weitere Abstandshalterwendel ist um Hin- und Rückleitung herumgeführt. Dadurch ist gewährleistet, daß im Falle von zwei Rohren diese auf Abstand zueinander gehalten sind und das aus Hin- und Rückleitung gebildete Bündel durch die beide umfassende Abstandshalterwendel im Abstand zum Innenrohr gehalten ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß jedes Leitungsrohr eine eigene Abstandshalterwendel trägt. Die Abstandshaltenvendeln sollten zweckmäßigerweise im Gegenschlag zur Wellrichtung aufgebracht sein, um zu verhindern, daß die Abstandshalterwendel in die Wellung ein-

rutscht. In besonders vorteilhafterweise bestehen dip Abstandshalter aus miteinander zopfartig verseilten ouer verdrillten Fäden oder Seilen aus isolierendem Material,

: vorzugsweise aus Kunststoff. Durch die punktweise Be-

rührung zwischen den einzelnen Fäden oder Seilen wird ein hoher Wärmewiderstand erzielt. Die Abstandshalter sind flexibel und zugfest genug, um den an sie gestellten

) Anforderungen zu genügen.

In Abänderung der bisher beschriebenen Ausführungsform können die Leitungsrohre eine von der Rreisform abweichende Querschnittsform aufweisen, zum Beispiel halbkreis- oder drittelkreisförmig sein. Dadurch wird eine bessere Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Querschnitts erzielt.

Die Querschnitte der einzelnen Leitungsrohre können einen unterschiedlichen Leitungsquerschnitt zeigen. Dies ist dann besonders vorteilhaft, wenn das zu transportierende Medium seine Phase ändert. Die Leitung mit dem großen Querschnitt dient dann beispielsweise als Rückleitung für das gasförmige Medium. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung umfassen sich die im Innern des Wärmeschildes angeordneten Leitungsrohre koaxial und sind durch ringkanalartige Vakuumräume getrennt. Dadurch wird eine weitere Minimierung des Wärmeeinfalls im innersten Leitungsrohr erreicht.

Die Neuerung ist anhand des in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels naher erläutert.

Der Wärmeschild der Transportleitung besteht ais einem Wellrohr 1, einem Wellrohr 2 sowie einem Wellrohr 3i welche in koaxialer Anordnung durch geeignete Abstands-

halter in radialem Abstand zueinander gehalten sind. Der Ringraum zwischen den Wellrohren 1 und 2 ist von Stikstoff durchströmt. Zwischen den Wellrohren 2 und 3 ist eine sogenannte Suporisolierung 4 angeordnet, welche aus vielen Lagen faserigen und wärmereflektierenden Materials in wechselnder Folge besteht. Nach dem Einbringen der sogenannten Superisolierung und der Endenkonfektioniorung wird der Raum zwischen den Wellrohren 2 und 3 evakuiert.

Gemäß der Neuerung sind im Innern des Wellrohres 1 Längsnahtgeschweißte Mctallwellrohre 5 und 6 im Abstand zur Wandung des Wellrohres 1 angeordnet. Hierzu dient eine Abstandshalterwendel 7» welche gemeinsam um die Wellrohre 5 und 6 herumgeführt ist. Das Wellrohr 6 trägt noch eine gesonderte Abstandshalterwendel 8, welche Wellrohr 5 und Wellrohr 6 in Abstands zueinander halten. Für den Anwendungsfall einer Transporticitung mit Vor- und Rücklaufleitung kann beispielsweise das Wellrohr 5 als Vorlaufleitung und das Wellrohr 6 als Rücklaufleitung verwendet werden. Der verbleibende Zwischenraum zwischen den Wellrohren 5 und 6 und dem Wellrohr 1 ist evakuiert. Dabei können die Abstandshalterwendeln im GleichschJag oder im Gegenschlag zueinander aufgebracht werden. Es können aber auch beide Rohre 5 und 6 eine eigene Abstandshalterwendel besitzen.

In der Figur 2 ist eine besonders günstige Ausgestaltung der Abstandshalterwendeln 7 und 8 dargestellt. Der Abstandshalter besteht aus den Kunststoffeinzeüsträngen 9, 10, 11 und 12, die miteinander zopfartig verflochten sind, u:id zwar dergestalt, daß die Einzelstränge 9 bis 12 längs der W( r.del wellenförmig verlaufen, wobei je zwei Stränge in der einen und die beiden Stränge in einer hierzu senkrechten Ebene angeordnet sind. Unabhängig von der jeweiligen Lage der Einzelstränge 9 bis 12 kann der Abstaiidshalter

um das jeweilige Rohr herumgewickelt -werden. Es ergibt sich in jedem Fall eine optimale Wärmedämmung. Wegen der gekrümmten Oberflächen der Einzelstränge 9 bis 12, zum Beispiel bei solchem mit kreisförmigem Querschnitt, findet an den Kreuzungsstellen der Elemente nur eine punktförmige Berührung statt, die eine geringstmögliche Wärmeübertragung sichert. Als Vers eilelement ist die Abstandaendel weitgehend zugspannungsunempfindlich, so dais sie mit den üblichen Wickelvorrichtungen kontinuierlieh aufgebracht werden kann. Da die Zopfwendel über den Gesamtquerschnitt weitgehend kreisförmig ist, ergibt sich als weiterer Vorteil die Unempfindlichkeit gegen lagerichtiges Aufbringen. Ein Verkanten oder Kippen der Wendel bringt keine Verschlechterung der Warmedämmeigenschaften mit sich.

Claims

Kabel- und Metallwerke Gutehoff nun gshiit te Aktiengesellschaft I-I698 30.10.79 Schutzansprüche

1. Transportleitung für tiefkalte und/oder verflüssigte Gase, zum Beispiel Helium, mit einem Wärmeschild aus mindestens drei konzentrisch und im Abstand zueinander angeordneten metallischen Wellrohren, wobei zwischen dem außen^elegenen Wellrohr und dem ihm benachbarten Wellrohr mehrere Schichten von faserigen und wärmereflektierenden Materialien unter Vakuum angeordnet sind (Superisolierung), der nach innen folgende Ringkanal von flüssigem Stickstoff oder einem anderen Kühlmedium durchströmt ist und wo im Innenraum des innersten Wellrohres des Wärmeschildes Vakuum vorliegt, dadurch {^kennzeichnet , daß in diesem Vakuumkanal mehrere Leitungen (5»6) im Abstand zur Wandung des Innenwellrohres (l) und im Abstnd zueinander gemeinsam angeordnet sind und als längsnahtgeschweißte Metallrohre ausgebildet sind.

2. Transporüt eitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß sich im Innenkanal je eine Hin- und Rückleitung befinden.

3- Transportleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-JJ net, daß entweder Hin- oder Rückleitung (5 ιό) eine Abstandshalt erwendel (8) tragen und eine weitere Abstandshalterwendel (7) um Vor- und Rücklaufleitung (5,6) herumgeführt ist.

k. Transporti eitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennaichnet, daß jedes Leitungsrohr (5,6) eine eigene Abstandshalterwendel (8) trägt.

5· Transportleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterwendeln (7,8) aus miteinander zopfartig verseilten oder verdrillten Fäden oder Seilen (9,10,ll_r12) aus isolierendem Material, vorzugsweise aus Kunststoff, bestehen.

6. Transportleitung nach Anspruch 1 oder ei .em der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen der inneren Leitungsrohre von der Kreisform abweichen, zum Beispiel halbkreis- oder drittelkreisförmig sind.

7· Transportleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte «er inneren Leitungsrohre verschieden w ,·■■ ß sind.

8. Transport eitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leitungsrohre koaxial umfassen und durch ringkanalarti ge Vakuumrtiume getrennt sind.