專利名稱：多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種低溫技術(shù)中的輸送管道，尤其是一種多層真空絕熱管道的小真空連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著低溫流體介質(zhì)(如液氮，液氧，液氫，液氦等)在國防、化工、航天和其他尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，低溫流體的輸送是低溫技術(shù)中的重要組成部分，而輸送介質(zhì)時如何減少管內(nèi)介質(zhì)與外界環(huán)境的傳熱是關(guān)鍵的技術(shù)問題之一，要保證良好的絕熱效果輸送管多采用的是多層真空絕熱形式。該輸送管道由兩根以上的多根管段組裝而成。
在國內(nèi)，工程上應(yīng)用的多層真空絕熱管采用可拆卸的法蘭連接，如插拔式法蘭連接，對接式法蘭連接，而國外早已出現(xiàn)了先進(jìn)的焊接式連接。按目前在工程上應(yīng)用的真空絕熱管路法蘭連接的絕熱水平，對于相同規(guī)格的真空管，輸送相同工況的介質(zhì)，對接式法蘭連接的漏熱量較大；而由于熱橋長，插拔式法蘭連接漏熱相對較少，但一般都在80％以上(視管道長度而定)。對接法蘭式連接，隔氣不隔液，插拔式連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)場裝卸需一段200mm的安裝間距，整根管道需要一處可伸縮的空間距離，裝卸極不方便。無論是對接式法蘭連接還是插拔式法蘭連接，在法蘭連接處的漏熱占管道總漏熱量的絕大部分，因此減少連接處的漏熱將大大改善整條真空管路的絕熱效果。
可拆卸式法蘭連接的另一缺點是需要在內(nèi)、外管接口處設(shè)置兩道密封，不僅結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且受密封件、肩圈及內(nèi)外管的加工精度影響，若密封不嚴(yán)，會出現(xiàn)以下幾種情況1)內(nèi)密封不嚴(yán)，外密封良好，則低溫介質(zhì)漏入熱橋中，由于常溫的法蘭與熱橋相連，低溫介質(zhì)與法蘭接觸使得法蘭表面溫度降低出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)霜；2)內(nèi)密封良好，外密封不嚴(yán)，常溫氣體進(jìn)入熱橋內(nèi)，內(nèi)管與外界氣體出現(xiàn)熱交換，使內(nèi)管溫度升高，進(jìn)而導(dǎo)致管內(nèi)低溫介質(zhì)溫度升高，出現(xiàn)氣化，管內(nèi)出現(xiàn)液、氣兩相流，降低低溫介質(zhì)品質(zhì)；3)內(nèi)、外密封均不嚴(yán)，則不僅法蘭會嚴(yán)重結(jié)霜，且在法蘭連接處出現(xiàn)漏液?？紤]到上述因素，在無需經(jīng)常拆卸的管道中，設(shè)計一種絕熱效果好，可靠性高的多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，成為研究的一個課題。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，以改善低溫真空管道輸送介質(zhì)時的絕熱效果。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，是在兩根以上的管段組裝在一起每相鄰兩根管段之間的固定連接結(jié)構(gòu)。所述每相鄰兩根管段之間的固定連接結(jié)構(gòu)包括兩根內(nèi)管，在兩根內(nèi)管連接處的外徑上搭有內(nèi)短接管，并通過在其兩端圓周上的角焊形成固定連接，在所述每相鄰兩根管段之間的固定連接結(jié)構(gòu)的外部設(shè)有與兩根內(nèi)管同軸的兩根外管，在兩根內(nèi)管與兩根外管之間分別通過與其同軸的兩個U型熱橋焊接形成固定連接，其中，兩個U型熱橋的一端分別固定連接在兩根外管相對的端部上，另一端分別固定連接在兩根內(nèi)管的外圓周上，在兩個U型熱橋上搭有與其同軸的外短接管，并通過在其兩端圓周上的角焊形成連接在兩根外管端部的U型熱橋與外短接管的固定連接，在內(nèi)管、內(nèi)短接管、與外短接管及U型熱橋之間形成一個封閉的小真空腔。
所述的外短接管上設(shè)有與小真空腔相通的抽真空嘴。
所述的兩根內(nèi)管、內(nèi)短接管、外短接管、及兩個U型熱橋之間所形成的小真空腔中還放有吸附劑。
所述的兩根內(nèi)管的外圓周上還纏繞有十層以上的隔熱層。
所述的兩根內(nèi)管相對的兩端部之間設(shè)有5-30毫米的間隙，該間隙優(yōu)選為10毫米。
所述搭接在兩根內(nèi)管上的內(nèi)短接管，其在兩根內(nèi)管上的重合段A均為10-30毫米，優(yōu)選為15-20毫米。
所述的兩根內(nèi)管所纏繞的隔熱層為玻璃絲布與鋁箔交替纏繞結(jié)構(gòu)。
采用上述技術(shù)方案后，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。
本實用新型一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，在多層真空絕熱管工作過程中，當(dāng)?shù)蜏亟橘|(zhì)流經(jīng)真空管路時由于在管道連接處有小真空腔，內(nèi)管被冷卻成介質(zhì)溫度，外管是環(huán)境溫度，熱量主要通過連接內(nèi)外管的熱橋傳導(dǎo)，焊接時金屬材料釋放微量的氣體主要為H2，最高含量達(dá)95％，其余的是N2、O2、Ar、CO2等氣體，大部分被吸附劑吸附，小真空腔內(nèi)形成很高的真空度；熱輻射被纏繞的玻璃絲布和鋁箔阻斷，因此在大大改善了低溫真空管道輸送介質(zhì)時的絕熱效果。
本實用新型一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點在于1)小真空連接的漏熱主要是來自于連接內(nèi)外管的U型熱橋的熱傳導(dǎo)，因小真空內(nèi)具有很高的真空度，基本上沒有熱輻射和對流，減少了熱損失，改善了真空管路的絕熱效果；2)結(jié)構(gòu)簡單，密封可靠，只要焊縫無氣孔、無裂紋，符合要求，不會發(fā)生泄漏和大量的漏熱情況。


圖1是本實用新型多層真空絕熱管的小真空焊接連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號名稱1、內(nèi)管；2、U型熱橋；3、內(nèi)短接管；4、抽空嘴；5、吸附劑；6、外短接管；7、外管；8、小真空腔；9、隔熱層；10、兩內(nèi)管的間隙具體實施方式
如圖1所，本實用新型多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，是在兩根以上的管段組裝時每相鄰兩根管段之間的固定連接結(jié)構(gòu)，主要特征是，所述每相鄰兩根管段之間的固定連接結(jié)構(gòu)包括兩根內(nèi)管1，在兩根內(nèi)管1連接處的外徑上搭有內(nèi)短接管3，并通過在其兩端周上的角焊形成固定連接。在所述每相鄰兩根管段之間固定連接結(jié)構(gòu)的外部設(shè)有與兩根內(nèi)管1同軸的兩根外管7。在兩根內(nèi)管1與兩根外管7之間分別通過與其同軸的兩個U型熱橋2焊接形成固定連接，其中，兩個U型熱橋2的一端分別固定連接在兩根外管7相對的端部上，另一端分別固定連接在兩根內(nèi)管1的外圓周上。在兩個U型熱橋2上搭有與其同軸的外短接管6，并通過在其兩端圓周上的角焊形成連接在兩根外管7端部的兩個U型熱橋2與外短接管6的固定連接，在兩根內(nèi)管1、內(nèi)短接管3、外短接管6及兩個U型熱橋2之間形成一個封閉的小真空腔8。
所述外短接管6通過U型熱橋2將兩根外管7連接在一起，外接管6上設(shè)有與小真空腔8相通的抽真空嘴4，小真空腔8通過該抽真空嘴4被抽成真空，并獲得長期保持小真空腔在低溫工作情況下的真空度。通常在小真空腔8內(nèi)還放置有吸附劑5，如活性炭或分子篩，吸收材料釋放的氣體。
另外，在所述兩根內(nèi)管1的外圓周上還纏繞有十層以上的隔熱層9，該隔熱層9為玻璃絲布與鋁箔交替纏繞的結(jié)構(gòu)，用以減少熱輻射。
上面所述兩根內(nèi)管1相對的兩端部之間設(shè)有5-30毫米的一段間距或稱為間隙10，該間隙10優(yōu)選為15-20毫米，通過搭接在兩根內(nèi)管1上的內(nèi)短接管3將兩根內(nèi)管3連接在一起，所述搭接在兩根內(nèi)管1上的內(nèi)短接管3，其在兩根內(nèi)管1上保持有一定的重合段A，通過角焊固定連接，該重合段A均為10-30毫米，優(yōu)選為15-20毫米。
本實用新型多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，在由兩根以上的多管段組裝而成的輸送管道中的工作原理是由于在管道連接處具有小真空腔8，內(nèi)管1被冷卻成介質(zhì)溫度，外管是環(huán)境溫度，熱量主要通過連接內(nèi)外管的U型熱橋2傳導(dǎo)，焊接時金屬材料釋放的微量氣體，大部分被吸附劑5吸附，小真空腔內(nèi)形成很高的真空度，其熱輻射又被纏繞在內(nèi)管1上的隔熱層9阻斷，因此本實用新型多層真空絕熱管的小真空焊連接結(jié)構(gòu)，明顯改善了低溫真空管道輸送介質(zhì)時的絕熱效果，具有絕熱效果好使用可靠的功效。
權(quán)利要求1.一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，是在二根以上的管段組裝在一起每相鄰二根管段之間的固定連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述每相鄰二根管段之間的固定連接結(jié)構(gòu)包括二根內(nèi)管(1)，在二根內(nèi)管(1)連接處的外徑上搭有內(nèi)短接管(3)，并通過在其兩端圓周上的角焊形成固定連接，在所述每相鄰二根管段之間的固定連接結(jié)構(gòu)的外部設(shè)有與二根內(nèi)管(1)同軸的二根外管(7)，在二根內(nèi)管(1)與二根外管(7)之間分別通過與其同軸的二個U型熱橋(2)焊接形成固定連接，其中，二個U型熱橋(2)的一端分別固定連接在二根外管(7)相對的端部上，另一端分別固定連接在二根內(nèi)管(1)的外圓周上，在二個U型熱橋(2)上搭有與其同軸的外短接管(6)，并通過在其兩端圓周上的角焊形成連接在二根外管(7)端部的U型熱橋(2)與外短接管(6)的固定連接，在內(nèi)管(1)、內(nèi)短接管(3)、與外短接管(6)及U型熱橋(2)之間形成一個封閉的小真空腔(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的外短接管(6)上設(shè)有與小真空腔(8)相通的抽真空嘴(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的二根內(nèi)管(1)、內(nèi)短接管(3)、外短接管(6)、及二個U型熱橋(2)之間所形成的小真空腔(8)中還放有吸附劑(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的二根內(nèi)管(1)的外圓周上還纏繞有十層以上的隔熱層(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的二根內(nèi)管(1)相對的二端部之間設(shè)有5-30毫米的間隙(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述搭接在二根內(nèi)管(1)上的內(nèi)短接管(3)，其在二根內(nèi)管(1)上的重合段(A)均為10-30毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的二根內(nèi)管(1)所纏繞的隔熱層(9)為玻璃絲布與鋁箔交替纏繞結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述兩根內(nèi)管(1)相對的兩端部之間設(shè)有10毫米的間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述搭接在兩根內(nèi)管(1)上的內(nèi)短接管(3)，其在兩根內(nèi)管(1)上的重合段(A)為15～20毫米。
專利摘要本實用新型公開了一種多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)，它是在兩根以上的管段組裝在一起每相鄰兩根管段之間的固定連接結(jié)構(gòu)，包括兩根內(nèi)管，在兩根內(nèi)管連接處的外徑上搭焊一內(nèi)短接管。在連接結(jié)構(gòu)外部有兩根外管，該內(nèi)管與外管之間分別通過與其同軸的兩個U型熱橋焊接形成固定連接，其中兩個U型熱橋的一端分別焊接在兩根外管相對的端部上，另一端焊接在兩根內(nèi)管上。在兩個U型熱橋上搭焊有外短接管使兩根外管連接為一起，在內(nèi)管、內(nèi)短接管外短接管及U型熱橋之間形成一個封閉的小真空腔。因此，本實用新型多層真空絕熱管的小真空焊接連接結(jié)構(gòu)具有絕熱效果好，使用可靠的功效。
文檔編號F16L59/06GK2916308SQ20062000835
公開日2007年6月27日 申請日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者劉新民, 李 誠, 韓戰(zhàn)秀, 楊林, 劉瑞敏, 吳光中 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院第一○一研究所