柔性管线的制作方法

本发明涉及运输制冷剂的柔性管线(flexible pipeline)，该柔性管线具有位于外部的、相对于自身纵向形成有横向波纹的限定管，限定管内部布置有：相对于自身纵向形成有横向波纹的至少一个金属管道以引导制冷剂，以及金属构成的冷却管道以引导第二制冷剂，并且其中限定管中空置的空腔被抽空(evacuated)。

背景技术：

这种管线例如用于为需要冷却介质的超导磁体系统或低温泵或大型制冷单元提供供给。管线应当是柔性的并且还可以具有较长的长度。所使用的管道可优选地由高级钢构成。这些管道分别相对于各自的纵向形成有横向波纹，结果它们不仅能够弯曲，还能够稳定地抵抗径向载荷。相对于管道各自的纵向而横向延伸的波纹可以构造为螺旋形状或环形形状。

在根据EP 2 253 878 B1的已知管线中，存在布置在引导管道与限定管道(limiting pipe)之间的第二管道系统，以引导用于传送通过引导管道的制冷剂的、作为其它制冷剂的热屏蔽物。该第二管道系统由以下部分构成：位于内部的、相对于自身纵向形成有横向波纹的金属管道；以及与该内部金属管道相距一定距离并同轴地布置的，位于外部的、且也相对于自身纵向形成有横向波纹的金属管道。第二管道系统的内部管道布置为在空间上靠近管线的引导管道，并且在管线的引导管道与第二管道系统的内部管道之间、引导管道与内部管道的相对位置处布置有由绝热材料构成的固定的保持间隔物。这种已知管线已被证明在实践中是有价值的。然而，由于四个同轴的管道布置为彼此相距一定距离，因此该管线当然地具有相对大的外径。

根据前述US 3,565,118 A，描述了具有由金属构成的引导管道以引导制冷剂的管线，其中，例如，制冷剂涉及被送入引导管道中的具有例如4.5K的温度的液氦。用作间隔物的矩形截面的螺旋状带缠在引导管道周围，带也可以由金属构成。螺旋状冷却管道沿与带相同的反冲方向(reverse impact direction)缠绕在带的周围，螺旋状冷却管道引导外部制冷剂，外部制冷剂涉及具有例如80K的温度的液氮。在引导管道和冷却管道的单元的周围置有金属层，在金属层周围缠绕有构造为带的第二形成螺旋状的间隔物。在该间隔物上布置有由多个层构成的绝热件，相对于自身纵向形成有横向波纹的外部限定管包围该绝热件。

技术实现要素：

本发明旨在实现这样的目的：进一步发展前述管线，使得与已知管线相比可以减小管线的外径。

该目的是通过根据本发明的以下特征实现的：

-在限定管道的内部、相对于各自纵向形成有横向波纹至少两个金属管道被设置为引导制冷剂，每个金属管道分别被绝热部包围，并且在管线的运行期间制冷剂通过该至少两个金属管道被沿不同方向引导，并且

-由高导热材料构成的管状闭合套管被设置为包围两个金属管道和冷却管道，套管与冷却管道接触。

该管线的外径基本上由两个金属管道和冷却管道的直径来确定。在考虑了供制冷剂穿过的足够大且通畅的截面的情况下，金属管道和冷却管道的外径可以保持较小。这三个管道可以布置在使彼此接触的有限空间，使得由良导热材料构成的同一包围套管的直径也可以保持较小。

由良导热材料构成的套管与引导制冷剂的冷却管道一起起作用，从而用作两个金属管道中的制冷剂的热屏蔽物以阻拦外部发生的热，其中冷却管道以形成良好接触的方式靠在套管上。另外，两个金属管道中的制冷剂沿不同方向移动。结果，冷却介质，例如，来自冷却库(cooling plant)的液氦，被送入金属管道中的一个管道中。然后，氦在另一金属管道中例如作为气态氦流回冷却库。

限定管道基本上可以直接安装在套管上。实践中，将另一绝热部布置在套管上、套管与限定管道之间，并且有利的是，在套管与限定管道之间提供抽空区域。与已知的管线相比，限定管道的外径(其与管线的外径对应)仍可以保持为较小。

两个金属管道的绝热部可以由常规的绝热材料构成。但同时绝热部也可由彼此叠加布置的多个带或无纺布网(non-woven mesh)构成，带和无纺布网中的至少一者具有由合成材料(synthetic material)构成的至少一个层，该层的单面或双面涂覆有金属。

有利的是，冷却管道也构造为相对于自身纵向形成有横向波纹的金属管道。

有利的是，铜或铝可以用作套管的良导热材料。

附图说明

附图中示出了本发明的主题的实施例。

在附图中：

图1示意性地示出了用于传送制冷剂的结构。

图2示出了根据本发明的可在图1所示的结构中使用的管线的截面。

具体实施方式

氦例如可以用作运输制冷剂，并且氮作为用于管线的运行的第二制冷剂。有利的是，可以将氦在4.5K的温度下容纳在多个管线中的一个中，送入绝热金属管道中，并且通过第二绝热金属管道循环并引导回到输入点。有利的是，将氮在80K的温度下送入到冷却管道中。基本上，还可以使用其它冷却介质和其它温度。下面将不对冷却介质及其温度作更详细的描述。

当管线中布置有超过两个波状绝热金属管道时，可以例如设有适用于两种不同制冷剂的两个单独循环的四个管道。可以使用其它介质(例如氢)来替代氦。

图1示出了用于从冷却库(优选为氦冷却库1)被送入附接于该冷却库的管线2的制冷剂的运输路径的示意性示图。制冷剂经由管线2被运送到库3，库3可以是更大的冷却库。

管线2具有金属制的外部限定管4，外部限定管4相对于自身纵向形成有横向波纹，因而能够容易地弯曲。在限定管道4的中央布置有两个相对于各自的纵向形成有横向波纹的金属管道5和6，金属管道5和6分别被绝热部7和8包围。另外，在管线2的中间还设有由金属构成的冷却管道9，有利的是，冷却管道9也可以相对于自身的纵向形成横向波纹。

所描述的管道4、5、6和9全部优选地由高级钢构成。有利的是，这些管道可以全部具有大致相同的外径。

三个管道5、6和9被由良导热材料构成的同一套管10包围。其优选地由缠绕在三个管道5、6和9周围的至少一个带构造。有利的是，套管10由铜或铝构成。

在所示的实施例中，套管10被绝热部包围。

对于两个金属管道5和6的绝热部7和8以及套管10的绝热部11，可以使用常规绝热材料。有利的是，还可以将彼此层叠的更多个带缠绕在金属管道5周围、金属管道6以及套管10周围，这些带由单面或双面涂覆有金属的合成材料层构成。合成材料层可以例如由聚乙烯或双轴取向聚酯构成。至于金属，可以使用例如铝。

将限定管道4内的所有中空的空间抽空。

通过管线2的运行，例如，将来自氦冷却库1的液氦送入金属管道5中并且运输至库3。变热的、气态的氦被从库3经由金属管道6运输回氦冷却库1。同时，在整个运行期间，液氮处于冷却通道9中。有利的是，液氮移动通过冷却通道9。