一种低漏热低温介质柔性转注管道结构

1.本发明涉及一种低温介质转注管道，尤其涉及一种液氢温区双层护套铠装的低漏热低温介质柔性转注管道结构。


背景技术：

2.液氢在一个大气压下沸点仅有20k左右，具有沸点低、气化潜热小等特点，且在输运管道中包括气态氢、气液两相氢、饱和状态氢以及过冷态氢都可能存在，这增加了液氢在输运管道内流动的复杂性，也对输送管路的泄漏、保温特性有着非常高的要求。但现有的转注管道在高真空、低漏热、高稳定性等方面还存在一些不足。具体来说：
3.(1)现有的转注管道，大多采用多个环形支撑，这种支撑方式会导致较多的热传导，且管间未设置吸附材料，会使夹层中残余的气体引起对流传热和导热，如果同时出现泄漏则无法保证转注过程正常进行；
4.(2)现有的管道采用的金属紧固件，容易导致碰撞摩擦引起电火花等不安全因素。
5.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供了一种低漏热低温介质柔性转注管道结构，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
7.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
8.本发明的低漏热低温介质柔性转注管道结构，包括双层液氢转注柔性软管组件、双层护套铠装组件，所述双层液氢转注柔性软管组件在内，所述双层护套铠装组件在外包裹住所述双层液氢转注柔性软管；
9.所述双层液氢转注柔性软管结构具体包括自内向外依次套叠的内层波纹管、内管螺旋吸气带、变层密度绝热层、外管螺旋赫兹接触支撑、外层波纹管，其中：
10.所述内管螺旋吸气带以螺旋形式缠绕在内层波纹管上，变层密度绝热层覆盖在内管螺旋吸气带上，由外管螺旋赫兹接触支撑紧固；所述外层波纹管与外管螺旋赫兹接触支撑连接，一部分固定支撑，另一部分活动支撑，所述内螺旋吸气带与外螺旋赫兹接触支撑互为反向对称缠绕；
11.所述双层护套铠装组件具体包括自内向外依次套叠的内护套、内张力铠装线、中间护套、外张力铠装线、外护套，所述内护套与所述外层波纹管过渡配合，其中：
12.所述内张力铠装线紧压在内护套上，中间护套覆盖在内张力铠装线上，外张力铠装线缠绕在中间护套，内张力铠装线与外张力铠装线互为反向缠绕，外护套作为最外层紧压在外张力铠装线上。
13.与现有技术相比，本发明所提供的低漏热低温介质柔性转注管道结构，其结构简单、实用性强，能够使得液氢等低温介质在转注过程中，保证高真空、更少的热量损失及构件之间更高的稳定性，保证柔性软管在承受拉压弯扭及反复大温差热冲击等各种载荷下仍
然对双层波纹管具有良好的保护效果。内中外三层非金属护套将金属件间隔开，避免金属摩擦和磨损，也能有效避免金属直接接触碰撞引起电火花等不安全因素。该结构解决了现有研究中存在多种危险不可靠因素的问题，对提高实际环境中的液氢等低温介质转注安全具有重大意义。
附图说明
14.图1为本发明实施例提供的低漏热低温介质柔性转注管道结构中间一段的整体结构示意图；
15.图2为本发明实施例的双层液氢转注柔性软管的分解示意图；
16.图3为本发明实施例的双层护套铠装的分解示意图。
17.图中：
18.1、双层液氢转注柔性软管组件，2、双层护套铠装组件；1-1、内层波纹管，1-2、内管螺旋吸气带，1-3、变层密度绝热层，1-4、外管螺旋赫兹接触支撑，1-5、外层波纹管；2-1、内护套，2-2、内张力铠装线，2-3、中间护套，2-4、外张力铠装线，2-5、外护套。
具体实施方式
19.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
20.首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
21.术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，x和/或y表示既包括“x”或“y”的情况也包括“x和y”的三种情况。
22.术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
23.术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
24.除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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；可以是直接相连，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。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文中的具体含义。
25.术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。
26.本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
27.本发明的低漏热低温介质柔性转注管道结构，包括双层液氢转注柔性软管组件、双层护套铠装组件，所述双层液氢转注柔性软管组件在内，所述双层护套铠装组件在外包裹住所述双层液氢转注柔性软管；
28.所述双层液氢转注柔性软管结构具体包括自内向外依次套叠的内层波纹管、内管螺旋吸气带、变层密度绝热层、外管螺旋赫兹接触支撑、外层波纹管，其中：
29.所述内管螺旋吸气带以螺旋形式缠绕在内层波纹管上，变层密度绝热层覆盖在内管螺旋吸气带上，由外管螺旋赫兹接触支撑紧固；所述外层波纹管与外管螺旋赫兹接触支撑连接，一部分固定支撑，另一部分活动支撑，所述内螺旋吸气带与外螺旋赫兹接触支撑互为反向对称缠绕；
30.所述双层护套铠装组件具体包括自内向外依次套叠的内护套、内张力铠装线、中间护套、外张力铠装线、外护套，所述内护套与所述外层波纹管过渡配合，其中：
31.所述内张力铠装线紧压在内护套上，中间护套覆盖在内张力铠装线上，外张力铠装线缠绕在中间护套，内张力铠装线与外张力铠装线互为反向缠绕，外护套作为最外层紧压在外张力铠装线上。
32.所述内管螺旋吸气带能够捕获和释放转注过程中的多种气体并提供螺旋支撑，能够满足高效吸附放气；
33.所述变层密度绝热层与外管螺旋赫兹接触支撑能够提高双层管间真空度，降低热对流，同时赫兹接触也能降低热传导。
34.所述内张力铠装线与外张力铠装线互为反向缠绕，能使柔性软管在承受拉压弯扭及反复大温差热冲击载荷下仍然对双层波纹管具有良好的保护效果，具有耐拉压、防弯扭、抗失稳的优点；
35.所述内护套、中间护套、外护套为非金属护套，非金属护套将金属件间隔开，能避免金属摩擦和磨损，效避免金属直接接触碰撞引起电火花不安全因素。
36.综上可见，本发明实施例的低漏热低温介质柔性转注管道结构的径向截面特征：双层低温转注柔性软管组件在内侧，双层护套铠装组件在外侧包裹双层低温转注柔性软管；双层低温转注柔性软管组件包括内层波纹管、内管螺旋吸气带、变层密度绝热层、外管螺旋赫兹接触支撑、外层波纹管；双层护套铠装组件包括内护套、内张力铠装线、中间护套、外张力铠装线、外护套。
37.本发明结构简单、实用性强，能够使得液氢在转注过程中，保证低温转注管道具有高真空、低漏热、防失稳的特点，保证高真空、更少的热量损失及构件之间更高的稳定性，并能保证柔性软管在承受拉压弯扭及反复大温差热冲击等各种载荷下仍然对双层波纹管具有良好的受力状态和安全的保护效果；内中外三层非金属护套将金属件间隔开，避免金属
摩擦和磨损，也能有效避免金属直接接触碰撞引起电火花等不安全因素。
38.为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的进行详细描述。
39.实施例1
40.如图1所示，为本发明实施例提供的液氢温区双层护套铠装的新型高真空低漏热柔性转注管道中间一段的整体结构示意图，管长可按照工程实际不限，管两端接头可采用真空快开和真空法兰连接形式不限，所述该结构径向截面布局包括双层液氢转注柔性软管组件1、双层护套铠装组件2，其中：
41.所述双层液氢转注柔性软管组件1在内侧，双层护套铠装组件2在外侧包裹双层液氢转注柔性软管组件1的最外侧；
42.如图2所示，为本发明实施例所述双层液氢转注柔性软管的分解示意图，所述双层液氢转注柔性软管组件1具体包括内层波纹管1-1、内管螺旋吸气带1-2、变层密度绝热层1-3、外管螺旋赫兹接触支撑1-4、外层波纹管1-5，其中：
43.内管螺旋吸气带以螺旋形式缠绕在内层管上，变层密度绝热层覆盖在内管螺旋吸气带上，由外管螺旋赫兹接触支撑紧固，外层波纹管与外管螺旋赫兹接触支撑连接，部分固定支承，部分活动支承。
44.如图3所示，为本发明实施例所述双层护套铠装组件的分解示意图，所述双层护套铠装组件具体包括内护套2-1、内张力铠装线2-2、中间护套2-3、外张力铠装线2-4、外护套2-5。
45.内护套与外层波纹管过渡配合，内张力铠装线紧压在内护套上，中间护套覆盖在内张力铠装线上，用于分隔内外张力铠装线，内外张力铠装线互为反向缠绕，外护套作为最外层紧压在外张力铠装线上，各层之间均采用过渡配合，防治窜动和摩擦。
46.具体来说，双层液氢转注柔性软管组件1的内外波纹管之间由内管螺旋吸气带1-2、变层密度绝热层1-3和外管螺旋赫兹接触支撑1-4组成，内管螺旋吸气带1-2具有快速捕获和释放转注过程中的多种气体和螺旋支撑特点，与外管螺旋赫兹接触支撑1-4构成反向对称的稳定支撑结构，该结构既能提高层间真空度、减少热对流，又能降低液氢热传导、减少内部热量的散失，同时也能保证层间构件的稳定性；双反向螺旋支撑间布置的变层密度绝热层1-3，内层为稀疏层，可有效防止热传导，外层为密实层，具有防辐射传热的特点；该结构使得低温转注管道沿径向截面具有快吸气、高真空、低漏热、支承稳的优点；
47.双层护套铠装组件2由非金属内护套2-1、内张力铠装线2-2、中间护套2-3和外张力铠装线2-4和外护套2-5五层组成，内外张力铠装线互为反向缠绕，保证柔性软管在承受拉压弯扭等载荷下仍然对双层液氢转注柔性软管组件1具有良好的保护效果，此外，在转注预冷、转注工况及停输等反复大温差热冲击载荷下双层护套铠装组件2具有对双层液氢转注柔性软管组件1的轴向防失稳特点。内中外三层非金属护套将金属件间隔开，避免金属摩擦和磨损，也能有效避免金属直接接触碰撞引起电火花等不安全因素。
48.值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
49.综上所述，本发明实施例所述结构能够满足高真空低漏热的柔性转注管道的所有要求，通过双层液氢转注柔性软管组件与双层护套铠装组件的互相结合，能够形成高真空
低漏热的环境，且双反向螺旋支撑能够形成更加稳定的结构，同时双层护套铠装能够保证柔性软管在承受拉压弯扭及反复大温差热冲击等各种载荷下仍然对双层液氢转注柔性软管具有良好的保护效果。
50.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。