一种带冷屏的低温流体传输管道制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带冷屏的低温流体传输管道。该低温流体传输管道包括外管，输送低温流体的内管，套装于外管和内管之间、呈管状的冷屏，所述冷屏为由内冷屏和外冷屏套装而成的夹层结构，该夹层内部用于填充制冷液。本实用新型专利技术无需对冷屏不断输送制冷液，同时解决了传统的冷屏热效率低、冷屏温度均匀性差的不足，可广泛应用于低温流体传输领域。

A cryogenic fluid transmission pipeline with a cold screen

The utility model discloses a low temperature fluid transmission pipeline with a cold screen. The cryogenic fluid transmission pipeline includes an outer tube, an inner tube conveying low-temperature fluid, and a tubular cold screen between the outer tube and the inner tube. The cold screen is a sandwich structure made of an internal cooling screen and an outer cooling screen, which is used for filling the refrigerating liquid inside the sandwich. The utility model does not need to continuously convey refrigerating liquid to the cold screen, and simultaneously solves the shortcomings of the traditional cold screen, such as low thermal efficiency and poor uniformity of the cold screen temperature, and can be widely applied to the field of cryogenic fluid transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种带冷屏的低温流体传输管道
本技术属于低温流体传输领域，尤其涉及一种带冷屏的低温流体输送管道。
技术介绍
多通道复合管线主要用于输送超低温流体(如液氦等)，在超导、深冷、医学、科研等领域都有所应用。由于其输送的超低温流体一般非常稀少且生产困难，因此其价格异常昂贵。在非工作区域，此类超低温流体往往通过多通道复合管线进行传输。为了降低此类超低温流体在非工作区域的蒸发量，提高使用效率，降低成本，一般会在多通道复合管线内部加一层冷屏，减少超低温流体的辐射漏热。此种冷屏种类繁多，像铜冷屏、铝冷屏都已经广泛被应用，虽然冷屏材质不尽相同，但其原理一致，就是在屏的表面接触(焊接等方式)若干根冷管(主要作用是传输其它非贵重冷却流体)，让冷管的冷量传导到冷屏上，给超低温流体的输送提供外围低温环境。比如，中国专利CN2755404Y公开了一种真空夹层带冷屏低温流体输送管道。该管道包括如下技术特征：在外管上装有真空抽口、泄压装置、外管波纹管，在外管的内腔装有氦管和支撑板总成，支撑板总成中的部分支撑板上固定有氦管和冷屏，该氦管钎焊在冷屏上。现有技术中的冷屏存在如下缺陷：其一，此类冷屏冷量来自冷管，而冷管与冷屏之间大都通过焊接连接。由于其连接方式的固有缺陷，冷管和冷屏之间存在接触热阻，造成冷管的冷量无法完全传到冷屏上，不仅增加了冷屏的降温时间，同时也造成了冷却流体浪费。其二，冷管与冷屏接触面积有限，而其它非接触部位的冷量是从接触部位传导过来，在传导的路径上必然存在热阻，导致冷屏的温度均匀性较差，从而影响多通道复合管线的传输性能。其三，传统冷屏大都为圆筒型结构，热容量小，要保证冷屏温度时刻满足条件，就必须要求冷却流体不断的输送，这样的模式也大大的增加了冷却流体的浪费。
技术实现思路
本技术针对现有的技术问题作出改进，即技术所要解决的技术问题是提供一种带冷屏的低温流体传输管道，该管道无需向冷屏不断输送制冷液，同时避免了传统的冷管与冷屏热接触效率较低、冷屏温度均匀性差的不足。为解决上述问题，本技术提供了一种带冷屏的低温流体传输管道，包括外管，输送低温流体的内管，套装于外管和内管之间、呈管状的冷屏，所述冷屏为由内冷屏和外冷屏套装而成的夹层结构，该夹层内部用于填充制冷液。进一步，所述冷屏设有供排出制冷液的位于冷屏上部的冷屏出口，所述冷屏设有供注入制冷液的位于冷屏下部的冷屏入口。进一步，所述冷屏入口和冷屏出口各为一个，冷屏入口布置于冷屏轴向的一端I附近，冷屏出口布置于冷屏轴向的另一端II附近，冷屏入口和冷屏出口在冷屏横截面的投影沿冷屏周向错开180度。进一步，所述冷屏入口和冷屏出口各为一个，均位于冷屏轴向同一端I附近，冷屏入口和冷屏出口在冷屏横截面的投影位置沿冷屏周向错开180度；所述冷屏入口连接沿冷屏轴向伸入冷屏内部的管道，该管道延伸至冷屏轴向的另一端II附近，并在端部II附近将制冷液释放入冷屏夹层内。进一步，所述内冷屏通过补芯固定于外冷屏内，该补芯为套装于内冷屏和外冷屏之间、沿冷屏轴向布置的若干个环状结构。进一步，还包括沿内管轴向等间距布置、位于内管和冷屏间的若干个内管支撑组件；该内管支撑组件中部设有供内管穿过的通孔，该通孔内部设有凸起结构，内管通过该凸起结构卡在内管支撑组件内；内管支撑组件还包括分别位于其左右两端的支撑板，每块支撑板的板平面平行于内管轴线且支撑板与冷屏轴平行的上下边缘卡于冷屏的内壁表面。进一步，还包括沿外管轴向等间距布置、位于冷屏和外管间的若干个冷屏支撑组件，每个冷屏支撑组件由三个沿外管的圆周方向等角度间距布置的冷屏支撑件组成，每个冷屏支撑件由相互垂直的且固定连接的内支撑板和外支撑板组成；所述内支撑板卡在冷屏的外壁表面上，其板平面方向与冷屏轴向垂直，其靠近冷屏外表面的边缘为与外冷屏圆弧表面相匹配的凹口形；所述外支撑板卡在外管的内壁表面上，其板平面与冷屏轴向平行。本技术通过在低温流体传输管道设置冷屏，该冷屏由内冷屏和外冷屏组成，内外冷屏之间带有一定容积空间供存储制冷液。制冷液可直接进入到冷屏内部空间，相比于制冷管与冷屏钎焊的方式，无任何接触热阻，冷却流体的冷量能充分的被利用，降低了冷屏的降温时间。因带夹层的冷屏存储的制冷液容量大，制冷液可以间隔输送，无需连续式输送，减少了制冷液的浪费。冷屏正常工作过程中，在冷屏内部空间始终充满制冷液，保证了冷屏的温度均匀性基本一致。冷屏出口和冷屏入口的沿竖直方向即重力反方向上的上下位置关系，使得低温流体传输管道正常工作时，气化的制冷液方便从冷屏出口排出。尽量远距离的布置冷屏入口和冷屏出口位置，使得制冷液在冷屏夹层空间内充分流动，提高了冷屏的温度均匀性。内管支撑组件和冷屏支撑组件的结构和连接方式，在保证结构稳定性的前提下，尽量减少了其与冷屏、内管、外管的接触面积，也就减少了热传导损耗，提高了整个低温流体传输管道的制冷效果。附图说明图1是本技术的横截面视图，也是本技术的主视图；图2是图1的A-A向剖视图；图3是本技术实施例二的图1的B-B向剖视图；图4是本技术内管支撑组件结构图；图5是本技术冷屏支撑组件结构图。具体实施方式以下描述用于揭露本技术以使本领域技术人员能够实现本技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。实施例一：如图1所示，本实施例中的带冷屏的低温流体传输管道的截面图，也是本实施例的主视图。冷屏结构径向包括由内向外依次设置的且同轴的内管10、冷屏30和外管20。内管10通过内管支撑组件40安装于冷屏内表面。冷屏通过冷屏支撑组件50安装于外管20内表面。为了对低温流体传输管道抽取真空，外管20上设有真空抽口和卸压装置。冷屏与内管之间、冷屏与外管之间为真空夹层。内管、冷屏的外壁上包覆绝热材料。冷屏30由外冷屏32和内冷屏31组成，内外冷屏为同轴设置的圆筒型结构，内外冷屏之间的环状隔层里设有补芯。如图2所示，内管支撑组件40和冷屏支撑组件50为多个，且沿低温传输管道的轴向等间距布置。从工程设计和实现上，在满足管道结构强度和刚度条件下沿低温传输管道轴线上尽量减少内管支撑组件40和冷屏支撑组件50的数量。本实施例中，内管10为两根，分别用于超低温流体的进与回。图4是本实施例内管支撑组件40结构图，每个内管支撑组件40中部设置有两通孔，每个通孔对应固定一根内管。内管支撑组件40上另开有减重通孔，在保证支撑强度的条件下减轻自身重量，减少导热传输，同时便于加工。该内管支撑组件左右两端各设有一块支撑板。低温流体传输管道的中心轴平行于支撑板的平面。固定状态下，每个支撑板的上下两边缘平行于低温流体传输管道的轴向亦平行于内冷屏31的轴向，且该边缘卡在内冷屏31的内壁表面。通过该安装方式，内管支撑组件40仅在其四个边角上与冷屏30的内表面存在线接触，减少了结构连接上的接触表面，即减少了内管10冷量经内管支撑组件40的传输损失。本实施例中，内管支撑组件中部的通孔内壁设有若干卡装内管的凸起结构，内管通过该凸起结构卡于内管支撑组件中心。凸起结构的设置同样起到减少接触面积、降低冷量损失的作用。本实施例中，每个冷屏支撑组件50由三个冷屏支撑件组成，这三个冷屏支撑件沿外管的环周方向等角度间距布置。图5是本技术冷屏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带冷屏的低温流体传输管道，包括外管，输送低温流体的内管，套装于外管和内管之间、呈管状的冷屏，其特征在于，所述冷屏为由内冷屏和外冷屏套装而成的夹层结构，该夹层内部用于填充制冷液，所述冷屏设有供排出制冷液的位于冷屏上部的冷屏出口，所述冷屏设有供注入制冷液的位于冷屏下部的冷屏入口，所述内冷屏通过补芯固定于外冷屏内，该补芯为套装于内冷屏和外冷屏之间、沿冷屏轴向布置的若干个环状结构，所述带冷屏的低温流体传输管道还包括沿内管轴向等间距布置、位于内管和冷屏间的若干个内管支撑组件；该内管支撑组件中部设有供内管穿过的通孔，该通孔内部设有凸起结构，内管通过该凸起结构卡在内管支撑组件内；内管支撑组件还包括分别位于其左右两端的支撑板，每块支撑板的板平面平行于内管轴线且支撑板与冷屏轴平行的上下边缘卡于冷屏的内壁表面，所述带冷屏的低温流体传输管道还包括沿外管轴向等间距布置、位于冷屏和外管间的若干个冷屏支撑组件，每个冷屏支撑组件由三个沿外管的圆周方向等角度间距布置的冷屏支撑件组成，每个冷屏支撑件由相互垂直的且固定连接的内支撑板和外支撑板组成；所述内支撑板卡在冷屏的外壁表面上，其板平面方向与冷屏轴向垂直，其靠近冷屏外表面的边缘为与外冷屏圆弧表面相匹配的凹口形；所述外支撑板卡在外管的内壁表面上，其板平面与冷屏轴向平行。...

【技术特征摘要】
1.一种带冷屏的低温流体传输管道，包括外管，输送低温流体的内管，套装于外管和内管之间、呈管状的冷屏，其特征在于，所述冷屏为由内冷屏和外冷屏套装而成的夹层结构，该夹层内部用于填充制冷液，所述冷屏设有供排出制冷液的位于冷屏上部的冷屏出口，所述冷屏设有供注入制冷液的位于冷屏下部的冷屏入口，所述内冷屏通过补芯固定于外冷屏内，该补芯为套装于内冷屏和外冷屏之间、沿冷屏轴向布置的若干个环状结构，所述带冷屏的低温流体传输管道还包括沿内管轴向等间距布置、位于内管和冷屏间的若干个内管支撑组件；该内管支撑组件中部设有供内管穿过的通孔，该通孔内部设有凸起结构，内管通过该凸起结构卡在内管支撑组件内；内管支撑组件还包括分别位于其左右两端的支撑板，每块支撑板的板平面平行于内管轴线且支撑板与冷屏轴平行的上下边缘卡于冷屏的内壁表面，所述带冷屏的低温流体传输管道还包括沿外管轴向等间距布置、位于冷屏和外管间的若干个冷屏支撑组件，每个冷屏支撑组件由三个沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文清，丁怀况，汪澎，孙志和，章学华，武义锋，韩锐，陶文兵，黄倩，卢毛磊，王沛，胡居利，任琪琛，
申请(专利权)人：安徽万瑞冷电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34