一种环向绝缘的管道结构及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种环向绝缘的管道结构及制作方法，解决了现有技术中纯钢制管道存在导电和建设成本高的问题，具有保证真空管道气密性、绝缘的有益效果，具体方案如下：一种环向绝缘的管道结构，包括至少两层混凝土层，相邻两层混凝土层之间夹有拼装层；拼装层包括第一板和拼接件，第一板和拼接件拼成环形的拼装层，拼接件的材料为绝缘材料，拼接件与第一板固定连接；拼接件包括沿着管道结构环向设置的环向拼接件和沿着管道结构轴向设置的轴向拼接件，环向拼接件与轴向拼接件在交叉处连接。环向拼接件与轴向拼接件在交叉处连接。环向拼接件与轴向拼接件在交叉处连接。

【技术实现步骤摘要】
一种环向绝缘的管道结构及制作方法


[0001]本专利技术涉及真空管道超高速列车领域，尤其是一种环向绝缘的管道结构及制作方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]截止至2019年底，中国已建成世界上最大的高速铁路网络。中国高铁总建设里程已超过3.5万公里，覆盖全国29个省级行政区。当传统高铁在中国快速发展的同时，有“第五种交通工具”之称的真空管道超高速列车也渐渐进入人们的视野。真空管道超高速列车作为一种新型尖端轨道交通技术，采用“磁悬浮+低真空管道”，利用磁悬浮与地面脱离接触消除摩擦阻力，通过内部接近真空的管道有效减少空气阻力和噪声，实现磁浮列车在接近真空的低压管道内超高速行驶。开展低真空环境时速千公里级的磁悬浮列车研究，是航天科技与高铁技术相结合的一次颠覆性技术革命，已成为当今世界轨道交通领域研究的重点和热点。
[0004]超高速列车的运行需要配套相应的基础设施，其中最关键的部分之一就是低真空管道。无论是在地上或地下建立密闭管道，都需要先通过抽取空气令管道内部达到接近真空，然后磁悬浮列车才能在极弱的空气阻力下超高速运行。因此，这就要求管道具有超高的气密性，以保证列车运行过程中管道内部低真空环境的稳定性。钢制管道是一种选择，一方面材料本身具有很高的强度，另一方面其气密性能达到要求。因此国外很多研究机构在建设超高速列车试验线时都采用纯钢筒管道。
[0005]但是，专利技术人发现，纯钢筒管道1存在两个明显的弊端。参考图1所示，一是基于超导原理的磁悬浮列车通过时，管道中会形成电流场(尤其在环向)，电流2的产生会导致磁阻力的形成，从而对列车的运行产生影响(磁悬浮列车车体携带超导体，类似一个巨大的磁体，而钢制管道相当于线圈，那么根据法拉第定律，磁体沿线圈截面进行穿梭时，线圈中会形成电流，从而会形成磁阻力)。
[0006]二是钢制管道成本较大。目前国外的试验线均在5km以内，造价成本还可以接受；但考虑后期的实际应用，飞行列车的线路将是几百上千甚至上万公里，纯钢制管道的建设成本将是巨大的。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种环向绝缘的管道结构，避免真空管道结构环向导电，而且提高管道的支撑强度，并保证管道的气密性，能有效满足超高速飞行列车运行对低真空管道气密性及不产生磁阻力的特殊要求。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0009]一种环向绝缘的管道结构，包括至少两层混凝土层，混凝土层沿着管道的环向设
置，相邻两层混凝土层之间夹有拼装层；
[0010]拼装层包括第一板和拼接件，第一板具有设定的强度，第一板和拼接件拼成环形的拼装层，拼接件的材料为绝缘材料，拼接件与第一板固定连接；拼接件包括沿着管道结构环向设置的环向拼接件和沿着管道结构轴向设置的轴向拼接件，环向拼接件与轴向拼接件在交叉处连接。
[0011]上述的管道结构，并非纯钢筒结构件，其在环向设置多层混凝土层，混凝土层中之间设置拼装层，拼装层中拼接件为绝缘材料，通过绝缘的拼接件连接第一板，由此降低管道结构在环向的导电性能；进一步混凝土层与拼装层的混合搭配，使得低真空管道结构的制造成本得到有效降低；而且混凝土层可提供支撑大气压及管道结构自重的抗压能力，保证管道结构的整体稳定性。
[0012]如上所述的一种环向绝缘的管道结构，最内层所述混凝土层内侧涂覆有第一涂层；
[0013]最外层混凝土层的外侧涂覆有第二涂层，通过第一涂层和第二涂层涂覆于混凝土层的表面，不仅可以增强管道结构的整体气密性，且延缓混凝土层在低真空服役环境下水分损失；而且可以防止外界气体、离子或水分进入混凝土层内部进而腐蚀水泥基材料及拼装层，有效提升外层混凝土层及管道整体的耐久性。
[0014]如上所述的一种环向绝缘的管道结构，为了保证拼装层的整体性，所述拼装层中所述第一板设于所述拼接件的两侧，所述拼接件两侧的第一板接触设置，或者拼接件两侧的钢板之间间隔距离设置。
[0015]如上所述的一种环向绝缘的管道结构，为了实现第一板与拼接件的可靠连接，所述拼装层中所述第一板与所述拼接件通过锁紧件紧固连接，锁紧件可为螺栓或螺丝，螺栓或螺丝的头部或端部可在混凝土层成型过程中，增强水泥基材料与拼装层的粘结强度，有利于提高管道结构的稳定性。
[0016]如上所述的一种环向绝缘的管道结构，为了方便拼装层的安装，沿着所述管道的环向方向设置多条所述的环向拼接件，每一环向拼接件均包括多段环向拼接件，相邻两段环向拼接件之间通过锁紧件连接。
[0017]如上所述的一种环向绝缘的管道结构，沿着管道的轴向方向设置多条轴向拼接件，每条轴向拼接件包括多段轴向拼接件，相邻两段轴向拼接件之间通过锁紧件连接，通过轴向拼接件和环向拼接件限定了第一板的设置空间，可有效保证第一板与拼接件的连接可靠性。
[0018]如上所述的一种环向绝缘的管道结构，所述拼接件的材料为聚乙烯塑料板，聚乙烯塑料板具有较好的耐腐蚀、电绝缘性能。
[0019]如上所述的一种环向绝缘的管道结构，所述混凝土层的原材料为水泥基材料，水泥基材料包括如下成份：水泥、粉煤灰、硅灰、中砂、粒径小于8mm的碎石、水和减水剂，各成份的重量依次为：280
‑
320、45
‑
60、20
‑
28、800
‑
920、900
‑
1000、130
‑
180和7
‑
12，单位为kg/m3。
[0020]第二方面，本专利技术还提供了一种环向绝缘的管道结构的制作方法，包括如下内容：
[0021]制备拼装层，通过第一板和拼接件拼成环形的拼装层；
[0022]制作混凝土层成形的模具，将拼装层固定于模具中，将制备的水泥基材料浇筑于
模具中；
[0023]待管道硬化后拆除模具，并养护设定时间。
[0024]如上所述的一种环向绝缘的管道结构的制作方法，还包括如下内容：
[0025]在养护设定时间后，对混凝土层进行干燥处理；
[0026]干燥后，对最内层混凝土层的内侧涂覆第一涂层，在外层混凝土层的外侧涂覆第二涂层。
[0027]上述本专利技术的有益效果如下：
[0028]1)本专利技术通过混凝土层之间设置拼装层，拼装层由具有设定强度的第一板和拼接件拼装而成，相比于现有的纯钢筒管道和钢管混凝土管道，可有效保证管道结构的气密性，同时，降低管道结构在环向的导电性能；且拼装层与混凝土层的搭配结构，大大降低了纯钢管结构的制造成本。
[0029]2)本专利技术通过混凝土层作为拼装层的内外侧支撑，不仅可提供支撑大气压及管道自重的抗压能力，而且其高碱性环境可有效保护管道中第一板不锈蚀。
[0030]3)本专利技术拼装层中通过拼接件与第一板的可靠连接，保证拼装层的性能，使得拼装层具有较高的强度、韧性，而且降低管道结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环向绝缘的管道结构，其特征在于，包括至少两层混凝土层，混凝土层沿着管道的环向设置，相邻两层混凝土层之间夹有拼装层；拼装层包括第一板和拼接件，第一板和拼接件拼成环形的拼装层，拼接件的材料为绝缘材料，拼接件与第一板固定连接；拼接件包括沿着管道结构环向设置的环向拼接件和沿着管道结构轴向设置的轴向拼接件，环向拼接件与轴向拼接件在交叉处连接。2.根据权利要求1所述的一种环向绝缘的管道结构，其特征在于，最内层所述混凝土层内侧涂覆有第一涂层；最外层混凝土层的外侧涂覆有第二涂层。3.根据权利要求1所述的一种环向绝缘的管道结构，其特征在于，所述拼装层中所述第一板设于所述拼接件的两侧，所述拼接件两侧的第一板接触设置，或者拼接件两侧的钢板之间间隔距离设置。4.根据权利要求1所述的一种环向绝缘的管道结构，其特征在于，所述拼装层中所述第一板与所述拼接件通过锁紧件紧固连接。5.根据权利要求1所述的一种环向绝缘的管道结构，其特征在于，沿着所述管道的环向方向设置多条所述的环向拼接件，每一环向拼接件均包括多段环向拼接件，相邻两段环向拼接件之间通过锁紧件连接。6.根据权利要求1所述的一种环向绝缘的管道结构，其特征在于，沿着管道的轴向方向设置多条轴向拼接件，每条轴向拼接件包括多段轴向拼接件，相邻两段轴向拼接件之间通过锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：常洪雷，刘健，王晓龙，王剑宏，解全一，李晨聪，王云飞，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：