[发明专利]一种具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头

说明书

技术领域

本发明涉及复合型液氮液氦输送领域，尤其涉及一种具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头 。

背景技术

低温液体的输送是实现低温制冷循环、提供低温环境的重要组成部分，广泛应用于低温冷凝泵、空气分离、天然气液化、氦气及稀有气体开发、低温超导研究等科技生产领域。考虑到工质温度远低于常温，热量容易通过传导、辐射等方式传入工质，增加传输损耗。目前，低温液体的输送主要采用双层输液管，外管为真空隔离管，管外为大气环境而管内为真空状态，内管为低温液体输送管，二者通过低热导率材料的屏蔽管支架固定。对于同时需要多种低温流体的场合，采用分立的双层输液管分别输送冷量具有冷损大的缺点，根据低温流体特性设计专门的复合型输送管将提高低温流体输送的经济性。此外，由于低温流体输送管道有时连接的用冷端为电气设备，电气设备在故障态时可能导致地电位抬升，而输送管道考虑温度、成本等因素多采用金属材料，电导率大，不能隔离低温流体输送管两侧的电位，以至影响低温冷量生产系统的正常运行。

发明内容

本发明的目的是为了弥补已有技术的不足，提供了一种具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头，以解决现有复合型液氮液氦输送技术中不能有效隔离高低电位的问题，并保证输送管道的绝热性能。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种具备电位隔离功能的复合型液氮液氦输送管接头，包括有用于连接固定两段相互配合的氦输送管道、氦回流管道和液氮输送管道的电位隔离件、真空隔离管、屏蔽罩和屏蔽管支架，其特征在于：所述电位隔离件包括有的中间部分为陶瓷材料，两端部为金属材料，所述氦输送管道和氦回流管道中的电位隔离件两端分别焊接金属材质的氦输送管，所述氦输送管与其连接的电位隔离件的金属管段外层包裹有隔热层，所述液氮输送管道中的电位隔离件两端焊接金属材质的液氮输送管，所述液氮输送管道与其连接的电位隔离件的金属管段外设置有铜质套管；所述电位隔离件连接后的氦输送管道、氦回流管道、液氮输送管道分别通过屏蔽罩以及屏蔽管支架安装固定在真空隔离管内，所述真空隔离管由两个法兰连接而成，所述两个法兰之间设置有环氧隔离件，所述法兰连接面开有密封槽，所述密封槽中设置密封圈，且法兰由螺栓紧固，所述螺栓与法兰的安装孔之间设置有环氧套管，且螺栓紧固端安装有环氧垫片；所述屏蔽罩由两段不相连接的金属管组成，所述屏蔽管支架为中心通孔的薄板结构，且屏蔽管支架包括有内屏蔽管支架和外屏蔽管支架，两段氦输送管道、氦回流管道分别通过内屏蔽管支架安装在屏蔽罩内，且屏蔽罩的外壁与其一侧液氮输送管道紧贴，所述液氮输送管道外层与屏蔽罩外分别包裹有绝热层，且通过外屏蔽支架安装于真空隔离管内。

所述的环氧隔离件的电阻率很大，其表面光滑与密封槽内的密封圈配合使用，所述的环氧套管为螺栓护套结构，其长度略小于所述螺栓长度，所述的垫片直径大于螺母直径。

所述的屏蔽罩为铜质材料，由两段不相连接的铜管组成，其在法兰连接位置断开，内壁作抛光处理，外壁与液氮输送管道紧密接触，所述绝热层由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕约40层而成，所述绝热层在所述法兰连接位置断开。

所述的内屏蔽管支架和外屏蔽管支架分别为环氧材料制成的正方形薄板结构，中央留有通孔以固定所述氦输送管、所述液氮输送管及所述屏蔽罩，所述内屏蔽管支架的四角与屏蔽罩内壁点焊接，所述外屏蔽管支架的四角与上、下法兰内壁点焊接。

所述的隔热层由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕约40层而成，且玻纤纸与薄膜接触面积很小。

其原理是：利用环氧隔离件、环氧套管和环氧垫片使得两个法兰和螺栓之间互相绝缘；利用电位隔离件使得液体输送管道的两金属管段互相绝缘。采用绝热层和屏蔽管支架降低真空隔离管与屏蔽罩的之间的传热，利用液氮输送管道降低屏蔽罩的温度，降低其向氦输送管道的传热。

所述的氦输送管道中间部分为电位隔离件，其电位隔离件中间部分为陶瓷材料，能有效保证所述两段金属材质氦输送管之间的绝缘。所述绝热层由喷铝聚酯薄膜和玻纤纸间隔物缠绕约40层而成，所述喷铝聚酯薄膜表面光谱发射率极低，能减小所述薄膜间的辐射传热。所述玻纤纸与所述薄膜接触面积很小，可以降低相互之间的导热。所述绝热层在所述电位隔离件处断开，以隔离高低电位。