一种真空管道及其制备工艺的制作方法

1.本发明涉及管道技术领域，特别涉及一种真空管道及其制备工艺。

背景技术：

2.真空低温绝热管道（以下简称“真空管道”）的夹层空间中通常设置有吸附剂，该吸附剂对于获得和保持夹层在低温下的真空度具有重要作用。夹层的真空度寿命在很大程度上取决于吸附剂的特性、装入量及其作用能否充分发挥。
3.真空管道的传统制作工艺是先使用600℃以上的温度对吸附剂进行活化，制成吸附剂包，并复合在内管上，然后将内、外管复合，复合后对真空管道进行检漏，再进行加热抽真空工作，直至达到真空度要求。该工艺得到的真空管道，其夹层中的吸附剂在制备过程中吸附的水分很难脱附干净，造成吸附性能降低，真空度寿命低。

技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种真空管道及其制备工艺，该真空管道将吸附剂装填在具有多个通孔的圆筒内，再将圆筒与内管点焊密封，通孔通过热塑性材料密封，避免吸附剂吸附水分，并在抽真空结束后加热，使热塑性材料熔化，通孔全部打开，吸附剂开始进行吸附，维持真空度。该真空管道在制备过程中，吸附剂吸附的水分少，无需高温脱附，使吸附剂能充分发挥其作用，保持夹层在低温下的真空度，提高真空度寿命。
5.本发明采用的技术方案是：一种真空管道，包括：外管；内管，设置在所述外管的内部，与所述外管同轴，所述内管的外侧壁与所述外管的内侧壁之间形成夹层空间；圆筒，位于所述夹层空间内，套设在所述内管上，其两端与所述内管相连，形成密封；所述圆筒的内侧壁与所述内管的外侧壁之间形成装填空间；吸附剂包，固定设置在所述装填空间内；其中，所述圆筒上开设有多个通孔，所述通孔通过热塑性材料进行封堵，使所述圆筒与内管的外侧壁形成密封；将所述夹层空间抽至真空后加热，使所述热塑性材料熔化，所述通孔全部打通，所述吸附剂包对夹层空间进行吸附，维持夹层空间的真空度。
6.在本技术的真空管道中，所述圆筒的轴向长度为20~200mm。
7.在本技术的真空管道中，所述通孔的孔径小于吸附剂包中吸附剂颗粒的直径。
8.基于同样的发明构思，本发明还公开了上述真空管道的制备工艺，具体地，真空管道的制备工艺，包括以下步骤：步骤s1. 根据真空管道的夹层空间及其所需真空度，选取板件，并在板件上开设多个通孔；步骤s2. 选取内管，将板件卷圆、焊接为圆筒，并套设在所述内管上；将圆筒的一
端与内管点焊连接，形成密封；步骤s3. 将吸附剂活化，从圆筒的另一端装入圆筒内，使吸附剂与圆筒的内侧壁、内管的外侧壁复合，形成吸附剂包；再将圆筒的另一端与内管点焊连接，形成密封；并将热塑性材料加热熔化，浇注在圆筒的通孔上，使圆筒与内管完全密封；步骤s4. 将内管与外管复合，形成真空管道，对真空管道的夹层空间进行检漏；步骤s5. 检漏后，真空管道进炉，进行抽真空；将夹层空间抽至真空后加热，使热塑性材料完全熔化，通孔全部打通，吸附剂开始对夹层空间进行吸附，维持夹层空间的真空度。
9.在本技术公开的真空管道的制备工艺中，所述吸附剂为5a分子筛和氧化钯。
10.在本技术公开的真空管道的制备工艺中，所述5a分子筛的装填密度不小于0.65g/ml。
11.在本技术公开的真空管道的制备工艺中，所述氧化钯的装填量为1~5g。
12.在本技术公开的真空管道的制备工艺中，所述热塑性材料的熔点为80~90℃。
13.在本技术公开的真空管道的制备工艺中，所述板件为奥氏体不锈钢，厚度为0.3~0.5mm。
14.在本技术公开的真空管道的制备工艺中，所述步骤s4中，内管与外管复合前，在内管、圆筒的外侧表面包扎16~18层绝热材料。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本技术的真空管道将吸附剂装填在具有多个通孔的圆筒内，再将圆筒与内管点焊密封，通孔通过热塑性材料密封，将吸附剂密封在装填空间内，避免在真空管道的制备过程中，吸附剂吸附夹层空间内的水分和气体，在真空管道抽至真空后加热，使热塑性材料熔化，通孔全部打开，吸附剂开始进行吸附，维持夹层空间的真空度。该真空管道在制备过程中，吸附剂吸附的水分少，无需高温脱附，使吸附剂能充分发挥其作用，保持夹层在低温下的真空度，提高真空度寿命。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为真空管道的结构示意图；图2为真空管道的制备工艺流程图。
18.附图标记：1、外管；2、内管；3、夹层空间；4、圆筒；5、装填空间；6、吸附剂包；7、通孔。
具体实施方式
19.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本技术的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术
相关的部分而非全部结构。基于本技术中的实施例，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它实施例，都属于本技术保护的范围。
20.本技术中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
21.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，目的不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
23.请参阅图1~2所示，本技术实施例提供了一种真空管道及其制备工艺，主要目的是解决现有真空管道夹层中的吸附剂在制备过程中吸附的水分很难脱附干净，造成吸附性能降低，真空度寿命低的问题。
24.本技术公开的一种真空管道，包括：外管1；内管2，设置在外管1的内部，与外管1同轴，内管2的外侧壁与外管1的内侧壁之间形成夹层空间3；圆筒4，位于夹层空间3内，套设在内管2上，其两端与内管2相连，形成密封；圆筒4的内侧壁与内管2的外侧壁之间形成装填空间5；吸附剂包6，固定设置在装填空间5内；其中，圆筒4上开设有多个通孔7，该通孔7通过热塑性材料进行封堵，使圆筒4与内管2的外侧壁形成密封；将夹层空间3抽至真空后加热，可使热塑性材料熔化，通孔7全部打开，吸附剂包6对夹层空间3进行吸附，维持夹层空间3的真空度。
25.活性炭和5a分子筛是真空管道夹层空间3中常用的两种吸附剂，我们以5a分子筛为例做出说明。真空管道的传统制作工艺是先使用600℃以上的温度对5a分子筛进行活化，制成吸附剂包6，并复合在内管2上，然后将内、外管复合，复合后对真空管道进行检漏，再进行加热抽真空工作，直至达到真空度要求。
26.真空管道的传统制作工艺会使吸附剂丧失部分活性，具体原因为：首先，5a分子筛在活化前、后受到的环境影响很大，尤其是空气湿度的影响，在空气中暴露的时间越久，5a分子筛吸附的水分越多。因为在大气条件下，5a分子筛对，，ar等空气主要组分的吸附量很少，而对及的吸附量较大，但在大气中的含量很少，所以主要吸附的是水，并且在极低的水蒸气分压强下，5a分子筛仍具有吸水能力，所以5a分子筛在大气中吸附的水在夹层空间3抽真空除气过程中很难被脱附干净。其次，将5a分子筛与内管2快速复合后，已经进行过高温活化的分子筛开始发挥其作用，内、外管之间
的夹层空间3中此时还存在大量空气，并且等待进炉抽真空之前（真空管道需成批量进炉）的时间是相对于真空管道数量的多少而变化的，在这段时间内，5a分子筛包继续吸收夹层空间3中的水分。最后，真空管道进炉加热，开始抽真空，会经历先抽至普通真空，继续抽至高真空，再加热至100℃及以上的过程，5a分子筛包吸收，等气体后，性能降低。在实际操作中，要有效地把夹层空间3中的5a分子筛加热到100℃以上往往十分困难，因而限制了夹层空间3中5a分子筛在抽真空除气过程中脱水的彻底性。
27.本技术的真空管道将吸附剂装填在具有多个通孔7的圆筒4内，再将圆筒4与内管2密封，通孔7通过热塑性材料密封，将吸附剂密封在装填空间5内，避免吸附剂吸附夹层空间3内的水分和气体，在真空管道抽真空结束后加热，使热塑性材料熔化，通孔7全部打开，吸附剂开始进行吸附，维持夹层空间3的真空度，提高真空度寿命。
28.在一个实施例中，圆筒4的两端与内管2点焊连接，保证圆筒4与内管2密封，避免装填空间5内的吸附剂吸附夹层空间3内的水分和气体。
29.在一个实施例中，圆筒4的轴向长度为20~200mm，可根据真空管道的口径变化，选择合适的圆筒4长度。
30.在一个实施例中，通孔7的孔径小于吸附剂包6中吸附剂颗粒的直径，避免吸附剂颗粒从通孔7掉出圆筒4。
31.上述给出的实施例较为详细地介绍了真空管道的结构，下述实施例将尝试简单介绍该真空管道的制备方法，即真空管道的制备工艺，包括以下步骤：步骤s1. 根据真空管道的夹层空间3及其所需真空度，选取板件，并在板件上开设多个通孔7；步骤s2. 选取内管2，将板件卷圆、焊接为圆筒4，并套设在所述内管2上；将圆筒4的一端与内管2点焊连接，形成密封；步骤s3. 将吸附剂活化，从圆筒4的另一端装入圆筒4内，使吸附剂与圆筒4的内侧壁、内管2的外侧壁复合，形成吸附剂包6；再将圆筒4的另一端与内管2点焊连接，形成密封；并将热塑性材料加热熔化，浇注在圆筒4的通孔7上，使圆筒4与内管2完全密封；步骤s4. 将内管2与外管1复合，形成真空管道，对真空管道的夹层空间3进行检漏；步骤s5. 检漏后，真空管道进炉，进行抽真空；将夹层空间3抽至真空后加热，使热塑性材料完全熔化，通孔7全部打通，吸附剂开始对夹层空间3进行吸附，维持夹层空间3的真空度。
32.在一个实施例中，吸附剂为5a分子筛和氧化钯。在漏气（，，ar）和材料放气（主要是）两个因素中，是引起液氧、液氮容器夹层空间3真空度寿命降低的主要原因，考虑到现有的所有吸附剂在液氧、液氮温度下不能吸附氢（吸附容量极小），本技术在吸附剂中加入吸氢剂，即氧化钯，用于对进行吸附，并且氧化钯不与5a分子筛关联。
33.具体地，5a分子筛的装填密度不小于0.65g/ml。
34.具体地，氧化钯的装填量为1~5g，即氧化钯的装填量可以为1g、2g、3g、4g、5g等，优选为2g。
35.如下表所示，为真空管道的吸附剂用量表。
36.在一个具体的实施场景中，以6米dn50真空管道为例：球状5a型分子筛直径为3.0-3.3mm，体积为85 mm3，分子筛用量为80*6=480g，堆积密度≥0.65g/ml，体积为739 ml，如规定圆筒外径为580mm，内管外径为570mm，则需圆筒长度为21mm。
37.在一个实施例中，热塑性材料的熔点不应过低，80~90℃范围内为宜，使得真空管道加热至100℃及以上过程中，可完全熔化，开孔全部打通。需要说明的是，本技术的用于封堵通孔7的材料，还可以为蜡等具有可塑性的材料。
38.在一个实施例中，板件为奥氏体不锈钢，厚度为0.3~0.5mm，便于对板件进行加工。
39.在一个实施例中，在步骤s4中，内管2与外管1复合前，在内管2、圆筒4的外侧表面包扎16~18层绝热材料。绝热材料用于隔离热辐射。需要说明的是，绝热材料并不会影响吸附剂发挥作用，真空管道的真空丢失会表现在使用的五年到十年这个阶段，吸附剂前期主要吸收内管材料逸散的氢气。
40.本技术的真空管道的制备工艺根据真空管道的夹层空间3及其所需真空度，选取合适的板件，并在板件上开设多个通孔7，将板件卷圆为圆筒4套设在内管2上，先封堵圆筒4的一端，然后将活化后的吸附剂装入，再将另一端封堵，接下来用热塑性材料将板件上的通孔7全部封堵，避免大量水分经过通孔7被吸附剂吸附，等热塑性材料完全凝固后，将内管2制作成符合要求的真空管道，进炉进行抽真空，在抽至普通真空的过程中，热塑性材料还未熔化，真空管道内的气体及水分不会被吸附，将温度加热至100℃及以上的过程中，热塑性材料完全熔化，开孔全部打通，吸附剂开始进行吸附，维持真空度，提高真空度寿命。该真空管道在制备过程中，吸附剂吸附的水分少，无需高温脱附，使吸附剂能充分发挥其作用，保持夹层在低温下的真空度，提高真空度寿命。
41.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种真空管道，其特征在于，包括：外管；内管，设置在所述外管的内部，与所述外管同轴，所述内管的外侧壁与所述外管的内侧壁之间形成夹层空间；圆筒，位于所述夹层空间内，套设在所述内管上，其两端与所述内管相连，形成密封；所述圆筒的内侧壁与所述内管的外侧壁之间形成装填空间；吸附剂包，固定设置在所述装填空间内；其中，所述圆筒上开设有多个通孔，所述通孔通过热塑性材料进行封堵，使所述圆筒与内管的外侧壁形成密封；将所述夹层空间抽至真空后加热，使所述热塑性材料熔化，所述通孔全部打通，所述吸附剂包对夹层空间进行吸附，维持夹层空间的真空度。2.根据权利要求1所述的真空管道，其特征在于，所述圆筒的轴向长度为20~200mm。3.根据权利要求1所述的真空管道，其特征在于，所述通孔的孔径小于吸附剂包中吸附剂颗粒的直径。4.真空管道的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1. 根据真空管道的夹层空间及其所需真空度，选取板件，并在板件上开设多个通孔；步骤s2. 选取内管，将板件卷圆、焊接为圆筒，并套设在所述内管上；将圆筒的一端与内管点焊连接，形成密封；步骤s3. 将吸附剂活化，从圆筒的另一端装入圆筒内，使吸附剂与圆筒的内侧壁、内管的外侧壁复合，形成吸附剂包；再将圆筒的另一端与内管点焊连接，形成密封；并将热塑性材料加热熔化，浇注在圆筒的通孔上，使圆筒与内管完全密封；步骤s4. 将内管与外管复合，形成真空管道，对真空管道的夹层空间进行检漏；步骤s5. 检漏后，真空管道进炉，进行抽真空；将夹层空间抽至真空后加热，使热塑性材料完全熔化，通孔全部打通，吸附剂开始对夹层空间进行吸附，维持夹层空间的真空度。5.根据权利要求4所述的真空管道的制备工艺，其特征在于，所述吸附剂为5a分子筛和氧化钯。6.根据权利要求5所述的真空管道的制备工艺，其特征在于，所述5a分子筛的装填密度不小于0.65g/ml。7.根据权利要求5所述的真空管道的制备工艺，其特征在于，所述氧化钯的装填量为1~5g。8.根据权利要求4所述的真空管道的制备工艺，其特征在于，所述热塑性材料的熔点为80~90℃。9.根据权利要求4所述的真空管道的制备工艺，其特征在于，所述板件为奥氏体不锈钢，厚度为0.3~0.5mm。10.根据权利要求4所述的真空管道的制备工艺，其特征在于，所述步骤s4中，内管与外管复合前，在内管、圆筒的外侧表面包扎16~18层绝热材料。

技术总结

本发明公开了一种真空管道及其制备工艺，属于管道技术领域，该真空管道包括同轴设置的外管和内管，内管的外侧壁与外管的内侧壁之间形成夹层空间；圆筒，位于夹层空间内，套设在内管上，其两端与内管相连，形成密封；圆筒的内侧壁与内管的外侧壁之间形成装填空间；吸附剂包，固定设置在装填空间内；其中，圆筒上开设有多个通孔，通孔通过热塑性材料进行封堵，使圆筒与内管的外侧壁形成密封；将夹层空间抽至真空后加热，使热塑性材料熔化，通孔全部打通，吸附剂包对夹层空间进行吸附，维持夹层空间的真空度。该制备工艺用于制备该真空管道，该真空管道的吸附剂能充分发挥其作用，保持夹层空间在低温下的真空度，提高真空度寿命。提高真空度寿命。提高真空度寿命。