CN112352124B - 低温管道的绝热装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的用于低温管道的绝热装置，包括：围绕管道的第一径向外表面和第二径向外表面的一对一次绝热材料；围绕一次绝热材料的外表面的一对二次绝热材料；围绕所述二次绝热材料的外表面的一对三次绝热材料；围绕所述三次绝热材料的外表面的一对终结盖；结合到每一终结盖的外型材，以便围绕所述终结盖的每一横向相对端；以及结合到每一终结盖的内型材，以便围绕所述终结盖的每一纵向相对端，其中成对的二次绝热材料配置为使其每一相对的接触表面形成至少弯曲一次的形状。

Description

低温管道的绝热装置

技术领域

本发明通常涉及一种用于低温管道的绝热装置，以防止低温管道的冷气泄漏现象。特别地，本发明涉及一种用于低温管道的绝热装置，所述绝热装置配置为即使当低温管道由于冷气而收缩时，也能防止绝热装置的连接部分从与其相连的部分隔开。

背景技术

液化气体，例如液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)和液化乙烯气(LEG)从船上运输至储存基地的储罐进行储存，然后通过供应线路中的管道供应至各消耗区域。在这种情况下，通过管道输送的液化气体的温度是低温的。如果在长距离输送过程中，其温度由于环境空气的温度而升高，液化气体可能在管道内蒸发，因此可能无法适当地输送。此外，随着管道内压力的增加，可能会对管道造成损坏，导致致命事故。

鉴于此，提出了一种用于低温管道的绝热装置，通过在管道上覆盖绝热材料来阻隔环境空气，并防止冷气体通过绝热材料的连接处泄漏。

在下文中，将参考附图详细描述根据现有技术的用于低温管道的绝热装置。

图1和2是示出根据现有技术的用于低温管道的绝热装置的立体图和截面图。如图1和2所示，根据现有技术的用于低温管道的绝热装置包括：一对内部绝热材料20，其初次地结合在管道10的外周表面，低温材料通过管道10输送；以及依次结合在内部绝热材料20上的一对中间绝热材料30和一对外部绝热材料40。每对内部、中间和外部绝热材料20、30和40是通过将聚异氰脲酸酯(以下称为‘PIR’)泡沫形成两个半(1/2)圆柱体并用密封剂50将其粘合而产生。

玻璃纤维增强带21和31分别缠绕在内部绝热材料20和中间绝热材料30上，以牢固地支撑内部绝热材料20和中间绝热材料30。此外，为了防止水分渗透，在中间绝热材料30上覆盖马尼拉纸作为二次蒸汽阻隔膜60，在外部绝热材料40上覆盖由约30％固体和70％挥发性成分组成的胶黏剂作为一次蒸汽阻隔膜70。然后，将由不锈钢等制成的护套层80作为金属保护膜涂布在蒸汽阻隔膜70上，最后将不锈钢制成的带子90弯曲缠绕在护套层80上。

此时，通过粘合半圆柱体而产生的每对内部、中间、外部绝热材料20、30和40都具有由密封剂50形成的接合线。与没有形成接合线的区域相比，形成接合线的区域的绝热性能较低。因此，当内部绝热材料20的接合线、中间绝热材料30的接合线和外部绝热材料40的接合线排列成彼此对齐接触时，管道10的冷气体容易通过各绝热材料的接合线泄漏出去，这是有问题的。

同时，为了利用低温管道用绝热装置来包围长管道10，需要在纵向上以对齐的关系彼此连接多个低温管道用绝热装置。在这种情况下，连接是在常温条件下进行的，即在常温条件下将绝热装置组装到管道上。然而，组装完成后，当约-200℃的低温材料流入管道时，管道10在纵向上收缩。在这种情况下，在以对齐关系彼此连接的两个绝热装置之间可能产生间隙，使得管道10的冷气体容易地通过间隙泄漏出去，这是有问题的。

发明内容

技术问题

因此，已经考虑到现有技术中出现的上述问题做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种用于低温管道的绝热装置，该绝热装置能够减少冷气体通过围绕管道的接合线泄漏，并且即使当管道由于低温材料而收缩或在去除低温材料而膨胀时，也能防止在绝热材料之间产生间隙。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于低温管道的绝热装置，所述绝热装置包括：围绕管道的第一径向外表面和第二径向外表面的一对一次绝热材料；围绕所述一次绝热材料外表面的一对二次绝热材料；围绕二次绝热材料外表面的一对三次绝热材料；围绕三次绝热材料外表面的一对终结盖；结合到每一个终结盖的外型材，以便围绕所述终结盖的每个横向相对端；以及结合到每一个终结盖的内型材，以便围绕所述终结盖的每个纵向相对端，其中成对的二次绝热材料可配置为使其每一相对的接触表面形成为至少弯曲一次的形状。

成对的二次绝热材料可配置为使其相对的接触表面具有彼此接合的凸起和凹陷。

成对的二次绝热材料可配置为使其每一相对的接触表面具有与管道的径向方向相交的斜面。

绝热装置还可包括：由密度低于二次绝热材料的泡沫材料制成，且覆盖每一个二次绝热材料和三次绝热材料的每一纵向相对端的低密度泡沫绝热材料。

当管道在纵向上收缩时，低密度泡沫绝热材料可能会相应地膨胀，当管道在纵向上膨胀时，低密度泡沫绝热材料可能会相应地收缩。

每个一次绝热材料可制造成长度比每个二次绝热材料的长度短，从而使一次绝热材料的纵向相对端位于从二次绝热材料的纵向相对端向内的位置。

可进一步提供高密度泡沫绝热材料，所述高密度泡沫绝热材料与每个一次绝热材料的纵向端紧密接触，以覆盖未被一次绝热材料覆盖的管道的外表面的一部分，并且具有比低密度泡沫绝热材料的外表面更突出的一侧。

当两个相邻的一次绝热材料在纵向上以对齐关系排列时，可以将高密度泡沫绝热材料压装在两个相邻的一次绝热材料之间，以填补它们之间的间隙。

绝热装置还可以包括：半圆形连接环，当两个相邻的终结盖在纵向上彼此连接时，将两个相邻的、彼此相对接触的内型材插入半圆形连接环中；以及插接夹，其连接排列成构成一个圆的两个连接环。

有益效果

使用根据本发明的用于低温管道的绝热装置，可以减少冷气通过围绕管道的绝热材料的接合线的泄漏，即使管道因冷气而在纵向上收缩，也防止相邻两个绝热材料之间产生间隙。

附图说明

图1和2是示出根据现有技术的用于低温管道的绝热装置的立体图和截面图。

图3是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的立体图。

图4是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的截面图。

图5是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的分解立体图。

图6是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的分解截面图。

图7是示出根据本发明的用于低温管道的两个绝热装置以对齐关系彼此结合的形状的立体图。

图8是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置中包括的外型材和内型材的结合结构的放大图。

图9是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置中包括的低密度泡沫绝热材料的结合结构的放大图。

图10是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的第二实施方式的截面图。

图11是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的侧视图。

图12是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的使用状态的示意图。

图13-15是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的另一实施方式的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明内容的用于低温管道的绝热装置的实施方式。

图3是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的立体图，图4是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的截面图，图5是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的分解立体图，以及图6是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的分解截面图。

根据本发明的用于低温管道的绝热装置是用于防止管道10的冷气通过围绕用于输送具有低温温度的流体的管道10的外表面泄漏现象的装置，其特征在于，配置为防止冷气通过围绕管道10的绝热材料的接合线产生泄漏的现象。

也就是说，根据本发明的用于低温管道的绝热装置，其特征在于，包括：围绕管道10的第一径向外表面和第二径向外表面的一对一次绝热材料100，围绕一次绝热材料100外表面的一对二次绝热材料200，围绕二次绝热材料200外表面的一对三次绝热材料300，围绕三次绝热材料300外表面的一对终结盖400，结合到每一个终结盖400的外型材，以便围绕所述终结盖400的每个横向相对端，以及结合到每一个终结盖400的内型材，以便围绕所述修整覆盖层400的每个纵向相对端，其中成对的二次绝热材料200配置为使其每一个相对的接触表面形成为至少弯曲一次的形状。

一次绝热材料100由具有绝热性能和高弹性的绝热材料制成，并用于通过与管道10的外表面紧密接触，从而不会产生间隙来防止冷气从管道10泄漏。一次绝热材料100可以是高密度泡沫橡胶绝热材料。

二次绝热材料200由弹性非常低但绝热性能优异的绝热材料制成，并且与一次绝热材料100相比，其被制造成非常厚。此时，成对的二次绝热材料200彼此结合，使得其各自的横向相对端彼此相对接触。然而，当每个二次绝热材料200被制造成使其每一相对的接触表面形成一个平坦表面时，存在冷气容易通过接触表面泄漏的问题。在根据本发明的用于低温管道的绝热装置中，二次绝热材料200的特征在于，其每个横向端面不形成一个平坦表面，而是形成多次弯曲的形状，即其每一相对的端面具有凸起210和凹陷220，并且一个端面的凸起210和凹陷220与相对端面的凹陷220和凸起210接合。

同样地，在凸起210和凹陷220形成在二次绝热材料200的横向端面上的情况下，当这对二次绝热材料200彼此结合以形成一个圆柱体时，如图4所示，相对的接触表面之间的每一接合线都被弯曲以形成脉冲波形状。因此，本发明的优点在于可以显著减少管道10的冷气通过这对二次绝热材料200的接合线泄漏的现象。

此外，通过在二次绝热材料200的横向端面上形成凸起210和凹陷220，即使当成对的一次绝热材料100的接合表面、成对的二次绝热材料200的接合表面以及三次绝热材料300的接合表面没有以错位关系排列，也可以防止冷气从管道10泄漏。因此，优点在于，绝热材料100、200和300中的每一个都易于组装。所述二次绝热材料200可由发泡聚苯乙烯(EPS)或发泡聚丙烯(EPP)制成。

同时，三次绝热材料300是插入二次绝热材料200和终结盖400之间以避免在此之间产生间隙的部件，并且优选由具有低密度和高弹性的绝热材料制成。所述三次绝热材料300填充弹性相对较弱的二次绝热材料200与终结盖400之间的间隙，以防止二次绝热材料200与终结盖400之间产生空隙，同时保持两者之间的间隔距离，从而防止冷气泄漏。

终结盖400由金属材料例如铝制成，其形状配置为与管道形状一致。

当根据本发明的用于低温管道的两个绝热装置在纵向上彼此结合时，为了防止冷气从用于低温管道的两个绝热装置之间泄漏，高密度泡沫绝热材料600和低密度泡沫绝热材料700设置在每一绝热材料100、200和300的纵向端。

图7是示出根据本发明的用于低温管道的两个绝热装置以对齐关系彼此结合的形状的立体图，图8是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置中包括的外型材和内型材的结合结构的放大图，以及图9是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置中包括的低密度泡沫绝热材料700的结合结构的放大图。

由于安装了根据本发明的用于低温管道的绝热装置，以便围绕用于输送具有超低温的流体的管道10，因此每一绝热材料100、200和300可响应于从管道10传递的冷气而收缩。因此，如图7所示，当各绝热材料100、200和300在用于低温管道的两个绝热装置以对齐关系彼此结合的状态下在纵向上收缩时，以对齐关系排列的相邻绝热材料之间产生间隙，导致严重的问题是管道10的冷气可通过这种间隙泄漏。

为解决这个问题，根据本发明的用于低温管道的绝热装置还包括由密度低于二次绝热材料200的泡沫材料制成的低密度泡沫绝热材料700，该低密度泡沫绝热材料700覆盖每个二次绝热材料200和三次绝热材料300的每一纵向相对端(参见图9)。

低密度泡沫绝热材料700由低密度、高弹性的绝热材料制成，并安装在在纵向上是对齐关系的两个相邻的二次绝热材料200之间。

一般情况下，为保护安装人员，在管道10内未容纳低温材料的状态下将用于低温管道的绝热装置安装在管道10上。安装完成后，当低温温度为-150至-200℃的材料容纳在管道10中并从中流过时，管道10沿纵向收缩。当管道10收缩时，二次绝热材料200不收缩或收缩较少。因此，当低密度泡沫绝热材料700不存在时，存在一个问题，即由于管道100的收缩，两相邻的二次绝热材料200之间以及两相邻的三次绝热材料300之间的纵向接合处可能产生间隙，冷气可能会从该间隙中泄漏。

低密度泡沫绝热材料700是为了克服这个问题。当管道10在纵向上收缩时，低密度泡沫绝热材料700相应收缩，当管道10在纵向上膨胀时，低密度泡沫绝热材料700相应膨胀(或恢复)。因此，其优点在于，在纵向上以对齐关系排列两个相邻二次绝热材料200之间以及在纵向上对齐关系排列的两个相邻三次绝热材料300之间不会产生间隙，即防止了管道10的冷气泄漏。

此时，就低密度泡沫绝热材料700的材料而言，只要该材料具有等于或大于预定水平的绝热性能，且具有弹性恢复力，以便当外部施加的压力解除时，可以将其恢复到原始状态，低密度泡沫绝热材料700可由任何材料制成。

此外，当每个一次绝热材料100的纵向端、每个二次绝热材料200的纵向端和每个三次绝热材料300的纵向端彼此同轴对齐时，有一个问题是，管道10的冷气容易通过每个绝热材料的纵向端泄漏。

为了解决这个问题，根据本发明的用于低温管道的绝热装置可配置为使得每个一次绝热材料100制造为长度比每个二次绝热材料200的长度短，使得一次绝热材料100的纵向相对端位于二次绝热材料200的内侧位置。此时，如上所述，在一次绝热材料100被制造得短的情况下，如图7所示，当用于低温管道的两个绝热装置在纵向上以对齐关系彼此结合时，在纵向上以对齐关系排列的两个相邻的一次绝热材料100的端部之间会产生空隙，使得冷气体容易地通过该空隙泄漏。

因此，如图5所示，根据本发明的用于低温管道的绝热装置可以进一步包括高密度泡沫绝热材料600，其与每个一次绝热材料100的纵向端紧密接触，以覆盖未被一次绝热材料100覆盖的管道10的外表面一部分，且高密度泡沫绝热材料600具有比低密度泡沫绝热材料700的外表面更突出的一侧。

在如上所述另外提供高密度泡沫绝热材料600的情况下，当两个相邻的初级绝热材料100排列为在纵向上成对齐关系时，两个相邻的一次绝热材料100之间的间隙由高密度泡沫绝热材料600填充。因此，其优点在于可以有效地防止冷气从管道10泄漏。

此外，安装高密度泡沫绝热材料600，使得其外端从低密度泡沫绝热材料700的外表面向外突出。因此，当用于低温管道的两个绝热装置以对齐布置的方式彼此结合时，位于下部位置的用于低温管道的绝热装置的高密度泡沫绝热材料600的一端插入位于上部位置的用于低温管道的绝热装置中。当将位于下部位置的低温管道的绝热装置的高密度泡沫绝热材料600插入位于上部位置的用于低温管道的绝热装置中时，其优点在于即使在图7所示的状态下施加水平外力时，除非高密度泡沫绝热材料600破裂，否则用于低温管道的两个绝热装置不会彼此分离。

高密度泡沫绝热材料600可由与一次绝热材料100相同的材料制成。

同时，安装外型材，使每一终结盖400的每一横向相对端以合适的方式插入到外型材中，并且安装内型材，使每一终结盖400的每一纵向相对端以合适的方式插入到内型材中(参见图8)。这些外型材和内型材在本发明所属领域中是已知的，因此，将省略对外型材和内型材的形状和结合结构的详细描述。

图10是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的第二实施方式的截面图。

可以制造一对彼此结合以形成一个圆柱体的二次绝热材料200，使其相对的接触表面形成如图4和6所示的脉冲波形状，或形成阶梯状。

例如，如图10所示，成对的二次绝热材料200可配置为使得其每一相对的接触表面具有与管道10的径向方向交叉的斜面230。

因此，在成对的二次绝热材料200的相对接触表面形成阶梯状的情况下，可以减少管道10的冷气通过二次绝热材料200的接合线泄漏的现象。另外，与图4和6所示的实施方式相比，其制造容易。当然，即使在成对的二次绝热材料200的相对接触表面形成阶梯状的情况下，也要求相对的接触表面完全紧密接触，没有任何间隙。

同时，在本实施方式中，虽然仅示出了在成对的二次绝热材料200的每一相对接触表面上仅提供一个斜面230的情况，但是斜面230的数量和角度可以根据设计者的选择而变化。

图11是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的侧视图，以及图12是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的使用状态的示意图。

根据本发明的用于低温管道的绝热装置可包括紧固装置810，用于将成对的终结盖400中的一个的每一横向相对端与成对的终结盖400中的另一个的相关一个横向相对端进行结合，以便终结盖400彼此结合以形成一个圆柱体。在本实施方式中，虽然仅示出了紧固装置810是具有钩的夹子的情况，但是紧固装置810可以被各种结构代替。

此外，用于低温管道的绝热装置还可以包括：半圆形连接环910，两个彼此相对接触的相邻内型材被插入其中，使得用于低温管道的多个绝热装置在管道10的纵向上以对齐的关系彼此结合，即，使得当两个相邻的终结盖400在纵向上彼此连接时，两个相邻的终结盖400彼此结合；以及用于连接两个连接环910的插接夹920，所述连接环910设置为形成一个圆形。

两个连接环910以半圆形形状分离，并由单独的插接夹920结合。该插接夹920在本发明所属的技术领域中被广泛商业化，因此，将省略对将两个连接环910分离成两个半圆形环或通过插接夹920将两个连接环910彼此结合以形成一个环的过程的详细描述。

图13至15是示出根据本发明的用于低温管道的绝热装置的另一实施方式的示意图。

根据本发明的用于低温管道的绝热装置可以配置为围绕如图2至12所示的直管道的结构，并且在形状上可以改变为围绕各种类型管道10的结构，例如弯管、三通管、Y形分叉管等。

例如，根据本发明的用于低温管道的绝热装置可以在形状上改变为围绕如图13所示的弯曲成90度角弯管的结构，或者围绕如图14所示的三通管的结构，或围绕如图15所示的Y形分叉管的结构。

此外，根据本发明的用于低温管道的绝热装置可以在形状上改变为能够包围用于连接管道10的部件的结构，该部件例如为变径管、阀门、法兰等。

虽然如上所述已经详细描述了本发明的示例性实施方式，但是本发明的范围应当基于所附权利要求中的描述而不是任何具体实施方式来确定，并且其所有等同方式都应属于本发明的范围。此外，本领域技术人员将意识到，在不脱离所附权利要求中公开的本发明内容的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (7)

1.一种用于低温管道的绝热装置，其特征在于，

所述绝热装置包括：

一对一次绝热材料，其围绕所述管道的第一径向外表面和第二径向外表面；

一对二次绝热材料，其围绕所述一次绝热材料的外表面；

一对三次绝热材料，其围绕所述二次绝热材料的外表面；

一对终结盖，其围绕所述三次绝热材料的外表面；以及

低密度泡沫绝热材料，其由密度低于所述二次绝热材料的泡沫材料制成，所述低密度泡沫绝热材料覆盖每个二次绝热材料和三次绝热材料的每一纵向相对端，

其中，所述一对二次绝热材料配置为使得其每一相对的接触表面形成至少弯曲一次的形状，

每个一次绝热材料制造成长度比每个二次绝热材料的长度短，使得所述一次绝热材料的纵向相对端位于所述二次绝热材料的纵向相对端内部的位置，以及

进一步包括高密度泡沫绝热材料，所述高密度泡沫绝热材料与每个一次绝热材料的纵向端紧密接触，以覆盖未被所述一次绝热材料覆盖的所述管道的外表面一部分，以及具有比所述低密度泡沫绝热材料的外表面更突出的一侧。

2.根据权利要求1所述的用于低温管道的绝热装置，其特征在于，

所述一对二次绝热材料配置为使得其相对的接触表面具有彼此结合的凸起和凹陷。

3.根据权利要求1所述的用于低温管道的绝热装置，其特征在于，

所述一对二次绝热材料配置为使得其每一相对的接触表面具有与所述管道的径向方向交叉的斜面。

4.根据权利要求1所述的用于低温管道的绝热装置，其特征在于，

进一步包括：

结合到每一终结盖的外型材，以便围绕所述终结盖的每一横向相对端；以及

结合到每一终结盖的内型材，以便围绕所述终结盖的每一纵向相对端。

5.根据权利要求1所述的用于低温管道的绝热装置，其特征在于，

当所述管道在纵向上收缩时，所述低密度泡沫绝热材料相应收缩；并且当所述管道在纵向上膨胀时，所述低密度泡沫绝热材料相应膨胀。

6.根据权利要求1所述的用于低温管道的绝热装置，其特征在于，

当两个相邻的一次绝热材料在纵向上以对齐关系排列时，所述高密度泡沫绝热材料被压装在两个相邻的一次绝热材料之间，以填充两个相邻的一次绝热材料之间的间隙。

7.根据权利要求1所述的用于低温管道的绝热装置，其特征在于，

进一步包括：

半圆形的连接环，当两个相邻的终结盖在纵向上彼此连接时，将两个相邻的、彼此相对接触的内型材插入所述半圆形的连接环中；以及

连接两个连接环的插接夹，两个连接环设置为形成一个圆形。

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