Коаксиальная система теплоизолированных труб

 

» 550999

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 22.08.72 (21) 1356340/

1821885/07 (23) Приоритет 08.08.69 (32) 08.08.68 (51) М. Кл. Н 01В 13/00 государственный каиитет

Совета Мииистрав СССР ио делам изобретений и открытий (31) Р1775410.8 (ЗЗ) ФРГ

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 29.06.77 (53) УДК 621.315(088.8) (72) Авторы изобретения

И ностранцы

Эрнст Шеффлер и Герхард Цимек (ФРГ) Иностранная фирма

«Кабель — унд Металлверке Гутехоффнунгсхютте, АГ» (ФРГ) (71) Заявитель (54) КОАКСИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННЫХ

ТРУБ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к коаксиальным системам теплоизолирова нных труб для транспортировки низкотемпературных сред, например, в сверхпроводящих кабелях.

Известны коаксиальные системы труб в электрических, кабелях, в которых дистанционирование проводников осуществляется при помощи спиральной распорки (1). В таких системах слои материала .в распорках расположены вдоль направления теплового потока, что обуславливает значительный теплообмен между, внутренним и внешним проводниками и снижает эффективность использования системы для транспортировки низкотемпературных сред, например, в сверхпроводящих кабеляхх.

Известны также коаксиальные си стемы теплоизолированных труб для транспортировки низкотемпературных сред, включающие в себя расположенную между трубами спиральную распорку из нескольких отдельных наложенных друг на друга лент, например пластмассовых 12). В этих системах теплообмен между трубами существенно уменьшаевся благодаря то му, что слои материала в распорядках расположены перепендикулярно к направлению теплового потока. Однако площадь контакта распорки с трубами довольно велика, что в

2 ряде случаев делает недостаточно эффективным использование и таких систем.

Целью изобретения является уменьшение теплопередачи между трубами за счет уменьшения .площади контакта распорки с трубами.

Это достигается тем, что в предлагаемой коаксиальной системе ленты в распорке скручены друг с другом.

Многочисленные, установленные раздельно

10 друг над другом ленты подобной спирали составляющие дробную часть от необходимой толщины опирали, удерживаются на определенных расстояниях друг от друга и соприкасаются с трубами лишь в точке или по линии.

15 Это приводит к тому, что тепловые мосты образуются лишь в статистически распределенных местах соприкосновения между отдельными слоями, так что суммарная поверхность теплопередачи существенно уменьшается. Кроэщ ме того, в местах соприкосновения каждой из расположенных друг над другом лент под действием зазора возникает скачок температуры, так что тепловое сопротивление спирали еще более возрастает.

Ленты спирали могут иметь гладкую наружную поверхность, однако опирали могут быть изготовлены также, например, из рифлен ных или каким-нибудь образом деформированных полос изолирующего вещества, либо

3р попеременно друг над другом можно устано550999

3 вить рифленые ленты и ленты с гладкой наружной поверхностью. Расположенные отдельно друг над другом ленты на определенных расстояниях, преимущественно от 2 до

20 см, склеены друг с другом. Зачастую эффективно вместо этого обеспечить скрепление лент на соответствующих местах посредством гвоздей из синтетического материала, проника ющих через полосы.

Таким образом, даже в месте соединения или крепления участок соприкосновения между отдельными лентами и поверхностями, участвующими в теплопередаче, можно выдержать в минимальных пределах.

Кроме того, для спиралей могут быть использованы перфорированные ленты, расположенные друг над другом. Между слоями таких лент прокладывают металлическую фольгу .для уменьшения теплоизлучения наружу.

Для изготовления системы коаксиальных труб,с перепадом температуры, имеющимся между концентричпо расположенными трубами, целесообразно па соответствующую трубу наматывать уже предварительно заготовленную спираль из отдельных, расположенных друг над другом и скрепленных лишь на определенных расстояниях полос. Можно также в процессе изготовления отдельных полос их наматывать спиралеобразно на соответствующую трубу и после нанесения последней ленты скреплять полосы в соответствующих местах.

На фиг. 1 изображена описываемая система труб, на фиг. 2 — распорка для наложения ее на трубу.

Для ра боты электрического кабеля, состоящего из нескольких концентрично установленных труб 1 — 3, в режиме сверхпроводимости во внутренней трубе 1, которая может служить для прокладки электричсских проводов, находится жидкий галлий с температурой около 4 К. В пространстве между трубами 2 и 3 находится жидкий азот при температуре около 77 К, так что в пространстве между трубами 1 и 2 имеет место перепад температуры около 70 К. Так как в этом пространстве создан вакуум, то теплопередача через воздух или конвекция отсутствует. Теплопередача излучением исключительно мала, так как температуры весьма низкие, и обе поверхности металлических труб могут быть выполнены

4 рефлектирующими. Поэтому максимальная доля теплопередачи приходится на распорку между трубами.

Для- удовлетворения требований, которые предъявляются к подобным распоркам, и обеспечения рационального изготовления их применяются распорки в форме, заполняющей пространство между соответствующим и трубами, по крайней мере, на отдельных участках спирали 4, которая состоит из отдельных, расположенных друг .над другом лент 5 из изолирующего материала, например полиамида.

Ленты скручены друг с другом для уменьшения контактных поверхностей. На участках

15 6 — 8 (имеющих длину от 2 до 20 си) ленты 5 скреплены друг с другом. Для скрепления лент может применяться соответствующий клей, однако для скрепления спиральных полос в соответствующих местах могут быть использованы гвозди, например, из материала, плохо проводящего тепло, или полосы, сваривают друг с другом. Благодаря достигнутому таким образом распределению участков соприкосновения между отдельными, полосами (которые могут быть выполнены с гладкими поверхностями или в виде рифленых полос) может возникать лишь небольшое число тепловых мостов, так что спиральная распорка ииеет высокое тепловое сопротивление.

Зо

Формула изобретения

Коаксиальная система теплоизолированных труб, преимущественно гофрированных, для транспортировки низкотемперату|рных сред,:на пример, в сверхпроводящих кабелях, включающая в себя расположенную между трубами спиральную распорку из нескольких отдельных наложенных друг на друга лент, например пластмас coiBblx, о т л и ч à io щ а я с я тем, что, с целью уменьшения теплопередачи между трубами за счет уменьшения площади контакта распорки с трубами, ленты в распорке скручены друг с другом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент ГДР № 70142, кл. 21с 5/02, 1969.

2. Сборник «Итоги науки и техники», серия

«Электрические станции, сети и системы», 1969, «Сверхпроводящие линии электропередачи», М., 1971, с. 127, рис. 68б.

550999

Составитель В. Бондаренко,Техред И. Карандашова

Редактор А. Пейсоченко

Корректор Н Аук

Подписное

МОТ, Загорский филиал

Заказ 2539 Изд № 286 Тираж 10!9

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5