相變蓄能恆溫複合輸液管的製作方法

2023-10-19 17:41:32

專利名稱：相變蓄能恆溫複合輸液管的製作方法
技術領域：
本發明涉及輸液管或輸油管.
背景技術：
03222244. 0《稀土複合材料電熱輸油管》公開如下技術特徵在 輸油管的管外壁塗襲一層絕緣陶瓷層，並安裝稀土複合電熱薄膜層， 電極與稀土複合電熱薄膜層相連，電極引線與溫控器相連，通過電加 熱方法，保持管道恆溫.
200520084305. 1《電熱輸油管》公開如下技術特徵油管為內 外層結構結合為一體，在內外層之間設有電加熱材料，所述電加熱材 料一端設有電極引線，另一端連^^t件，遇到輸油管內凍結的情況 時，接通車輛自備電源，使電加熱材料發熱，即可以解決油路暢通問 題，保證車輛在冬季正常啟動和運行.
上述專利的缺點是1、無法利用輸油管中的熱量實現輸油管的 恆溫運行.2、採用電加熱方法，在長途輸油管線上使用，耗電量大， 浪費能源。

發明內容
本發明的目的是1、輸液管與防護保溫管間加相變蓄能材料， 輸液管中液體的熱量儲藏在相變蓄能材料中，降旨液管中液體與輸 液管外環境的溫差，實現恆溫輸液.2、通過在榆液管與防護保溫管間設輻板，輻板腔內裝膠狀相變蓄能材料，製造成帶有輻板和相變蓄
能材料的恆溫輸液管。3、輸液管內腔複合氟塑料或有機樹脂，提高 輸液管的耐腐蝕性能，防汙染和防結蠟和防滲透性能，提高輸液管使 用壽命.4、在相變蓄能材料外設電加熱材料，通過電加熱，對相變 材料進行溫度補償，實現恆溫輸液.
本發明提出的相變蓄能恆溫複合輸液管包括:輸液管，蓄能材料， 防護保溫管，輸液管與防護保溫管間是相變蓄能材料或輸液管與防護 保溫管間的輻板腔內是相變蓄能材料.使用時，輸液管中的液體加熱 輸液管，輸液管將熱量傳遞給相變蓄能材料，相變蓄能材料通過相變 吸收大量的熱量，包塞在輸液管外，使得輸液管內液體的溫度與相變 蓄能材料溫;1^保持一致，減低輸液管內液體的溫度與輸液管外環 境溫度梯度，當輸液管內液體溫度降低時，相變蓄能材料放出熱量， 保持輸液管線溫度的恆定.用於輸油管線時，防止輸油管線因管壁溫 度低產生的結蠟現象.
為提高相變蓄能恆溫複合輸液管的務體強度，輸液管與防護保溫 管間設多個輻板，輻板與輸液管制造成一體或輻板與防護保溫管制造 成一體或由內環管、輻板、外環管構成防護保溫管，相鄰輻板與輸液 管和防護保溫管組成相變蓄能材料儲藏腔，腔內是相變蓄能材料。
輸液管包括輸液金屬管或輸液有機財脂管或輸液陶瓷管或輸液 橡膠管，輸液管可以由單一材料製造或由複合材料製造，採用複合材 料製造輸液管時，內管材料是氣塑料或有機樹脂，有機樹脂管包括 聚乙烯管(PE)、聚丙烯管(PP)、聚丁烯管(PB)、硬聚氯乙烯管(UP VC)、耐熱聚乙烯(PE-RT )、苯乙烯管(ABS工程塑料)交聯聚乙烯管(PEX). 外管材料是金屬管或橡膠管或不同材料的有機樹脂管。
防護保溫管包括金屬管或有機財脂管或陶瓷管或橡膠管或水泥
管，
為保持相變蓄能恆溫複合輸液管穩定恆溫輸液，採用在相變蓄能 材料外設電加熱材料的方法進^fi度^^，當相變蓄能材#溫度低於 輸液管內液體溫度時，通過熱傳感器將信號傳遞給控制器，控制器開 啟電加熱材料加熱相變蓄能材料，當達到予i史溫度時，熱傳感器^ft 號傳遞給控制器，控制器斷開電加熱材料，實現輸液管的恆溫控制.
電熱材料包括碳纖維，電熱絲，電熱陶瓷，電熱帶，
含堵成分較高的輸油管線，相變蓄能材料採用具有不同相變溫度 的混合相變蓄能材料，相變蓄能材料外設絕緣層，絕緣層外設電加熱 材料，正常工作時，輸，管中的油加熱輸液管，輸液管將熱量傳遞給 較低溫度的相變蓄能材料，維持溫度恆定，需要進行除蟠時，開啟電 加熱材料，電加熱材料將熱量傳遞給較高溫度的相變蓄能材料，高溫 相變蓄能材料加熱榆液管，使粘附在管壁上的蠟熔化，伴隨流動的油 輸送到蠟冷凝器，將蠟分離.
外保溫防護材料由兩塊或多塊組成，兩塊或多塊外保溫防護材料 用螺栓連接成一體，利於更換和M.外保溫防護材料上設固定孔， 固定內連#^#^吊索，錨M吊索分別用於海底、空中、地面輸液 管固定，固定孔的另一作用是用於吊裝索具的固定。分體的外保溫防 護材料可以是金屬管，水泥管，陶瓷管.本發明的優點是1、相變蓄能材料中吸收輸液管中液體熱量， 減少輸液管中液體與環境的溫差，實現恆溫輸液.2、通過電加熱方 法，對相變材料進行溫度##，實現恆溫輸液.3、採用輪輻結構輸 液管，強度好，不易破裂，製造方便。
附困說明
下面結合附困和實施例，對本發明作進一步描述， 困1是具有本發明特徵外輪轎相變蓄能恆溫複合輸液管端面結 構圖。
困2是具有本發明特徵內襯氟塑料層的外輪輻相變蓄能恆溫復 合輸液管端面結構困.
圖3是具有本發明特徵的IMM^輻相變蓄能恆溫複合輸液管端 面結構圖，
圖4是具有本發明特徵內襯氟塑料層的#^洽輻相變蓄能恆溫 複合輸液管端面結構困.
圖5是具有本發明特徵帶有加熱器的外輪輻相變蓄能恆溫複合 輸液管端面結構圖.
困6是具有本發明特徵帶有加熱器的內襯氟塑料層的外輪輻相
圖7是具有本發明特徵內輪輻相變蓄能恆溫複合輸液管端面結 構圖。
圖8是具有本發明特徵相變蓄能恆溫複合輸液管端面結構困. 圖9是具有本發明特徵內襯氟塑料層的相變蓄能恆溫複合輸液圖io是具有本發明特徵帶有加熱器的相變蓄能恆溫複合榆液管 端面結構困.
圖ll是具有本發明特徵組合外保溫防護材料內襯氟塑料層相變 蓄能恆溫複合輸液管端面結構困.
困12是困11的俯視圖.


圖13是具有本發明特徵帶有加熱器的組合外保溫防護材料內襯 氣塑料層相變蓄能恆溫複合輸液管端面結構困. 困14是圖13的俯視困.
困15是具有本發明特徵帶有相變蓄能蛇性輸油管端面結構圖。
具體實施例方式
實施例1:
l是高溫液體，2是金屬輸液管，3是防護保溫管，4是防護保溫管輻 板，防護保溫管3與防護保溫管輻板4為整體，5是納米石墨相變蓄 能材料.製造複合輸液管時，#^屬輸液管2 ^X由防護保溫管輻板 4組成的開口孔內，將金屬輸液管2和防護保溫管端部開口封閉，向 金屬輸液管2與防護保溫管3和防護保溫管輻板4組成的空腔內，灌 注膠狀納米石墨相變蓄能材料5，膠狀納米石墨相變蓄能材料5凝 固後，^lr屬輸液管2與防護保溫管3和防護保溫管輻板4軲接成整 體，製造成外輪輻相變蓄能恆溫複合輸液管.使用時，高溫液體1 將熱量傳遞^r屬輸液管2，金屬輸液管2將熱量傳遞給納米石墨相變蓄能材料5，納米石墨相變蓄能材料5的相變溫度略低於高溫液體 l溫度，納米石墨相變蓄能材料5將大量熱存儲在納米石墨相變蓄 能材料內，防護保溫管4防止納米石墨相變蓄能材料熱量散失，當 高溫液體1溫度降低時，納米石墨相變蓄能材料5放出熱量，維持 輸液管2溫度恆定，當高溫液體l溫度升高時，納米石墨相變蓄能 材料5吸收並存儲熱量，維持輸液管2溫度恆定.
納米石墨相變材料具有儲能密度高、導熱換熱效果優異、阻 燃等優點.與其它相變儲能材料相比，納米石墨基相變材料的導 熱係數提高1 ~ 2個數量級，相變溫度在-40 ~ +70。C之間連續可 調，儲能密度可達150 200J/g，是通用相變儲能材料3-4倍.
實施例2:
內襯氟塑料層的外輪輻相變蓄能恆溫複合輸液管端面結構困如 圖2所示，其中5是高溫液體，6是金屬輸液管，7是氣塑料管，8 是防護保溫管，9是防護保溫管輻板，防護保溫管8與防護保溫管輻 板為#， IO是納米石墨相變蓄能材料.製造複合輸液管時，首先 將氟塑料管7表面塗熱熔膠，"金屬輸液管8內，兩端封閉，向氣 塑料管7內通熱蒸汽，氟塑料管7膨脹後與熱熔膠-^^fe^在金屬輸 液管6內腔.將複合氟塑料管的金屬輸液管6裝入由防護保溫管輻板 9組成的開口孔內，將金屬輸液管6和防護保溫管端部開口封閉，向 金屬輸液管6與防護保溫管8和防護保溫管輻板9組成的空腔內灌注 膠狀納米石墨相變蓄能材料10，膠狀納米石墨相變蓄能材料10凝 固後，將金屬輸液管6與防護保溫管8和防護保溫管輻板9粘接成整體，製造成內襯氟塑料層的外輪輻相變蓄能恆溫複合輸液管.使用時，
高溫液體5將熱量傳遞*屬輸液管6，金屬輸液管6將熱量傳遞給 納米石墨相變蓄能材料10，納米石墨相變蓄能材料10的相變溫度 略低於高溫液體5溫度，納米石墨相變蓄能材料10將大量熱存儲在 納米石墨相變蓄能材料內，防護保溫管8防止納米石墨相變蓄能材 料熱量散失，當高溫液體5溫度降低時，納米石墨相變蓄能材料IO 放出熱量，維持輸液管6溫度恆定，當高溫液體5溫度升高時，納 米石墨相變蓄能材料10吸收並M熱量，維持輸液管6溫度恆定。
由於氣塑料具有優良的防粘性能，可有效的防止管壁結蠟.
實施例3:
整^輻相變蓄能恆溫複合輸液管端面結構圖如圖3所示，其 中ll是高溫液體，12是象塑料輸液管，13是內層防護保溫管，14 是外層，護保溫管，15是防護保溫管輻板，內層防護保溫管13和外 層防護保溫管14與防護保溫管輻板15為整體，16是納米石墨相變 蓄能材料.製造複合輸液管時，首先，向內層防護保溫管13與外層 防護保溫管14和防護保溫管輻板15組成的空腔內，灌注膠狀納米 石墨相變蓄能材料16，膠狀納米石墨相變蓄能材料16凝固後，制 造成帶有膠狀納米石墨相變蓄能材料的防護保溫管，將氟塑料輸液 管12 ^內層防護保溫管13的孔內，將氟塑料管12和防護保溫管 端部開口封閉，充熱氣流，加壓，氟塑料管12膨脹後與內層防護保 溫管粘合成一體.實施例4:
內襯氟塑料層的整體輪輻相變蓄能恆溫複合輸液管端面結構圖 如困4所示，其中17是高溫液體，18是金屬輸液管，19是氟塑料 管，20是內層防護保溫管> 21是外層防護保溫管，22是防護保溫管 輻板，內層防護保溫管20和外層防護保溫管21和防護保溫管輻板 22為整體，23是納米石墨相變蓄能材料。製造複合輸液管時，首先 將氣塑料管19表面塗熱熔膠，"金屬輸液管18內，兩端封閉，向 氟塑料管19內通熱蒸汽，象塑料管19膨脹後與熱熔膠一起^在金 屬輸液管18內腔.將內層防護保溫管20和外層防護保溫管21和防 護保溫管輻板22組成的防護保溫管加熱，膨脹後套入複合氣塑料管 的金屬輸液管18外，冷卻後與金屬輸液管18結合成一體.向內層防 護保溫管20與外層防護保溫管21和防護保溫管輻板22組成的空腔 內，灌注膠狀納;3^5墨相變蓄能材料23，膠狀納米石墨相變，能材 料23凝固後，製造成內襯氣塑料層外輪輻相變蓄能恆溫複合輸液管.
實施例5:
帶有加熱器的外輪輻相變蓄能恆溫複合輸液管端面結構困如困 5所示，其中24是高溫油，25是金屬輸油管，26是防護保溫管， 27是防護保溫管輻板，防護保溫管26與防護保溫管輻板27為IH^， 28是由高溫和低溫相變溫度納米石墨材料組成的相變蓄能材料，29 是電加熱帶，30是保溫防護材料.製造複合輸液管時，將金屬輸油 管25裝入由防護保溫管輻板27組成的開口孔內，將金屬輸油管25 和防護保溫管26端部開口封閉，向金屬輸油管25與防護保溫管26和防護保溫管輻板27組成的空腔內，灌注膠狀納米石墨相變蓄能材 料28，膠狀納米石墨相變蓄能材料28凝固後，將金屬輸油管25與 防護保溫管26和防護保溫管輻板27粘接成整體，在防護保溫管外纏 繞電加熱帶29.在電加熱帶29外面裝保溫防護材料30.使用時，高 溫油24將熱量傳遞^r屬輸油管25，金屬輸油管25將熱量傳遞給 納米石墨相變蓄能材料28,納米石墨相變蓄能材料28中的低溫相 變溫度略低於高溫液體24溫度，納米石墨相變蓄能材料28將大量 熱存儲在相變蓄能材料內，當髙溫油24溫度降低時，納米石墨相變 蓄能材料28放出熱量，維持金屬輸油管25溫度恆定，當高溫油24 溫度升高時，納米石墨相變蓄能材料28吸收並存儲熱量，維持金屬 輸油管25溫度恆定，當需要除蟠時，將電加熱帶29通電，電加熱帶 29加熱納米石墨相變蓄能材料28，納米石墨相變蓄能材料28中的 高溫相變材料溫度高於高溫油24中的蠟熔化溫度，納米石墨相變蓄 能材料28將熱量傳遞M屬輸油管25，使粘附在輸油管壁上的蠟熔 化，伴隨流動的高溫油24輸送到蠟冷凝器，將蠟分離，保溫防護材 料30的作用是防止相變蓄能材料熱量散失。 實施例6:
帶有加熱器的內襯氟塑料層的外輪輻相變蓄能恆溫複合輸液管 端面結構圖如圖6所示，其中31是高溫油，32 4_金屬輸油管，33 是氟塑料管，34是防護保溫管，35是防護保溫管輻板，防護保溫管 35與防護保溫管輻板35為務體，36是由高溫和低溫相變溫度納米 石墨材料組成的相變蓄能材料，37是電加熱帶，38是保溫防護材料.製造複合輸液管時，首先將氣塑料管33表面塗熱熔膠，t金屬榆 油管32內，兩端封閉，向氟塑料管33內通熱蒸汽，氣塑料管33膨 脹後與熱熔膠^粘接在金屬輸油管32內腔.將金屬榆油管32 " 由防護保溫管輻板35組成的開口孔內，將金屬輸油管32和防護保溫 管34端部開口封閉，向金屬輸油管32與防護保溫管34和防護保溫 管輻板35組成的空腔內，灌注膠狀納米石墨相變蓄能材料36，膠狀 納米石墨相變蓄能材料36凝固後，將金屬輸油管32與防護保溫管 34和防護保溫管輻板35粘接成n，在防護保溫管外纏繞電加熱帶 37.在電加熱帶37外面裝保溫防護材料38.製造成帶有加熱器的內 襯象塑料層的外輪輻相變蓄能恆溫複合輸液管.使用時，高溫油31 將熱量傳遞給氣塑料管33，象塑料管33將熱量傳遞醋屬輸油管32， 金屬輸油管32將熱量傳遞給納米石墨相變蓄能材料36，納米石墨 相變蓄能材料36中的低溫相變溫度^M&於高溫油3、溫度，納米石 墨相變蓄能材料36將大量熱M在相變蓄能材料內，當高溫油31 溫度降低時，納米石墨相變蓄能材料36放出熱量，維持金屬輸油管 32溫度恆定，當高溫油31溫度升高時，納米石墨相變蓄能材料36 吸收並存儲熱量，維持金屬輸油管32萆度恆定，當需要除蠟時，將 電加熱帶37通電，電加熱帶37加熱納米石墨相變蓄能材料36，納 米石墨相變蓄能材料36中的高溫相變材料溫度高於高溫油31中的 蠟熔化溫度，納米石墨相變蓄能材料36將熱量傳遞M屬輸油管 32，使粘附在輸油管壁上的蠟熔化，伴隨流動的高溫油31輸送到蠟 冷凝器，將蠟分離，保溫防護材料38防止相變蓄能材料熱量散失.實施例7:
內輪輻相變蓄能恆溫複合輸液管端面結構困如困7所示，其中 39是高溫液體，40是有機樹脂輸液管，41是有機樹脂輸液管輻板， 有機樹脂輸液管40與有機樹脂輸液管輻板41為整體，42是防護保 溫管，43是納米石墨相變蓄能材料.製造複合輸液管時，將帶有有 機樹脂榆液管輻板41的有機樹脂榆液管40裝入防護保溫管42孔內， 有機樹脂輸液管40和防護保溫管42端部開口封閉，向有機樹脂輸液 管40與防護保溫管42和有;Mt脂輸液管輻板41組成的空腔內灌注 膠狀納米石墨相變蓄能材料43，膠狀納米石墨相變蓄能材料43凝 固後，將有機樹脂輸液管40與防護保溫管42和有機樹脂輸液管輻板 41粘接成整體，製造成內輪輻相變蓄能恆溫複合榆液管.
實施例8:
相變蓄能恆溫復^^輸油管端面結構圖如困8所示，其中44是 高溫液體，45是金屬輸液管，46是納米石墨相變蓄能材料，47是防 護保溫管.
實施例9:
內襯氣塑料層的相變蓄能恆溫複合輸液管端面結構困如困9所 示，其中48是高溫液體，49是氟塑料管，50是金屬輸液管，51 是納米石墨相變蓄能材料，52是防護保溫管.
實施例10:
帶有加熱器的相變蓄能恆溫複合輸油管端面結構圖如困10所 示，其中53是高溫油，54是金屬輸油管，55是納米石墨相變蓄能材料，56是防護保溫管，57是電加熱帶，58是外絕緣保溫管.使用 時，當髙溫油53溫度低於納米石墨相變蓄能材料55時，金屬輸油 管內壁結蠟，將電加熱帶57通電，納米石墨相變蓄能材料55將熱 量傳遞^r屬輸油管，金屬輸油管壁蠟熔化，隨流動高溫油53ii^ 冷凝脫蠟器將蠟祛除. 實施例11:
組合外保溫防護材料內襯氣塑料層相變蓄能恆溫複合輸液管端 面結構困如圖11所示，圖12是困11的俯視圖，其中59是高溫 液體，60是金屬輸油管，61是氟塑料管，62是防護保溫管，63是防 護保溫管輻板，防護保溫管63與防護保溫管輻板63為整體，64是 納米石墨相變蓄能材料，65是上水泥防護瓦，66是下水泥防護瓦， 67是螺栓，68是固定孔.製造複合輸油管時，首先將氟塑料管61 表面塗熱熔膠，^X金屬輸油管60內，兩ijfe封閉，向氟塑料管61 內通熱蒸汽，象塑料管61膨脹後與熱熔膠"^M在金屬輸油管60 內腔.將複合氟塑料管的金屬榆油管60裝入由防護保溫管輻板63 組成的開口孔內，將金屬輸油管60和防護保溫管端部開口封閉，向 金屬輸油管60與防護保溫管62和防護保溫管輻板63組成的空腔內 灌注膠狀納米石墨相變蓄能材料64，膠狀納米石墨相變蓄能材料 64凝固後，將金屬輸油管60與防護保溫管62和防護保溫管輻板63 *^成整體，將上水泥防護瓦65和下水泥防護瓦66用螺栓67固定 在防護保溫管62外部，水泥防護瓦間的縫隙用膠密封.使用時，高 溫油體59將熱量傳遞給氟塑料管61，氟塑料管61將熱量傳遞^r屬輸油管60，金屬輸油管60將熱量傳遞給納米石墨相變蓄能材料 64，納米石墨相變蓄能材料64的相變溫度略低於高溫油體59溫度， 納米石墨相變蓄能材料64將大量熱^在納米石墨相變蓄能材料 內，防護保溫管62和水泥防護瓦防止納米石墨相變蓄能材料熱量散 失，當高溫油體59溫度降低時，納米石墨相變蓄能材料64放出熱 重，維持金屬榆油管25溫度恆定，分體水泥防護瓦利於更換和拆卸， 增加輸油管抗腐蝕性能，固定孔連M鏈用於海底或河底固定，固定 孔連接吊索用於空中和地面輸油管線的固定，固定孔還可以作為輸 油管吊裝索具的固定. 實施例12:
帶加熱器的組合外保溫防護材料內襯象塑料層相變蓄能恆溫復 合輸液管端面結構困如圖13所示，圖14是圖13的俯視圖，其中 69是高溫液體，70是金屬輸油管，71是氟塑料管，72是防護保溫管， 73是防護保溫管輻板，防護保溫管72與防護保溫管輻板73為務體， 74是納米石墨相變蓄能材料，75是電加熱帶，76是上水泥防護瓦， 77是下水泥防護瓦，78是螺栓，79是固定孔.製造複合輸油管時， 首先將氟塑料管71表面塗熱熔膠，^J^金屬輸油管70內，兩端封閉， 向象塑料管71內通熱蒸汽，象塑料管71膨脹後與熱熔膠一起粘接在 金屬輸油管70內腔.將複合氟塑料管的金屬輸油管70裝入由防護保 溫管輻板73組成的開口孔內，將金屬輸油管70和防護保溫管端部開 口封閉，向金屬輸油管70與防護保溫管72和輻板73組成的空腔內 灌注膠狀納米石墨相變蓄能材料74，將金屬輸油管60與防護保溫管62和防護保溫管輻板63粘接成務本，上水泥防護瓦65和下水泥防 護瓦66用螺栓67固定在防護保溫管62外部，縫隙用膠密封. 實施例13:
帶有相變蓄能蛇形輸油管端面結構圖如圖15所示，其中80是 高溫油，81是ABS複合材料輸油管，82是納米石墨相變蓄能材料， 83是蛇形外防護保溫管。
權利要求
1、一種相變蓄能恆溫複合輸液管包括輸液管，蓄能材料，防護保溫管，其特徵是輸液管與防護保溫管間是相變蓄能材料或輸液管與防護保溫管間的輻板腔內是相變蓄能材料。
2、 如權利要求l所述的相變蓄能恆溫複合輸液管，其特徵是 輸液管包括輸液金屬管或輸液有機樹脂管或輸液陶瓷管或輸液橡膠 管.
3、 如權利要求l所述的相變蓄能恆溫複合輸液管，其特徵是 防護保溫管包括金屬管或有M脂管或陶瓷管或橡膠管或水泥管.
4、 如權利要求l所述的相變蓄能恆溫複合輸液管，其特徵是 輻板與輸液管制成一體或輻板與防護保溫管制成一體.
5、如權利要求l所述的相變蓄能恆溫複合輸液管，其特徵是: 防護保溫管由內環管、輻板、外環管構成.
6、 如權利要求l所述的相變蓄能恆溫複合輸液管，其特徵是 輸液管是複合材料管，輸液內管材料是氟塑料或有機樹脂。
7、 如權利要求l所述的相變蓄能恆溫複合輸液管，其特徵是 防護保溫管外設電加熱材料，電加熱材料外設防護層.
8、 如權利要求2所述的相變蓄能恆溫複合輸液管，其特徵是 外保溫防護材料由兩塊或多塊組成，用螺栓連接成一體.
9、 如權利要求l所述的相變蓄能恆溫複合輸液管，其特徵是 外保溫防護材料上設固定孔.
全文摘要
一種相變蓄能恆溫複合輸液管包括輸液管，蓄能材料，防護保溫管，輸液管與防護保溫管間是相變蓄能材料或輸液管與防護保溫管間的輻板腔內是相變蓄能材料。
文檔編號F16L9/14GK101545565SQ20081008419
公開日2009年9月30日 申請日期2008年3月28日 優先權日2008年3月28日
發明者王廣武 申請人:王廣武