CN101021209A - 抽真空方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抽真空方法及其装置，用以对多层绝热容器的外筒和内筒之间的夹层抽真空。其中该抽真空装置包括：第一气体输送装置，其具有出气口；第一气体加热器，其进口与该第一气体输送装置的出气口相连通，其出口与该内筒的进气口相连通；抽真空机组，其与该夹层相连通；第二气体输送装置，其具有出气口；第二气体加热器，其进口与该第二气体输送装置的出气口相连通，其出口与该夹层相连通。采用本发明的抽真空方法及其装置，多层绝热储罐、罐箱、槽车的抽真空时间由原来的7－15天缩短至3－6天，大大缩短了高真空多层绝热储罐、罐箱、槽车的制造周期，降低了制造成本。

Description

抽真空方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种抽真空方法及其装置，尤其是涉及一种能够显著提高抽真空效率及真空度的抽真空方法及其装置。

背景技术

国内外对绝热性能要求极高的储存液氮、液氧、液氢、液氩和液化天然气等低温液体储罐、低温液体罐箱、低温液体槽车，其绝热形式多为高真空多层绝热，真空度需达到绝对压力0.03Pa以下。对于数十方的低温液体储罐来说，夹层抽真空的时间本身就要很长，并且由于夹层中的绝热材料的吸气性强，抽气阻力大，绝热材料中所吸附的水分很难抽除。高真空低温液体储罐、罐箱、槽车夹层抽真空常见的现有技术有以下两种：一是采用外部加热的方式使绝热材料中水分气化，随后通过真空泵直接将夹层内的空气及水分抽出，达到夹层要求的真空度。虽然采用这种方法能够达到规范要求的真空度，但由于真空本身就有绝热性能，外部加热很难将热量传至绝热材料，整个加热置换抽真空过程需要的时间很长；二是通过将热气体充入夹层进行加热置换，如CN03152769.8中公开的一种液化天然气储罐置换空气抽真空方法，但此方法热能利用率低，不易操作，只用于真空要求不高的容器，并不适合高真空多层绝热容器。上述两种方法均需花费大量的人力，物力和财力，制造成本很高，而且采用现有抽真空技术制造出的低温液体储罐、罐箱、槽车，其夹层中的绝热材料中的水分难以彻底抽除，剩余的水分会在真空封结后不断释放出水气，导致夹层的真空度逐渐降低，绝热性能下降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种用以对诸如高真空多层绝热储罐、罐箱、槽车等多层绝热容器的外筒和内筒之间的夹层抽真空的抽真空方法及其装置。

本发明的一个目的在于提供一种能够比较彻底地置换夹层中的水分的抽真空方法及其装置。

本发明的又一目的在于提供一种能够达到高真空度的同时缩短抽真空时间的抽真空方法及其装置。

依照本发明的抽真空装置用以对多层绝热容器的外筒和内筒之间的夹层抽真空，其包括：第一气体输送装置，其具有出气口；第一气体加热器，其进口与该第一气体输送装置的出气口相连通，其出口与该内筒的进气口相连通；抽真空机组，其与该夹层相连通；第二气体输送装置，其具有出气口；第二气体加热器，其进口与该第二气体输送装置的出气口相连通，其出口与该夹层相连通。

优选地，抽真空装置还包括冷阱，其设置于该抽真空机组与该夹层之间，并分别与该抽真空机组和该夹层相连通。

优选地，该第二气体输送装置输送的气体为氮气或干燥空气。

优选地，抽真空装置还包括保温装置，其包覆于该多层绝热容器的外部。

优选地，该第一气体输送装置输送的气体为氮气或空气。

优选地，该第一气体输送装置还包括进气口，该进气口与该内筒的排气口相连通。

本发明还提供一种抽真空方法，用以对多层绝热容器的外筒和内筒之间的夹层抽真空，其包括以下步骤：第一步，启动抽真空机组，对夹层进行抽真空；第二步，打开第一气体输送装置和第一气体加热器，将该第一气体输送装置出气口吹出的气体在第一气体加热器内加热，其中气体温度控制在150℃-300℃之间，然后经内筒的进气口充入到内筒内部，以对内筒加热；第三步，当该内筒的排气口排出的气体温度达到100℃-150℃之间时，第一气体加热器停止加热；当该内筒的排气口排出的气体温度低于100℃时，第一气体加热器开始加热，以使排出的气体温度保持在100℃-150℃之间；第四步，当排出的气体温度达到100℃-150℃之间时，抽真空机组停止对夹层进行抽真空，打开该第二气体输送装置和该第二气体加热器，将该第二气体输送装置出气口吹出的气体在第二气体加热器内加热，其中气体温度控制在150℃-180℃之间，然后充入到夹层，并停留预定时段；第五步，启动抽真空机组，对夹层进行抽真空；第六步，重复第四、第五步，直到达到预定真空度。

优选地，所述的抽真空方法的第一步之前还包括将多层绝热容器置于保温装置中的步骤。

优选地，该第二气体输送装置输送的气体为氮气或干燥空气。

优选地，在所述第五步中，从该夹层中抽出的气体流经冷阱后再到达抽真空机组。

优选地，该第四步中的预定时段为1-5小时。

优选地，在该第二步和第三步之间还包括所述加热该内筒的气体随后再由该内筒的排气口排出进入该第一气体输送装置和该第一气体加热器，以此对该内筒进行循环加热的步骤。

本发明提供一种用以对诸如高真空多层绝热储罐、罐箱、槽车等多层绝热容器的外筒和内筒之间的夹层抽真空的抽真空方法及其装置，其能够比较彻底地置换夹层中的水分，并且能够在达到高真空度的同时缩短抽真空时间。

本发明对夹层加热时可以利用夹层的原有接口，这样使得夹层只具有一个接口，从而使夹层漏点减少，有利于真空保持。

本发明对夹层实行间断加热，且热气体在夹层内有一定的停留时间，这样有利于干燥气体(或氮气)对夹层水分的吸附。并且整个置换过程只需对夹层加热三到五次，夹层大部分时间处于抽真空状态，这样对容器内筒持续循环加热，热量通过容器内筒传给夹层的保温材料，使水分气化后抽出非常有利。由于夹层真空具有保温作用，内容器的热量不易流失，热能利用率高。

本发明的加热用气体为氮气、空气等安全气体，操作起来安全简单。

采用依照本发明的方法和装置，多层绝热储罐、罐箱、槽车的抽真空时间由原来的7-15天缩短至3-6天，大大缩短了高真空多层绝热储罐、罐箱、槽车的制造周期，降低了制造成本。

附图说明

图1为依照本发明优选实施例的抽真空装置的结构示意图。

具体实施方式

以下，将参考附图说明依照本发明的优选实施例。

如图1所示，其为依照本发明优选实施例的抽真空装置的结构示意图。依照本发明的抽真空装置用以对多层绝热容器的外筒和内筒之间的夹层抽真空，其中外筒和内筒间的夹层中填充绝热材料，并且这种高真空多层绝热容器可应用在低温储罐、罐箱或槽车中。该抽真空装置包括：第一气体输送装置7，其具有出气口；第一气体加热器6，其进口与第一气体输送装置7的出气口相连通，其出口与内筒4的进气口A相连通，该进气口A位于内筒4的上部，由此从第一气体输送装置7的出气口送出的空气经第一气体加热器6加热后，可直接加热多层绝热容器的内筒4，随后从内筒4的排气口B中排出到内筒4的外部。该第一气体输送装置7还可包括进气口，该进气口与该内筒的排气口B相连通，该排气口B位于内筒4的底部，由此构成气体在其中输送的气流回路：即从第一气体输送装置7的出气口吹出的气体进入第一气体加热器6，经第一气体加热器6加热后的高温气体经内筒4的进气口A进入内筒4中，以对内筒4进行加热，加热内筒4后的低温气体经排气口B从内筒4中排出，然后通过管路经第一气体输送装置7的进气口又返回第一气体输送装置7中，并且此后气体再次进入到第一气体加热器6中。该气流回路中所采用的气体为空气或氮气。以下以空气为例进行说明。通过该气流回路，用热空气直接加热多层绝热容器的内筒4，使热量迅速传到紧贴内筒4外壁位于夹层2内的绝热材料上，绝缘材料上吸附的水分能迅速脱离。依照本发明的抽真空装置还包括抽真空机组8，其与该夹层2相连通。抽真空机组8可通过管路连接到夹层2的接口C上。为加速夹层中水分的排出，还可以在抽真空机组8与接口C之间的管路上设置冷阱11，这样从夹层2中抽出的气体经冷阱11中的液氮冷却后，可将其中的水分冷凝并沿箭头D所示的方向从冷阱11中排出。并且从冷阱中排出的冷却水的量可以用于指示夹层中水分的含量，即指示夹层中水分的置换程度。并且冷阱还能够起到防止抽真空机组的泵油反扩散而污染夹层，并因其可以阻挡水分进入到抽真空机组中而能够延长真空机组的使用寿命。本发明的抽真空装置还包括第二气体输送装置9，其具有出气口；第二气体加热器10，其进气口与第二气体输送装置9的出气口相连通，其出口与该夹层2上接口C相连通，以避免因在夹层上设置较多的夹层接口导致夹层漏点增加。第二气体输送装置9中输送的气体可以是氮气，也可以是干燥空气。以下以氮气为例进行说明。从第二气体输送装置9中送出的氮气经第二气体加热器10加热后，被送入到夹层2中。高温氮气可将夹层2中的绝热材料所吸附的不凝气体和水分置换出来。通常在多层绝热容器上还设置有真空规管5，其用于测定夹层2中的真空度。使用依照本发明的抽真空装置，可使夹层的真空度达到绝对压力0.03Pa以下。依照本发明的抽真空装置还可包括保温装置1，其包覆于多层绝热容器的外筒3的外部，用以进一步防止内筒4或夹层2内的热量散失。

本发明还提供一种抽真空方法，用以对多层绝热容器的外筒和内筒之间的夹层抽真空，其中外筒和内筒间的夹层中填充绝热材料，该抽真空方法可包括以下步骤。

首先，将多层绝热容器置于保温装置1中；启动抽真空机组8，对夹层2进行抽真空；打开第一气体输送装置7和第一气体加热器6，将第一气体输送装置7出气口吹出的气体在第一气体加热器6内加热，其中气体温度控制在150℃-300℃之间，然后经内筒4的进气口A充入到内筒4内部，以对内筒4加热，随后再由内筒4的排气口B排出进入第一气体输送装置7和第一气体加热器6，以此对内筒4进行循环加热，对内筒4采用循环加热的方式可使加热速度快，且热能利用率高，该第一气体输送装置输送的气体为氮气或空气，在此过程中，气体中的热量快速传递到夹层2中的的绝热材料上，使绝热材料上吸附的水分迅速气化脱离后，被抽真空机组从接口C抽出；当该内筒4的排气口B排出的气体温度达到100℃-150℃之间时，第一气体加热器6停止加热；当该内筒的排气口排出的气体温度低于100℃时，第一气体加热器6开始加热，以使排出的气体温度保持在100℃-150℃之间；当排出的气体温度达到100℃-150℃之间时，抽真空机组8停止对夹层2进行抽真空；此时打开第二气体输送装置9和第二气体加热器10，将第二气体输送装置9出气口吹出的气体在第二气体加热器10内加热，其中气体温度控制在150℃-180℃之间，然后充入到夹层2，并停留预定时段，该时段可为1-5小时，并且该第二气体输送装置输送的气体可为氮气或干燥空气；启动抽真空机组8，再次对夹层2进行抽真空，在此抽真空的过程中，可使抽出的气体流经冷阱11再到达抽真空机组8，这时在抽真空时还应包括向冷阱11中加入制冷剂液氮的步骤；重复打开第二气体输送装置向夹层充入气体的步骤和再次对夹层进行抽真空的步骤，直到达到预定真空度，这里采用热氮气(或干燥空气)将夹层中的绝热材料所吸附的不凝性气体及水分置换出来，随后对夹层进行的抽真空又使夹层内的绝大部分气体被抽出，以进一步将绝热材料所吸附的不凝性气体及水分脱出，从而避免了这些气体在真空下不断从绝热材料中释放出来而使夹层真空度变差、绝热性能下降的现象发生，有利于真空的形成和维持，同时使抽真空时间大大缩短；最后当通过真空规管等真空感测器测出夹层内的真空度达到预定值时，对多层绝热容器进行真空封结。

尽管为了说明的目的公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员应当清楚在不脱离本发明所附的权利要求公开的范围和精神的情况下，仍然可以进行多种修改、添加及替代。

Claims (11)

1.一种抽真空装置，用以对多层绝热容器的外筒和内筒之间的夹层抽真空，其特征在于包括：

第一气体输送装置，其具有出气口；

第一气体加热器，其进口与该第一气体输送装置的出气口相连通，其出口与该内筒的进气口相连通；

抽真空机组，其与该夹层相连通；

第二气体输送装置，其具有出气口；

第二气体加热器，其进口与该第二气体输送装置的出气口相连通，其出口与该夹层相连通。

2.如权利要求1所述的抽真空装置，其特征在于还包括冷阱，其设置于该抽真空机组与该夹层之间，并分别与该抽真空机组和该夹层相连通。

3.如权利要求1所述的抽真空装置，其特征在于该第二气体输送装置输送的气体为氮气或干燥空气。

4.如权利要求1所述的抽真空装置，其特征在于还包括保温装置，其包覆于该多层绝热容器的外部。

5.如权利要求1所述的抽真空装置，其特征在于该第一气体输送装置输送的气体为氮气或空气。

6.如权利要求1所述的抽真空装置，其特征在于该第一气体输送装置还包括进气口，该进气口与该内筒的排气口相连通。

7.一种抽真空方法，用以对多层绝热容器的外筒和内筒之间的夹层抽真空，其特征在于包括以下步骤：

第一步，启动抽真空机组，对夹层进行抽真空；

第二步，打开第一气体输送装置和第一气体加热器，将该第一气体输送装置出气口吹出的气体在该第一气体加热器内加热，其中气体温度控制在150℃-300℃之间，然后经该内筒的进气口充入到该内筒内部，以对该内筒加热；

第三步，当该内筒的排气口排出的气体温度达到100℃-150℃之间时，该第一气体加热器停止加热；当该内筒的排气口排出的气体温度低于100℃时，该第一气体加热器开始加热，以使所述排出的气体温度保持在100℃-150℃之间；

第四步，当所述排出的气体温度达到100℃-150℃之间时，该抽真空机组停止对该夹层进行抽真空，打开该第二气体输送装置和该第二气体加热器，将该第二气体输送装置出气口吹出的气体在该第二气体加热器内加热，其中气体温度控制在150℃-180℃之间，然后充入到该夹层，并停留预定时段；

第五步，启动该抽真空机组，对该夹层进行抽真空；

第六步，重复第四、第五步，直到达到预定真空度。

8.如权利要求7所述的抽真空方法，其特征在于在所述第一步之前还包括以下步骤：

将该多层绝热容器置于保温装置中。

9.如权利要求7所述的抽真空方法，其特征在于在所述第五步中，从该夹层中抽出的气体流经冷阱后再到达抽真空机组。

10.如权利要求7所述的抽真空方法，其特征在于该第四步中的预定时段为1-5小时。

11.如权利要求7所述的抽真空方法，其特征在于在该第二步和第三步之间还包括以下步骤：

所述加热该内筒的气体随后再由该内筒的排气口排出进入该第一气体输送装置和该第一气体加热器，以此对该内筒进行循环加热。

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