CN101216024A - 一种低温绝热容器制造抽真空的加热方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明系低温绝热容器抽真空工艺过程中加热的方法及其装置。一种低温绝热容器制造抽真空的加热方法，在对容器进行加热的同时对容器的夹层抽真空，加热在容器的内部进行。其方法为：①当真空压强低于1×10Pa时开启真空泵，时开启真空泵，对低温绝热容器的夹层进入预抽真空，预热温度110℃，预抽时间1h～2h；②真空度达到6.5×10^－2Pa时转入抽高真空，与预抽连续进行，操作中先关闭预抽阀然后打开前级阀，最后打开高阀；③抽高真空，起始真空度为6.5×10^－2Pa，加热温度为250℃～320℃；④加热温度为250℃，自预抽阶段持续抽取120～144h，真空度达5.0×10^－4Pa终结。内置式加热法及其装置几乎适应所有规格的容器，加热效率，节约能源等方面具有显著优点。

Description

一种低温绝热容器制造抽真空的加热方法及其装置

(一)技术领域

本发明系低温绝热容器的一种制造方法及其装置，特别是涉及低温绝热容器抽真空工艺过程中加热的方法及其装置。

(二)背景技术

众所周知，低温绝热容器的夹层真空状况是决定容器质量的关键，在容器的制造过程中怎样经济有效地获得高真空是其中重要环节。研究表明，温度提高除蒸发水分外，还能增加分子平均运动速度及加大材料的放气量。因此，目前生产厂家在抽真空时普遍采用隧道式，又称箱式外加热烘烤干燥法以提高抽真空进程。

外加热烘烤干燥法箱体体积庞大。其基本结构为在一个呈隧道式的矩形大加热箱中，底部是承托滚轴，在滚轴上并列放置若干件低温绝热容器，对整个加热箱进行加热，并由上方设置的管路通过真空泵抽取真空到规定指标。

由于低温绝热容器结构和材料的特殊性，使得此法存在着耗能高、效率低等诸多缺陷。

外加热的作用是使容器夹层包括多层绝热材料的层间温度提高才能达到理想的效果。而实际是一边抽真空，一边加热。容器夹层达到一定真空度后，其传热效果甚微。而绝热材料大多为多孔介质，吸气性强，有一定的湿度。气体分子渗透至多层窄缝间，抽气阻力大。而绝热材料的辐射特性更决定了热量难以渗透至层间窄缝，抽气阻力大。

隧道式(箱式)外加热烘烤干燥法所用箱体内容积大，散热面积大，能耗大，浪费大。外加热烘烤干燥法还有所用箱体的门、窗的多处缝隙热量泄漏，故采用外加热烘烤干燥法加热持续时间长，温度的稳定性差。

由于现有技术的低温绝热容器制造抽真空的加热方法及其装置存在以上缺陷，希望和需要能提供一种有所改善的方法和装置来减轻避免以上不足，降低能耗。

(三)发明内容

本发明的目的是拟提供能避免和减轻现有技术能耗大、功效差的缺陷，提供有别于现有技术的低温绝热容器制造抽真空的加热方法及其装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种低温绝热容器制造抽真空的加热方法，在对容器进行加热的同时对容器的夹层抽真空，其特征在于，对低温绝热容器的加热在容器的内部进行。

进一步，所述的内部加热同时抽真空方法，其特征在于：

①当真空压强低于1×10Pa时开启真空泵，对低温绝热容器的夹层进入预抽真空，预热温度110℃，预抽时间1h～2h；

②真空度达到6.5×10^-2Pa时转入抽高真空，与预抽连续进行，操作中先关闭预抽阀然后打开前级阀，最后打开高阀；

③抽高真空，起始真空度为6.5×10^-2Pa，加热温度为250℃～320℃；

④加热温度为250℃，自预抽阶段持续抽取120～144h，真空度达5.0×10^-4Pa终结。

一种低温绝热容器制造抽真空的加热装置，其特征在于，所述加热装置的加热元件为呈棒状的加热电偶，在所述低温绝热容器的上方配置真空管路，真空管路通至真空泵。

所述真空泵的功率为真空度低于5.0×10^-4Pa。

进一步，所述棒状的加热电偶直径小于容器口直径。

进一步，所述加热电偶加热温度大于320℃。

采用本技术方案，具有如下有益效果，尤其与外加热对比优点更明显：

外加热的作用是使容器夹层包括多层绝热材料的层间温度提高才能达到理想的效果。而实际是一边抽真空，一边加热。容器夹层达到一定真空度后，其传热效果甚微。而绝热材料大多为多孔介质，吸气性强，有一定的湿度。气体分子渗透至多层窄缝间，抽气阻力大。而绝热材料的辐射特性更决定了热量难以渗透至层间窄缝。而内置式加热法则有很大的不同，容器内胆除颈部机械构件外，其余地方完全被多层绝热材料包裹，热量除了向真空夹层渗透外，别无途径。当瓶体夹层达到一定真空度后，加热效果更好，温度上升迅速，到达设定温度的时间比外加热烘烤干燥法快5至6倍，保温效果更为明显。实践数据表明在用内置式加热法的整个抽真空加热过程中，仪器显示有近一半时间温度稳定在设定值，而系统处于停止加热的保温状态(当温度达到设定值时，自动温控装置会关闭停止加热，温度下降偏离设定值时，系统自动起动，重新加热)。而且传导到外壳处的热量逐渐减少，至最后可几近忽略。这同时也决定了用内置式加热法可设定更高的加热温度，而不必顾忌钎焊于紧贴外壳内壁的蒸发盘管熔化掉落，并对于维持真空作用的吸气剂——分子筛及催化剂的活化作用十分有利。由此缩短加热周期，提高了抽真空效率，提升了产品品质，一举数得。

更重要的是外加热烘烤干燥法的隧道式箱体对容器的体积、直径、高度均有限制，只能比箱体小不能比箱体大，对产品不具备通用性。而内置式加热法几乎适应所有容器，并可单个加热，具备灵活、广泛的特点。

综上所述，内置式加热法新颖、独特的理论和实践，具有成本低、劳动生产率高，加热效率高，节约能源等优点，更符合如今国家正大力倡导的科学创新、节能降耗的宗旨和要求。

(四)附图说明

图1是现有技术外加热装置的主视图；

图2是现有技术外加热装置的俯视图；

图3是本发明低温绝热容器制造抽真空的加热装置的结构示意图

图中，1-颈圈；2-加热电偶；3-内胆；4-多层绝热材料；5-蒸发盘管；6-外壳；7-分子筛；8-抽真空管。

(五)具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明作详细说明。

如图3所示，一种低温绝热容器制造抽真空的加热方法，对低温绝热容器的内部进行加热，同时对低温绝热容器的夹层抽真空。

所述的内部加热同时抽真空方法，其特征在于：

①当真空压强低于1×10Pa时开启真空泵，对低温绝热容器的夹层进入预抽真空，预热温度110℃，预抽时间1h～2h；

②真空度达到6.5×10^-2Pa时转入抽高真空，与预抽连续进行，操作中先关闭预抽阀然后打开前级阀，最后打开高阀；

③抽高真空，起始真空度为6.5×10^-2Pa，加热温度为250℃～320℃；

④加热温度为250℃，自预抽阶段持续抽取120～144小时，真空度达5.0×10^-4Pa终结。

一种低温绝热容器制造抽真空的加热装置，所述加热装置的加热元件为呈棒状的加热电偶，在所述低温绝热容器的底部设置滚轴，在所述低温绝热容器的上方配置真空管路，真空管路通至真空泵。所述真空泵的功率为真空度低于5.0×10^-4Pa。

如图1、2所示，隧道式(箱式)外加热烘烤干燥法所用箱体内容积为2.0m×0.8m×5.5m＝8.8m³＝8800升。而内置式加热法它工作的对象即容器本身，故10只175L焊接绝热气瓶的总容积为175×10＝1750升。如果用以上二种方法分别对10只需抽真空的175L焊接绝热气瓶加热那么需要加热的空间之比为8800/1750＝5.03。也就是说不考虑其它因素，隧道式(箱式)外加热烘烤干燥法的加热功率设置应是内置式加热法的5倍多，才能达到相同的效果。

外加热烘烤干燥法箱体体积庞大的另一弊病是散热面积大。单只175L焊接绝热气瓶的外表面积为2.35m²，10只175L焊接绝热气瓶的外表面积总计为23.5m²。而1只外加热烘烤干燥法所用箱体外表总面积为34.5m²，散热面积是内置式加热法的34.5/23.5＝1.47倍。

外加热烘烤干燥法通常采用石棉或玻璃纤维等材料作为箱体的的保温材料，它的导热系数约为0.06-0.1之间，而175L焊接绝热气瓶的多层绝热材料的导热系数为0.000524，两者之比为114.5-190.8，这重要物理特征体现了保温性能的优劣程度。

再考虑到外加热烘烤干燥法还有所用箱体的门、窗的多处缝隙热量泄漏，它的整体热损耗比内置式加热法高出许多，故采用外加热烘烤干燥法加热持续时间长，温度的稳定性差。

从设备的成本分析，如采用通常甲、乙二组各10件容器轮换抽真空配置的话，内置式加热法仅需配加热电偶20件，单价为650元/件，总成本为20×650＝13000元；外加热烘烤干燥法需隧道式箱体2件，单价约为28000元/件，总成本为2×28000＝56000元。后者投资成本远高于前者，而且前者维修简便，装卸时加热电偶插进拨出，方便迅捷。而后者需冷却之后再操作，劳动强度大，占用时间长，影响生产率的提高。

Claims (6)

1.一种低温绝热容器制造抽真空的加热方法，在对容器进行加热的同时对容器的夹层抽真空，其特征在于，对低温绝热容器的加热在容器的内部进行。

2.根据权利要求1所述的低温绝热容器制造抽真空的加热方法，其特征是所述的内部加热同时抽真空方法为：

①当真空压强低于1×10Pa时开启真空泵，时开启真空泵，对低温绝热容器的夹层进入预抽真空，预热温度110℃，预抽时间1h～2h；

②真空度达到6.5×10^-2Pa时转入抽高真空，与预抽连续进行，操作中先关闭预抽阀然后打开前级阀，最后打开高阀；

③抽高真空，起始真空度为6.5×10^-2Pa，加热温度为250℃～320℃；

④加热温度为250℃，自预抽阶段持续抽取120～144h，真空度达5.0×10^-4Pa终结。

3.一种低温绝热容器制造抽真空的加热装置，其特征在于，所述加热装置的加热元件为呈棒状的加热电偶，在所述低温绝热容器的上方配置真空管路，真空管路通至真空泵。

4.根据权利要求3所述的低温绝热容器制造抽真空的加热装置，其特征是所述真空泵的功率为真空度低于5.0×10^-4Pa。

5.根据权利要求3所述的低温绝热容器制造抽真空的加热装置，其特征是所述棒状的加热电偶直径小于容器口直径。

6.根据权利要求3所述的低温绝热容器制造抽真空的加热装置，其特征是所述加热电偶加热温度大于320℃。

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