CN1033828C - 一种绝热管体的制造方法 - Google Patents

Abstract

不锈钢箔31螺线地从管体30的一端重叠缠绕到另一端，覆盖管体30的表面，制成一种绝热管体；不锈钢箔30从一端开始被缠绕在管体39的表面上，同时，陶瓷微粒32被火焰喷涂到已缠绕的不锈钢箔31上，形成陶瓷微粒点涂层，在带有生成的陶瓷微粒点涂层33的不锈钢箔的圆柱面上，继所述不锈钢箔端头之后的部分被沿轴向偏移地缠绕，同时用陶瓷微粒32火焰喷涂新缠绕的不锈钢箔，形成陶瓷微粒点涂层；上述步骤重复进行。

Description

一种绝热管体的制造方法

本发明涉及一种绝热管体的制造方法。

在许多绝热管道系统中，都使用绝热管体。例如，真空绝热双层管被用作液体传输管或类似管体用以传输象液氮这样的超低温液体。绝热管体被用作双层管的内管。在这种管体的圆柱表面，用带状铝箔或戴斯克特纸(石棉纸)交替地缠绕多层。基本制造方法如下。首先在管体的圆周上重叠缠绕两层铝箔和戴斯克特纸。上述两层在管体上重叠多次将管体覆盖，从而形成绝热管体。

然而，如果在高湿度的环境下制造上述绝热管体，由于用作该绝热管体上绝热层的戴斯克物纸具有很强的吸水性，所以在绕制期间通过从空气中吸收水份这种纸会含有大量的水份。因此在制造真空绝热双层管的过程中存在一个缺陷，即当要将内管和外管之间空隙或空间抽真空时，这些水份就成为抽真空的一个障碍并且要耗费很长的时间。

本发明的发明人曾建议采用一绝热层，其中，在金属箔的一个面上形成一个陶瓷微粒扩散层来取代传统的由铝箔和戴斯克特纸构成的绝热层，以避免绝热层的吸水性。该发明已经在日本申请了实用新型，其申请号为2-106483，在美国申请了专利，其申请号为771,988。使用这种绝热材料的绝热管体以下述方法制造。通过火焰喷涂法将陶瓷微粒扩散到金属箔的一个面上，形成绝热层，这种绝热层连同传统的绝热层被缠绕和重叠在管体的圆周上，用这些重叠的层将管体圆周表面覆盖。然而，在此方式中，由于重叠缠绕在管体的圆周表面之前，要求用火焰喷涂法将陶瓷微粒扩散到金属箔表面，所以不可能进行连续的操作，例如不能在将陶瓷微粒扩散之后紧接着将被扩散有陶瓷微粒的金属箔顺序地重叠缠绕在管体的圆周表面上以连续地生产绝热管体。所以热切希望开发一种连续制造绝热管体的方法。

因此，本发明的目的是提供一种能连续制造绝热管体的方法。

为实现此目的，根据本发明制造绝热管体的方法包括用带状金属箔在管体圆柱表面上从一端到另一端进行螺线状重叠缠绕，使这种带状金属箔的重叠缠绕层将管体圆柱表面覆盖的步骤，其特征在于，当带状金属箔从其一端开始在管体的圆柱表面上缠绕时，陶瓷微粒被火焰喷涂到已缠绕的部分，形成一个陶瓷微粒扩散层；带状金属箔的所述端之后的部分沿轴向被偏移地缠绕在已形成的具有陶瓷微粒扩散层的带状金属箔表面上；与此同时，陶瓷微粒被火焰喷涂到所缠绕的带状金属箔上，再次形成陶瓷微粒扩散层存在于每个已缠绕的螺旋状重叠的带状金属箔层之间。

即，在根据本发明的方法中，在管体柱表面上缠绕带状金属箔和在带状金属箔表面上形成陶瓷微粒扩散层能够同时进行，因为当所述带状金属箔从其一端开始被缠绕在管体的圆柱表面时，陶瓷微粒被火焰喷涂到已缠绕的部分，形成陶瓷微粒扩散层。带状金属箔的所述端之后的部分，沿已形成的带有陶瓷扩散层的带状金属箔的圆柱表面之轴线方向被偏移地缠绕，并且与此同时，陶瓷微粒被火焰喷涂到所缠绕的带状金属箔部分上，形成一个陶瓷微粒扩散层。这些步骤不断重复，以便使具有陶瓷微粒扩散层的陶瓷扩散金属箔重叠到预定的圈数或卷数。以这种方法能够将扩散有陶瓷微粒的金属箔以预定的圈数或卷数缠绕在一管体的圆柱表面上，火焰喷涂陶瓷微粒与缠绕金属箔的操作可以同时进行。因此，绝热管体可以连续地被制造。

下面对本发明给以详细介绍。

在根据表发明的制造绝热管体的方法中，主要使用管体、带状金属箔和通过火焰喷涂法形成的陶瓷微粒。

作为这种管体，使用各种圆柱形的物品，如金属管道、合成树脂管道和表面喷涂金属或金属涂层的合成树脂管道等。

在管体上缠绕的带状金属箔没有特别的限制。许多种金属箔都可以使用。其厚度定在5～100μm之间，较好是10～100μm，更好是5～30μm。在各种金属箔中，具有高熔点温度和良好辐射效率的金属箔，特别如不锈钢箔，铜箔或镍箔在使用时会生产良好的效果。

作为上述陶瓷微粒，使用镁橄榄石(2MgO、SiO₂)、氧化镁(MgO)和氧化铝(AL₂O₃)等陶瓷材料微粒。它们被单独或组合使用。实际上，陶瓷微粒是通过在带状金属箔表面用火焰喷涂陶瓷微粒原料而形成的。加在金属箔表面上的每一个已形成陶瓷微粒与相邻的陶瓷微粒间有某些间距。如此形成的陶瓷微粒的直径通常大约为5～50μm，其中通过用火焰喷涂陶瓷微粒，陶瓷微粒点涂层在带状金属箔上形成的厚度大约与其直径相同。每个微粒之间的间距设定在大约10～200μm之间。陶瓷微粒的较佳直径为5～30μm，每个微粒之间较佳的间距设定在10～200μm之间。

例如，使用上述材料，一种绝热管体可以如下制造。使用一种传统熟知的火焰喷涂枪将陶瓷微粒向金属箔的已缠绕部分进行火焰喷涂，从带状金属箔的一端开始在管体的圆柱表面上缠绕金属箔，以形成陶瓷微粒点涂层。进一步讲，通过沿管体的轴线方向上一点一点移动地重叠缠绕带状金属箔，陶瓷微粒被火焰喷涂到已缠绕的部分上，不断形成新的陶瓷微粒点涂层。通过重复缠绕带状金属箔和在已缠绕部分形成陶瓷微粒扩散层，一种具有所要求缠绕圈数的绝热层(由螺线状重叠的带状金属箔和形成在每个已缠绕层之间的陶瓷微粒点涂层构成)便在管体表面上形成了。所以这种绝热管体能够连续地被制造。

图1是本发明一个实施例的示意图，该图表示整个实例的俯视情形。

图2是一个剖面图，表示使用一种卡箍的情形。

图3是一个局部剖面图，表示一种真空绝热双层管的构造。

下边结合实施例对本发明作一介绍。

图1是本发明的一个实例。在图中，参考数字1是一芯轴，用于套装和固定管体30。在芯轴1的一侧为第一缠绕或螺纹轴15，装配有不锈钢箔卷筒18，而在轴1的另一侧，如图1所示，为第二缠绕或螺纹轴3，它装配有火焰喷涂喷嘴6。

管体30以可卸方式套装在芯轴1的圆柱面上。左边的环形件(一种左模件)13，安装在相邻管体30左端的位置，右环形件(一种右模件)14安装在相邻管体30右端的位置。两个环形件13、14均以可卸方式套装在芯轴1上。电机2固定在底部，电机2的输出轴2a通过连接件25与芯轴1的右端部分1a相连，以便转动芯轴1。

位于芯轴1一侧的第一缠绕轴15靠支撑基座29在其一端提供旋转支持。用皮带16接收旋转第二缠绕轴3的电机5的旋转功率，使第一缠绕轴15转动。参考数字21、22是皮带轮。卷筒支撑件17以可移动方式沿着第一缠绕15用螺纹结构安装。更详细地讲，具有滑动开口(图中被挡住，看不见)的第一导向臂28从卷筒支撑件17上伸出。沿着第一缠绕轴15从支撑件29伸出的第一导向杆36插进滑动开口中。由此，避免卷筒支撑件17与第一缠绕轴15一起转动，而卷筒支撑件17沿着第一缠绕轴15的运动则通过轴15的转动实现。卷筒18被以可旋转并可卸的方式套装在卷筒支撑件17的圆柱表面上，在卷筒18上缠绕着宽度为300mm的不锈钢箔31。在此情形中，为制动目的，在圆柱表面上安装了一个钉状体(图中被挡住，看不见)。在抽出不锈钢箔31时，该钉状体通过压触卷筒18的圆柱形内表面起到一种制动作用，形成一种阻力。其形状如“ ”的支撑部分19a在卷筒17上伸出，以支撑和固定平板导向部分19b。在导向部分19b的两侧制有凸出线，起传送从卷筒18相对于芯轴1倾斜抽出的不锈钢箔31的作用，从而不锈钢箔31被以导向部分19b的倾角缠绕在管体30的圆柱表面上，而左和右环形件13和14被套装在芯轴1上。位于芯轴1另一侧的第二缠绕轴3的左端部分3a的转动由支撑件26支持，而右端部分3b则通过支撑件27被连接到并受支撑于电机5的输出轴5a。第二缠绕轴3与火焰喷涂枪支撑件4安装在一起，使得喷嘴支撑件4能沿着第二缠绕轴3随螺纹机构一起运动。具有滑动开口(图中被挡住，看不见)的第二导向臂3a在火焰喷涂枪4上伸出，从而用左和右支撑件26和27固定的第二导向杆37插入此孔中。用这种结构，避免了第二缠绕轴3和火焰喷涂枪支撑件4的同时转动，而火焰喷涂枪支撑件4则通过第二轴3的转动沿着第二缠绕轴3运动。在火焰喷涂枪支撑件4上安装了一个调节盒7，其中装有一台电动机(图中被挡住，看不见)处于正向状态，使得该调节盒可以沿着火焰喷涂枪支撑件4的纵向移动。具有火焰喷涂嘴6的火焰喷涂枪66被加在盒7上，如图所示。详细地说，导向杆(图中被挡住看不见)悬挂于盒7的下部并与位于喷涂栓支撑件4的纵向导槽10相配合。在导向槽10的左右两臂表面上沿纵向制成一些台阶，导向杆下部的凸出部分与这些台阶配合，以避免滑落。小齿轮8被固定于正向装置于盒7中的电机的输出轴7a上，以便于与火焰喷涂枪支撑件4纵向的齿轮9相配合。电机被设计成能以某种周期重复进行正常旋转和反向旋转。所以，当电机启动后，小齿轮8经过输出轴7a交替地重复正常旋转和反向旋转，而装有电机的盒7则以某种周期沿着齿轮9往复地左右运动。

驱动第二缠绕轴3的电机5的控制部分与电机2上安装的传感器11电连接，以驱动芯轴1与电机2同步转动。

使用这种设备，绝热管体便可按照下述方法进行制造。首先，管体30被套装在芯轴1上，并且左和右环形件也被套装在芯轴1上。当在卷筒18上缠上不锈钢箔31之后，卷筒18被装在第一螺纹轴15的卷筒支撑件17上。然后不锈钢箔31的一端被从卷筒18中抽出，并被点焊在左环形件13的圆柱面上。在此状态中，电机2和5被驱动旋转，并与此同时驱动火焰喷涂喷嘴6的电机也被驱动。芯轴1以逆时针方向旋转，由于电机的旋转力，不锈钢箔31首先被从卷筒18中抽出，逐渐缠绕在左环形件13的表面。这时，火焰喷涂嘴6在盒7中电机的作用下左右往复运动(左右扫描)，使喷嘴6横穿已缠绕的部分，以扩散的或点涂的方式在已缠绕部分上火焰喷涂陶瓷微粒32。因此形成了陶瓷微粒点涂层33。在这种情况中，因为第一缠绕轴15经电机5皮带16的驱动而旋转，由于这种转动，所以卷筒支撑件17一点一点地向右移动(如图所示)，不锈钢箔31沿芯轴的轴向一点一点地移动(如图所示一点一点地向右移动)。为了与这种移动缠绕相适应，装有喷嘴的火焰喷涂枪支撑件4沿不锈钢箔31的轴向移动。火焰喷涂枪支撑件4的位移能够恰当进行，是由于驱动第二缠绕轴3的电机5的控制部分接收驱动芯轴1的电机2上的传感器11的输出信号，而电机5的旋转被控制便控制了第二缠绕轴3的转速。以这种方式，不锈钢箔依次缠绕在左环形件13、管体30和右环形件14的各圆柱表面上，接收陶瓷微粒32的火焰喷涂。在此例中，设箔的缠绕圈数为30，而当箔30直接绕着管体30缠绕时，在管体30的左端(缠绕起始端)缠绕圈数则达不到30，因为箔是一点一点地偏移运动的。同样的情形也出现在管体30的右端(缠绕的终止端)。由于这个原因，在本发明中环形模件13、14被套装在管体30的左端和右端，箔31的最初缠绕部分和最末缠绕部分都被安排在左右环形件13、14的位置上。这样一来就能使已缠绕的箔31在管体30的任何部位都产生30圈的重叠层。一种卡箍20以预定间隔加在已缠在管体上的不锈钢箔的圆柱表面上，如图2所示，以便固定不锈钢箔31，防止松散。然后已缠绕的箔层31在管体30和环形模件13、14的分界处被分别切断，从芯轴1上取下被不锈钢箔31的重叠层覆盖的管体30，于是所希望的绝热管体便得到了。

在上述实例中，芯轴1是固定的，而火焰喷涂枪支撑件4和卷筒支撑件17是活动的，但它们的关系也可以倒过来。环形模件并不一定是非用不可的。

使用如此获得的绝热管体，图3所示的真空绝热双层管能够以下述方法制造。即将外管37套在绝热管体36的最外层，与最外层有一些空隙，在这种状态中，外管37和绝热管体36之间的空隙被密封。然后这种空隙被从一个排气管38抽成高真空(小于10-4托)状态。用这种方法可以制造真空绝热双层管。在图中，参考数字39是与排气管38安装在一起的一个过滤器。

如上所述，在根据本发明制造绝热管体的方法中，金属箔的已缠绕部分能够被从其一端开始用陶瓷微粒火焰喷涂，在管体的圆柱表面上形成一种缠绕该带状金属箔的陶瓷微粒点涂层，使得在管体圆柱表面上缠绕带状金属箔与在该带状金属箔的一面上形成陶瓷微粒扩散层能够同时进行。在具有已形成的陶瓷微粒扩散层的金属箔表面上，一部分带状金属箔在上述带状金属箔一端之后被在轴向偏移缠绕，与此同时，陶瓷微粒被火焰喷涂到所缠绕的这部分上，形成陶瓷微粒扩散层。这些步骤重复进行，使带状金属箔重叠到所要求的层数，在这些层之间拥有陶瓷微粒扩散层。在本发明中，在管体表面上将带有用陶瓷微粒火焰喷涂过的金属箔缠绕到所要求的层数是可能的，由于火焰喷涂陶瓷微粒和缠绕金属箔同时进行。因此，绝热管体能被连续地制造。

Claims (1)

1.一种制造绝热管体的方法，包括如下步骤，用带状金属箔在管体表面上从一端到另一端螺线地重叠缠绕，用带状金属箔的重叠层覆盖该管体的表面，其特征在于：带状金属箔从一端开始被缠绕在管体表面，同时陶瓷微粒被火焰喷涂到已缠绕的部分上形成陶瓷微粒扩散层，在所述带状金属箔的一端之后的部分，带状金属箔沿着带有陶瓷微粒扩散层的带状金属箔表面的轴向偏移地缠绕，与此同时，陶瓷微粒被火焰喷涂到新缠绕的带状金属箔的这一部分上，上述步骤重复进行，使得陶瓷微粒扩散层存在于每一螺线状重叠缠绕的带状金属箔已缠绕层之间。

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