CN103527921A - 低温绝热容器绝热材料的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温绝热容器绝热材料的处理方法，该方法依次包括以下步骤：1）先将待缠绕的绝热材料在恒温炉内进行脱脂、烘干、去油处理；2)然后将绝热材料出炉，密封包装，送至缠绕工段；3）再将绝热材料缠绕包覆在绝热容器内胆外部形成绝热缠绕层；4）最后在绝热缠绕层的外部包覆铝箔。实践证明，利用该方法能改善绝热空间抽真空性能和绝热性能，减小绝热空间的传热速率，降低气瓶的漏热。
Description
技术领域
本发明属于低温绝热容器技术领域，具体是指一种低温绝热容器绝热材料的处理方法。
背景技术
低温绝热气瓶由于使用方便、安全、可反复充装等特点，目前已被广泛使用于工业化生产。低温绝热气瓶多设有包括内胆和外壳的双层结构，为减小辐射传热，内胆外需要包覆绝热层。绝热层常用的绝热材料由具有高反射能力的铝箔和具有低热导率的Z型（阻燃）低温绝热纸（层厚为0.5～0.6mm）交替复合而成，内胆包覆绝热层后套装外壳并与外壳之间采用高真空绝热结构，绝热空间抽真空到低于10-3Pa的负压，是效率最高的绝热形式。目前，因为绝热材料要包扎数十层，会造成绝热材料层与层之间的气体难以被抽出，同时绝热层处理过程中不可避免的要受到粉尘和油污的污染，这些都会导致绝热空间真空度难以维持。绝热材料的处理不当会增大辐射传热，影响抽真空性能和绝热性能，使容器的日蒸发率增大，不利于容器正常使用。因此需要在包扎之前对绝热材料进行处理，以及在包扎过程进行相应的工艺控制。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种低温绝热容器绝热材料的处理方法，利用该方法能改善绝热空间抽真空性能和绝热性能，减小绝热空间的传热速率，降低气瓶的漏热。
为实现上述目的，本发明的低温绝热容器绝热材料的处理方法，依次包括以下步骤：
1）先将待缠绕的绝热材料在恒温炉内进行脱脂、烘干、去油处理，恒温炉的温度为120～140℃，控制保温时间8～10h，控制压力为70～90KPa；
2)然后将绝热材料出炉，密封包装，送至缠绕工段；
3）再将绝热材料缠绕包覆在绝热容器内胆外部形成绝热缠绕层，所述绝热缠绕层厚度控制在5～6mm/10层，缠绕30～50层；
4）最后在绝热缠绕层的外部包覆铝箔，所述铝箔的厚度为9～12μm。
进一步地，所述步骤1）中，在将绝热材料放入恒温炉之前，对其进行如打孔、划口等开孔处理。这样处理是为了方便抽真空时绝热材料中的气体完全抽出，提高真空效率。
进一步地，所述步骤3）中，缠绕包覆时，控制外缠绕层与内缠绕层之间有搭接，搭接宽度控制为20～40mm。
再进一步地，所述步骤3）中，缠绕包覆时，控制绝热缠绕层超出容器口的高度20～30mm。这样有利于绝热容器收口的操作，也有利于实现对绝热层密封处理。
还进一步地，所述步骤3）中，缠绕包覆时，施工环境温度控制为20～30℃，湿度控制为30～50%。这样，可以最大限度的较少施工过程中水分；
本发明在对绝热材料进行预处理主要是将其中的易挥发物质如水和油污进行处理，如控制加热温度为120～140℃以及在负压条件下可以加快水和油污的挥发速率。在一定范围内，绝热层的层数越多，绝热效果越好，当超过范围时，由于层数的增加导致绝热空间的真空度难以保持，绝热效果反而变差，所以绝热缠绕层厚度控制在0.5～0.6mm/层，缠绕30～50层效果更好好，在缠绕过程中绝热材料会从环境中吸收水分，需要对施工环境提出要求，考虑到控制环境温度、湿度的成本和绝热材料的吸附速度，所以对施工环境和温度进行了严格控制与现有技术相比，本发明严格控制了绝热材料的脱脂、烘干去油处理温度和时间控制，对运输时和缠绕时的环境、绝热材料暴露在空气中的时间有严格要求，最大程度的将低温绝热气瓶真空度因绝热材料放气的影响减到最小。同时，本发明严格控制了绝热材料包扎的松紧度，避免因绝热材料包扎过松或过紧导致抽真空困难，大大改善绝热容器真空层的抽气性能和绝热性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的低温绝热容器绝热材料的处理方法进行详细说明。
实施例1
制备一种直径为600mm，容积为450L的低温绝热容器，其绝热材料的处理方法，依次包括以下步骤：
1）先对待缠绕的由具有高反射能力的铝箔和具有低热导率的Z型（阻燃）低温绝热纸交替复合而成的绝热材料进行打孔处理，并放入恒温炉内进行脱脂、烘干、去油处理，恒温炉的温度控制为120℃，控制保温时间10h，控制压力为70KPa；
2)然后将绝热材料出炉，用密封袋包装，送至缠绕工段；
3）再将绝热材料缠绕包覆在绝热容器内胆外部形成绝热缠绕层，缠绕包覆时，控制外缠绕层与内缠绕层之间有搭接，搭接宽度控制为40mm，所述绝热缠绕层厚度控制在5mm/10层，缠绕30层；并控制绝热缠绕层超出容器口的高度20mm；施工应在干燥、洁净的房间进行，施工环境温度控制为30℃，湿度控制为30%，在施工时操作工人应着洁净的工作服，带洁净的棉质手套接触绝热材料，这样，可以最大限度的较少施工过程中水分、油污的污染；
4）最后在绝热缠绕层的外部包覆铝箔，所述铝箔厚度为9μm。
具体施工时，在缠绕完成后3～4h内，就需要完成内胆与外壳的套装以及外壳焊接工艺，并在内胆和外壳之间形成密闭空间。对绝热密闭空间抽真空到低于10-3Pa的负压时间为8天，优于现有常规方法处理形成的低温绝热容器平均为15天的抽真空时间。依据GB24159-2009《焊接绝热气瓶》方法对该气瓶的日蒸发率（日蒸发率为反应气瓶绝热性能的主要参数，在气瓶结构固定的情况下，影响气瓶日蒸发率的主要因素为气瓶的夹层真空）进行测量，实验数据为1.91%/d；半年后对气瓶的日蒸发率进行测量，实验数据为1.97%/d，均优于国标的2.1%的标准。
实施例2
制备一种直径550mm，容积为365L的低温绝热容器，其绝热材料的处理方法，依次包括以下步骤：
1）先对待缠绕的由具有高反射能力的铝箔和具有低热导率的Z型（阻燃）低温绝热纸交替复合而成的绝热材料用薄刀片进行划扣处理，并放入恒温炉内进行脱脂、烘干、去油处理，恒温炉的温度控制为130℃，控制保温时间9h，控制压力为80KPa；
2)然后将绝热材料出炉，用密封袋包装，送至缠绕工段；
3）再将绝热材料缠绕包覆在绝热容器内胆外部形成绝热缠绕层，缠绕包覆时，控制外缠绕层与内缠绕层之间有搭接，搭接宽度控制为35mm，所述绝热缠绕层厚度控制在6mm/10层，缠绕40层；并控制绝热缠绕层超出容器口的高度25mm；施工应在干燥、洁净的房间进行，施工环境温度控制为25℃，湿度控制为4%，在施工时操作工人应着洁净的工作服，带洁净的棉质手套接触绝热材料，这样，可以最大限度的较少施工过程中水分、油污的污染；
4）最后在绝热缠绕层的外部包覆铝箔，所述铝箔厚度为10μm。
具体施工时，在缠绕完成后3～4h内，就需要完成内胆与外壳的套装以及外壳焊接工艺，并在内胆和外壳之间形成密闭空间。对绝热密闭空间抽真空到低于10-3Pa的负压时间为7天，优于现有常规方法处理形成的低温绝热容器平均为15天的抽真空时间。依据GB24159-2009《焊接绝热气瓶》方法对该气瓶的日蒸发率（日蒸发率为反应气瓶绝热性能的主要参数，在气瓶结构固定的情况下，影响气瓶日蒸发率的主要因素为气瓶的夹层真空）进行测量，实验数据为2.01%/d；半年后对气瓶的日蒸发率进行测量，实验数据为2.10%/d，均优于国标的2.15%的标准。
实施例3
制备一种直径为500mm，容积为175L的低温绝热容器，其绝热材料的处理方法，依次包括以下步骤：
1）先对待缠绕的由具有高反射能力的铝箔和具有低热导率的Z型（阻燃）低温绝热纸交替复合而成的绝热材料用薄刀片进行划扣处理，并放入恒温炉内进行脱脂、烘干、去油处理，恒温炉的温度控制为140℃，控制保温时间8h，控制压力为90KPa；
2)然后将绝热材料出炉，用密封袋包装，送至缠绕工段；
3）再将绝热材料缠绕包覆在绝热容器内胆外部形成绝热缠绕层，缠绕包覆时，控制外缠绕层与内缠绕层之间有搭接，搭接宽度控制为30mm，所述绝热缠绕层厚度控制在5mm/10层，缠绕50层；并控制绝热缠绕层超出容器口的高度30mm；施工应在干燥、洁净的房间进行，施工环境温度控制为20℃，湿度控制为50%，在施工时操作工人应着洁净的工作服，带洁净的棉质手套接触绝热材料，这样，可以最大限度的较少施工过程中水分、油污的污染；
4）最后在绝热缠绕层的外部包覆铝箔，所述铝箔厚度为12μm。
具体施工时，在缠绕完成后3～4h内，就需要完成内胆与外壳的套装以及外壳焊接工艺，并在内胆和外壳之间形成密闭空间。对绝热密闭空间抽真空到低于10-3Pa的负压时间为8.5天，优于现有常规方法处理形成的低温绝热容器平均为15天的抽真空时间。依据GB24159-2009《焊接绝热气瓶》方法对该气瓶的日蒸发率进行测量，实验数据为2.19%/d；半年后对气瓶的日蒸发率进行测量，实验数据为2.27%/d，均优于国标的2.40%的标准。
Claims (9)
1.一种低温绝热容器绝热材料的处理方法，依次包括以下步骤：
1）先将待缠绕的绝热材料在恒温炉内进行脱脂、烘干、去油处理，恒温炉的温度为120～140℃，控制保温时间8～10h，控制压力为70～90KPa；
2）然后将绝热材料出炉，密封包装，送至缠绕工段；
3）再将绝热材料缠绕包覆在绝热容器内胆外部形成绝热缠绕层，所述绝热缠绕层厚度控为在5～6mm/10层，缠绕30～50层；
4）最后在绝热缠绕层的外部包覆铝箔，所述铝箔的厚度为9～12μm。
2.根据权利要求1所述的低温绝热容器绝热材料的处理方法，其特征在于：所述步骤1）中，在将绝热材料放入恒温炉之前，对其进行开孔处理。
3.根据权利要求1或2所述的低温绝热容器绝热材料的处理方法，其特征在于：所述步骤3）中，缠绕包覆时，控制外缠绕层与内缠绕层之间有搭接，搭接宽度为20～40mm。
4.根据权利要求1或2所述的低温绝热容器绝热材料的处理方法，其特征在于：所述步骤3）中，缠绕包覆时，控制绝热缠绕层超出容器口的高度20～30mm。
5.根据权利要求3所述的低温绝热容器绝热材料的处理方法，其特征在于：所述步骤3）中，缠绕包覆时，控制绝热缠绕层超出容器口的高度20～30mm。
6.根据权利要求1或2所述的低温绝热容器绝热材料的处理方法，其特征在于：所述步骤3）中，缠绕包覆时，施工环境温度控制为20～30℃，湿度控制为30～50%。
7.根据权利要求3所述的低温绝热容器绝热材料的处理方法，其特征在于：所述步骤3）中，缠绕包覆时，施工环境温度控制为20～30℃，湿度控制为30～50%。
8.根据权利要求4所述的低温绝热容器绝热材料的处理方法，其特征在于：所述步骤3）中，缠绕包覆时，施工环境温度控制为20～30℃，湿度控制为30～50%。
9.根据权利要求5所述的低温绝热容器绝热材料的处理方法，其特征在于：所述步骤3）中，缠绕包覆时，施工环境温度控制为20～30℃，湿度控制为30～50%。
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