CN108506648B - 保温型材的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种保温型材的制作方法，该保温型材包括多个微气泡及包裹所述多个微气泡的至少一层防护层，所述防护层设置有进气孔和排气孔，所述微气泡设有开口，在对该保温型材进行充气时，首先经所述排气孔抽取所述微气泡内的空气，然后在第一预设时间之后，密封排气孔，打开进气孔向所述微气泡内充隔热气体，最后，在第二预设时间之后，停止充气，密封所述进气孔，完成充气，本发明的制作方法，在保温型材内的空气被完全抽空后，充入低导热系数的隔热气体，降低了保温型材的导热性，同时使保温型材的内外压力保持平衡，降低了保温型材的性能衰弱可能性。
Description
技术领域
本发明涉及电热水器技术领域，尤其涉及一种保温型材的制作方法。
背景技术
目前，真空绝热板(Vacuum Insulation Panel，简称VIP)基于其较低的导热系数(8mW/(m·K))逐渐被应用于电热水器的保温材料领域，但是由于在缠绕包裹热水器的内胆时需要长期保持弯曲，会在一定程度上降低VIP的可靠性，而且VIP内部压力较低与外部大气压的压差大，会发生气体渗透，进而遭到机械破坏，导热系数增大，进而影响电热水器的保温性能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种保温型材的制作方法，旨在制造一种应用于电热水器的新型保温型材，以提高电热水器的保温效果。
为实现上述目的，本发明提出一种保温型材的制作方法，该保温型材包括多个微气泡及包裹所述多个微气泡的至少一层防护层，所述防护层设置有进气孔和排气孔，所述微气泡形成有开口，该制作方法包括以下步骤：
经所述排气孔抽取所述微气泡内的空气；
在第一预设时间之后，密封排气孔，打开进气孔向所述微气泡内充隔热气体；
在第二预设时间之后，停止充气，密封所述进气孔。
进一步地，所述经所述排气孔抽取所述微气泡内的空气的步骤之前，还包括：
将所述隔热气体压缩存储于一充气泵，并连接所述进气孔；
调节所述充气泵的压力至预设值。
进一步地，所述在第二预设时间之后，停止充气，密封所述进气孔的步骤之后，还包括：
在所述保温型材的外表面包裹一层聚氨酯层。
进一步地，相邻所述微气泡之间形成有间隙，在执行所述经所述排气孔抽取所述微气泡内的空气的步骤的同时，还执行以下步骤：
经所述排气孔抽取所述间隙内的空气。
进一步地，在执行所述在第一预设时间之后，密封排气孔，打开进气孔向所述微气泡内充隔热气体的步骤的同时，还执行以下步骤：
经所述进气孔向所述间隙内充隔热气体。
进一步地，所述在第一预设时间之后，密封排气孔，打开进气孔向所述微气泡内充隔热气体，同时经所述进气孔向所述间隙内充隔热气体的步骤，具体包括：
在真空泵工作第一预设时间之后，检测所述微气泡及间隙内是否完全真空；
若是，则密封所述排气孔，打开进气孔向所述微气泡及间隙内充隔热气体；
若否，则控制真空泵继续工作，直至所述微气泡及间隙内完全真空。
进一步地，所述在第二预设时间之后，停止充气，密封所述进气孔的步骤，具体包括：
在充气泵工作第二预设时间之后，检测所述微气泡及防护层是否达到设定的满压值；
若是，则停止充气，并密封所述进气孔；
若否，则增大充气气压，直至所述微气泡及防护层达到设定的满压值。
进一步地，所述隔热气体的导热系数低于25mW/(m·K)，所述隔热气体为氩气、氪气、氙气、二氧化碳、环戊烷、及异戊烷中的至少一种。
进一步地，所述第一预设时间的计算公式为T1＝(V1+V2)/Q1，其中，T1为第一预设时间，V1为微气泡的总体积，V2为间隙的总体积，Q1为抽气速率，所述抽气速率为30-100L/min。
进一步地，所述第二预设时间的计算公式为T2＝(V1+V2)/Q2，其中，T2为第二预设时间，V1为微气泡的总体积，V2为间隙的总体积，Q2为充气气体流量，所述充气气体流量为30-100L/min。
进一步地，所述微气泡和防护层的满压值为0.1MPa。
进一步地，所述充气泵的压力预设值为0.4-1Mpa，所述隔热气体的导热系数低于25mW/(m·K)。
进一步地，该保温型材的材质为塑料膜、金属箔复合塑料膜、镀有金属层的塑料复合膜中的一层或两层以上的复合膜材料。
进一步地，该保温型材还填充有纳米粉体和/或玻璃纤维。
本发明的保温型材的制作方法，应用于一种新型保温型材，该保温型材包括多个微气泡及包裹所述多个微气泡的至少一层防护层，所述防护层设置有进气孔和排气孔，所述微气泡形成有开口，在对该保温型材进行充气时，首先用抽气装置如真空泵，经所述排气孔抽取所述微气泡内的空气，然后在第一预设时间之后，即预测的空气被完全抽出的时间之后，密封排气孔，打开进气孔向所述微气泡内充隔热气体，最后，在第二预设时间之后，即根据微气泡的总体积预先设定的隔热气体能够完全填充的时间之后，停止充气，密封所述进气孔，完成保温型材的充气。本发明的制作方法，在保温型材内的空气完全被抽空后，充入低导热系数的隔热气体，降低了保温型材的导热性，使保温型材的内外压力保持平衡，降低了保温型材的性能衰弱可能性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明保温型材的制作方法一实施例的流程图；
图2为图1中步骤S40a和步骤S40b的具体流程图；
图3为图1中步骤S50的具体流程图；
图4为本发明的保温型材一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种保温型材的制作方法。
参照图1，图1为本发明的保温型材的制作方法一实施例的流程图。
在本实施例中，该保温型材，包括多个微气泡及包裹所述多个微气泡的至少一层防护层，所述防护层设置有进气孔和排气孔，所述微气泡形成有开口，该制作方法包括以下步骤：
S30a：经所述排气孔抽取所述微气泡内的空气；
S30b：经所述排气孔抽取所述间隙内的空气；
S40a：在第一预设时间之后，密封排气孔，打开进气孔向所述微气泡内充隔热气体；
S40b：经所述进气孔向所述间隙内充隔热气体；
S50：在第二预设时间之后，停止充气，密封所述进气孔。
参照图4，在本实施例中，该保温型材100包括一层防护层10，在其他实施例中，该防护层10还可以由多层防护层10进行叠加，该防护层10包裹多个微气泡20，每一微气泡均20形成有开口(未图示)，以方便隔热气体的充入，为了便于保温型材100的气压调节、排除混入的空气、以及充入隔热气体等，在所述防护层10上还设置了便于充气的进气孔11和便于抽空气的排气孔12。
由于在保温型材成型100的过程中，所述微气泡20内保留或充入了较多的空气，如果不将其抽出，会严重影响保温型材100的保温性能，所以在该保温型材100成型之后对其进行充气时，需要先使用真空泵或其他抽气装置将所述微气泡20内的空气从所述排气孔11抽出，以便在隔热气体充入之前使得所述微气泡20内保持真空状态。
进一步地，参照图1和4，由于相邻微气泡20之间形成有间隙，所述间隙内也填充有空气，所以在经所述排气孔12抽取所述微气泡20内的空气的步骤的同时还需要执行步骤S30b，即经所述排气孔12抽取所述间隙内的空气，以使得整个保温型材100在充入隔热气体之前呈真空状态。
在将所述微气泡20及微气泡20之间形成的间隙内的空气经过所述排气孔12持续抽取第一预设时间之后，密封所述排气孔12，所述第一预设时间由所述微气泡20的总体积和间隙的总体积，以及真空泵或其他抽气装置的抽气速率决定，具体的计算公式为T1＝(V1+V2)/Q1，其中，T1为第一预设时间，V1为微气泡20的总体积，V2为间隙的总体积，Q1为抽气速率，并设定所述真空泵或其抽气装置的抽气速率为30-100L/min，以便保温型材100内的空气能在10-40min内完全排出，进而通过密封件密封所述排气孔12，所述密封件可以是电磁阀，也可以是手动控制的低压阀门，在所述排气孔12被密封之后，打开进气孔11，控制充气泵向所述微气泡20内填充导热系数比较低的隔热气体，同时执行步骤S40b，即经所述进气孔11向所述间隙内充入隔热气体，以使得整个保温型材100内充入隔热气体，降低保温型材100的平均导热系数，提高其保温性能。
在向所述微气泡20及微气泡20之间形成的空隙内持续充入第二预设时间的隔热气体之后，停止充气，并密封所述进气孔11，所述第二预设时间由微气泡的总体积、所述间隙的总体积、及充气泵充气的气体流量决定，具体的计算公式为T2＝(V1+V2)/Q2，其中，T2为第二预设时间，V1为微气泡20的总体积，V2为间隙的总体积，Q2为充气气体流量，所述充气气体流量为30-100L/min，以便隔热气体能够在10-40min内充满所述保温型材，然后通过密封件密封所述进气孔11，所述密封件可以是电磁阀，也可以是手动控制的低压阀门，此时，所述保温型材100内完全充满导热系数比较低的隔热气体，降低了保温型材100的导热性。
本发明的保温型材的制作方法，应用于一种新型保温型材，该保温型材100包括多个微气泡20及包裹所述多个微气泡20的至少一层防护层10，所述防护层10设置有进气孔11和排气孔12，所述微气泡20形成有开口，在对该保温型材100进行充气时，首先用抽气装置如真空泵，经所述排气孔12抽取所述微气泡20内的空气，然后在第一预设时间之后，即预测的空气被完全抽出的时间之后，密封排气孔12，打开进气孔11向所述微气泡20内充隔热气体，最后，在第二预设时间之后，即根据微气泡20的总体积预先设定的隔热气体能够完全填充的时间之后，停止充气，密封所述进气孔11，完成保温型材100的充气。本发明的制作方法，在保温型材100内的空气完全被抽空后，充入低导热系数的隔热气体，降低了保温型材100的导热性，使保温型材100的内外压力保持平衡，降低了保温型材100的性能衰弱可能性。
进一步地，参照图1和图4，步骤S30a和S30b之前，还包括：
S10：将所述隔热气体压缩存储于一充气泵，并连接所述进气孔；
S20：调节所述充气泵的压力至预设值。
在本实施例中，在对所述保温型材100进行充气之前还需要做好相关的准备工作，如将所述导热系数较低且密度大于空气的隔热气体压缩存储于一充气泵，并通过管路和控制阀连接所述保温型材100的进气孔11，以便控制向所述微气泡20和/或微气泡20之间形成的空隙内充入的隔热气体的气体流量，在其他实施例中，也可以是将所述隔热气体压缩存储于一可移动的存储罐中。此外，在将所述充气泵连接到保温型材100的进气孔11之后，还要依据该保温型材100的尺寸大小等参数，调节所述充气泵的压力至预设值，所述预设值为0.4-1Mpa，以便使其输出的隔热气体流量控制在30-100L/min，进而能够将所述微气泡20和/或微气泡20之间形成的空隙在充满所述隔热气体时能够达到预设的满压值。
进一步地，参照图1和4，步骤S50之后，还包括：
S60：在所述保温型材的外表面包裹一层聚氨酯层。
在本实施例中，在对所述保温型材100完成隔热气体的充入之后，为了进一步增强该保温型材100的保温性能，以及防止该保温型材100内的隔热气体溢出，在保温型材100完成充气之后，还需要在该保温型材100的外表面包裹一层聚氨酯层保温材料，聚氨酯保温材料的闭孔率可以达到95％以上，能够进一步确保保温型材100内填充的隔热气体外泄，从而避免了保温型材100出现性能衰减的问题，延长了保温型材100的使用寿命。
进一步地，参照图2和图4，基于上述实施例的保温型材的制作方法，步骤S40a和S40b，具体包括：
S41：在真空泵工作第一预设时间之后，检测所述微气泡及间隙内是否完全真空；
若是，则执行步骤S42；
S42：密封排气孔，打开进气孔向所述微气泡及间隙内充隔热气体；
若否，则执行步骤S43；
S43：控制真空泵继续工作，直至所述微气泡及间隙内完全真空。
在本实施例中，选择真空泵对所述微气泡20及微气泡20之间形成的间隙内的空气进行抽取，在进行抽取时还可以根据所述进气孔11与排气孔12分布于所述防护层10的上下或左右两端，且进气孔11的位置低于排气孔12的位置，来放置所述保温型材100，以将其放置于最容易抽气和充气的位置，也即水平放置所述保温型材100，在真空泵持续抽取第一预设时间之后，检测所述微气泡20及微气泡20之间形成的间隙内是否完全真空，若所述微气泡20及微气泡20之间形成的间隙内为真空状态，则通过密封件密封所述排气孔12，打开所述进气孔11向所述微气泡20及微气泡20之间形成的间隙内充入隔热气体，若所述微气泡20及微气泡20之间形成的间隙内还存在空气，则控制真空泵继续从所述微气泡20及微气泡20之间形成的间隙内抽取空气，直至所述微气泡20及微气泡20之间形成的间隙内完全真空。
进一步地，参照图3和图4，基于上述实施例的保温型材的制作方法，步骤S50，具体包括：
S51：在充气泵工作第二预设时间之后，检测所述微气泡及防护层是否达到设定的满压值；
若是，则执行步骤S52；
S52：停止充气，并密封所述进气孔；
若否，则执行步骤S53；
S53：增大充气气压，直至所述微气泡及防护层达到设定的满压值。
在本实施例中，在充气泵向所述微气泡20及微气泡20之间形成的间隙内持续充入第二预设时间的隔热气体之后，需要进一步检测所述微气泡20及防护层10是够达到预设的满压值，该满压值由所述微气泡20及防护层10所采用的材料、体积大小、及厚度决定，在本实施例中，所述微气泡20及防护层10均采用塑料膜、金属箔复合塑料膜、镀有金属层的塑料复合膜中的一层或两层以上的复合膜材料制成，再综合考虑大气压力，将所述微气泡20及防护层10的满压值设置在与大气压保持平衡的0.1Mpa，以使得保温型材100的内外压力保持平衡，若此时的微气泡20及防护层10均达到满压，则停止充气泵的充气，通过密封件密封所述进气孔11，这一步骤可以由电控单元控制电磁阀实现，也可以由人工进行手动控制低压阀门实现，若此时的微气泡20及防护层10未达到满压，则需要在增大充气泵的充气气压后，继续经过所述进气孔11向所述微气泡20内充入隔热气体，直至所述微气泡20及防护层10达到满压后，再通过控制进气孔11处的电磁阀关闭或手动控制进气孔11处的低压阀门关闭，来密封所述进气孔11。
进一步地，参照图4，所述保温型材内还填充有纳米粉体和/或玻璃纤维，所述隔热气体的导热系数低于25mW/(m·K)，具体为氩气、氪气、氙气、二氧化碳、环戊烷、异戊烷中的一种或两种以上的混合物。
在本实施例中，为了进一步增强保温型材100的保温性能，在所述保温型材100内还填充有具有反辐射性能的纳米粉体或玻璃纤维，或者同时填充有纳米粉体和玻璃纤维，所述纳米粉体和/或玻璃纤维主要填充于所述微气泡20或微气泡20之间形成的间隙内，在本实施例中所述纳米粉体可以是SiO2粉、红外遮光剂、石墨粉、炭黑粉中的一种或两种以上的混合物，所述玻璃纤维还可以替换为碳纤维，所述隔热气体的导热系数低于25mW/(m·K)，优选导热系数低于15mW/(m·K)的隔热气体，具体为导热系数较低的氩气、氪气、氙气、二氧化碳、环戊烷、异戊烷中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物组成，降低了保温型材的热传导性能，增强了其保温性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (12)
1.一种保温型材的制作方法，其特征在于，该保温型材包括多个微气泡及包裹所述多个微气泡的至少一层防护层，所述防护层设置有进气孔和排气孔，所述微气泡形成有开口，相邻所述微气泡之间形成有间隙，该制作方法包括以下步骤：
经所述排气孔抽取所述微气泡内和所述间隙内的空气；
在第一预设时间之后，密封排气孔，打开进气孔向所述微气泡内充隔热气体；
在真空泵工作第一预设时间之后，检测所述微气泡及间隙内是否完全真空；
若是，则密封所述排气孔，打开进气孔向所述微气泡及间隙内充隔热气体；
若否，则控制真空泵继续工作，直至所述微气泡及间隙内完全真空；
在第二预设时间之后，停止充气，密封所述进气孔。
2.根据权利要求1所述的保温型材的制作方法，其特征在于，所述经所述排气孔抽取所述微气泡内的空气的步骤之前，还包括：
将所述隔热气体压缩存储于一充气泵，并连接所述进气孔；
调节所述充气泵的压力至预设值。
3.根据权利要求1所述的保温型材的制作方法，其特征在于，所述在第二预设时间之后，停止充气，密封所述进气孔的步骤之后，还包括：
在所述保温型材的外表面包裹一层聚氨酯层。
4.根据权利要求1所述的保温型材的制作方法，其特征在于，在执行所述在第一预设时间之后，密封排气孔，打开进气孔向所述微气泡内充隔热气体的步骤的同时，还执行以下步骤：
经所述进气孔向所述间隙内充隔热气体。
5.根据权利要求1所述的保温型材的制作方法，其特征在于，所述在第二预设时间之后，停止充气，密封所述进气孔的步骤，具体包括：
在充气泵工作第二预设时间之后，检测所述微气泡及防护层是否达到设定的满压值；
若是，则停止充气，并密封所述进气孔；
若否，则增大充气气压，直至所述微气泡及防护层达到设定的满压值。
6.根据权利要求1任一所述的保温型材的制作方法，其特征在于，所述隔热气体的导热系数低于25mW/(m·K)，所述隔热气体为氩气、氪气、氙气、二氧化碳、环戊烷、及异戊烷中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的保温型材的制作方法，其特征在于，所述第一预设时间的计算公式为T1＝(V1+V2)/Q1，其中，T1为第一预设时间，V1为微气泡的总体积，V2为间隙的总体积，Q1为抽气速率，所述抽气速率为30-100L/min。
8.根据权利要求7所述的保温型材的制作方法，其特征在于，所述第二预设时间的计算公式为T2＝(V1+V2)/Q2，其中，T2为第二预设时间，V1为微气泡的总体积，V2为间隙的总体积，Q2为充气气体流量，所述充气气体流量为30-100L/min。
9.根据权利要求5所述的保温型材的制作方法，其特征在于，所述微气泡和防护层的满压值为0.1MPa。
10.根据权利要求2所述的保温型材的制作方法，其特征在于，所述充气泵的压力预设值为0.4-1Mpa。
11.根据权利要求1所述的保温型材的制作方法，其特征在于，该保温型材的材质为塑料膜、金属箔复合塑料膜、镀有金属层的塑料复合膜中的一层或两层以上的复合膜材料。
12.根据权利要求1所述的保温型材的制作方法，其特征在于，该保温型材还填充有纳米粉体和/或玻璃纤维。
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