CN115072008A - 一种轻质多层隔热组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轻质多层隔热组件，结构简单、制作方便，易于工程实现，能有效解决现有低温多层隔热组件的减重问题。该轻质多层隔热组件包括：可导电的外表面膜、N层隔热单元和内表面膜；N层所述隔热单元层叠设置在所述外表面膜和所述内表面膜之间，N为不小于3的整数；至少一个所述隔热单元仅包括反射屏，其余所述隔热单元包括层叠设置的反射屏和间隔层，其中所述反射屏位于所述间隔层上方；所述反射屏为两侧表面发射率低且具有压纹支撑的材料；所述间隔层为导热率低的非金属材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种隔热组件，具体涉及一种轻质多层隔热组件，属于航天器热控技术领域。
背景技术
随着大型航天器向高性能、高载质比等方向发展，热控产品的减重需求日益突出。低温多层隔热组件作为最重要的航天器热控产品之一，通常用于舱内设备的隔热，以及减少航天器舱板、舱外设备等与外部空间的辐射换热，重量所占比重较大。
传统的低温多层隔热组件，每单元多层均由厚度6μm的双面镀铝聚酯膜+涤纶网组成，涤纶网因其热导率低，既保证了相邻反射屏间的物理间隔，又尽可能地减少相邻反射屏之间的接触漏热。反射屏是保证多层当量辐射系数较低的重要因素，如何在保证反射屏间的物理间距下，尽可能地减少乃至取消间隔层，这成为实现低温多层隔热组件轻量化的突破口。
因此，需要研发一种轻质低温多层隔热组件，既保证了相邻反射屏间的物理间距，又实现了间隔层的结构优化，从而较大幅度地实现低温多层隔热组件的减重。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种轻质多层隔热组件，结构简单、制作方便，易于工程实现，能有效解决现有低温多层隔热组件的减重问题。
所述的轻质多层隔热组件，包括：可导电的外表面膜、N层隔热单元和内表面膜；
N层所述隔热单元层叠设置在所述外表面膜和所述内表面膜之间，N为不小于3的整数；
至少一个所述隔热单元仅包括反射屏，其余所述隔热单元包括层叠设置的反射屏和间隔层，其中所述反射屏位于所述间隔层上方；
所述反射屏为两侧表面发射率≤0.1且具有压纹支撑的材料；
所述间隔层为导热率≤0.3W/mK的非金属材料。
作为本发明的一种优选方式：两个所述隔热单元包括层叠设置的反射屏和间隔层，其余所述隔热单元仅包括反射屏，即该隔热组件具有两层所述间隔层。
作为本发明的一种优选方式：两个具有所述间隔层的隔热单元分别设置在N层所述隔热单元的最上层和最下层。
作为本发明的一种优选方式：所述反射屏采用双面镀铝聚酯菱形纹薄膜，其上所有菱形压纹的凹凸方向一致。
作为本发明的一种优选方式：所述间隔层采用涤纶网。
作为本发明的一种优选方式：所述外表面膜采用导电型聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜、黑色渗碳聚酰亚胺膜或镀膜型导电黑色聚酰亚胺膜。
作为本发明的一种优选方式：所述内表面膜采用双面镀铝聚酯薄膜。
作为本发明的一种优选方式：采用缝合材料将外表面膜、N层隔热单元和内表面膜缝合在一起，使其形成一个整体。
作为本发明的一种优选方式：还包括一个以上所述接地装置；所述接地装置用于将该隔热组件与外部接地点相连，用于防静电。
作为本发明的一种优选方式：所述接地装置包括：垫片、接地铝箔条、空心铜铆钉和接地线组件；
将所述接地铝箔条折叠成风琴叶片状，折叠后的接地铝箔条具有N个折缝，使每层反射屏被一个折缝处的叶片状的铝箔条夹住；
所述垫片放置在外表面膜上表面，所述接地线组件设置在内表面膜下表面；所述空心铜铆钉用于将垫片、外表面膜、接地铝箔条、内表面膜、接地线组件铆接在一起。
有益效果：
(1)本发明的轻质低温多层隔热组件在不改变多层隔热性能的前提下，能较大幅度地实现减重，减重可达40％；可以在航天器舱板及舱外设备的外表面使用，可广泛应用于遥感、通信、导航等航天器热控领域，适用范围广。
(2)反射屏采用双面镀铝聚酯菱形纹薄膜，通过表面菱形压纹，兼顾了反射屏与间隔层的隔热功能。
(3)间隔层实现结构优化，可由N层减少至两层，保证低温多层隔热组件具有一定的抗力学强度，可适应主动段泄压过程中发生的形变。
(4)轻质多层隔热组件外表面膜选取为黑色渗碳聚酰亚胺膜或镀膜型导电黑色聚酰亚胺膜，在满足面膜导电要求的同时，可以起到防杂散光的作用。
(5)轻质多层隔热组件设置的接地装置，可以起到防静电的作用，接地装置的数量可根据多层隔热组件的尺寸进行调整。
附图说明
图1为本发明的轻质低温多层隔热组件的结构示意图；
图2为本发明的双面镀铝聚酯菱形纹薄膜的结构示意图。
其中：1-外表面膜、2-反射屏、3-间隔层、4-内表面膜，5-接地装置、6-缝合材料、501-垫片、502-接地铝箔条、503-空心铜铆钉、504-接地线组件
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种轻质多层隔热组件，在不改变多层隔热性能的前提下，能较大幅度地实现减重，减重可达40％。
该轻质多层隔热组件包括：可导电的外表面膜1、N层隔热单元和内表面膜4；N层隔热单元层叠设置在外表面膜1和内表面膜4之间，N为不小于3的整数。
隔热单元为层叠设置的反射屏2和间隔层3或仅包括反射屏2；至少一个所述隔热单元仅包括反射屏2。
反射屏2选用两侧表面发射率较低(发射率≤0.1)且具有压纹支撑的材料，兼顾了反射屏2与间隔层3的隔热功能，极大减小反射屏2间的辐射换热。
间隔层3采用导热率较低(导热率≤0.3W/mk)的非金属材料，用于保持低温多层隔热组件具有一定的抗力学强度，以适应主动段泄压过程中发生的形变。
该多层隔热组件中，采用双面镀铝聚酯菱形纹薄膜作为反射屏2，兼顾了间隔层3与反射屏3的隔热功能，且通过优化间隔层3的结构分布，较大程度上减少间隔层3的使用数量，有效降低了多层隔热组件的面密度。
该多层隔热组件为低温多层隔热组件，长期耐受最高温度125℃，短期耐受高温能到150-180℃；低温多层隔热组件作为航天器热控的重要产品之一，多用于航天器舱板或者舱外单机等的外表面，使用面积较大。该产品在保证低温多层隔热组件的当量辐射系数的前提下，实现了低温多层隔热组件的大幅度减重，可广泛用于遥感、通信、导航等航天器热控领域，适应性强。
实施例2：
在上述实施例1的基础上，进一步的，如图1所示，可导电的外表面膜1位于低温多层隔热组件的最外层(即图1所示的最上层)；可导电的外表面膜1可采用厚度25μm的带ITO的导电型聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜、黑色渗碳聚酰亚胺膜或镀膜型导电黑色聚酰亚胺膜。
反射屏2采用双面镀铝聚酯菱形纹薄膜，半球发射率εH≤0.06，厚度为6μm；所有菱形压纹的凹凸方向一致，每31个菱形压纹组成一个如图2所示的菱形压纹阵，菱形压纹阵均布在反射屏2上，菱形压纹阵的对角线长分别为35±5mm和45±5mm；反射屏2设置N层，N≥3。
间隔层3采用T20型涤纶网，本例中间隔层3仅设置两层，设置在部分相邻反射屏2间，即只有两个隔热单元包括层叠设置的反射屏2和间隔层3，其余隔热单元仅包括反射屏2。
内表面膜4位于低温多层隔热组件的最内层(即图1所示的最下层)；本例中内表面膜4为厚度18～20μm的双面镀铝聚酯薄膜。
具体的：在可导电的外表面膜1与内表面膜4之间层叠N层(N≥3)反射屏2，然后将两层间隔层3分别插入N层反射屏2之间，但需保证最外层的反射屏2紧邻可导电的外表面膜1。如图1所示，本例中两层间隔层3分别置于内表面膜4与第1层反射屏间、第N-1层反射屏与第N层反射屏间。该种结构形式的轻质低温多层隔热组件中各层叠放顺序为：首先最内层为内表面膜4，其上铺置一层间隔层3，再叠放N-1层的反射屏2，随后再铺置一层间隔层3和第N层反射屏2，最后放置可导电的外表面膜1。由此具有间隔层3的隔热单元分别设置在N层隔热单元的最上层和最下层。
缝合材料6采用非金属材料，如涤棉线，将可导电的外表面膜1、反射屏2、间隔层3、内表面膜4缝合在一起，使其形成一个整体。
实施例3：
在上述实施例1或实施例2的基础上，进一步在该隔热组件上设置接地装置5，接地装置5位于多层隔热组件的侧面边缘处，用于将该隔热组件与外部接地点相连，起到防静电的作用。
接地装置5包括：垫片501、接地铝箔条502、空心铜铆钉503和接地线组件504；将接地铝箔条502折叠成风琴叶片状，折叠后的接地铝箔条502具有N个折缝，使每层反射屏2被一个折缝处的叶片状的铝箔条夹住(并去除对应区域的间隔层3，因为间隔层3不导电，否则接地铝箔条无法使各反射屏进行导电连通)，以增大与反射屏2的接触面积；垫片501放置在外表面膜1上表面，接地线组件504设置在内表面膜4下表面；空心铜铆钉503用于将垫片501、外表面膜1、接地铝箔条502(以及被接地铝箔条502夹住的反射屏2)、内表面膜4、接地线组件504铆接在一起。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轻质多层隔热组件，其特征在于，包括：可导电的外表面膜(1)、N层隔热单元和内表面膜(4)；
N层所述隔热单元层叠设置在所述外表面膜(1)和所述内表面膜(4)之间，N为不小于3的整数；
至少一个所述隔热单元仅包括反射屏(2)，其余所述隔热单元包括层叠设置的反射屏(2)和间隔层(3)，其中所述反射屏(2)位于所述间隔层(3)上方；
所述反射屏(2)为两侧表面发射率≤0.1且具有压纹支撑的材料；
所述间隔层(3)为导热率≤0.3W/mK的非金属材料。
2.如权利要求1所述的轻质多层隔热组件，其特征在于：两个所述隔热单元包括层叠设置的反射屏(2)和间隔层(3)，其余所述隔热单元仅包括反射屏(2)，即该隔热组件具有两层所述间隔层(3)。
3.如权利要求2所述的轻质多层隔热组件，其特征在于：两个具有所述间隔层(3)的隔热单元分别设置在N层所述隔热单元的最上层和最下层。
4.如权利要求1所述的轻质多层隔热组件，其特征在于：所述反射屏(2)采用双面镀铝聚酯菱形纹薄膜，其上所有菱形压纹的凹凸方向一致。
5.如权利要求1所述的轻质多层隔热组件，其特征在于：所述间隔层(3)采用涤纶网。
6.如权利要求1所述的轻质多层隔热组件，其特征在于：所述外表面膜(1)采用导电型聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜、黑色渗碳聚酰亚胺膜或镀膜型导电黑色聚酰亚胺膜。
7.如权利要求1所述的轻质多层隔热组件，其特征在于：所述内表面膜(4)采用双面镀铝聚酯薄膜。
8.如权利要求1所述的轻质多层隔热组件，其特征在于：采用缝合材料(6)将外表面膜(1)、N层隔热单元和内表面膜(4)缝合在一起，使其形成一个整体。
9.如权利要求1所述的轻质多层隔热组件，其特征在于：还包括一个以上所述接地装置(5)；所述接地装置(5)用于将该隔热组件与外部接地点相连，用于防静电。
10.如权利要求9所述的轻质多层隔热组件，其特征在于：所述接地装置(5)包括：垫片(501)、接地铝箔条(502)、空心铜铆钉(503)和接地线组件(504)；
将所述接地铝箔条(502)折叠成风琴叶片状，折叠后的接地铝箔条(502)具有N个折缝，使每层反射屏(2)被一个折缝处的叶片状的铝箔条夹住；
所述垫片(501)放置在外表面膜(1)上表面，所述接地线组件(504)设置在内表面膜(4)下表面；所述空心铜铆钉(503)用于将垫片(501)、外表面膜(1)、接地铝箔条(502)、内表面膜(4)、接地线组件(504)铆接在一起。
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| GR01 | Patent grant | ||
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