RU2553629C1 - Production of vacuum heat-insulating article - Google Patents
Production of vacuum heat-insulating article Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553629C1 RU2553629C1 RU2013153611/06A RU2013153611A RU2553629C1 RU 2553629 C1 RU2553629 C1 RU 2553629C1 RU 2013153611/06 A RU2013153611/06 A RU 2013153611/06A RU 2013153611 A RU2013153611 A RU 2013153611A RU 2553629 C1 RU2553629 C1 RU 2553629C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outer shell
- end walls
- distance
- stiffeners
- vacuum
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам изготовления теплоизоляционных изделий, применяемых для теплоизоляции пассажирских и рефрижераторных вагонов, изотермических контейнеров, холодильников, теплоэнергетического и технологического оборудования.The invention relates to methods for manufacturing heat-insulating products used for thermal insulation of passenger and refrigerator wagons, isothermal containers, refrigerators, thermal power and technological equipment.
Известен способ изготовления вакуумного кожуха для тепловой изоляции, включающий следующие операции: формирование одного многослойного барьерного листа, имеющего, по существу, прямоугольную конфигурацию, содержащего по меньшей мере один полимерный или неорганический центральный слой, имеющий изолирующие свойства относительно атмосферных газов, верхний слой и нижний слой, сформированные из взаимно термосвариваемых полимерных материалов; свертывание барьерного слоя для наложения одного на другой двух его противоположных краев, приваривание друг к другу указанных краев посредством плавления верхнего слоя на одном краю и нижнего слоя на другом краю, образуя оболочку с двумя открытыми концами; запечатывание одного открытого конца оболочки посредством сварки кромки барьерного листа, перпендикулярной краям; помещение в оболочку несплошного или пористого, неорганического или органического заполняющего материала; создание вакуума внутри оболочки; запечатывание другого открытого конца оболочки посредством сварки другой кромки барьерного листа, перпендикулярной краям [патент РФ №2253792, МПК: F16L 59/06, опубл. 10.06.2005, Бюл. №16, «Вакуумный кожух для тепловой изоляции и способ его изготовления», авторы Манини Паоло (It), Феррарио Бруно (It), Ридзи Энеа (It), Палладино Массимо (It), Ди Грегорио Пьераттильо (It)].A known method of manufacturing a vacuum casing for thermal insulation, comprising the following operations: the formation of one multilayer barrier sheet having a substantially rectangular configuration containing at least one polymer or inorganic central layer having insulating properties with respect to atmospheric gases, the upper layer and the lower layer formed from mutually heat sealable polymeric materials; coagulation of the barrier layer for applying one of its two opposite edges to one another, welding said edges to each other by melting the upper layer on one edge and the lower layer on the other edge, forming a shell with two open ends; sealing one open end of the shell by welding the edges of the barrier sheet perpendicular to the edges; encapsulation of a non-continuous or porous, inorganic or organic filling material; creating a vacuum inside the shell; sealing the other open end of the shell by welding another edge of the barrier sheet perpendicular to the edges [RF patent No. 2253792, IPC: F16L 59/06, publ. 06/10/2005, Bull. No. 16, “Vacuum casing for thermal insulation and method of its manufacture”, authors Manini Paolo (It), Ferrario Bruno (It), Ridzi Enea (It), Palladino Massimo (It), Di Gregorio Pirattillo (It)].
Недостаток данного изобретения заключается в неспособности воспринимать большие нагрузки вакуумного кожуха, в результате чего при использовании такого теплоизоляционного материала в ограждении кузова пассажирских и рефрижераторных вагонов также необходимо использовать металлический каркас, являющийся тепловым мостом и снижающий теплоизоляционные свойства всей конструкции.The disadvantage of this invention is the inability to absorb large loads of the vacuum casing, as a result of which, when using such heat-insulating material in the body of the passenger and refrigerator wagons, it is also necessary to use a metal frame, which is a thermal bridge and reduces the thermal insulation properties of the whole structure.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ изготовления теплоизоляционного изделия, реализованный в техническом решении, заключающемся в изготовлении методом экструдирования наружной оболочки теплоизоляционного изделия из алюминия в виде профиля, ребра жесткости которого образуют ячейки с размерами ширины 20-200 мм и высоты 5-100 мм, между ребрами жесткости размещена продольная вставка из жесткого материала с низким коэффициентом теплопроводности, причем продольную вставку устанавливают в пазы алюминиевого профиля, образуя пустотелые полости, которые сообщаются каналом в продольной вставке и с обратным клапаном для вакуумирования теплоизоляционного материала [патент РФ №129188, МПК: F16L 59/06, B82Y 99/00, опубл. 20.06.2013 г., «Теплоизоляционное изделие», авторы Балалаев А.Н., Мокшанов А.С.].The closest analogue of the present invention is a method of manufacturing a heat-insulating product, implemented in the technical solution, which consists in manufacturing by extrusion of the outer shell of a heat-insulating product made of aluminum in the form of a profile, the stiffening ribs of which form cells with a width of 20-200 mm and a height of 5-100 mm, between the stiffeners there is a longitudinal insert of hard material with a low coefficient of thermal conductivity, and the longitudinal insert is installed in the grooves of aluminum ofilia, forming hollow cavities that communicate with the channel in the longitudinal insert and with a check valve for evacuating the insulating material [RF patent No. 129188, IPC: F16L 59/06, B82Y 99/00, publ. 06/20/2013, “Thermal insulation product”, authors Balalaev AN, Mokshanov AS].
Недостатки данного способа заключаются в малой надежности клапана от пропускания воздуха внутрь корпуса, сложности изготовления канала в продольной вставке и сложности введения продольной вставки в пазы алюминиевого профиля при большой длине теплоизоляционного изделия.The disadvantages of this method are the low reliability of the valve from passing air into the housing, the complexity of manufacturing the channel in the longitudinal insert and the difficulty of introducing the longitudinal insert into the grooves of the aluminum profile with a large length of the insulating product.
Данный способ принят за прототип.This method is adopted as a prototype.
Техническим результатом является повышение надежности и уменьшение сложности изготовления и сборки теплоизоляционного изделия.The technical result is to increase reliability and reduce the complexity of the manufacture and assembly of the insulating product.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления вакуумного теплоизоляционного изделия, заключающемся в изготовлении методом экструдирования наружной оболочки с внутренними ребрами жесткости и продольной вставки, приварке к наружной оболочке торцевых стенок и вакуумировании внутренней полости наружной оболочки, дополнительно производят экструдирование нагретого полимерного материала, обладающего большой жесткостью и малой теплопроводностью, через матрицу, которая повторяет профиль поперечного сечения продольной вставки вакуумного теплоизоляционного изделия на длину, меньшую длины наружной оболочки изделия на величину не менее удвоенного расстояния между его ребрами жесткости, из продольной вставки производят вырубку окон и вводят ее с гарантированными зазорами между ребрами жесткости во внутрь наружной оболочки с заглублением относительно его торцевой поверхности на величину не менее расстояния между ребрами жесткости, соединяют диффузионной сваркой трением торцевые поверхности наружной оболочки и торцевые стенки, стенку наружной оболочки охлаждают на расстоянии от сварного шва не менее расстояния между ребрами жесткости, в любой из стенок наружной оболочки или в торцевых стенках выполняют отверстие, через которое вакуумируют внутреннюю полость наружной оболочки вакуумного теплоизоляционного изделия до величины остаточного вакуума меньше 2 кПа, и затем под вакуумом его герметизируют диффузионной сваркой трением.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing a vacuum thermal insulation product, which consists in manufacturing by extrusion of the outer shell with inner stiffening ribs and a longitudinal insert, welding to the outer shell of the end walls and evacuating the inner cavity of the outer shell, the heated polymer material having a large stiffness and low thermal conductivity, through a matrix that repeats the longitudinal cross-sectional profile of the insert of the vacuum heat-insulating product to a length shorter than the length of the outer shell of the product by at least twice the distance between its stiffeners, the windows are cut from the longitudinal insert and introduced with guaranteed gaps between the stiffeners into the inside of the outer shell with a depth relative to its end surface a value not less than the distance between the stiffeners, connect the end surfaces of the outer shell and the end walls, the wall of the outer shell by diffusion friction welding The cells are cooled at a distance from the weld not less than the distance between the stiffeners, a hole is made in any of the walls of the outer shell or in the end walls, through which the inner cavity of the outer shell of the vacuum thermal insulation product is vacuumized to a residual vacuum of less than 2 kPa, and then under vacuum sealed by diffusion friction welding.
Отличие предложенного способа изготовления теплоизоляционного изделия от прототипа состоит в том, что вакуумирование его внутренней полости ведется не через обратный клапан, а через отверстие в любой из стенок наружной оболочки или торцевых стенок, которое заваривается под вакуумом способом сварки трением с перемешиванием. Данный способ изготовления и герметизации изделия обеспечивает его надежность в процессе эксплуатации, заключающуюся в постоянстве величины остаточного вакуума.The difference between the proposed method of manufacturing a heat-insulating product from the prototype is that its internal cavity is evacuated not through a check valve, but through an opening in any of the walls of the outer shell or end walls, which is welded under vacuum by friction stir welding. This method of manufacturing and sealing the product ensures its reliability during operation, which consists in the constancy of the residual vacuum.
В предложенном способе изготовления теплоизоляционного изделия производят экструдированием нагретого полимерного материала, обладающего большой жесткостью и малой теплопроводностью, например текстолита, через матрицу, имеющую профиль, представляющий собой поперечное сечение продольной вставки теплоизоляционного изделия, на длину, меньшую длины наружной оболочки на величину не менее удвоенного расстояния между ребрами жесткости, и введение продольной вставки внутрь наружной оболочки осуществляется с гарантированными зазорами между ребрами жесткости и продольной вставкой с заглублением относительно его торцевой поверхности на некоторую величину. При этом упрощается сборка теплоизоляционного изделия, имеющего большую длину, так как метод экструзии обеспечивает высокую точность изготовления при большой длине изделия. Гарантированные зазоры между ребрами жесткости и продольной вставкой также облегчают сборку, причем они полностью ликвидируются после вакуумирования изделия, за счет гибкости материала наружной оболочки. В предложенном способе изготовления отпадает необходимость выполнения пазов в наружной оболочке для фиксации в них продольной вставки. Также отпадает необходимость выполнения канала в продольной вставке, совмещающего внутренние пустотелые полости изделия, за счет исполнения продольной вставки меньшей длины, чем наружная оболочка. Таким образом, по сравнению с прототипом уменьшается количество операций и облегчается процесс сборки.In the proposed method for manufacturing a heat-insulating product, it is produced by extruding a heated polymeric material having great rigidity and low heat conductivity, for example textolite, through a matrix having a profile representing a cross section of the longitudinal insert of the heat-insulating product by a length shorter than the outer shell by at least twice the distance between stiffeners, and the introduction of a longitudinal insert into the outer shell is carried out with guaranteed gaps row ribs and the longitudinal insertion recessed relative to its end face by a certain amount. This simplifies the assembly of a heat-insulating product having a long length, since the extrusion method provides high manufacturing accuracy with a long product length. Guaranteed gaps between the stiffeners and the longitudinal insert also facilitate assembly, and they are completely eliminated after evacuation of the product, due to the flexibility of the material of the outer shell. In the proposed manufacturing method, there is no need to make grooves in the outer shell for fixing a longitudinal insert therein. Also, there is no need to make a channel in a longitudinal insert combining the internal hollow cavities of the product due to the execution of the longitudinal insert of a shorter length than the outer shell. Thus, in comparison with the prototype, the number of operations is reduced and the assembly process is facilitated.
На чертежах изображено: фиг. 1 - поперечное сечение вакуумного теплоизоляционного изделия; фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 вакуумного теплоизоляционного изделия; фиг. 3 - разрез Б на фиг. 1 вакуумного теплоизоляционного изделия.The drawings show: FIG. 1 is a cross section of a vacuum insulating product; FIG. 2 is a section AA in FIG. 1 vacuum thermal insulation product; FIG. 3 is a section B in FIG. 1 vacuum thermal insulation product.
На рисунках, иллюстрирующих предложенный способ изготовления, обозначено: 7 - наружная оболочка, 2 - ребра жесткости, 3 - продольная вставка, 4 - окна, 5 - торцевые стенки, 6 - сварные швы, 7 - места охлаждения, 8 - отверстие для вакуумирования, 9 - гарантированные зазоры.In the figures illustrating the proposed manufacturing method, indicated: 7 - outer shell, 2 - stiffeners, 3 - longitudinal insert, 4 - windows, 5 - end walls, 6 - welds, 7 - cooling points, 8 - hole for evacuation, 9 - guaranteed gaps.
Способ осуществляется следующим образом. Производится экструзия (выдавливание) металла, преимущественно из алюминиевого сплава, или композитного материала через матрицу, имеющую профиль, представляющий собой поперечное сечение наружной оболочки 7 теплоизоляционного изделия с ребрами жесткости 2. Производится экструзия нагретого полимерного материала, обладающего большой жесткостью и малой теплопроводностью, например текстолита, через матрицу, имеющую профиль, представляющий собой поперечное сечение продольной вставки 3, на длину, меньшую длины корпуса 7 на величину не менее удвоенного расстояния а между ребрами жесткости 2. Исполнение заданных профилей методом экструзии позволяет обеспечить высокую точность размеров профиля при большой длине профиля, например при отношении длины профиля к его ширине более 30…40. Производится вырубка из продольной вставки 3 окон 4, осуществляемая для максимального снижения веса продольной вставки 3. Производится введение продольной вставки 3 внутрь наружной оболочки 1 с заглублением относительно его торцевой поверхности на величину L1≈L2, примерно равную расстоянию а между ребрами жесткости 2. Введение осуществляется с гарантированными зазорами 9 между ребрами жесткости 2 и продольной вставки 3, что становится возможным из-за высокой точности исполнения профилей наружной оболочки 1 и продольной вставки 3. Производится приварка преимущественно способом сварки трением с перемешиванием к торцевым поверхностям наружной оболочки 1 торцевых стенок 5 из того же материала, что наружная оболочка 7, при охлаждении стенок наружной оболочки 1 в местах охлаждения 7, расположенных на расстоянии L3 от сварного шва 6, примерно равном расстоянию а между ребрами жесткости 2. Охлаждение стенок наружной оболочки 7 при сварке необходимо для того, чтобы материал продольной вставки 3 не потерял форму из-за высокой температуры. Расположение мест охлаждения 7 выбрано там, где край продольной вставки 3 граничит с наружной оболочкой 7. Производится выполнение отверстия 8 преимущественно методом сверления в любой из стенок наружной оболочки 7 или торцевых стенок 5, но преимущественно в одной из торцевых стенок 5. Производится вакуумирование внутренней полости наружной оболочки 7 через отверстие 8 до величины остаточного вакуума меньше 2 кПа. После вакуумирования внутренней полости наружной оболочки 1 за счет перепада давления ее противоположные стенки сближаются и гарантированные зазоры 9 между ребрами жесткости 2 и продольной вставкой 3 ликвидируются. Производится заварка под вакуумом отверстия 8 преимущественно методом сварки трением с перемешиванием.The method is as follows. Extrusion (extrusion) of metal is carried out, mainly from an aluminum alloy, or composite material through a matrix having a profile that is a cross section of the
Согласно проведенным расчетам вакуумирование внутренней полости наружной оболочки 7 до остаточного давления меньше 2 кПа приводит к снижению эффективного коэффициента теплопроводности теплоизоляционного изделия, изготовленного данным способом, по сравнению с величиной коэффициента теплопроводности современных теплоизоляционных материалов, равной 0,028…0,03 Вт/(м К), следовательно, создавать остаточное давление более 2 кПа в вакуумном теплоизоляционной изделии нецелесообразно. С уменьшением величины остаточного давления во внутренней полости наружной оболочки 1 эффективный коэффициент теплопроводности вакуумного теплоизоляционного изделия снижается, однако при этом возрастают затраты на вакуумирование и технологические сложности обеспечения вакуума при заварке отверстия 8. Применение в предложенном способе сварки трением с перемешиванием для приварки торцевых стенок 5 и заварки отверстия 8 повышает прочность и надежность конструкции.According to the calculations, evacuation of the inner cavity of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013153611/06A RU2553629C1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | Production of vacuum heat-insulating article |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013153611/06A RU2553629C1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | Production of vacuum heat-insulating article |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2553629C1 true RU2553629C1 (en) | 2015-06-20 |
Family
ID=53433698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013153611/06A RU2553629C1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | Production of vacuum heat-insulating article |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553629C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2253792C2 (en) * | 2000-02-18 | 2005-06-10 | Саес Геттерс С.П.А. | Evacuated casing for heat insulation and method of its making |
JP2008051124A (en) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Vacuum heat insulating member and its manufacturing method |
RU78555U1 (en) * | 2008-06-24 | 2008-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | THERMAL INSULATION PRODUCT |
WO2011016696A2 (en) * | 2009-08-07 | 2011-02-10 | Lg Electronics Inc. | Vacuum insulation member, refrigerator having vacuum insulation member, and method for fabricating vacuum insulation member |
RU129188U1 (en) * | 2012-12-19 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | THERMAL INSULATION PRODUCT |
-
2013
- 2013-12-03 RU RU2013153611/06A patent/RU2553629C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2253792C2 (en) * | 2000-02-18 | 2005-06-10 | Саес Геттерс С.П.А. | Evacuated casing for heat insulation and method of its making |
JP2008051124A (en) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Vacuum heat insulating member and its manufacturing method |
RU78555U1 (en) * | 2008-06-24 | 2008-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | THERMAL INSULATION PRODUCT |
WO2011016696A2 (en) * | 2009-08-07 | 2011-02-10 | Lg Electronics Inc. | Vacuum insulation member, refrigerator having vacuum insulation member, and method for fabricating vacuum insulation member |
RU129188U1 (en) * | 2012-12-19 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | THERMAL INSULATION PRODUCT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10663217B2 (en) | Vacuum insulated structure tubular cabinet construction | |
EP3233668B1 (en) | Vacuum vessels | |
US11752669B2 (en) | Method of fabricating 3D vacuum insulated refrigerator structure having core material | |
EP3491307B1 (en) | A method for manufacturing a vacuum insulated structure for a refrigerator, and the same structure | |
EP3394530B1 (en) | Vacuum insulated refrigerator structure, and method of routing utility lines therein | |
US10018406B2 (en) | Multi-layer gas barrier materials for vacuum insulated structure | |
AU2013300887B2 (en) | Heat-insulating cabinet and refrigerator including the heat-insulating cabinet | |
EP3162999A3 (en) | Profiled spacer and insulation glazing assembly with such a profiled spacer | |
US10041726B2 (en) | Vacuum insulation body | |
WO2017177539A1 (en) | Heat conducting plate and method for producing plate body thereof | |
CN104612538B (en) | Composite door and window profile combined by inner and outer metal profiles and middle integral heat insulation profile | |
US10030905B2 (en) | Method of fabricating a vacuum insulated appliance structure | |
CN104870881A (en) | Vacuum heat insulation material, heat insulation box comprising same, and method for manufacturing vacuum heat insulation material | |
EP3491309B1 (en) | Method for ensuring reliable core material fill around the pass throughs in a vacuum insulated structure | |
RU2553629C1 (en) | Production of vacuum heat-insulating article | |
ITMI20001488A1 (en) | EVACUATED PANEL FOR THERMAL INSULATION OF CYLINDRICAL BODIES | |
US10107562B2 (en) | Heat pipe and sealing method thereof | |
KR101470565B1 (en) | Method for manufacturing vacuum insulation panel, and vacuum insulation panel made thereby | |
CN202689217U (en) | Reinforcing stainless steel side warming spacing bar with transverse and vertical tile edges and for lateral overlapping welding gaps of hollow glass | |
CN207195961U (en) | A kind of vacuum heat-insulating plate with groove | |
CN103742032A (en) | Aluminum-plastic coextruded multilayer profile with micro-expanded plastic filler layer | |
CN220705504U (en) | Heat-insulating door and window aluminum profile | |
JP2563331B2 (en) | Vacuum insulation pack | |
CN202689853U (en) | Hollow glass upside overlapping weld transverse corrugated-edge reinforcement stainless steel edge-warming spacing bar | |
JPH0340791B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171204 |