可變容積的多層隔熱軟罩的製作方法
2023-06-19 15:22:36
專利名稱：可變容積的多層隔熱軟罩的製作方法
技術領域：
本發明涉及高低溫隔熱技術，尤其是涉及到航天領域的可變容積的高低溫試驗箱的常壓柔性的多層隔熱軟罩。
背景技術：
空間對接機構在地面高低溫綜合試驗時，要求高低溫試驗箱能夠隨對接機構的運動而容積可變，為滿足試驗要求，需要發明ー種既能滿足高低溫絕熱性能要求，又能實現可變容積的高低溫柔性多層絕熱機構。一般情況下，多層隔熱材料中都會殘留含有水分的空氣，常壓下，在多層絕熱材料中殘餘氣體變化引起了絕熱層溫度分布的變化，特別是在低溫狀態下，夾層空氣水分的凝結會嚴重影響材料的絕熱性能，導致材料有效熱導率的増大。為防止空氣中水分的凝結，提高絕熱材料的絕熱性能，必須設法減少因夾層中殘餘氣體或水分傳導引起的熱流。目前常用的方法主要是設法減少夾層殘餘氣體壓強，主要是通過減少多層絕熱材料抽氣阻力和直接降低多層中的殘餘氣體壓強完成的。開孔雖然有利於抽氣，但在輻射屏上開孔減少了有效輻射面積，影響了絕熱性能，同時為減少開孔引起附加的輻射熱流，開孔的大小必須小於入射紅外輻射波長的一半(通常是毫米級)，代價較高。降低殘餘氣體傳導的另一方法是在絕熱層內用吸氣劑吸附材料表面放出的氣體分子，維持內層壓強小於10_2Pa。例如在夾層中使用含有活性炭、氧化鋁和分子篩粉末等吸附劑的填料紙，可以使多層材料的熱導率下降20%左右。但是具有吸附劑的間隔材料會増大固體導熱、降低強度。上述多數方法均是針對多層絕熱在高真空度下進行的，但是高真空度多層絕熱材料存在一些缺點(I)層間的高真空度很難達到和持續保持，影響材料的絕熱性能；(2)一般的層間真空大多是剛性結構，即使是柔性層膜材料，一旦被抽成高真空，其柔韌性也大大降低，影響了使用範圍；(3)在對材料柔韌性要求較高的場合，很難有效平衡高真空和柔韌性兩者的需求。在某些常壓的防護場合要求材料既柔軟又輕質，而且可根據需要任意變形，又要求具有較高的絕熱性能，傳統的多層絕熱材料很難達到要求。特別是在我國空間對接機構地面綜合試驗中，隨對接過程的變化，要求所在的試驗空間能夠隨著對接機構的運動，容積可變，又要提供較好的絕熱性能，滿足內外溫差大於100°c的絕熱要求。需要設計ー種新型的可以在常壓下維持較高絕熱性能，且容積可變的柔性多層絕熱軟罩結構。經對現有技術的公開文獻檢索發現，現有關於多層絕熱結構的發明專利主要是應用於真空狀態，申請號為85106548的多層絕熱的發明專利和申請號為200620048082. 8的低溫液體容器絕熱結構的實用新型專利，主要用於冷、熱真空夾層中，特別適合看空間飛行器的熱控，未提及地面的非真空狀態下的使用效果和改善方法。
發明內容
為了克服現有技術的缺陷，本發明提供一種可變容積的多層隔熱軟罩，其用於常壓條件下，包括
位於該軟罩中間的隔熱層，其用於降低其兩邊的熱傳導以達到絕熱的效果；
設於所述隔熱層兩邊的保護層，其用於保護所述隔熱層不受外界環境影響；
位於該軟罩兩邊最外側的防水層，其用於阻止水分從外接環境進入該軟罩內部結構；其中所述隔熱層設置為多層，保護層和防水層分別設置為ー層或多層，所述多層隔熱層之間設有間隔層，所述各層之間填充有惰性氣體。較佳地，所述隔熱層為ー層雙面鍍鋁聚醯亞胺薄膜層。較佳地，所述保護層為ー層柔性材料層。較佳地，所述防水層為ー層輕質防水布層。較佳地，間隔層為ー層滌綸網層。較佳地，所述惰性氣體為純度為99%以上的氬氣。較佳地，所述隔熱層和間隔層為裁切成型。
較佳地，所述隔熱層、保護層防水層和間隔層通過阻燃線縫製在一起。與現有技術相比，本發明可以根據需要設計成不同形狀，組成不同體積大小的腔體，主要用於容積可變的常壓高低溫試驗系統的絕熱結構；本發明同時採用氬氣充填，有效降低了常壓多層絕熱材料導熱量，在常壓時仍能維持較高的絕熱性能，擴展了多層絕熱材料的使用範圍。當然，實施本發明的任ー產品並不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
圖1為本發明提供的實施例一的結構的示意圖。
具體實施例方式本發明提供了一種可變容積的多層隔熱軟罩，其用於常壓條件下，包括
位於該軟罩中間的隔熱層，用於降低其兩邊的熱傳導以達到絕熱的效果；
設於所述隔熱層兩邊的保護層，，用於保護隔熱層不受外接環境影響；
位於該軟罩最外側的防水層，用於阻止水分從外接環境進入該軟罩內部結構；
其中所述隔熱層為多層，保護層和防水層分別設置為ー層或多層，所述多層隔熱層之間設有間隔層，所述各層之間填充有惰性氣體。在後續的實施例中，隔熱層、保護層和防水層設置為多層，各隔熱層之間都設有一層間隔層。其中每層隔熱層採用的是雙面鍍鋁聚醯亞胺薄膜，保護層為一層牛津布或銀膠布等柔性材料製成的保護層，防水層為ー層輕質防水布層，輕質防水布包括經過防水處理的尼龍布、滌綸布、防水篷布或油布，該些輕質防水布為柔軟材質，間隔層為ー層滌綸網層，各層之間填充有惰性氣體為純度為99%以上的氬氣。
本發明提供的所述隔熱層和間隔層為裁切成型；其中隔熱層、保護層防水層和間隔層通過阻燃線縫製在一起。
實施例1
如圖1所示的可變容積的多層隔熱軟罩，其包括設於該軟罩中間五層隔熱層2，每層隔熱層2之間都設有間隔層3，共五層間隔層；與最左側的隔熱層2和最右側的隔熱層2貼在一起的分別是ー層保護層4，在該軟罩兩邊最外側分別是兩層防水層1，上述各層的空隙內填充有純度為99. 99%的氬氣；其中由滌綸網組成的間隔層3的層密度為40層/cm-60層/cm。本發明的製作過程為
根據需要取一定面積大小和層數的間隔層3和隔熱層2，然後將間隔層3和隔熱層2裁剪成需要的形狀，然後對各間隔層3和隔熱層2進行熱真空處理，使材料吸附的空氣排出，再把材料放在純度為99. 99%氬氣空間內，使材料吸附氬氣。採用滾動方式進行安裝，滾動的鬆緊要適當，隔熱層2之間搭接尺寸一般維持在IOmm之內，製作時保證材料平整滾動，夕卜面包裹柔性保護層4，最後用柔性防水布包紮，進行防水和密封處理，這樣柔性絕熱軟罩即製作完成。本發明提供的可變容積的多層隔熱軟罩，可以有效的降低多層絕熱材料在常壓下夾層空氣的導熱量，並避免夾層空氣中水分的凝結，從而有效的阻隔了氣體或凝結液體熱傳導，在常壓時仍能維持較高的絕熱性能。採用上述技術後，採用氬氣置換的並進行密封處理的柔性絕熱軟罩在真空度高於1. OPa時，法向有效導熱係數低於5X 10_4W/m. k，常壓時的法向有效導熱係數小於0.03 W/m.k。成型的柔性絕熱軟罩単位面積質量小於510g/m2。本發明在空間環境模擬空間±80°C的情況下，該軟罩外部能夠常時間保持20°C左右，且該軟罩結構具有較好的柔韌性，其形狀可以根據需要任意改變。基於上述特徵，本發明可用於空間環境模擬系統溫度環境模擬空間的外圍護結構保溫材料，也可以用於極地考察保溫被或保溫帳篷或者用於其它需要保溫或隔熱的領域，在此不再贅述。以上公開的本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式
。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。
權利要求
1.一種可變容積的多層隔熱軟罩，其特徵在於，其用於常壓條件下，包括位於該軟罩中間的隔熱層，其用於降低其兩邊的熱傳導以達到絕熱的效果；設於所述隔熱層兩邊的保護層，其用於保護所述隔熱層不受外界環境影響；位於該軟罩兩邊最外側的防水層，其用於阻止水分從外接環境進入該軟罩內部結構； 其中所述隔熱層設置為多層，保護層和防水層分別設置為一層或多層，所述多層隔熱層之間設有間隔層，所述各層之間填充有惰性氣體。
2.如權利要求1所述的可變容積的多層隔熱軟罩，其特徵在於，所述隔熱層為一層雙面鍍鋁聚醯亞胺薄膜。
3.如權利要求1所述的可變容積的多層隔熱軟罩，其特徵在於，所述保護層為一層柔性材料層。
4.如權利要求1所述的可變容積的多層隔熱軟罩，其特徵在於，所述防水層為一層輕質防水布層。
5.如權利要求1所述的可變容積的多層隔熱軟罩，其特徵在於，所述間隔層為一層滌綸網層。
6.如權利要求1所述的可變容積的多層隔熱軟罩，其特徵在於，所述惰性氣體為純度為99%以上的氬氣。
7.如權利要求1-6所述的可變容積的多層隔熱軟罩，其特徵在於，所述隔熱層和間隔層為裁切成型。
8.如權利要求7所述的可變容積的多層隔熱軟罩，其特徵在於，所述隔熱層、保護層防水層和間隔層通過阻燃線縫製在一起。
全文摘要
本發明公開了一種可變容積的多層隔熱軟罩，其用於常壓條件下，包括位於該軟罩中間的隔熱層，用於降低其兩邊的熱傳導以達到絕熱的效果；與所述隔熱層連接的保護層，用於保護隔熱層不受外界環境影響；以及位於該軟罩最外側的防水層，用於阻止水分從外接環境進入該軟罩內部結構；所述隔熱層為多層，保護層和防水層分別設置為一層或多層，所述多層隔熱層之間設有間隔層，所述各層之間填充有惰性氣體。本發明可以根據需要設計成不同形狀，組成不同體積大小的腔體，主要用於容積可變的常壓高低溫試驗系統的絕熱結構；本發明同時採用氬氣充填，有效降低了常壓多層絕熱材料導熱量，在常壓時仍能維持較高的絕熱性能，擴展了多層絕熱材料的使用範圍。
文檔編號F16L59/02GK103016908SQ201210538479
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者孫培傑 申請人:上海宇航系統工程研究所