一種低溫絕熱容器製造抽真空的加熱方法及其裝置的製作方法

2023-04-26 01:39:21 1

專利名稱：一種低溫絕熱容器製造抽真空的加熱方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明系低溫絕熱容器的一種製造方法及其裝置，特別是涉及低溫絕 熱容器抽真空工藝過程中加熱的方法及其裝置。背景技術：
眾所周知，低溫絕熱容器的夾層真空狀況是決定容器質量的關鍵，在 容器的製造過程中怎樣經濟有效地獲得高真空是其中重要環節。研究表 明，溫度提高除蒸發水分外，還能增加分子平均運動速度及加大材料的放 氣量。因此，目前生產廠家在抽真空時普遍採用隧道式，又稱箱式外加熱 烘烤乾燥法以提高抽真空進程。外加熱烘烤乾燥法箱體體積龐大。其基本結構為在一個呈隧道式的矩 形大加熱箱中，底部是承託滾軸，在滾軸上並列放置若干件低溫絕熱容 器，對整個加熱箱進行加熱，並由上方設置的管路通過真空泵抽取真空到 規定指標。由於低溫絕熱容器結構和材料的特殊性，使得此法存在著耗能高、效 率低等諸多缺陷。外加熱的作用是使容器夾層包括多層絕熱材料的層間溫度提高才能達 到理想的效果。而實際是一邊抽真空， 一邊加熱。容器夾層達到一定真空 度後，其傳熱效果甚微。而絕熱材料大多為多孔介質，吸氣性強，有一定 的溼度。氣體分子滲透至多層窄縫間，抽氣阻力大。而絕熱材料的輻射特 性更決定了熱量難以滲透至層間窄縫，抽氣阻力大。隧道式(箱式)外加熱烘烤乾燥法所用箱體內容積大，散熱面積大， 能耗大，浪費大。外加熱烘烤乾燥法還有所用箱體的門、窗的多處縫隙熱 量洩漏，故採用外加熱烘烤乾燥法加熱持續時間長，溫度的穩定性差。由於現有技術的低溫絕熱容器製造抽真空的加熱方法及其裝置存在以上缺陷，希望和需要能提供一種有所改善的方法和裝置來減輕避免以上不 足，降低能耗。
發明內容本發明的目的是擬提供能避免和減輕現有技術能耗大、功效差的缺 陷，提供有別於現有技術的低溫絕熱容器製造抽真空的加熱方法及其裝置。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種低溫絕熱容器製造抽真空的加熱方法，在對容器進行加熱的同時 對容器的夾層抽真空，其特徵在於，對低溫絕熱容器的加熱在容器的內部 進行。進一步，所述的內部加熱同時抽真空方法，其特徵在於-① 當真空壓強低於1X 10Pa時開啟真空泵，對低溫絕熱容器的夾層進入預抽真空，預熱溫度110。C，預抽時間lh 2h;② 真空度達到6.5 X 10"Pa時轉入抽高真空，與預抽連續進行，操作中先關閉預抽閥然後打開前級閥，最後打開高閥；③ 抽高真空，起始真空度為6.5 X 10—2Pa ，加熱溫度為250 °C 320°C;④ 加熱溫度為250 °C，自預抽階段持續抽取120 144 h ，真空度達 5.0 X l(r4Pa終結。一種低溫絕熱容器製造抽真空的加熱裝置，其特徵在於，所述加熱裝 置的加熱元件為呈棒狀的加熱電偶，在所述低溫絕熱容器的上方配置真空 管路，真空管路通至真空泵。 所述真空泵的功率為真空度低於5.0 X 10—4Pa 。進一步，所述棒狀的加熱電偶直徑小於容器口直徑。進一步，所述加熱電偶加熱溫度大於320 °C。採用本技術方案，具有如下有益效果，尤其與外加熱對比優點更明顯外加熱的作用是使容器夾層包括多層絕熱材料的層間溫度提高才能達 到理想的效果。而實際是一邊抽真空， 一邊加熱。容器夾層達到一定真空 度後，其傳熱效果甚微。而絕熱材料大多為多孔介質，吸氣性強，有一定 的溼度。氣體分子滲透至多層窄縫間，抽氣阻力大。而絕熱材料的輻射特 性更決定了熱量難以滲透至層間窄縫。而內置式加熱法則有很大的不同， 容器內膽除頸部機械構件外，其餘地方完全被多層絕熱材料包裹，熱量除 了向真空夾層滲透外，別無途徑。當瓶體夾層達到一定真空度後，加熱效果更好，溫度上升迅速，到達設定溫度的時間比外加熱烘烤乾燥法快5至 6倍，保溫效果更為明顯。實踐數據表明在用內置式加熱法的整個抽真空 加熱過程中，儀器顯示有近一半時間溫度穩定在設定值，而系統處於停止 加熱的保溫狀態(當溫度達到設定值時，自動溫控裝置會關閉停止加熱， 溫度下降偏離設定值時，系統自動起動，重新加熱)。而且傳導到外殼處 的熱量逐漸減少，至最後可幾近忽略。這同時也決定了用內置式加熱法可 設定更高的加熱溫度，而不必顧忌釺焊於緊貼外殼內壁的蒸發盤管熔化掉 落，並對於維持真空作用的吸氣劑一一分子篩及催化劑的活化作用十分有 利。由此縮短加熱周期，提高了抽真空效率，提升了產品品質， 一舉數 得。更重要的是外加熱烘烤乾燥法的隧道式箱體對容器的體積、直徑、高 度均有限制，只能比箱體小不能比箱體大，對產品不具備通用性。而內置 式加熱法幾乎適應所有容器，並可單個加熱，具備靈活、廣泛的特點。綜上所述，內置式加熱法新穎、獨特的理論和實踐，具有成本低、勞 動生產率高，加熱效率高，節約能源等優點，更符合如今國家正大力倡導 的科學創新、節能降耗的宗旨和要求。

圖1是現有技術外加熱裝置的主視圖； 圖2是現有技術外加熱裝置的俯視圖；圖3是本發明低溫絕熱容器製造抽真空的加熱裝置的結構示意中，l一頸圈；2—加熱電偶；3—內膽；4—多層絕熱材料； 5—蒸發盤管；6—外殼；7—分子篩；8—抽真空管。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本發明作詳細說明。如圖3所示， 一種低溫絕熱容器製造抽真空的加熱方法，對低溫絕熱 容器的內部進行加熱，同時對低溫絕熱容器的夾層抽真空。 所述的內部加熱同時抽真空方法，其特徵在於① 當真空壓強低於1X 10Pa時開啟真空泵，對低溫絕熱容器的夾層進入預抽真空，預熱溫度110"C，預抽時間lh 2h;② 真空度達到6.5 X 10—2pa時轉入抽高真空，與預抽連續進行，操作 中先關閉預抽閥然後打開前級閥，最後打開高閥；③ 抽高真空，起始真空度為6.5 X 10—2Pa ，加熱溫度為250 。C 320。C;④ 加熱溫度為25(TC，自預抽階段持續抽取120 144小時，真空度 達5.0 X l(TPa終結。一種低溫絕熱容器製造抽真空的加熱裝置，所述加熱裝置的加熱元件 為呈棒狀的加熱電偶，在所述低溫絕熱容器的底部設置滾軸，在所述低溫 絕熱容器的上方配置真空管路，真空管路通至真空泵。所述真空泵的功率 為真空度低於5.0 X 10—4Pa 。如圖1 、 2所示，隧道式(箱式)外加熱烘烤乾燥法所用箱體內容積 為2. OmXO. 8mX 5. 5m=8. 8m3=8800升。而內置式加熱法它工作的對象即容 器本身，故10隻175L焊接絕熱氣瓶的總容積為175 X 10=1750升。如果用 以上二種方法分別對10隻需抽真空的175L焊接絕熱氣瓶加熱那麼需要加熱 的空間之比為8800/1750=5.03 。也就是說不考慮其它因素，隧道式(箱 式)外加熱烘烤乾燥法的加熱功率設置應是內置式加熱法的5倍多，才能 達到相同的效果。外加熱烘烤乾燥法箱體體積龐大的另一弊病是散熱面積大。單只175L焊接絕熱氣瓶的外表面積為2.35m2 ， 10隻175L焊接絕熱氣瓶的外表面積總 計為23. 5m2 。而1隻外加熱烘烤乾燥法所用箱體外表總面積為34. 5m2 ，散 熱面積是內置式加熱法的34. 5/23. 5=1. 47倍。外加熱烘烤乾燥法通常採用石棉或玻璃纖維等材料作為箱體的的保溫 材料，它的導熱係數約為0.06—0. 1之間，而175L焊接絕熱氣瓶的多層絕 熱材料的導熱係數為O. 000524，兩者之比為114. 5 — 190.8 ，這重要物理 特徵體現了保溫性能的優劣程度。再考慮到外加熱烘烤乾燥法還有所用箱體的門、窗的多處縫隙熱量洩 漏，它的整體熱損耗比內置式加熱法高出許多，故採用外加熱烘烤乾燥法 加熱持續時間長，溫度的穩定性差。從設備的成本分析，如採用通常甲、乙二組各10件容器輪換抽真空配 置的話，內置式加熱法僅需配加熱電偶20件，單價為650元/件，總成本 為20 X 650=13000元；外加熱烘烤乾燥法需隧道式箱體2件，單價約為 28000元/件，總成本為2 X 28000=56000元。後者投資成本遠高於前 者，而且前者維修簡便，裝卸時加熱電偶插進撥出，方便迅捷。而後者需 冷卻之後再操作，勞動強度大，佔用時間長，影響生產率的提高。
權利要求
1.一種低溫絕熱容器製造抽真空的加熱方法，在對容器進行加熱的同時對容器的夾層抽真空，其特徵在於，對低溫絕熱容器的加熱在容器的內部進行。
2 .根據權利要求1所述的低溫絕熱容器製造抽真空的加熱方法，其特 徵是所述的內部加熱同時抽真空方法為① 當真空壓強低於1X 10Pa時開啟真空泵，時開啟真空泵，對低溫絕 熱容器的夾層進入預抽真空，預熱溫度110。C，預抽時間lh 2h;② 真空度達到6.5 X l(T2Pa時轉入抽高真空，與預抽連續進行，操作中 先關閉預抽閥然後打開前級閥，最後打開高閥；③ 抽高真空，起始真空度為6.5 X 10—2Pa ，加熱溫度為250 °C 320。C;④ 加熱溫度為250 。C，自預抽階段持續抽取120 144h，真空度達5.0 X 10—4Pa終結。
3. —種低溫絕熱容器製造抽真空的加熱裝置，其特徵在於，所述加熱 裝置的加熱元件為呈棒狀的加熱電偶，在所述低溫絕熱容器的上方配置真空 管路，真空管路通至真空泵。
4. 根據權利要求3所述的低溫絕熱容器製造抽真空的加熱裝置，其特 徵是所述真空泵的功率為真空度低於5.0 X l(TPa 。
5. 根據權利要求3所述的低溫絕熱容器製造抽真空的加熱裝置，其特徵是所述棒狀的加熱電偶直徑小於容器口直徑。
6. 根據權利要求3所述的低溫絕熱容器製造抽真空的加熱裝置，其特 徵是所述加熱電偶加熱溫度大於320 °C。
全文摘要
本發明系低溫絕熱容器抽真空工藝過程中加熱的方法及其裝置。一種低溫絕熱容器製造抽真空的加熱方法，在對容器進行加熱的同時對容器的夾層抽真空，加熱在容器的內部進行。其方法為①當真空壓強低於1×10Pa時開啟真空泵，時開啟真空泵，對低溫絕熱容器的夾層進入預抽真空，預熱溫度110℃，預抽時間1h～2h；②真空度達到6.5×10-2Pa時轉入抽高真空，與預抽連續進行，操作中先關閉預抽閥然後打開前級閥，最後打開高閥；③抽高真空，起始真空度為6.5×10-2Pa，加熱溫度為250℃～320℃；④加熱溫度為250℃，自預抽階段持續抽取120～144h，真空度達5.0×10-4Pa終結。內置式加熱法及其裝置幾乎適應所有規格的容器，加熱效率，節約能源等方面具有顯著優點。
文檔編號F04B37/06GK101216024SQ200810043029
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月16日 優先權日2008年1月16日
發明者孫方中, 兵 沈, 陳悅中 申請人:上海高壓容器有限公司