一种高效率高性能真空多层低温绝热结构的制作方法

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1.本实用新型涉及真空绝热深冷压力容器的绝热技术领域，尤其涉及一种高效率高性能真空多层低温绝热结构，适用于高真空多层绝热型式的低温储运装备。

背景技术：

2.高真空多层绝热方式可以最大程度地限制热量通过传导、对流、辐射三种途径传递，被广泛用于低温储运装备来实现高效绝热效果，其结构原理是将高反射率的金属薄膜和低导热率的间隔层交替组合的多层绝热材料放置在真空夹套内，其包覆在低温壳体外，在≤10-2
pa的夹层高真空工作环境下实现有效绝热。当夹套内被抽空至≤10-2
pa的高真空，且绝热材料合理开孔(缝)时，热量通过对流的传递已基本为零，多层绝热结构主要用于遏制热量通过传导和辐射两种途径的传递。
3.常用绝热被结构根据反射屏和隔热层的层数不同，通常预制为3～5单元，现场按照低温侧
→
高温侧逐单元实施包覆。比如专利号为cn105757446a公开的一种真空绝热深冷压力容器的绝热方法，在真空绝热深冷压力容器的内容器上包覆绝热被而形成绝热结构，所述的绝热被分为封头绝热被和筒体绝热被，所述绝热结构的形成依次经过绝热被的预制和绝热被的包扎，所述绝热被的预制包括：首先，将绝热材料的反射屏与间隔层以交替间隔方式逐层复合而形成绝热单元；然后，将复合好的绝热单元按照层数要求复合成绝热块；最后，在绝热块上固定连接用于包扎的系带；所述绝热被的包扎是先完成筒体绝热被的包扎，再完成封头绝热被的包扎。由此可见，制造单位为提高生产率，想方设法缩短绝热被包扎时间，常规工艺包扎绝热被的热流密度≥1w/m2，生产出来的低温储运装备绝热性能在国标合格线上下浮动。其原因是：平行于多层反射屏方向上的热导率比垂直于多层反射屏方向要大103～105倍，平行方向的导热会在反射屏的边缘部分寻辐射窗口，并通过该辐射窗口传递至相邻子单元中，导致绝热性能降低。
4.当前低温行业对深冷储运容器无损储存时间提出更高要求，在深冷储运容器结构(管路、支承)相对固化前提下，对深冷储运容器的绝热结构整体绝热性能提出更高要求，虽然可以通过大幅度增加绝热单元数量的方法来部分提高真空绝热结构的绝热性能，但该种方法以增加施工时间、牺牲施工效率为代价，与当今工业产品追求生产效率和控制生产成本的价值取向相冲突。

技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提出一种高效率高性能真空多层低温绝热结构，以解决上述绝热结构的绝热性差或者生产效率低等问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
7.本实用新型涉及一种高效率高性能真空多层低温绝热结构，包括内容器、外容器和绝热被，内容器和外容器通过支承连接，内容器和外容器之间形成真空夹层，绝热被设置在真空夹层内并包覆在内容器外，所述的绝热被包括若干层绝热被子单元，每层绝热被子
单元均由若干绝热被基本单元拼接而成，同层且相邻的绝热被基本单元的搭接方式采用等温折叠搭接，所述的等温折叠搭接是指将其中一个绝热被基本单元的一端向外侧折叠，相邻绝热被基本单元的一端内侧面搭接在折叠部分的外侧面上。
8.优选地，所述的绝热被基本单元包括间隔层和反射层，间隔层和反射层逐层复合，最靠近低温侧的一层为反射层，最靠近高温侧的一层为间隔层，折叠部分最靠近高温侧的一层为反射层，相邻绝热被基本单元最靠近低温侧的一层反射层搭接在折叠部分最靠近高温侧的反射层上。
9.优选地，所述的绝热被基本单元包括5～15层反射层，反射层上设有若干透气孔，透气孔总开孔面积不超过反射层面积的千分之三。
10.优选地，所述的绝热被基本单元的边缘与相邻绝热被基本单元的折叠部分的边缘对齐。
11.优选地，所述的间隔层的边缘超出反射层的边缘3～5mm。
12.优选地，所述的折叠部分的宽度为50～100mm。
13.优选地，所述搭接形式包括环向搭接、纵向搭接和径向搭接。
14.优选地，内外相邻的两层绝热被子单元的环向搭接、纵向搭接和径向搭接均相互错开，环向搭接向错≥200mm，纵向搭接所形成的截面圆心角在60
°
～120
°
之间，径向搭接所形成圆心角≥15
°
。
15.与现有技术相比，采用本实用新型提供的技术方案具有以下技术效果：
16.1.本实用新型涉及的一种高效率高性能真空多层低温绝热结构，在内容器外包覆绝热被，绝热被由多层绝热被子单元复合而成，每层绝热被子单元均由绝热被基本单元构成，同一层绝热被的各相邻绝热被基本单元通过等温折叠搭接联结，其闭环接触处是反射层直接接触，反射层为铝箔或者镀铝层，通过该接触面凭藉金属铝良好的导热性能将本层绝热被平行向热量通过传导锁定在本层内，避免了常规绝热被基本单元搭接处内层(低温侧)直接搭接在外层(高温侧)而发生的局部传导漏热，真正实现等温层结构；基本消除在反射层的边缘部分留下辐射窗口，避免了边缘效应，保证了每单元绝热被子单元呈等温状态，进一步减少所剩无几的边缘辐射窗口产生的法向漏热。
17.2.本实用新型在不改变原有产品绝热被总层数及单元层数前提下，通过专有的等温折叠搭接连接相邻的绝热被基本单元，在保证原有的绝热结构施工效率情况下，大幅度提高绝热性能，整体绝热性能较常规技术绝热结构提升30％～50％。对当前工业批量化、高效率生产高品质深冷低温容器产品具有重要意义，由此而带来的低排放、节能效果具备重要的社会意义。
18.3.本实用新型涉及的高效率高性能真空多层低温绝热结构中，相邻两层绝热被子单元的绝热被基本单元环向搭接、纵向搭接和径向搭接相互错开，形成多个等温层，有效增加传热途径，减小相邻绝热被子单元的热量传递，实现了高效低温绝热。
附图说明
19.图1为本实用新型的高效率高性能真空多层低温绝热结构的示意图；
20.图2为本实用新型专有的等温折叠搭接结构示意图；
21.图3为常规绝热结构搭接结构示意图；
22.图4为相邻子单元环向搭接错位布置示意图；
23.图5为相邻子单元纵向搭接错位布置示意图；
24.图6为相邻子单元径向搭接错位布置示意图；
25.其中：1-内容器，2-外容器，3-绝热被，31-绝热被子单元，311-绝热被基本单元，312-折叠部分，313-间隔层，314-反射层，315-环向搭接，316-纵向搭接，317-径向搭接，4-支承绝热被；5-管路绝热被。
具体实施方式
26.为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的保护范围的限定。
27.参照附图1所示，本实用新型涉及一种高效率高性能真空多层低温绝热结构，其包括内容器1、外容器2和绝热被3，内容器1和外容器2通过支承连接，支承的外侧包裹有支承绝热被4，内容器1上设有贯穿外容器2的管路，管路位于真空夹层的部分外圈包裹有管路绝缘被5；内容器1和外容器2之间形成真空夹层，绝热被3设置在真空夹层内并包覆在内容器1外。
28.参照附图2和4所示，所述的绝热被3包括若干层绝热被子单元31，每层绝热被子单元31均由若干绝热被基本单元311拼接而成，同层且相邻的绝热被基本单元311的搭接方式采用等温折叠搭接，所述的等温折叠搭接是指将其中一个绝热被基本单元311的一端向外折叠，形成折叠部分312，相邻绝热基本单元的一端内侧面搭接在折叠部分312的外侧面上。
29.所述绝热被基本单元311包括间隔层313和反射层314，间隔层313和反射层314逐层复合，最靠近低温侧的一层为反射层314，最靠近高温侧的一层为间隔层313。所述的反射层314为铝箔或者镀铝层，绝热被基本单元311包括5～15层反射层314，反射层314上设有若干透气孔，透气孔总开孔面积不超过反射层面积的千分之三；间隔层313的边缘超出反射层314的边缘3～5mm。
30.由于绝热被基本单元311在搭接处向上折叠使折叠部分312最靠近高温侧的一层为反射层314，与其相邻的另一个绝热被基本单元311的边缘覆盖在折叠部分312的外侧，此时，相邻绝热被基本单元311最靠近低温侧的反射层314覆盖在折叠部分312最靠近高温侧的反射层314上，且另一个绝热被基本单元311的边缘与折叠部分312的边缘对齐，不允许搭接表面接触到搭接面以外的材料。
31.图3为常规绝热结构搭接结构示意图，绝热被基本单元311的搭接方式只是将相邻的绝热被基本单元311部分重叠。相比于常规绝热结构搭接结构，本实用新型涉及的绝热被基本单元311的搭接处采用闭环接触，且闭环接触处是反射层314直接接触，反射层314为铝箔或者镀铝层，通过该接触面凭藉金属铝良好的导热性能将本层绝热被平行向热量通过传导锁定在本层内，避免了常规绝热被基本单元搭接处内层(低温层)直接搭接在外层(常温层)而发生的局部传导漏热，真正实现等温层结构；该结构基本消除在反射层的边缘部分留下辐射窗口，避免了边缘效应，保证了每单元绝热被子单元呈等温状态，减少所剩无几的边缘辐射窗口产生的法向漏热。
32.参照图4～6所示，所述的折叠部分312的宽度为50～100mm，相邻绝热被基本单元311的搭接形式包括环向搭接315、纵向搭接316和径向搭接317三种，内外相邻的两层绝热
被子单元的环向搭接315、纵向搭接316和径向搭接317均相互错开，环向搭接315向错≥200mm，纵向搭接316所形成的截面圆心角在60
°
～120
°
之间，径向搭接317所形成圆心角≥15
°
。
33.一种高效率高性能真空多层低温绝热结构的包覆方法，包括以下步骤：
34.s1.预制绝热被子单元31：将间隔层313和反射层314逐层复合形成绝热被基本单元311，依据待包扎内容器1绝热参数，确定绝热被基本单元311的结构，包括间隔层313和反射层314的种类、叠放顺序，将间隔层313和反射层314按照叠放顺序逐层复合形成绝热被基本单元311，每块绝热被基本单元311包含5～15层反射层314；参照图2所示，在每个绝热被基本单元311的边缘预制折叠部分312，折叠宽度为50-100mm；每个绝热被基本单元311低温侧最外端为反射层314，高温侧最外端为间隔层313；复合时，间隔层313边缘超出反射层314边缘3～5mm，进而保证预制绝热被子单元31重叠搭接时重叠搭接处仅限于间隔层313接触，杜绝反射层314相互接触，所述的反射层314上设有若干透气孔，透气孔总开孔面积不超过反射层面积的千分之三。
35.s2.包覆绝热被3：参照图4～6，从绝热被子单元31包起，将相邻的绝热被基本单元311进行等温折叠搭接，注意折叠部分312和相邻绝热被基本单元311的覆盖面边缘应剪齐；然后按低温侧
→
高温侧顺序依次包扎绝热被子单元31。参照图5，相邻两层绝热被子单元31纵向等温折叠搭接接头分别布置在a/b点，控制圆心夹角α＝120
°
；参照图4，控制相邻两层绝热被子单元31的环向等温折叠搭接a相错≥200mm；参照图6，控制相邻两层绝热被子单元31的径向搭接圆心角β≥15
°
；控制最终层密度30层/cm。
36.s3.使用无碱玻璃纤维带对绝热被3进行“井”字格状永久性捆扎，相邻无碱玻璃纤维带间距300mm～500mm。
37.s4.按照常规技术包扎支承绝热被和管路绝热被。
38.以上结合实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

技术特征：

1.一种高效率高性能真空多层低温绝热结构，包括内容器、外容器和绝热被，内容器和外容器通过支承连接，内容器和外容器之间形成真空夹层，绝热被设置在真空夹层内并包覆在内容器外，其特征在于：所述的绝热被包括若干层绝热被子单元，每层绝热被子单元均由若干绝热被基本单元拼接而成，同层且相邻的绝热被基本单元的搭接方式采用等温折叠搭接，所述的等温折叠搭接是指将其中一个绝热被基本单元的一端向外侧折叠，相邻绝热被基本单元的一端内侧面搭接在折叠部分的外侧面上。2.根据权利要求1所述的高效率高性能真空多层低温绝热结构，其特征在于：所述的绝热被基本单元包括间隔层和反射层，间隔层和反射层逐层复合，最靠近低温侧的一层为反射层，最靠近高温侧的一层为间隔层，折叠部分最靠近高温侧的一层为反射层，相邻绝热被基本单元最靠近低温侧的一层反射层搭接在折叠部分最靠近高温侧的反射层上。3.根据权利要求2所述的高效率高性能真空多层低温绝热结构，其特征在于：所述的绝热被基本单元包括5～15层反射层，反射层上设有若干透气孔，透气孔总开孔面积不超过反射层面积的千分之三。4.根据权利要求1所述的高效率高性能真空多层低温绝热结构，其特征在于：所述的绝热被基本单元的边缘与相邻绝热被基本单元的折叠部分的边缘对齐。5.根据权利要求3所述的高效率高性能真空多层低温绝热结构，其特征在于：所述的间隔层的边缘超出反射层的边缘3～5mm。6.根据权利要求1所述的高效率高性能真空多层低温绝热结构，其特征在于：所述的折叠部分的宽度为50～100mm。7.根据权利要求1所述的高效率高性能真空多层低温绝热结构，其特征在于：所述的搭接的形式包括环向搭接、纵向搭接和径向搭接。8.根据权利要求7所述的高效率高性能真空多层低温绝热结构，其特征在于：内外相邻的两层绝热被子单元的环向搭接、纵向搭接和径向搭接均相互错开，环向搭接向错≥200mm，纵向搭接所形成的截面圆心角在60
°
～120
°
之间，径向搭接所形成圆心角≥15
°
。

技术总结

本实用新型涉及一种高效率高性能真空多层低温绝热结构，包括内容器、外容器和绝热被，内容器和外容器通过支承连接，内容器和外容器之间形成真空夹层，绝热被设置在真空夹层内并包覆在内容器外，所述的绝热被包括若干层绝热被子单元，每层绝热被子单元均由若干绝热被基本单元拼接而成，同层且相邻的绝热被基本单元的搭接方式采用等温折叠搭接，等温折叠搭接是指将其中一个绝热被基本单元的一端向外折叠，相邻绝热基本单元的一端内侧面搭接在折叠部分的外侧面上。本实用新型通过等温折叠搭接的方式形成闭环接触的反射层，将本层绝热被平行向热量锁定在本层内，避免了局部传导漏热，实现等温层结构，基本消除了反射层边缘部分留下辐射窗口，避免了边缘效应。避免了边缘效应。避免了边缘效应。