隔热件制造技术

一种用于制造隔热件的方法包括：提供本体，所述本体中具有腔室；向所述腔室导入多个三维粒体，每个粒体具有与粒体的外部隔离的辐射反射体组成部分；以及封闭所述腔室，以将所述多个粒体保持在腔室中。一种用于制造隔热件的方法包括：装载和分解有壁空间中的隔热材料，所述有壁空间位于第一管和第二管之间，第一管位于第二管内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及隔热材料的领域、和用于隔热的包封部件。具体但 不限于，本专利技术涉及具有高的热阻和机械稳定性的隔热结构。
技术介绍
隔热总体上涉及用于降低热传递速率的材料或用于降低热传递的方法 和过程。许多不同的材料可用作隔热体。隔热材料的典型性能包括高的孔 隙率、低的传导率和低的密度。有机隔热体可由石化产品和可回收塑料制 成。无机隔热体由可回收材料例如玻璃和炉渣制成。隔热材料也可以多种方式和化合物制造，例如固体、粉末或粒状、气相二氧化硅(fUmed silica)、 层压片、气凝胶等。气凝胶描述了基于它们的结构，即低密度、开孔结构(open cell structure)、大的表面积和纳米级孔尺寸，的一类材料。气凝胶是一种源自 凝胶的固定材料，其中，凝胶的液体部分已被替换为气体。它们具有纳米 级气孔。纳米级晶格结构和气孔使气体分子的平均自由路径降低，从而降 低了能量和质量传递。气凝胶有很多孔，产生卯-99%的空隙度。气凝胶产 品市场上可从多家公司例如Cabot公司获得(具体信息参看 www.cabot-corp.com )。热量通过隔热材料的传递通过三种机理发生固体传导、气体对流和 辐射(红外)传输。这三部分的总和给出材料的总导热性。固体传导是特 定材料的固有性质。孔非常多的物块或固体材料例如气凝胶是非常出名的隔热体，因为它 们几乎使上述三种热传递方法(对流、传导和辐射)均失效。对于致密硅 石，固体传导率是相当高的。然而，硅石气凝胶和其他孔非常多的硅石基 材料具有非常小的一部分固体硅。所存在的固体包括非常小的颗粒，该颗粒以三维网络连接。因此，经过硅石气凝胶的固体部分和这些类型的材料的热传递通过非常曲折的路径进行，从而不是特别有效。孔非常多的材料 中空隙通常填充有空气(或其他气体)，除非材料密封在真空下。这些气体 也可使热量传递通过多孔材料。经过这些类型的材料的其他热传递模式涉 及红外辐射。硅石气凝胶在红外线谱中具有相当大的可透过性。在低的温 度下，热传递的辐射部分低，不是一个显著问题。然而，在较高的温度下，辐射传递变为热传导的主要模式。碳气凝胶 是好的辐射隔体，因为碳吸收传递热量的红外辐射。具有辐射反射性能的 物质(反射体)通常用于降低辐射热传递。反射体可添加到隔热材料中或 与隔热材料组合，以应对辐射热传递的问题。使隔热系统在真空下工作也降低了热传导率。真空隔热在多种产品(例 如热水瓶)中常见。在诸如气凝胶的材料的情况下，仅需降低压力就足以 延长相对于平均孔径的气体平均自由路径，以降低传导率。其他隔热系统 通常需要保持高的真空，以实现所需的性能。称作杜瓦瓶的一种隔热结构自18世纪末期就开始使用，且在许多领域 中已用于多种目的。在地下和碳氢化合物开采领域，杜瓦瓶以不同于最初 的杜瓦瓶的方式使用。尽管它们起着将内部容纳物与外部热量隔开的相同 目的，但在油田应用场合中使用的杜瓦瓶比其他领域中使用的杜瓦瓶要经 受更高的温度，且它们需满足限制性更多的尺寸和物理结构要求。井下工 具暴露在恶劣的环境条件下。在陆地和海面上，钻探的井的平均深度均逐 年增大。井越深，工作压力和温度就越高。井下条件随着深度的增大而越 来越恶劣。在5000至10000米的深度，通常会遇到26(TC的井底温度和 200Mpa的压力。高压和高温的这些深井条件会损坏外部或外露的工具构件， 且会使内部电子器件过热。油田工业中所使用的传统杜瓦组件包括细长的管状结构，通常是金属 的，且具有中心开孔，以容纳要求免受外部热量的构件。美国专利872795、 1497764、 2643021、 2776776、 3265893、 3481504、 3435629、 4560075、 6336408 4722026、 4375157、 4440219、 4513352、 2643022和美国专利申请公开 20050208649描述了杜瓦型热壳体。用于地下或井下工具的杜瓦瓶在钢丝绳 (wireline)应用中常见(例如参见美国专利4078174)。它们通常用于保 护设备的电子器件和其他温度敏感部件，以使它们免受井眼内所遇到的高温。用于钻探应用的杜瓦瓶并不常见，因为冲击和振动问题。在钻井操作 过程中，井下工具的工具本体上要受到高的冲击和应力，因为在工具穿过 地层时被转动和挤压。传统杜瓦瓶包括外壳和内壳。壳之间包含有处于高度真空下的MLI (多层隔热体)。所述多层隔热体通常包括多种材料的复合 物，所述多种材料包括用于辐射的反射体，例如薄铝片或金属膜、以及用 于将反射体隔开的玻璃纤维层。材料在环形空间中层叠，并使得它们之间 具有真空空间。层之间的高真空用于降低传导和对流。美国专利3038074、 4340405、 3007596描述了包括层叠隔热体的热壳体。美国专利6877332、 6672093、 6614718 6341498和美国专利申请公开20070095543描述了具有 气凝胶复合隔热体的杜瓦组件。为了保护杜瓦瓶使它们免受冲击和振动，传统设计使用居中结构，以 在组件内从外壳支撑内壳。 一种类型的居中结构有时称作马车轮"agon wheel)。其他居中结构技术需要不锈钢带设置在内壳上，以提供支撑。使 用传统居中结构存在多个问题。 一个问题是，居中结构提供了从外壳传递 到内壳的热通路，从而降低了瓶的效率。使用居中结构的另一问题是，内 壳未被沿着其长度充分支撑。当瓶经受冲击时，可使内壳弯曲，使得在组 件上产生额外应力，且潜在地产生导致真空损失的碎片。真空的损失大大 降低瓶的效率。由冲击和振动产生的另一常见失效是MLI材料的损坏。对 传统MLI充填式杜瓦瓶内的隔热结构的实验表明，重复冲击产生的压縮载 荷使得MLI变形和损坏，结果使得隔热值降低。美国专利1071817、2862106、 2396459提出了使用粒体或粉末作为隔热材料。需要改进用于高温和低温环境中的隔热技术。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了 一种用于制造隔热件的方法。所述方法包括-提供本体，所述本体中具有腔室；向所述腔室导入多个三维粒体，每个粒体具有与粒体的外部隔离的辐射反射体组成部分；以及封闭所述腔室，以将所述多个粒体保持在腔室中。本专利技术的另一方面提供了一种隔热件。所述隔热件包括本体，所述本体中具有腔室；设置在所述腔室中的多个三维粒体，每个粒体具有与粒 体的外部隔离的辐射反射体组成部分；以及被封闭的所述腔室，从而将所 述多个粒体保持在腔室中。本专利技术的又一方面提供了一种用于制造隔热件的方法。所述方法包括: 将隔热材料设置在有壁空间内，所述有壁空间在管组件中位于第一管和第 二管之间，第一管设置在第二管的孔内；以及分解第一和第二管之间的有 壁空间中的隔热材料，以将材料分布在所述空间内。附图说明当阅读了下面详细的描述和参看了附图时，本专利技术的其他方面和优点 将变得显而易见，在附图中，相同的元件以相同的附图标记表示，附图包 括图1示出了传统气凝胶颗粒的示意图2示出了与传统气凝胶颗粒相关的传热通路的示意图3示出了根据本专利技术的多个方面的粒体的示意图4示出了与根据本专利技术的多个方面的粒体相关的传热通路的示意图5示出了根据本专利技术的多个方面的粒体的示意图6示出了根据本专利技术的多个方面的另一粒体的示意图7示出了根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造隔热件的方法，包括：　ａ）提供本体，所述本体中具有腔室；　ｂ）向所述腔室导入多个三维粒体，每个粒体具有与粒体的外部隔离的辐射反射体组成部分；以及　ｃ）封闭所述腔室，以将所述多个粒体保持在所述腔室中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C奥莫盖尔，J科里，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]