包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构及使用方法，该绝热结构包括导热阻隔层和热辐射反射层；所述的导热阻隔层包括气凝胶绝热材料和绝热密封材料，绝热密封材料包裹气凝胶绝热材料；所述的热辐射反射层复合在导热阻隔层的外侧，热辐射反射层包括n层反射材料和n

【技术实现步骤摘要】
包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构及使用方法


[0001]本专利技术涉及真空绝热深冷压力容器的绝热
，尤其涉及一种包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构及使用方法。

技术介绍

[0002]低温液体的储存的应用离不开绝热技术，目前的真空多层绝热已经能满足液氮等温区的绝热要求，如中国专利CN204284798U中公开了一种低温多层绝热结构，在低温绝热纸的上表面设有凸起后与反射屏交错叠合，能够降低反射屏与绝热纸间的热传导，提高保温隔热性能。再如中国专利CN103277630A中公开了一种变密度配置的多层低温绝热结构，沿反射屏厚度方向平均分为三个区，每个区有不同的层密度，越靠内侧层密度越小，有效地提高了液氮储罐的绝热性能。
[0003]近几年，温度更低的液氢等深冷液体开始受到重视，由于这些低温深冷液体特性对绝热系统的要求更高，目前普遍实施方式是在原有液氮介质绝热结构下重复增加多层结构，虽有一定效果，但材料成本至少为原来的2倍，且施工效率也明显下降。
[0004]液氢等深冷液体，靠近内壁的低温区固体导热占比更大，辐射换热占比较小，若能利用这一特点配合先进的绝热材料，则可优化目前的绝热结构，但至今还未有这方面的专利报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构及使用方法，以解决现有低温绝热结构无法满足液氢等温度更低的深冷液体的储存要求的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术涉及一种包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构，其包括导热阻隔层和热辐射反射层；所述的导热阻隔层包括气凝胶绝热材料和绝热密封材料，绝热密封材料包裹气凝胶绝热材料；所述的热辐射反射层复合在导热阻隔层的外侧，热辐射反射层包括n层反射材料和n
‑
1层间隔材料，n为大于或等于2的整数，反射材料和间隔材料交错叠合。
[0008]优选地，所述的导热阻隔层和热辐射反射层之间通过胶带粘结。
[0009]优选地，所述的气凝胶绝热材料的厚度为7～12mm，密度为170～200kg/m3。
[0010]优选地，所述的绝热密封材料为聚酰亚胺薄膜。
[0011]优选地，所述的间隔材料为玻璃纤维纸，克重为10～14g/m2，厚度小于0.06mm。
[0012]优选地，所述的反射材料为铝箔金属材料，厚度为0.0055～0.0075mm。
[0013]优选地，所述的铝箔金属材料上开设有圆孔。圆孔的设置便于后期绝热储罐内外罐之间夹层的抽真空。
[0014]优选地，所述的间隔材料和反射材料通过玻璃纤维线固定。
[0015]优选地，所述的气凝胶绝热材料由气凝胶和玻璃纤维毡压制而成。
[0016]本专利技术还涉及一种包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构的使用方法，其包括
以下步骤：
[0017]1)用绝热密封材料包裹气凝胶绝热材料，形成导热阻隔层；
[0018]2)通过玻璃纤维线将交错叠合的n层反射材料和n
‑
1层间隔材料缝合在一起，形成热辐射反射层；
[0019]3)将导热阻隔层包裹在绝热储罐的内罐的外侧；
[0020]4)将热辐射反射层包裹在导热阻隔层的外侧，并用胶带将热辐射反射层和导热阻隔层粘结在一起；
[0021]5)在包裹有热辐射反射层和导热阻隔层的内罐外设置外罐，内罐和外罐之间形成夹层空间，对夹层空间进行抽真空处理。
[0022]与现有技术相比，采用本专利技术提供的技术方案具有以下技术效果：
[0023]1.本专利技术涉及的包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构利用气凝胶绝热材料替代传统多层绝热材料，因气凝胶绝热材料的导热系数更低，降低了固体导热并拉开温区，在不增加整体绝热系统厚度前提下，提高了绝热性能并提高了施工效率；同时，对夹层的抽空效果有所提高，更进一步提高了整体的绝热性能。
[0024]2.本专利技术涉及的包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构在气凝胶绝热材料的外侧包裹绝热密封材料，在低温高真空环境下，防止了气凝胶颗粒从基体上脱落，且具有透气性能，增加绝热结构的寿命。
附图说明
[0025]图1为包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构的结构示意图。
[0026]其中：1
‑
气凝胶绝热材料、2
‑
绝热密封材料、3
‑
间隔材料、4
‑
反射材料、5
‑
玻璃纤维线。
具体实施方式
[0027]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例和附图对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的保护范围的限定。
[0028]实施例1
[0029]参照附图1所示，本专利技术涉及一种包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构，其包括导热阻隔层和热辐射反射层。
[0030]所述的导热阻隔层包括气凝胶绝热材料1和绝热密封材料2。所述的气凝胶绝热材料1是由气凝胶和玻璃纤维毡复合而成的绝热材料，具体复合方式为：气凝胶和玻璃纤维毡通过压制的方式实现相互粘结，另外，通过加热压制的方式可提高气凝胶和玻璃纤维毡相互粘结的水平；气凝胶绝热材料1的厚度为7mm，密度为170～200kg/m3，其常温导热系数小于0.05W/m.k。所述的绝热密封材料2为聚酰亚胺薄膜，与氧兼容，其在低温高真空环境下保护气凝胶不会出现脱毡现象，同时具有透气性能，以便发挥气凝胶在真空状态下的最佳绝热性能。
[0031]所述的热辐射反射层复合在导热阻隔层的外侧，热辐射反射层包括n层反射材料4和n
‑
1层间隔材料3，反射材料4和间隔材料3交错叠合，本实施例中，n为4。所述的反射材料4为铝箔金属材料，厚度为0.0055mm，铝箔金属材料上开设有圆孔，便于后期夹层空间抽真
空；所述的间隔材料3为玻璃纤维纸，克重为10g/m2，厚度小于0.06mm，具体为0.06mm。间隔材料3和反射材料4通过玻璃纤维线5固定。
[0032]上述包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构用于绝热储罐中，其使用方法包括以下步骤：
[0033]1)用绝热密封材料2包裹气凝胶绝热材料1，形成导热阻隔层；
[0034]2)通过玻璃纤维线5将交错叠合的n层反射材料4和n
‑
1层间隔材料3缝合在一起，形成热辐射反射层，其中，n为4；
[0035]3)将导热阻隔层包裹在绝热储罐的内罐的外侧；
[0036]4)将热辐射反射层包裹在导热阻隔层的外侧，并用胶带将热辐射反射层和导热阻隔层粘结在一起；
[0037]5)在包裹有热辐射反射层和导热阻隔层的内罐外设置外罐，内罐和外罐之间形成夹层空间，对夹层空间进行抽真空处理。
[0038]上述绝热结构通过气凝胶绝热材料1的导热系数更低的特性，降低固体导热并拉开温区，在不增加整体绝热系统厚度前提下，提高绝热性能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构，其特征在于：其包括导热阻隔层和热辐射反射层；所述的导热阻隔层包括气凝胶绝热材料和绝热密封材料，绝热密封材料包裹气凝胶绝热材料；所述的热辐射反射层复合在导热阻隔层的外侧，热辐射反射层包括n层反射材料和n
‑
1层间隔材料，n为大于或等于2的整数，反射材料和间隔材料交错叠合。2.根据权利要求1所述的包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构，其特征在于：所述的导热阻隔层和热辐射反射层之间通过胶带粘结。3.根据权利要求1所述的包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构，其特征在于：所述的气凝胶绝热材料的厚度为7～12mm，密度为170～200kg/m3。4.根据权利要求1所述的包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构，其特征在于：所述的绝热密封材料为聚酰亚胺薄膜。5.根据权利要求1所述的包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构，其特征在于：所述的间隔材料为玻璃纤维纸，克重为10～14g/m2，厚度小于0.06mm。6.根据权利要求1所述的包含气凝胶材料的低温真空多层绝热结构，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈辉，应秀捷，张芷毓，
申请(专利权)人：杭州富士达特种材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：