專利名稱：用于存放液體的熱容器的隔熱真空套筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于做存放液體的熱容器的隔熱真空套筒，所述液體特別是含水的和/或有機的液體，像咖啡，茶，熱牛奶，肉湯，果汁，酒類，和如葡萄酒或啤酒的飲料，提神飲料或冷的軟飲料，以及需要在比室溫高或低的溫度下長時間保存的其它飲料。這類液體的其它例子可以是藥用和/或生物制品的，防凍制品的樣品的，放射性同位素的特殊化合物的溶液或懸浮液(例如含水液體或水醇液體)，等等。從原則上說，按照本發(fā)明的套筒也可以用于杜瓦瓶和其它冷凍裝置(例如隔熱管線)，只要不存在液態(tài)氫就可以。
英國專利921,273公布了靠由玻璃或金屬制成的一個真空套筒對存放不含水的液體(如液體氧或氮)的容器進行隔熱，該套筒包括氧化鈀(PdO)與由沸石，焦炭和硅膠中挑選的一種材料的組合物，顯示出對氫的吸附活性。
所述組合物的目的是使隔熱套筒中的所要求的真空水平能長時間維持，這是靠吸附從一開始(或后來產(chǎn)生的)由從套筒壁脫氣而在套筒中已經(jīng)存在的或透過套筒壁泄漏所造成的殘余氣體。所述的殘余氣體主要是氫氣，一氧化碳，二氧化碳和水汽。
然而，沸石對二氧化碳的吸附能力有限(并且對一氧化碳和氫氣的吸附能力實際上為零)，并且如果含水液體(如咖啡)的溫度比外部溫度高，對水的吸附能力也不高；此外，沸石的活化要求長時間的熱處理，這使得使用它們遠遠不是便宜的，特別是在大量使用的情況下。這就是為什么直到現(xiàn)在還沒有真空瓶(保溫瓶)對于含水液體使用包括所述的組合物。
用焦炭和/或硅膠代替沸石也沒有任何明顯的改善。
授權(quán)給申請人的意大利專利1,191,114建議用以鋯為基礎(chǔ)的特殊合金來代替以氧化鈀為基礎(chǔ)的所述組合物，只能稍稍改善在真空瓶中有含水液體的情況。然而，即使是這種合金，對水汽和其它殘余氣體也沒有高的吸附能力，還要求高的活化溫度(573K或甚至更高)。還有，在這種情況下，為了使氣體負載量達到最小，在制作過程中必須在抽空的條件下對保溫瓶作長時間的熱處理。
現(xiàn)在，上述的缺點被申請人克服了，本申請人發(fā)現(xiàn)了以氧化鈀為基礎(chǔ)的非常好的組合物，可以插入到真空瓶的隔熱套筒中。
在其廣義上說，本發(fā)明涉及適于做存放含水的和/或有機的液體的熱容器的隔熱真空套筒，并且特別適于做所謂保溫瓶，它包括氧化鈀(PdO)和氧化鋇(BaO)的一種組合物作為吸附在該套筒中存在的殘余氣體(主要包括氫氣，一氧化碳，二氧化碳和水汽)的材料。氧化鈀可以選擇性地部分或全部由氧化釕，氧化銠，氧化鋨，氧化銥或氧化銀代替。
氧化鈀(或其它稀有金屬的氧化物)可以這樣直接地使用或以被承載的方式使用；載體可以包括例如礬土，硅土，硅酸鹽或硅酸鈦，它們的表面積由10至600平方米/克(微孔直徑為0.5至100毫微米)，并且放在套筒中的該組合物可以是粉末狀的，也可以是小片，顆粒，圓環(huán)，馬鞍形等形狀。
按照一個具體的實施例，首先制備水溶性的鈀鹽(例如氯化物或硝酸鹽)的水溶液，然后，用一種預先確定的技術(shù)(例如用浸漬技術(shù)，或用所謂干浸漬技術(shù)，即按照此技術(shù)浸漬溶液的體積等于或小于載體的微孔的總體積的一種技術(shù))對載體(例如礬土)進行浸漬。隨后，借助一種堿性溶液(最好由pH7至pH12)實現(xiàn)沉淀，把反應(yīng)混合物過濾，并在低于500℃的溫度下進行干燥。隨后，這樣得到的粉末(顆粒度為由0.5至200微米)與粉末狀的氧化鋇(顆粒度為由0.5至500微米)混合，并且可選擇性地與痕跡量的粘合劑和/或潤滑劑混合；然后把混合物壓制成小片，把這些小片放在被抽空的隔熱套筒中。
附圖僅只用作說明的目的，在任何情況下都不限制本發(fā)明的范圍和精神。附圖中

圖1為帶有按照本發(fā)明的隔熱套筒的保溫瓶的剖面圖；圖2為把所述套筒抽空的方法的布局圖；圖3，4和5給出示例的試驗中所得到的一些結(jié)果。
看圖1，一個保溫瓶1包括一個由玻璃或金屬制作的圓柱形內(nèi)容器2，它確定了內(nèi)部容積或有用空間3，適用于存放含水液體，具體地說熱的或冷的飲料，它靠一個頸部6(通常被關(guān)閉，但不被密封)與外部連通。一個外壁或外罩(殼)4與容器的壁2一起確定了處于真空的一個套筒(空間)5；在制作保溫瓶的狀態(tài)下在抽空的過程中這個套筒與一個在圖中未示出的真空泵相接通。在剛抽完真空時，此空間的壓力當沒有隔熱材料時通常等于或低于5×10-3毫巴，最好為10-4至10-6毫巴。如果此空間包括隔熱材料，最大容許壓力可以高些，例如高到0.1毫巴。把PdO和BaO的組合物(可選擇性地為被承載的)設(shè)置成與外殼4相接觸，該組合物按照PdO/BaO重量比約為1∶1至1∶1000之間(最好由1∶2到1∶200)?？蛇x擇的還有，可以把新的組合物(例如Bao＋PdO)包括在一個美國專利5,191,980中所描述的那種類型的熱縮性的外殼內(nèi)。
下面提供的示例僅只為了說明的目的，在任何情況下都不限制，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍和精神。
示例1(條件與示例2和3相同)一種適于測量按照本發(fā)明的吸附材料的氣體吸附性質(zhì)的裝置示于圖2。
此圖以示意的方式示出測量BaO和PdO的混合物以及其它作比較的混合物的吸附特點的裝置100。
一個抽真空系統(tǒng)102靠第一閥104與測量容積106相連接。一系列第二閥110，110’，110″與所述的測量容積相連接，為的是可以輸入來自一系列試驗瓶112，112’，112″(分別包括氫氣，二氧化碳和一氧化碳)的試驗氣體，一個壓力計114也與該測量容積相連。一個包括被試驗的樣品120的試驗瓶118靠第三閥116與該測量容積106相連。
在試驗過程中，閥110，110’，110″和116被關(guān)閉，并把閥104打開，而抽真空系統(tǒng)102把系統(tǒng)的壓力降低到10-6毫巴。
測量容積106對于每次所進行的試驗有約0.8升的容積。把裝置100經(jīng)過(關(guān)閉著的)閥116連接到包括在試驗氣體瓶118中的樣品120中，該瓶有約0.3升的容積，并處于惰性的氬氣的氣氛中。
在試驗閥116被打開和系統(tǒng)被再一次抽空降到10-6毫巴的過程中，同時把樣品在約100℃下保持15分鐘，這模擬了與吸附組合物可能遇到的情況類似的一個循環(huán)，并且，隨后，使樣品冷卻到室溫。然后把閥104和116關(guān)閉，并使來自氣體瓶112，(112’，112″)的試驗氣體流進測量容積106一個短時間。在壓力計114上記錄壓力，并把壓力控制在約為0.2與0.5毫巴之間，打開閥116之后，使數(shù)量作了測量的試驗氣體進入與樣品120接觸。
示例2一克粉末狀顆粒度低于125微米的氧化鋇與二克由多孔的礬土承載的氧化鈀顆粒(平均尺寸低于600微米)(PdO的成色為按重量計2％)混合。
隨后，把樣品連接到示例1的試驗裝置上。再把第一種數(shù)量被測量過的氣體(在這一情況下為來自瓶112經(jīng)閥110的一氧化碳)帶入與樣品接觸。
借助儀器114測量容器中的壓力隨時間的變化；結(jié)果圖在圖3中以線1示出。
接著，使其它數(shù)量被測量過的氣體(氫氣，二氧化碳等)順序地流過樣品，遵照相同的步驟。
表示壓力隨時間變化的相應(yīng)曲線分別在圖3中以線2和3示出。
在每種情況下，與先有技術(shù)的吸附材料相比，樣品都顯示出較高的吸附特點，不管是吸附速度，還是吸附能力都是這樣。
示例3(作比較的)此示例顯示常規(guī)材料的性能，此材料像通常為了實現(xiàn)隔熱的抽空了的空間而采用的那些材料一樣。
由Davidson化學品公司提供的直徑為1/8英寸(3.2毫米)的(圓柱形)片狀的一克13X級(微孔直徑為1毫微米)的合成沸石與40毫克粉末狀顆粒度低于125微米的氧化鈀混合。
然后把樣品118連接列示例1的試驗裝置上。再遵照示例2的步驟，把樣品接續(xù)地放在數(shù)量經(jīng)過測量的氣體中(依序為氫氣，一氧化碳和二氧化碳)。表示壓力隨時間變化的相應(yīng)曲線分別在圖4中以線1，2和3示出。
這些試驗的結(jié)果表明只在氫氣和二氧化碳的情況下能夠測到吸附能力。從實際的觀點看來，在一氧化碳的情況下(線1)沒有測列壓力的下降。
示例4約500毫克粉末狀顆粒度低于125微米的氧化鋇與250毫克由多孔的礬土承載的氧化鈀顆粒(平均尺寸低于600微米)(PdO的成色為按重量計2％)混合。然后把混合物放入如ASTM—F—798—82(關(guān)于可以用來確定吸氣程度，吸附能力和在分子流領(lǐng)域中非蒸發(fā)性的吸氣劑(NEG)中的氣體濃度的標準)所述的一個系統(tǒng)中。
在使系統(tǒng)在抽真空的條件下在約150℃的溫度下脫氣7個小時之后，并使樣品冷卻到室溫(大約25℃)之后，開始吸附試驗，首先對樣品通氫氣，接著通一氧化碳。兩個試驗都在樣品上維持等于5×10-5毫巴的常壓。這樣得到的吸附曲線示于圖5。
權(quán)利要求
1.一種適于做存放液體特別是含水的和/或有機的液體的熱容器的隔熱真空套筒，它包括氧化鋇(BaO)與氧化鈀(PdO)和/或與由釕、銠、鋨、銥和銀中挑選的令一種稀有金屬氧化物的一種組合物作為吸附在所述套筒中存在的殘余氣體(主要包括氫氣，一氧化碳，二氧化碳和水汽)的材料。
2.按照權(quán)利要求1的套筒，其特征在于，所述的氧化鈀或其它稀有金屬的氧化物為被承載的方式。
3.按照權(quán)利要求1的套筒，其特征在于，所述的與氧化鈀不同的稀有金屬氧化物是氧化釕。
4.按照權(quán)利要求2的套筒，其特征在于，擔體由礬土，硅土，硅酸鹽或硅酸鈦中挑選，并且擔體的表面積由10至600平方米/克(微孔直徑為1至100毫微米)。
5.按照權(quán)利要求2的套筒，其特征在于，所述的組合物以粉末的形狀存在。
6.按照權(quán)利要求2的套筒，其特征在于，所述的組合物以由小片，顆粒，圓環(huán)和馬鞍形中挑選的一種形狀存在。
7.按照權(quán)利要求2的套筒，其特征在于，所述的被承載的氧化鈀以由這樣得到的一種形態(tài)存在由水溶性的鈀鹽(具體地說氯化物或硝酸鹽)的水溶液，借助一種堿性溶液在擔體存在的情況下進行沉淀。
8.制備按照權(quán)利要求7的組合物的一種方法，其中首先把所述的粉末狀擔體按照干浸漬技術(shù)用鈀鹽的水溶液進行浸漬，借助一種堿性溶液把這樣浸漬過的粉末進行處理，并把所得到的產(chǎn)物過濾，干燥，轉(zhuǎn)變成粉末，最后與氧化鋇粉末混合，然后把得到的混合物壓制成小片或顆粒。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所述的擔體為礬土，并且PdO∶BaO重量比為1∶1至1∶200。
10.一種適于做存放液體的熱容器，靠權(quán)利要求2的套筒進行隔熱。
全文摘要
一種適于做存放液體特別是含水的和/或有機的液體的熱容器的隔熱真空套筒，它包括氧化鋇(BaO)與氧化鈀(PdO)和/或與由釕、銠、鋨，銥和銀中挑選一種稀有金屬的另一種氧化物的一種組合物作為吸附在所述套筒中在抽真空之后存在的殘余氣體(主要包括氫氣、一氧化碳、二氧化碳和水汽)的材料。
文檔編號H01J7/18GK1118570SQ94191152
公開日1996年3月13日 申請日期1994年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月24日
發(fā)明者克勞迪奧·伯菲托, 布魯諾·費拉里奧 申請人:工程吸氣公司