專利名稱：抽真空方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抽真空方法及其裝置，尤其是涉及一種能夠顯著提高抽真空效率及真空度的抽真空方法及其裝置。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外對(duì)絕熱性能要求極高的儲(chǔ)存液氮、液氧、液氫、液氬和液化天然氣等低溫液體儲(chǔ)罐、低溫液體罐箱、低溫液體槽車，其絕熱形式多為高真空多層絕熱，真空度需達(dá)到絕對(duì)壓力0.03Pa以下。對(duì)于數(shù)十方的低溫液體儲(chǔ)罐來(lái)說(shuō)，夾層抽真空的時(shí)間本身就要很長(zhǎng)，并且由于夾層中的絕熱材料的吸氣性強(qiáng)，抽氣阻力大，絕熱材料中所吸附的水分很難抽除。高真空低溫液體儲(chǔ)罐、罐箱、槽車夾層抽真空常見的現(xiàn)有技術(shù)有以下兩種一是采用外部加熱的方式使絕熱材料中水分氣化，隨后通過(guò)真空泵直接將夾層內(nèi)的空氣及水分抽出，達(dá)到夾層要求的真空度。雖然采用這種方法能夠達(dá)到規(guī)范要求的真空度，但由于真空本身就有絕熱性能，外部加熱很難將熱量傳至絕熱材料，整個(gè)加熱置換抽真空過(guò)程需要的時(shí)間很長(zhǎng)；二是通過(guò)將熱氣體充入夾層進(jìn)行加熱置換，如CN03152769.8中公開的一種液化天然氣儲(chǔ)罐置換空氣抽真空方法，但此方法熱能利用率低，不易操作，只用于真空要求不高的容器，并不適合高真空多層絕熱容器。上述兩種方法均需花費(fèi)大量的人力，物力和財(cái)力，制造成本很高，而且采用現(xiàn)有抽真空技術(shù)制造出的低溫液體儲(chǔ)罐、罐箱、槽車，其夾層中的絕熱材料中的水分難以徹底抽除，剩余的水分會(huì)在真空封結(jié)后不斷釋放出水氣，導(dǎo)致夾層的真空度逐漸降低，絕熱性能下降。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用以對(duì)諸如高真空多層絕熱儲(chǔ)罐、罐箱、槽車等多層絕熱容器的外筒和內(nèi)筒之間的夾層抽真空的抽真空方法及其裝置。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種能夠比較徹底地置換夾層中的水分的抽真空方法及其裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種能夠達(dá)到高真空度的同時(shí)縮短抽真空時(shí)間的抽真空方法及其裝置。
依照本發(fā)明的抽真空裝置用以對(duì)多層絕熱容器的外筒和內(nèi)筒之間的夾層抽真空，其包括第一氣體輸送裝置，其具有出氣口；第一氣體加熱器，其進(jìn)口與該第一氣體輸送裝置的出氣口相連通，其出口與該內(nèi)筒的進(jìn)氣口相連通；抽真空機(jī)組，其與該夾層相連通；第二氣體輸送裝置，其具有出氣口；第二氣體加熱器，其進(jìn)口與該第二氣體輸送裝置的出氣口相連通，其出口與該夾層相連通。
優(yōu)選地，抽真空裝置還包括冷阱，其設(shè)置于該抽真空機(jī)組與該夾層之間，并分別與該抽真空機(jī)組和該夾層相連通。
優(yōu)選地，該第二氣體輸送裝置輸送的氣體為氮?dú)饣蚋稍锟諝狻?br>
優(yōu)選地，抽真空裝置還包括保溫裝置，其包覆于該多層絕熱容器的外部。
優(yōu)選地，該第一氣體輸送裝置輸送的氣體為氮?dú)饣蚩諝狻?br>
優(yōu)選地，該第一氣體輸送裝置還包括進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口與該內(nèi)筒的排氣口相連通。
本發(fā)明還提供一種抽真空方法，用以對(duì)多層絕熱容器的外筒和內(nèi)筒之間的夾層抽真空，其包括以下步驟第一步，啟動(dòng)抽真空機(jī)組，對(duì)夾層進(jìn)行抽真空；第二步，打開第一氣體輸送裝置和第一氣體加熱器，將該第一氣體輸送裝置出氣口吹出的氣體在第一氣體加熱器內(nèi)加熱，其中氣體溫度控制在150℃-300℃之間，然后經(jīng)內(nèi)筒的進(jìn)氣口充入到內(nèi)筒內(nèi)部，以對(duì)內(nèi)筒加熱；第三步，當(dāng)該內(nèi)筒的排氣口排出的氣體溫度達(dá)到100℃-150℃之間時(shí)，第一氣體加熱器停止加熱；當(dāng)該內(nèi)筒的排氣口排出的氣體溫度低于100℃時(shí)，第一氣體加熱器開始加熱，以使排出的氣體溫度保持在100℃-150℃之間；第四步，當(dāng)排出的氣體溫度達(dá)到100℃-150℃之間時(shí)，抽真空機(jī)組停止對(duì)夾層進(jìn)行抽真空，打開該第二氣體輸送裝置和該第二氣體加熱器，將該第二氣體輸送裝置出氣口吹出的氣體在第二氣體加熱器內(nèi)加熱，其中氣體溫度控制在150℃-180℃之間，然后充入到夾層，并停留預(yù)定時(shí)段；第五步，啟動(dòng)抽真空機(jī)組，對(duì)夾層進(jìn)行抽真空；第六步，重復(fù)第四、第五步，直到達(dá)到預(yù)定真空度。
優(yōu)選地，所述的抽真空方法的第一步之前還包括將多層絕熱容器置于保溫裝置中的步驟。
優(yōu)選地，該第二氣體輸送裝置輸送的氣體為氮?dú)饣蚋稍锟諝狻?br>
優(yōu)選地，在所述第五步中，從該夾層中抽出的氣體流經(jīng)冷阱后再到達(dá)抽真空機(jī)組。
優(yōu)選地，該第四步中的預(yù)定時(shí)段為1-5小時(shí)。
優(yōu)選地，在該第二步和第三步之間還包括所述加熱該內(nèi)筒的氣體隨后再由該內(nèi)筒的排氣口排出進(jìn)入該第一氣體輸送裝置和該第一氣體加熱器，以此對(duì)該內(nèi)筒進(jìn)行循環(huán)加熱的步驟。
本發(fā)明提供一種用以對(duì)諸如高真空多層絕熱儲(chǔ)罐、罐箱、槽車等多層絕熱容器的外筒和內(nèi)筒之間的夾層抽真空的抽真空方法及其裝置，其能夠比較徹底地置換夾層中的水分，并且能夠在達(dá)到高真空度的同時(shí)縮短抽真空時(shí)間。
本發(fā)明對(duì)夾層加熱時(shí)可以利用夾層的原有接口，這樣使得夾層只具有一個(gè)接口，從而使夾層漏點(diǎn)減少，有利于真空保持。
本發(fā)明對(duì)夾層實(shí)行間斷加熱，且熱氣體在夾層內(nèi)有一定的停留時(shí)間，這樣有利于干燥氣體(或氮?dú)?對(duì)夾層水分的吸附。并且整個(gè)置換過(guò)程只需對(duì)夾層加熱三到五次，夾層大部分時(shí)間處于抽真空狀態(tài)，這樣對(duì)容器內(nèi)筒持續(xù)循環(huán)加熱，熱量通過(guò)容器內(nèi)筒傳給夾層的保溫材料，使水分氣化后抽出非常有利。由于夾層真空具有保溫作用，內(nèi)容器的熱量不易流失，熱能利用率高。
本發(fā)明的加熱用氣體為氮?dú)狻⒖諝獾劝踩珰怏w，操作起來(lái)安全簡(jiǎn)單。
采用依照本發(fā)明的方法和裝置，多層絕熱儲(chǔ)罐、罐箱、槽車的抽真空時(shí)間由原來(lái)的7-15天縮短至3-6天，大大縮短了高真空多層絕熱儲(chǔ)罐、罐箱、槽車的制造周期，降低了制造成本。
圖1為依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的抽真空裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參考
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
如圖1所示，其為依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的抽真空裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。依照本發(fā)明的抽真空裝置用以對(duì)多層絕熱容器的外筒和內(nèi)筒之間的夾層抽真空，其中外筒和內(nèi)筒間的夾層中填充絕熱材料，并且這種高真空多層絕熱容器可應(yīng)用在低溫儲(chǔ)罐、罐箱或槽車中。該抽真空裝置包括第一氣體輸送裝置7，其具有出氣口；第一氣體加熱器6，其進(jìn)口與第一氣體輸送裝置7的出氣口相連通，其出口與內(nèi)筒4的進(jìn)氣口A相連通，該進(jìn)氣口A位于內(nèi)筒4的上部，由此從第一氣體輸送裝置7的出氣口送出的空氣經(jīng)第一氣體加熱器6加熱后，可直接加熱多層絕熱容器的內(nèi)筒4，隨后從內(nèi)筒4的排氣口B中排出到內(nèi)筒4的外部。該第一氣體輸送裝置7還可包括進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口與該內(nèi)筒的排氣口B相連通，該排氣口B位于內(nèi)筒4的底部，由此構(gòu)成氣體在其中輸送的氣流回路即從第一氣體輸送裝置7的出氣口吹出的氣體進(jìn)入第一氣體加熱器6，經(jīng)第一氣體加熱器6加熱后的高溫氣體經(jīng)內(nèi)筒4的進(jìn)氣口A進(jìn)入內(nèi)筒4中，以對(duì)內(nèi)筒4進(jìn)行加熱，加熱內(nèi)筒4后的低溫氣體經(jīng)排氣口B從內(nèi)筒4中排出，然后通過(guò)管路經(jīng)第一氣體輸送裝置7的進(jìn)氣口又返回第一氣體輸送裝置7中，并且此后氣體再次進(jìn)入到第一氣體加熱器6中。該氣流回路中所采用的氣體為空氣或氮?dú)狻Ｒ韵乱钥諝鉃槔M(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)該氣流回路，用熱空氣直接加熱多層絕熱容器的內(nèi)筒4，使熱量迅速傳到緊貼內(nèi)筒4外壁位于夾層2內(nèi)的絕熱材料上，絕緣材料上吸附的水分能迅速脫離。依照本發(fā)明的抽真空裝置還包括抽真空機(jī)組8，其與該夾層2相連通。抽真空機(jī)組8可通過(guò)管路連接到夾層2的接口C上。為加速夾層中水分的排出，還可以在抽真空機(jī)組8與接口C之間的管路上設(shè)置冷阱11，這樣從夾層2中抽出的氣體經(jīng)冷阱11中的液氮冷卻后，可將其中的水分冷凝并沿箭頭D所示的方向從冷阱11中排出。并且從冷阱中排出的冷卻水的量可以用于指示夾層中水分的含量，即指示夾層中水分的置換程度。并且冷阱還能夠起到防止抽真空機(jī)組的泵油反擴(kuò)散而污染夾層，并因其可以阻擋水分進(jìn)入到抽真空機(jī)組中而能夠延長(zhǎng)真空機(jī)組的使用壽命。本發(fā)明的抽真空裝置還包括第二氣體輸送裝置9，其具有出氣口；第二氣體加熱器10，其進(jìn)氣口與第二氣體輸送裝置9的出氣口相連通，其出口與該夾層2上接口C相連通，以避免因在夾層上設(shè)置較多的夾層接口導(dǎo)致夾層漏點(diǎn)增加。第二氣體輸送裝置9中輸送的氣體可以是氮?dú)?，也可以是干燥空氣。以下以氮?dú)鉃槔M(jìn)行說(shuō)明。從第二氣體輸送裝置9中送出的氮?dú)饨?jīng)第二氣體加熱器10加熱后，被送入到夾層2中。高溫氮?dú)饪蓪A層2中的絕熱材料所吸附的不凝氣體和水分置換出來(lái)。通常在多層絕熱容器上還設(shè)置有真空規(guī)管5，其用于測(cè)定夾層2中的真空度。使用依照本發(fā)明的抽真空裝置，可使夾層的真空度達(dá)到絕對(duì)壓力0.03Pa以下。依照本發(fā)明的抽真空裝置還可包括保溫裝置1，其包覆于多層絕熱容器的外筒3的外部，用以進(jìn)一步防止內(nèi)筒4或夾層2內(nèi)的熱量散失。
本發(fā)明還提供一種抽真空方法，用以對(duì)多層絕熱容器的外筒和內(nèi)筒之間的夾層抽真空，其中外筒和內(nèi)筒間的夾層中填充絕熱材料，該抽真空方法可包括以下步驟。
首先，將多層絕熱容器置于保溫裝置1中；啟動(dòng)抽真空機(jī)組8，對(duì)夾層2進(jìn)行抽真空；打開第一氣體輸送裝置7和第一氣體加熱器6，將第一氣體輸送裝置7出氣口吹出的氣體在第一氣體加熱器6內(nèi)加熱，其中氣體溫度控制在150℃-300℃之間，然后經(jīng)內(nèi)筒4的進(jìn)氣口A充入到內(nèi)筒4內(nèi)部，以對(duì)內(nèi)筒4加熱，隨后再由內(nèi)筒4的排氣口B排出進(jìn)入第一氣體輸送裝置7和第一氣體加熱器6，以此對(duì)內(nèi)筒4進(jìn)行循環(huán)加熱，對(duì)內(nèi)筒4采用循環(huán)加熱的方式可使加熱速度快，且熱能利用率高，該第一氣體輸送裝置輸送的氣體為氮?dú)饣蚩諝?，在此過(guò)程中，氣體中的熱量快速傳遞到夾層2中的的絕熱材料上，使絕熱材料上吸附的水分迅速氣化脫離后，被抽真空機(jī)組從接口C抽出；當(dāng)該內(nèi)筒4的排氣口B排出的氣體溫度達(dá)到100℃-150℃之間時(shí)，第一氣體加熱器6停止加熱；當(dāng)該內(nèi)筒的排氣口排出的氣體溫度低于100℃時(shí)，第一氣體加熱器6開始加熱，以使排出的氣體溫度保持在100℃-150℃之間；當(dāng)排出的氣體溫度達(dá)到100℃-150℃之間時(shí)，抽真空機(jī)組8停止對(duì)夾層2進(jìn)行抽真空；此時(shí)打開第二氣體輸送裝置9和第二氣體加熱器10，將第二氣體輸送裝置9出氣口吹出的氣體在第二氣體加熱器10內(nèi)加熱，其中氣體溫度控制在150℃-180℃之間，然后充入到夾層2，并停留預(yù)定時(shí)段，該時(shí)段可為1-5小時(shí)，并且該第二氣體輸送裝置輸送的氣體可為氮?dú)饣蚋稍锟諝?；啟?dòng)抽真空機(jī)組8，再次對(duì)夾層2進(jìn)行抽真空，在此抽真空的過(guò)程中，可使抽出的氣體流經(jīng)冷阱11再到達(dá)抽真空機(jī)組8，這時(shí)在抽真空時(shí)還應(yīng)包括向冷阱11中加入制冷劑液氮的步驟；重復(fù)打開第二氣體輸送裝置向夾層充入氣體的步驟和再次對(duì)夾層進(jìn)行抽真空的步驟，直到達(dá)到預(yù)定真空度，這里采用熱氮?dú)?或干燥空氣)將夾層中的絕熱材料所吸附的不凝性氣體及水分置換出來(lái)，隨后對(duì)夾層進(jìn)行的抽真空又使夾層內(nèi)的絕大部分氣體被抽出，以進(jìn)一步將絕熱材料所吸附的不凝性氣體及水分脫出，從而避免了這些氣體在真空下不斷從絕熱材料中釋放出來(lái)而使夾層真空度變差、絕熱性能下降的現(xiàn)象發(fā)生，有利于真空的形成和維持，同時(shí)使抽真空時(shí)間大大縮短；最后當(dāng)通過(guò)真空規(guī)管等真空感測(cè)器測(cè)出夾層內(nèi)的真空度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，對(duì)多層絕熱容器進(jìn)行真空封結(jié)。
盡管為了說(shuō)明的目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求公開的范圍和精神的情況下，仍然可以進(jìn)行多種修改、添加及替代。
權(quán)利要求
1.一種抽真空裝置，用以對(duì)多層絕熱容器的外筒和內(nèi)筒之間的夾層抽真空，其特征在于包括第一氣體輸送裝置，其具有出氣口；第一氣體加熱器，其進(jìn)口與該第一氣體輸送裝置的出氣口相連通，其出口與該內(nèi)筒的進(jìn)氣口相連通；抽真空機(jī)組，其與該夾層相連通；第二氣體輸送裝置，其具有出氣口；第二氣體加熱器，其進(jìn)口與該第二氣體輸送裝置的出氣口相連通，其出口與該夾層相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的抽真空裝置，其特征在于還包括冷阱，其設(shè)置于該抽真空機(jī)組與該夾層之間，并分別與該抽真空機(jī)組和該夾層相連通。
3.如權(quán)利要求1所述的抽真空裝置，其特征在于該第二氣體輸送裝置輸送的氣體為氮?dú)饣蚋稍锟諝狻?br>
4.如權(quán)利要求1所述的抽真空裝置，其特征在于還包括保溫裝置，其包覆于該多層絕熱容器的外部。
5.如權(quán)利要求1所述的抽真空裝置，其特征在于該第一氣體輸送裝置輸送的氣體為氮?dú)饣蚩諝狻?br>
6.如權(quán)利要求1所述的抽真空裝置，其特征在于該第一氣體輸送裝置還包括進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口與該內(nèi)筒的排氣口相連通。
7.一種抽真空方法，用以對(duì)多層絕熱容器的外筒和內(nèi)筒之間的夾層抽真空，其特征在于包括以下步驟第一步，啟動(dòng)抽真空機(jī)組，對(duì)夾層進(jìn)行抽真空；第二步，打開第一氣體輸送裝置和第一氣體加熱器，將該第一氣體輸送裝置出氣口吹出的氣體在該第一氣體加熱器內(nèi)加熱，其中氣體溫度控制在150℃-300℃之間，然后經(jīng)該內(nèi)筒的進(jìn)氣口充入到該內(nèi)筒內(nèi)部，以對(duì)該內(nèi)筒加熱；第三步，當(dāng)該內(nèi)筒的排氣口排出的氣體溫度達(dá)到100℃-150℃之間時(shí)，該第一氣體加熱器停止加熱；當(dāng)該內(nèi)筒的排氣口排出的氣體溫度低于100℃時(shí)，該第一氣體加熱器開始加熱，以使所述排出的氣體溫度保持在100℃-150℃之間；第四步，當(dāng)所述排出的氣體溫度達(dá)到100℃-150℃之間時(shí)，該抽真空機(jī)組停止對(duì)該夾層進(jìn)行抽真空，打開該第二氣體輸送裝置和該第二氣體加熱器，將該第二氣體輸送裝置出氣口吹出的氣體在該第二氣體加熱器內(nèi)加熱，其中氣體溫度控制在150℃-180℃之間，然后充入到該夾層，并停留預(yù)定時(shí)段；第五步，啟動(dòng)該抽真空機(jī)組，對(duì)該夾層進(jìn)行抽真空；第六步，重復(fù)第四、第五步，直到達(dá)到預(yù)定真空度。
8.如權(quán)利要求7所述的抽真空方法，其特征在于在所述第一步之前還包括以下步驟將該多層絕熱容器置于保溫裝置中。
9.如權(quán)利要求7所述的抽真空方法，其特征在于在所述第五步中，從該夾層中抽出的氣體流經(jīng)冷阱后再到達(dá)抽真空機(jī)組。
10.如權(quán)利要求7所述的抽真空方法，其特征在于該第四步中的預(yù)定時(shí)段為1-5小時(shí)。
11.如權(quán)利要求7所述的抽真空方法，其特征在于在該第二步和第三步之間還包括以下步驟所述加熱該內(nèi)筒的氣體隨后再由該內(nèi)筒的排氣口排出進(jìn)入該第一氣體輸送裝置和該第一氣體加熱器，以此對(duì)該內(nèi)筒進(jìn)行循環(huán)加熱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抽真空方法及其裝置，用以對(duì)多層絕熱容器的外筒和內(nèi)筒之間的夾層抽真空。其中該抽真空裝置包括第一氣體輸送裝置，其具有出氣口；第一氣體加熱器，其進(jìn)口與該第一氣體輸送裝置的出氣口相連通，其出口與該內(nèi)筒的進(jìn)氣口相連通；抽真空機(jī)組，其與該夾層相連通；第二氣體輸送裝置，其具有出氣口；第二氣體加熱器，其進(jìn)口與該第二氣體輸送裝置的出氣口相連通，其出口與該夾層相連通。采用本發(fā)明的抽真空方法及其裝置，多層絕熱儲(chǔ)罐、罐箱、槽車的抽真空時(shí)間由原來(lái)的7－15天縮短至3－6天，大大縮短了高真空多層絕熱儲(chǔ)罐、罐箱、槽車的制造周期，降低了制造成本。
文檔編號(hào)F04B37/14GK101021209SQ20061000921
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2006年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者施才興, 唐家雄, 童杰東, 楊進(jìn) 申請(qǐng)人:中集車輛(集團(tuán))有限公司, 張家港中集圣達(dá)因低溫裝備有限公司