用于保温容器的真空层结构及液氧储存容器

文档序号:46510 发布日期:2021-09-28 浏览:52次 >En<

阅读说明:本技术 用于保温容器的真空层结构及液氧储存容器 (Vacuum layer structure for heat insulation container and liquid oxygen storage container ) 是由 刘颖 尹岚 刘昊楠 于 2021-06-16 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种用于保温容器的真空层结构及液氧储存容器,该用于保温容器的真空层结构,设于内胆和外胆之间,包括:分别涂设在外胆内侧和内胆外侧的第一防辐射涂层和第二防辐射涂层,以及,从内至外依次设置在所述第二防辐射涂层上的吸附层、保温复合材料层;所述保温复合材料层和第一防辐射涂层之间形成真空区。本申请达到了利用第一防辐射涂层和第二防辐射涂层来作为屏拦结构,减少辐射传热的目的,从而实现了在达到同样的保温效果时可减少保温复合层材料使用,降低真空层厚度的技术效果,进而解决了相关技术的真空层结构中仅依靠保温复合层来减少热传导实现保温,导致真空层的空间过大,保温容器较为笨重的问题。(The application discloses a vacuum layer structure and liquid oxygen storage container for heat preservation container should be used for heat preservation container&#39;s vacuum layer structure to locate between inner bag and the outer courage, include: the radiation-proof composite material comprises a first radiation-proof coating and a second radiation-proof coating which are respectively coated on the inner side of an outer liner and the outer side of an inner liner, and an adsorption layer and a heat-insulating composite material layer which are sequentially arranged on the second radiation-proof coating from inside to outside; and a vacuum area is formed between the heat-insulating composite material layer and the first radiation-proof coating. This application has reached and has utilized first radiation protection coating and second radiation protection coating to come as the screen to block the structure, reduces the purpose of radiation heat transfer to realized reducible heat preservation composite layer material when reaching same heat preservation effect and used, reduced the technological effect of vacuum layer thickness, and then solved only rely on the heat preservation composite layer to reduce heat-conduction and realize keeping warm in the vacuum layer structure of correlation technique, lead to the space on vacuum layer too big, the problem that the heat preservation container is heavier.)

用于保温容器的真空层结构及液氧储存容器

技术领域

本申请涉及保温储存储存

技术领域

,具体而言,涉及一种用于保温容器的真空层结构及液氧储存容器。

背景技术

保温容器用于对储存的介质进行保温,减少其因温度影响而产生的相变。例如,液氧储存容器作为保温容器需要保持储存区域为低温状态,避免因热传递而造成的液氧挥发。当前液氧存储容器采用真空多层绝热方式进行保温,内胆和外胆间为真空层绝热层。相关技术中真空层结构一般仅包含铝箔层和保温复合层,为达到较高的保温效果,铝箔层和保温复合层的厚度较大,导致真空层的空间过大,液氧容器较为笨重,并且相关技术中的保护复合层导热率也较高。

针对相关技术的真空层结构中仅依靠保温复合层来减少热传导实现保温,导致真空层的空间过大,保温容器较为笨重的问题,目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种用于保温容器的真空层结构及液氧储存容器,以解决相关技术的真空层结构中仅依靠保温复合层来减少热传导实现保温,导致真空层的空间过大,保温容器较为笨重的问题。

为了实现上述目的,本申请提供了一种用于保温容器的真空层结构,该用于保温容器的真空层结构,设于内胆和外胆之间,包括:分别涂设在外胆内侧和内胆外侧的第一防辐射涂层和第二防辐射涂层,以及,从内至外依次设置在所述第二防辐射涂层上的吸附层、保温复合材料层;所述保温复合材料层和第一防辐射涂层之间形成真空区。

进一步的,第一防辐射涂层和第二防辐射涂层涂设在外胆和内胆上,以使外胆和内胆表面微观下平整。

进一步的,吸附层包括:用于吸附Ag分子、H2分子、CO分子、CO2分子、CH4分子的分子筛和活性炭;所述保温复合材料层为按照阻燃层、铝箔层和玻璃纤维层的叠加顺序进行多次叠加的复合结构;所述阻燃层和所述第一防辐射涂层之间形成所述真空区。

根据本申请的另一方面,提供一种液氧储存容器,包括内胆和外胆;其中,所述内胆和外胆之间设有真空层,内胆和外胆之间通过连接件连接;所述外胆的外侧沿其周向设置有多个朝向外胆内侧凸出的环形凹槽;所述环形凹槽与所述真空层对应;所述真空层包括分别涂设在外胆内侧和内胆外侧的第一防辐射涂层和第二防辐射涂层,以及,从内至外依次设置在所述第二防辐射涂层上的吸附层、保温复合材料层;所述保温复合材料层和第一防辐射涂层之间形成真空区。

进一步的,内胆位于所述外胆的中部,所述环形凹槽设置为两组并呈对称上下分布。

进一步的,每组所述环形凹槽设置为至少三个;所述环形凹槽的内表面设置为弧面。

进一步的,第一防辐射涂层和第二防辐射涂层涂设在外胆和内胆上,以使外胆和内胆表面微观下平整。

进一步的,吸附层包括:用于吸附Ag分子、H2分子、CO分子、CO2分子、CH4分子的分子筛和活性炭;所述保温复合材料层为按照阻燃层、铝箔层和玻璃纤维层的叠加顺序进行多次叠加的复合结构;所述阻燃层和所述第一防辐射涂层之间形成所述真空区。

进一步的,外胆包括一体成型的外胆体和固定在所述外胆体上端的外胆盖,所述内胆设于所述外胆体内;

所述内胆包括一体成型的内胆体和固定在所述内胆体上端的内胆盖;内胆和外胆均采用低温铝合金制成。

进一步的,外胆体下端面和外胆盖上端面均设置为平面。

进一步的,还包括:设于内胆和外胆上的法兰连接座,以及连接件;其中,

所述连接件的第一端与外胆上的法兰连接座法兰连接,连接件的第二端与内胆上的法兰连接座法兰连接;

连接件的第一端和第二端均与对应的法兰连接座之间设置有密封组件。

进一步的,连接件端部具有用于插入法兰连接座内的插入部;所述插入部环侧设置有呈台阶结构的第一连接面、第二连接面和第三连接面;所述第一连接面、第二连接面和第三连接面分别与所述法兰连接座之间形成第一密封区、第二密封区和第三密封区。

进一步的,第一密封区、第二密封区和第三密封区沿朝向法兰连接座的方向依次分布;所述密封组件包括设于第一密封区内的低温胶,设于第二密封区内的耐低温O型圈和设于第三密封区内的低温密封件。

进一步的,连接件呈中空设置,连接件的下端与内胆连通。

进一步的,连接件的第一端和第二端均一体成型有法兰盘,并通过所述法兰盘与对应的法兰连接座连接;

外胆下端和内胆下端均设置有支撑座,所述外胆下端和内胆下端通过支撑件连接,所述支撑件上端和下端分别插设在对应的支撑座内并固定连接;

所述支撑件和连接件采用玻璃钢制成。

根据本申请的另一方面,提供一种液氧供氧装置,该液氧供氧装置包括上述的液氧储存容器。

在本申请实施例中,该真空层结构设于内胆和外胆之间,通过分别涂设在外胆内侧和内胆外侧的第一防辐射涂层和第二防辐射涂层,以及,从内至外依次设置在所述第二防辐射涂层上的吸附层、保温复合材料层;所述保温复合材料层和第一防辐射涂层之间形成真空区,达到了利用第一防辐射涂层和第二防辐射涂层来作为屏拦结构,减少辐射传热的目的,从而实现了在达到同样的保温效果时可减少保温复合层材料使用,降低真空层厚度的技术效果,进而解决了相关技术的真空层结构中仅依靠保温复合层来减少热传导实现保温,导致真空层的空间过大,保温容器较为笨重的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1是根据本申请实施例的结构示意图;

图2是根据本申请实施例中液氧储存容器的剖视结构示意图;

图3是根据本申请实施例中连接件的结构示意图;

图4是图3中局部A的放大结构示意图;

其中,1外胆体,110外胆盖,111外胆体,2法兰连接座,3环形凹槽,4连接件,41插入部,5环形凹陷,6支撑座,7真空层,8内胆,81内胆盖,82内胆体,9支撑件,10第一连接面,11第二连接面,13第三连接面,14第三密封区,15第二密封区,16第一密封区,17第一防辐射涂层,18真空区,19保温复合材料层,191阻燃层,192铝箔层,193玻璃纤维层,20吸附层,21第二防辐射涂层。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。

在本申请中,术语“上”、“下”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。

并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外,术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如,“连接”可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外,术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1至图2所示,本申请实施例提供了一种用于保温容器的真空层7结构,该用于保温容器的真空层7结构,设于内胆8和外胆之间,包括:分别涂设在外胆内侧和内胆8外侧的第一防辐射涂层17和第二防辐射涂层21,以及,从内至外依次设置在第二防辐射涂层21上的吸附层20、保温复合材料层19;保温复合材料层19和第一防辐射涂层17之间形成真空区18。

内胆8和外胆内均具有一定的储存空间,内胆8安装在外胆内的储存空间中,内胆8中的储存空间则用于储存液氧。内胆8和外胆之间具有间距,从而形成真空层7,可利用真空层7实现对内胆8的保温,从而减低液氧因温度变化而引起的挥发。

物体在向外发射辐射能的同时,也会不断地吸收周围其它物体发射的辐射能,并将其重新转变为热能,这种物体间相互发射辐射能和吸收辐射能的传热过程称为辐射传热。若辐射传热是在两个温度不同的物体之间进行,则传热的结果是高温物体将热量传给了低温物体,若两个物体温度相同,则物体间的辐射传热量等于零,但物体间辐射和吸收过程仍在进行。因此减小辐射传热也可降低液氧因温度而造成的挥发。本实施例中采用在外胆内侧和内胆8外侧涂设第一防辐射涂层17和第二防辐射涂层21,使其在真空区18的两侧形成辐射屏拦,减少辐射传热,因此可使用少量保温复合材料层19即可得到更为高效的保温效果,从而减小整个真空夹层的厚度,即可使保温容器更为轻便。吸附层20主要用于吸附真空夹层中游离的分子,从而进一步减小热传递。

对流传热是一种流体传热,比如气体和液体的流动,限制分子的运动是对对流传热管控最好的方式,所以,真空是解决对流传热最好的方式,将夹层中分子抽离或减少,即可以减小分子间的运动,从而解决对流传热。但是由于相关技术中内胆8和外胆表面不会完全平整,会存在一些细微的划痕,或者在微观下表面具有凹坑,部分分子会藏匿在划痕和凹坑内,难以抽离,从而影响对流传热的控制。

因此,本实施中第一防辐射涂层17和第二防辐射涂层21涂设在外胆和内胆8上,由于涂层的使用可以将内胆8和外胆表面的划痕和微观下的凹坑填满,使其表面平整,分子无法藏匿,从而更好的分解和抽离吸附在外胆和内胆8表面的分子,进一步减小对流传热,提高内胆8的保温性能。

如图1至图2所示,吸附层20包括:用于吸附Ag分子、H2分子、CO分子、CO2分子、CH4分子的分子筛和活性炭,分子筛和活性炭按照一定的比例混合后均匀平铺在内胆8的外表面,通过分子筛和活性炭可对影响真空效率的分子进行吸附,减小抽真空时间,加大真空保持时间,增大保温性能,分子筛可孔径可根据实际使用环境来确定。

保温复合材料层19为按照阻燃层191、铝箔层192和玻璃纤维层193的叠加顺序进行多次叠加的复合结构,阻燃层191、铝箔层192和玻璃纤维层193均为较薄的纸结构,保温复合材料层19可按照一层阻燃纸、一层铝箔纸、一层玻璃纤维纸、一层阻燃纸、一层铝箔纸、一层玻璃纤维纸的顺序叠加多次形成,通过多层铝箔纸形成多道反射屏,减小辐射传热,而玻璃纤维纸则具有低导热率的特点,可降低热传导,增大保温性能;阻燃层191和第一防辐射涂层17之间形成真空区18。

如图1至图2所示,根据本申请的另一方面,提供一种液氧储存容器,包括内胆8和外胆;其中,内胆8和外胆之间设有真空层7,内胆8和外胆之间通过连接件4连接;外胆的外侧沿其周向设置有多个朝向外胆内侧凸出的环形凹槽3;环形凹槽3与真空层7对应;真空层7包括分别涂设在外胆内侧和内胆8外侧的第一防辐射涂层17和第二防辐射涂层21,以及,从内至外依次设置在第二防辐射涂层21上的吸附层20、保温复合材料层19;保温复合材料层19和第一防辐射涂层17之间形成真空区18。

内胆8在外胆的储存空间中通过连接件4进行固定,即内胆8通过连接件4和外胆实现固定连接,从而防止内胆8在外胆中产生位移,影响使用。本申请中的内胆8和外胆均采用轻质较薄的材料制成,例如低温铝合金,而由于内胆8和外胆之间具有真空层7,即真空层7的内部压力小于外部大气压,因此在大气压的作用下会挤压外胆,若仅单纯采用较薄的平面铝合金制成,会导致外胆的抗压抗力性能较差,在大气压作用下会产生变形,从而改变真空层7的结构,影响正常使用。因此本申请中在外胆上设置多个环形凹槽3,且环形凹槽3与真空层7对应,通过环形凹槽3在外胆上形成多个加强筋,从而实现了在较薄材料上依然具有较好的抗压抗力性能,可有效的降低因真空区18域的负压作用导致材料变形的技术效果,进而解决了相关技术中采用较薄材料制成的液氧储存容器抗压抗力性能较差,外胆容易产生变形的问题。

本实施例中采用在外胆内侧和内胆8外侧涂设第一防辐射涂层17和第二防辐射涂层21,使其在真空区18的两侧形成辐射屏拦,减少辐射传热,因此可使用少量保温复合材料层19即可得到更为高效的保温效果,从而减小整个真空夹层的厚度,即可使保温容器更为轻便。吸附层20主要用于吸附真空夹层中游离的分子,从而进一步减小热传递。

如图1至图2所示,内胆8位于外胆的中部,环形凹槽3设置为两组并呈对称上下分布。每组环形凹槽3设置为至少三个;环形凹槽3的内表面设置为弧面。

本实施例中,环形凹槽3的设置位置可根据外胆的受力点进行计算,从而找出最合适的加强位置。具体的,由于内胆8两端为弧形部,中部为直筒部,因此在直筒部和外胆之间的间距会明显小于弧形部和外胆之间的间距,即位于直筒部和外胆之间的真空层7小于位于弧形部和外胆之间的真空层7,因此外胆对应内胆8弧形部的位置受力会大于其他部位,所以可将环形凹槽3设置在外胆与内胆8弧形部对应的位置,从而有效提高外胆的受力性能。

如图1至图2所示,内胆8位于外胆的中部,环形凹槽3设置为两组并呈对称上下分布,每组环形凹槽3设置为至少三个;环形凹槽3的内表面设置为弧面。

内胆8位于外胆中部,使得真空层7在内胆8和外胆之间平衡布置,每组环形凹槽3至少为三个则可形成稳定的加强结构,环形凹槽3的内表面为弧面则可进一步加强结构强度。

外胆体1下端面和外胆盖110上端面均设置有朝向内侧凸出的环形凹陷5,外胆体1下端面和外胆盖110上端面除环形凹陷5的部分设置为水平面,通过环形凹陷5可加强外胆体1和外胆盖110的结构强度,而水平面的设置则便于外胆体1和其他连接件4的配合。

如图1至图2所示,第一防辐射涂层17和第二防辐射涂层21涂设在外胆和内胆8上,由于涂层的使用可以将内胆8和外胆表面的划痕和微观下的凹坑填满,使其表面平整,分子无法藏匿,从而更好的分解和抽离吸附在外胆和内胆8表面的分子,进一步减小对流传热,提高内胆8的保温性能。

如图1至图2所示,吸附层20包括:用于吸附Ag分子、H2分子、CO分子、CO2分子、CH4分子的分子筛和活性炭,分子筛和活性炭按照一定的比例混合后均匀平铺在内胆8的外表面,通过分子筛和活性炭可对影响真空效率的分子进行吸附,减小抽真空时间,加大真空保持时间,增大保温性能,分子筛可孔径可根据实际使用环境来确定。

保温复合材料层19为按照阻燃层191、铝箔层192和玻璃纤维层193的叠加顺序进行多次叠加的复合结构,阻燃层191、铝箔层192和玻璃纤维层193均为较薄的纸结构,保温复合材料层19可按照一层阻燃纸、一层铝箔纸、一层玻璃纤维纸、一层阻燃纸、一层铝箔纸、一层玻璃纤维纸的顺序叠加多次形成,通过多层铝箔纸形成多道反射屏,减小辐射传热,而玻璃纤维纸则具有低导热率的特点,可降低热传导,增大保温性能;阻燃层191和第一防辐射涂层17之间形成真空区18。

如图1至图2所示,外胆包括一体成型的外胆体1和固定在外胆体1上端的外胆盖110,内胆8设于外胆体1内;内胆8包括一体成型的内胆体82和固定在内胆体82上端的内胆盖81;内胆8和外胆均采用低温铝合金制成。

具体的,需要说明的是,相关技术中的内胆8和外胆结构类似,均包括直筒段和固定在直筒段两端的弧形端盖,直筒段和对应的弧形端盖之间焊接进行固定,因此在内胆8和外胆上分别具有两条焊道,导致泄漏率较高,因此本实施例中将外胆分为一体成型的外胆体1和固定在外胆体1上的外胆盖110,外胆体1包括直筒段和弧形端盖,即相较于相关的外胆结构而言,本申请中的外胆焊道由两条减少至一条,内胆8同理也由两条调整为一条,使得泄漏率得到有效降低。

如图1至图2所示,外胆体1下端面和外胆盖110上端面均设置为平面。相关技术中的外胆两端为弧面,导致安装较为困难,在对接时无法有效掌握平面尺寸,因此本申请中将外胆体1上端面和外胆盖110上端面设置为平面,即将外胆的两端设置为平面,使其更容易对外对接各种空间结构。

如图1至图2所示,还包括:设于内胆8和外胆上的法兰连接座2,以及连接件4;其中,

连接件4的第一端与外胆上的法兰连接座2法兰连接,连接件4的第二端与内胆8上的法兰连接座2法兰连接;

连接件4的第一端和第二端均与对应的法兰连接座2之间设置有密封组件。

相关技术中,内胆8和外胆采用不锈钢或者铝合金制成,而用于连接内胆8和外胆的连接件4则采用同种材料,原因在于,采用同种材料性质相同,连接更为稳定。但是,如果连接件4采用不锈钢或铝合金,由于该类型材料本身的导热率会很大,无法实现有效的绝热,不利于液氧的储存。因此需要使用导热率较低的异种材料,而对于异种材料由于和内胆8、外胆的材料性质不同,会影响其连接强度,即达不到使用的承压能力。

因此,如图3至图4所示,本实施例中对连接件4和内胆8、外胆之间的连接结构进行改进,具体的,在内胆8和外胆上设置法兰连接座2,该法兰连接座2可与内胆8、外胆一体成型设置,从而减少连接点,降低泄漏率。连接件4的第一端和第二端分别与外胆和内胆8上的法兰连接座2法兰连接,并通过密封组件实现连接密封,此处连接件4可采用导热率较低的材料制成,例如玻璃钢。通过法兰连接座2实现连接件4和内胆8、外胆的连接,相对于采用低温胶直接粘接而言,其连接强度得到有效提升,即使采用与内胆8、外胆性质不同的材料也可具有符合要求的连接强度。

当连接件4为玻璃钢材质时,可极大的减小材料本身的导热率,起到减小蒸发的作用,同时在法兰连接座2的作用下也可具有稳定的承压性能。

进一步的,连接件4端部具有用于插入法兰连接座2内的插入部41;插入部41环侧设置有呈台阶结构的第一连接面10、第二连接面11和第三连接面13;第一连接面10、第二连接面11和第三连接面13分别与法兰连接座2之间形成第一密封区16、第二密封区15和第三密封区14。

具体的,需要说明的是,连接件4通过位于端部的插入部41插入法兰连接座2内可进一步加强二者的连接强度;利用开设在插入部41环侧的第一连接面10、第二连接面11和第三连接面13可增加插入部41与法兰连接座2之间的连接面积,同时还可形成第一密封区16、第二密封区15和第三密封区14,在各个密封区内可设置不同的密封材料,从而提高连接件4和法兰连接座2之间的密封性,防止产生泄漏。

进一步的,第一密封区16、第二密封区15和第三密封区14沿朝向法兰连接座2的方向依次分布;密封组件包括设于第一密封区16内的低温胶,设于第二密封区15内的耐低温O型圈和设于第三密封区14内的低温密封件。

具体的,需要说明的是,通过低温胶实现连接件4和法兰连接座2连接的同时也可起到密封的作用,而耐低温O型圈和低温密封件则可起到进一步加强密封的技术效果,耐低温O型圈和低温密封件均可采用耐低温的橡胶圈。

进一步的,连接件4呈中空设置,连接件4的下端与内胆8连通。

进一步的,连接件4的第一端和第二端均一体成型有法兰盘,并通过法兰盘与对应的法兰连接座2连接;

外胆下端和内胆8下端均设置有支撑座6,外胆下端和内胆8下端通过支撑件9连接,支撑件9上端和下端分别插设在对应的支撑座6内并固定连接;

支撑件9和连接件4采用玻璃钢制成。

具体的,需要说明的是,该液氧储存容器通过连接件和支撑件实现对内胆和外胆两端的连接支撑,从而提高整体结构的稳定性,支撑件和内胆的连接不涉及液氧的排出,因此对于密封性能可不用考虑,着重考虑支撑件的导热性能,因此本实施例中支撑件依然使用导热率较低的玻璃钢制成。为进一步强化支撑件和内胆、外胆的连接件强度,在外胆下端和内胆下端均设置有支撑座,所述支撑件上端和下端分别插设在对应的支撑座内并固定连接,具体可通过低温胶粘接的方式进行固定。

根据本申请的另一方面,提供一种液氧供氧装置,该液氧供氧装置包括上述的液氧储存容器。

根据本申请的另一方面,提供一种液氧供氧装置,该液氧供氧装置包括上述的液氧储存容器。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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