Способ изготовления низкотемпературной экранно-вакуумной теплоизоляции Советский патент 1990 года по МПК F17C3/00 

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к средствам теплозащиты криогенных изделий, например криогенных сосудов, хладопроводов, область использования ограничивается композицией экранно- -вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ), содержащей радиационные экраны и прокладки из полимерных пленок.

Цель изобретения - повыщение эффективности изоляции за счет снижения степени поглощения инфракрасного излучения прокладочным материалом и расширения области ее применения.

Способ реализуется следующим образом.

Заготовки для прокладок представляют собой полоски шириной, например, 25-40 мм из полиэтилентерефталатной (ПЭТ) пленки,

толщиной 6-8 мкм. Прогрев прокладочного материала производят при температуре 180z±:5°C в течение 40 с в свободном состоянии в атмосферных условиях, что соответствует температуре кристаллизации ПЭТ и полупериоду времени кристаллизации. охлаждают на воздухе при комнатной температуре и укладывают на криогенное изделие, чередуя прокладки с экранами.

Выбор времени прогрева т прокладочного .материала, равного полупериоду кристаллизации T,j, т. е. времени, требуемого для достижения половинного уровня кристалличности, связан с достижением минимума поглощения прокладки в ИК-области спектра ПЭТ пленка в состоянии поставки представляет собой аморфно-кристаллическую систеС71

UD 42

СО

оо

му; которая сильно поглощает излучение за счбт аморфных участков. Поэтому задача тер(мообработки состоит в снижении коли- чес1тва аморфной фазы без увеличения раз- ме|)ов кристаллитов до уровня, при котором наступит сильное рассеивание излучения (при этом за счет многократного увеличения длины пути излучения в пленке наступает и усилие поглощения).

: Изменяя время прогрева при температуре максимальной скорости кристаллизации на воздухе, можно изменять ее степень крис- т-а-рличности и, таким образом, влиять на ее оптические свойства. Время прогрева, равное TT/J, выбирают потому, что за это время пол- нор кристаллизации не происходит, образо- ва щиеся рассеивающие элементы не дости- raJoT своего максимального значения и рассеивание теплового излучения увеличивается неЬначительно (сильное светорассеивание в по пимерных пленках происхо.дит на структур- нЦх неоднородностях с линейными размерами порядка длины X, световой волны). Мето- малоуглового рассеяния установлено, чтЬ ПЭТ пленка имеет сферолитную над- .м4лекулярную организацию, размеры сферо- зависят от температурно-скоростного ре|жима формования и лежат в пределах от дс|лей до 10 мкм. Таким образом, выбирая Tt/i , получают размеры сферолитов меньше IcfMKM и дляАмакс±10 мкм (при 300 К) не- бс|льшое рассеивание. Экспериментально при ,, (эксперименты 1 и 4 в таблице) наблю- д4ется сильное помутнение пленки, при ,/г (эксперимент 3) помутнения пленки

не было.

; При принятом т.,. обнаружено уменьше- Hijie поглощения (6-12 мкм) пленок. Э)го подтверждено эллипсометрическими изменениями и ИК-спектроскопией. Теплофи- зйческие эксперименты при азотных темпера10

турах также подтвердили верность предложения, что при ,/ будет получен положительный эффект.

Сравнение данных, показывающих преимущества предлагаемого способа и достижение более высокого эффекта при его осуществлении, показано в таблице, где QTP- теплоприток к трубопроводу диаметром 8 мм, длиной 1 м с жидким азотом, изолированному ЭВТИ толщиной 5 мм.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является снижение общего теплопритока в среднем на 13% за счет уменьщения показателя поглощения прокладок экранно-вакуумной теплоизоля- 15 ции и уменьщения массы на 2 кг, а также по- выщение эффективности теплозащиты изделия и, следовательно, увеличение ресурса его работы, расщирение области использования, например, в космической криогенной оптике, где предъявляются жесткие требования к материалу теплоизоляции.

Формула изобретения

20

Способ изготовления низкотемпературной 25 экранно-вакумной теплоизоляции, содержащей прокладки из полиэтилентерефталат- ной пленки, включающий прогрев и охлаждение на воздухе при комнатной температуре с послойной укладкой прокладок и экранного материала на криоизделии, отличающийся 30 тем, что, с целью повыщения эффективности за счет снижения степени поглощения инфракрасного излучения и расщирения области применения, прогрев прокладок осуществляют при температуре максимальной скорости кристаллизации материала пленки на возду- 35 хе и выдерживают при этой температуре в течение времени, равного полупериоду кристаллизации.

Способ относится к криогенной технике и может быть использован для теплозащиты, например, сосудов, хладопроводов. Способ решает задачу повышения эффективности теплозащиты изделий и расширения области использования. Это достигается тем, что перед монтажом изоляции на изделие, т.е. перед послойной укладкой прокладочного полимерного материала и экранов, прокладку из полиэтилентерефталатной /ПЭТ/ пленки прогревают при температуре максимальной скорости кристаллизации в течение времени, равного полупериоду кристаллизации, например при температуре 180±5°С в течение 40 с, и охлаждают на воздухе при комнатной температуре, что позволяет снизить показатели поглощения ИК-излучения прокладкой. 1 ил.