Способ изготовления металлического термоса Советский патент 1992 года по МПК A47J41/02 

Изобретение относится к бытовой технике, в частности к изготовлению металлических термосов, и может найти применение в производстве криостатов, электронно-вакуумных приборов.

Известен способ изготовления металлического термоса с использованием вакуум- но-порошковой теплоизоляции, в соответствии с которым в полость между внутренней и внешней колбами термоса засыпают определенное количество смеси металлического порошка и аэрогеля. Во внешнюю колбу впаивают медный патрубок для откачки полости. Полость откачивают до давления не более 1.3 Па и nporpeeowr термос при 150°С в течение 15 ч при непрерывной откачке. Затем откачной патрубок

перекрывают и таким образом герметизируют полость,

Недостатками этого способа являются наличие трудоемкого и экологически вредного процесса дозированной засыпки порошковых материалов, большая длительность процесса обезгаживания вакуумной полости термоса.

Известен способ изготовления металлического термоса с вакуумной теплоизоляцией, когда в полости между внутренней и внешней колбами термоса прикрепляется нераспыляемый газопоглотитель, внешняя колба закрывается крышкой, а на поверхности контакта между колбой и крышкой укладывают твердый припой, Нагревая термос в печи в атмосфере водорода при давлении 1. Па до температуры 1000°С. осущестVJ

ю сл

00

ю

вляют обезгаживание колбы, активацию газопоглотителя и, расплавляя припой, герметизацию полости между внутренней и внешней колбами термоса.

Недостатком данного способа является снижение качества и срока службы термоса, обусловленные высокой температурой нагрева (до 1000°С), что вызывает преждевременную активацию газопоглотителя, который начинает сорбировать до окончания процесса обезгаживания внутренних стенок полости.

Кроме того, высокая температура нагрева вызывает значительные энергозатраты.

Целью изобретения является повышение качества и срока службы термоса путем увеличения ресурса газопоглотителя.

При реализации предлагаемого способа снижаются энергозатраты в процессе обезгаживания стенок теплоизолирующей вакуумной полости термоса.

Поставленная цель достигается тем, что проводят сборку корпуса, имеющего в днище отверстие, и колбы с укрепленным на одной из их стенок газопоглотителем, затем обезгаживают стенки корпуса и одновременно осуществляют вакуумирование полости между корпусом и колбой. Затем производят нагрев газопоглотителя для его активирования и герметизацию корпуса. При этом обезгаживание стенок корпуса и колбы осуществляют при 150-Т70°С в течение 1-2 ч, а вакуумирование полости производят через патрубок, прикрепленный к днищу корпуса перед сборкой, при этом герметизацию корпуса производят путем отпайки патрубка до процесса нагрева газопоглотителя для его активирования, причем нагрев ведут в месте прикрепления газопоглотителя к стенкам термоса.

С целью уменьшения температуры нагрева колбы в месте крепления газопоглотителя используют ванадийсодержащий газопоглотитель с температурой активирующего нагрева 250-300°С.

Нагрев газопоглотителя для активирования могут проводить индукционным методом через стенку колбы или контактным методом путем нагрева стенки колбы в месте прикрепления газопоглотителя.

Повышение качества и увеличение срока службы термоса обеспечивается тем, что вакуумирование полости при нагреве 150- 170°С в течение 1-2 ч позволяет полностью обезгазить колбу, а для активации газопоглотителя достаточен локальный нагрев до 650°С в течение 3-5 мин стенки колбы и закрепленного на ней газопоглотителя. При этом газоотделение стенок полости значительно меньше, чем при термическом обезгаживэнии и сорбционная емкость газопоглотителя расходуется в меньшей степени.

Уменьшение энергозатрат при изготовлении металлического термоса происходит

благодаря тому, что сокращается время процесса обезгаживания стенок вакуумной полости и требуется меньшая температура нагрева, так как с одной стороны в полости отсутствует порошковая теплоизоляция, ко0 торая увеличивает обезгаживаемую поверх- ность и оказывает сопротивление вакуумной откачке, а с другой стороны в цикл обезгаживания не входит операция герметизации полости с помощью припоя,

5 требующая высокой температуры нагрева термоса для расплавления припоя. Использование газопоглотителя с меньшей температурой активационного нагрева ведет к экономии энергозатрат.

0 На чертеже схематично представлен термос.

Термос содержит внешнюю 1 и внутреннюю 2 колбы термоса, две таблетки 3 газопоглотителя, пружину 4, закрепляющую

5 газопоглотители на стенке внешней колбы, патрубок 5, через который ведется откачка вакуумноизолирующей полости, печь 6 нагрева термоса при обезгаживании стенок полости.

0 Способ осуществляют следующим образом.

Перед сборкой металлического термоса в донной части внешней колбы 1 термоса симметрично относительно откачного пат5 рубка 5 выдавливают два углубления так, чтобы в них поместились газопоглотительные элементы 3, представляющие собой пористые таблетки титан-ванадиевого сплава размером 20 х 20 х 1 мм, изготовленные пу0 тем плазменного напыления. В углубления укладывают таблетки газопоглотителя и прижимают их пружиной 4, которую укрепляют на внутреннем конце откачного патрубка с помощью усиков, предусмотренных

5 при просечке отверстия во внешней колбе под впаиваемый в нее патрубок 5, Термос собирают и устанавливают на вакуумный пост для термического обезгаживания и ва- куумирования,

0 Процесс обезгаживания проводят при следующих режимах: при 150°С в течение 2 ч в вакууме; при 170°С в течение 1 ч в вакууме; при 160°С в течение 1,5 ч в вакууме. При этом вакуум вблизи откачного

5 патрубка должен быть не хуже 0.1 Па.

По окончании процесса обезгаживания и вакуумирования откачной патрубок термоса пережимают, отрезают и заваривают ар- гондуговой сваркой. После остывания термос снимают с вакуумного поста и устанавливают в приспособление индукционного нагрева газопоглотителя, в котором термос фиксируется таким образом, что места прикрепления таблеток газопоглотителя на стенке термоса располагаются напротив индукторов. Индуктор представляет собой цилиндрическую катушку из медной водоох- лаждаемой трубки с ферритовым сердечником и рассчитан на рабочую чистоту 20-30 кГц и индукционную передачу мощности 150 Вт. Процесс активации газопоглотителя заключается в его нагреве до температуры не менее 250°С в течение 3-5 мин, Активация двух таблеток газопоглотителя производится одновременно или последовательно. Во время нагрева газопоглотителя давление в теплоизолирующей полости термоса повышается примерно на порядок, а после остывания уменьшается и стабилизируется на уровне Па. В дальнейшем при нормальной эксплуатации термоса рост давления в полости составляет примерно 2 Па/с, что обеспечивает требуемую эффективность вакуумной теплоизоляции термоса в течение 20 лет.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет значительно сократить время обезгаживания ч вакуум.ирования металлического термоса, уменьшить зону высокотемпературного нагрева стенок термоса, исключить активацию газопоглотителя во время наиболее интенсивного газовыделения в его теплоизолирующей

полости и тем самым уменьшить энергопотребление технологического цикла обезгаживания и вакуумирования, увеличить ресурс работы газопоглотителя. В р зульта- те реализации предлагаемого способа повышается качество и срок службы термосов до 20 лет.

Формула изобретения

1.Способ изготовления металлического термоса, заключающийся в том, что производят сборку корпуса, имеющего в днище отверстие, и колбы с укрепленным на одной из их стенок газопоглотителем, осуществляют обезгаживание стенок корпуса и колбы

путем нагревания термоса в нагревателе и одновременного вакуумирования полости между корпусом и колбой, нагрев газопоглотителя для его активирования и герметизацию корпуса, отличающийся тем, что,

с целью увеличения срока службы, обезгаживание стенок корпуса и колбы осуществляют при 150-170°С в течение 1-2 ч, а вакуумирование полости производят через патрубок, прикрепленный к днищу корпуса

перед сборкой, при этом герметизацию корпуса проводят путем отпайки патрубка до процесса нагрева газопоглотителя для его активирования, причем нагрев ведут в месте прикрепления газопоглотителя к стенкам

термоса.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве газопоглотителя используется ванадийсодержащий материал.

Использование: технология изготовления металлических термосов, криостатов, электронно-вакуумных приборов. Сущность изобретения: производят сборку корпуса, имеющего в днище отверстия, и колбы с укрепленным на одной из их стенок газопоглотителем. Осуществляют обезгаживание стенок корпуса и колбы .путем нагревания термоса в нагревателе при 150-170°С в течение 1-2 ч и одновременно вакуумирования полости между корпусом и колбой через патрубок, прикрепленный к днищу корпуса перед сборкой. Герметизируют.корпус путем отпайки патрубка, .производят нагрев газопоглотителя для его активирования в месте прикрепления газопоглотителя к стенкам термоса. В качестве газопоглотителя может использоваться ванадийсодержа- щий материал. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. сл с