一种以气凝胶为套芯的可拆卸式高效保温套的制造方法

专利名称：一种以气凝胶为套芯的可拆卸式高效保温套的制造方法
技术领域：
本发明属于隔热保温工程领域，具体涉及一种在法兰、阀门、异形件、管道、泵体等隔热保温方面有广泛应用的一种以气凝胶为套芯的可拆卸式高效保温套的制造方法。
背景技术：
气凝胶是一种由纳米量级胶粒或高聚物分子相互聚集构成随机、三维纳米多孔骨架，并在孔洞中充满气态分散介质的一种高分散固态材料，其孔隙率最高可达99%以上。其骨架和孔洞大多分布在50nm以下，极低的固体含量和丰富的界面导致其固态热导率极低，而纤细的孔洞(小于常温常压下空气分子的平均自由程)则导致其气态热导率极低，气凝胶整体的热导率也远低于静止空气的热导率0.024 ff/(m.K)，是世界上热导率最低的固态材料，属于典型的超级绝热材料。由于具有力学性能差和极其易碎等缺点，气凝胶在隔热保温领域的应用比例还非常低。采用纤维作为承力材料、气凝胶为功能性基材的复合设计方案在全球范围内得到认可，部分解决了气凝胶力学性能不佳和极其易碎的问题。如专利“纳米多孔二氧化硅气凝胶块体的制备方法”(ZL 200410016049.2)介绍了气凝胶与矿物或纤维骨架复合的多种方式，公开了几类力学增强的方法；专利“一种硅铝气凝胶复合材料及其制备方法”(ZL200910210998.7)介绍了硅铝氧化物气凝胶的纤维复合力学增强方法。但是，纤维复合和目前其他的增强方式还是不能完全解决气凝胶应用的问题，作为基材，复合材料中主要含有气凝胶的部分力学性能还是没有改善，经常拆卸装配的情况下气凝胶极易损坏，表面的气凝胶颗粒在使用过程中极易掉出。但是法兰、阀门和泵体等具有复杂形状的器物经常需要检修，极易导致保温层破损甚至毁坏。此外，以气凝胶材料直接覆盖保温的方式将导致纳米级的粉末掉出，既对健康有潜在的危害，还将导致气凝胶保温隔热性能的下降，同时影响使用寿命。目前还尚未见有其它文献和专利报道采用气凝胶作为套芯的可拆卸式长寿命高效保温套的制造方法。

发明内容
本发明的目的在于提供一种可拆卸式、长寿命、不掉粉、高效、外型美观的以气凝胶为套芯的可拆卸式高效保温套的制造方法。其基本思路在于采用超级绝热的纳米多孔气凝胶材料作为套芯，无机防火布或金属箔为套面，内衬无机防火定型材料防止气凝胶受损伤，并在内套面内复合金属材料匀热(避免气凝胶由于受热不均匀导致的热损伤)，实现不掉粉和延长使用寿命的要求。此外，可拆卸的设计则在不破坏保温层的情况下方便被隔热保温器具的维修工作。显然，采用其它套面材料与气凝胶基材料进行可拆卸保温套的设计或不使用内衬定型材料/匀热层的设计也与本发明的基本思路吻合，同样属于本发明的保护范围。具体内容如下:
本发明提出了一种以气凝胶为套芯的可拆卸式高效保温套的制造方法，其特征在于采用可拆卸夹套结构设计，所述保温套由2个套面、复合套芯和锁扣装置组成，所述复合套芯由2个定型内衬、I个气凝胶和I个匀热层组成，按照需保温物体的外型设计成轴对称的两半，每一半复合套芯由同心的定型内衬和其中包覆的气凝胶组成，套芯内表面再包覆一层匀热层，复合套芯外围设有套面，轴对称的保温套通过套面外的锁扣装置连接，具体步骤如下:
(1)将套面、定型内衬、气凝胶、匀热层分别按照需隔热保温器物的外型设计加工成合适的形状和大小；
(2)将步骤(I)所得的定型内衬、气凝胶和匀热层组合叠放形成复合套芯；
(3)将步骤(2)所得的复合套芯用步骤(I)所得的套面包覆起来，经过胶封、定型和缝合工艺，再装上锁扣装置，即获得可拆卸式长寿命高效保温套。本发明中，步骤(I)中所述的套面为无机防火布或金属箔。本发明中，步骤(I)中所述的定型内衬为无机纤维或陶瓷材料。本发明中，步骤(I)中所述的匀热层为高热导率的金属箔或金属网。本发明涉及的保温套构造简单、成本低廉、外型美观、使用寿命长，对于法兰、阀门、异形件、管道、泵体等隔热保温方面具有重要的意义。


图1为本发明保温套的结构图示。图中标号:1为套面，2为定型内衬，3为气凝胶、4为匀热层，5为锁扣装置。
具体实施例方式以下通过实施例及附图进一步具体说明本发明。(各原料均为市售原料)
实施例1:法兰或阀门用气凝胶基可拆卸保温套的制造
将无机防火布作为套面1，无机纤维作为定型内衬2，气凝胶3、金属网作为匀热层4分别按照法兰或阀门部分的外型设计加工成合适的形状和大小，将定型内衬2、气凝胶3和金属网组合叠放形成复合套芯，并用套面I包覆起来，经过胶封、定型、缝合等工艺，再装上无机防火布套面和锁扣装置，即获得法兰用气凝胶基可拆卸保温套，其基本结构如图1所示。该保温套与传统的石棉直接包裹保温方式相比外形美观、健康安全，易于与具有复杂形状的法兰或阀门完全贴合，避免了热桥损失，保温所需厚度减小了 65%，并且可无损伤的进行多次拆卸。实施例2:金属箔套面的气凝胶基可拆卸保温套的制造
将金属箔套面(可兼作匀热层)、陶瓷定型内衬、气凝胶按照管道的尺寸分别设计加工成合适大小的套筒结构，将定型内衬和气凝胶组合叠放形成复合套芯，并用套面包覆起来，经过胶封、定型、缝合等工艺，再装上金属锁扣装置，即获得金属箔套面的气凝胶基可拆卸保温套。该保温套与传统的石棉直接包裹保温方式相比外形美观、健康安全，保温所需厚度减小了 65%，并且可无损伤的进行多次拆卸。实施例3:半环形气凝胶基可拆卸保温套的制造
将无机防火布套面、无机纤维定型内衬、气凝胶、金属箔分别按照半环形外观设计加工成合适的形状和大小，将定型内衬、气凝胶和金属箔组合叠放形成复合套芯，并用套面包覆起来，经过胶封、定型、缝合等工艺，即获得半环形气凝胶基可拆卸保温套。该保温套与传统的石棉直接包裹保温方式相比外形美观、健康安全，保温所需厚度减小了 60%，并且可无损伤的进行多次拆卸。实施例4:带金属锁扣结构的管道用气凝胶基可拆卸保温套的制造
将无机防火布套面、无机纤维定型内衬、气凝胶、金属网分别按照管道的外型设计加工成合适大小的套筒，将定型内衬、气凝胶和金属网组合叠放形成复合套芯，并用套面包覆起来，经过胶封、定型、缝合等工艺，再装上金属锁扣装置，即获得带金属锁扣结构的管道用气凝胶基可拆卸保温套。该保温套与传统的石棉直接包裹保温方式相比外形美观、健康安全，保温所需厚度减小了 60%，并且可无损伤的进行多次拆卸。实施例5:带无机防火布锁扣结构的弯曲管道用气凝胶基可拆卸保温套的制造 将无机防火布套面、陶瓷定型内衬、气凝胶、金属箔分别按照弯曲管道的外型设计加工
成合适大小的弯曲套筒，将定型内衬、气凝胶和金属箔组合叠放形成复合套芯，并用套面包覆起来，经过胶封、定型、缝合等工艺，再装上无机防火布锁扣装置，即获得带无机防火布锁扣结构的管道用气凝胶基可拆卸保温套。该保温套与传统的石棉直接包裹保温方式相比外形美观、健康安全，保温所需厚度减小了 60%，并且可无损伤的进行多次拆卸。实施例6:大型泵体用气凝胶基可拆卸保温套
将金属箔套面和气凝胶分别按照需保温泵体的外型设计加工成合适的形状和大小，再用套面将气凝胶包覆起来，将金属箔板兼用作套面、定型内衬和匀热层，经过胶封、定型、缝合等工艺，再装上金属锁扣装置，即获得大型泵体用气凝胶基可拆卸保温套。该保温套与传统的石棉直接包裹保温方式相比外形美观、健康安全，易于与具有复杂形状的泵体完全贴合，避免了热桥损失，保温所需厚度减小了 70%，并且可无损伤的进行多次拆卸。以上所述的实施例仅为了说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本专利的范围并不仅局限于上述具体实施例，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种以气凝胶为套芯的可拆卸式高效保温套的制造方法，其特征在于采用可拆卸夹套结构设计，所述保温套由2个套面、复合套芯和锁扣装置组成，所述复合套芯由2个定型内衬、I个气凝胶和I个匀热层组成，按照需保温物体的外型设计成轴对称的两半，每一半复合套芯由同心的定型内衬和其中包覆的气凝胶组成，套芯内表面再包覆一层匀热层，复合套芯外围设有套面，轴对称的保温套通过套面外的锁扣装置连接，具体步骤如下: (1)将套面、定型内衬、气凝胶、匀热层分别按照所需隔热保温器物的外型设计加工成合适的形状和大小； (2)将步骤(I)所得的定型内衬、气凝胶和匀热层组合叠放形成复合套芯； (3)将步骤(2)所得的复合套芯用步骤(I)所得的套面包覆起来，经过胶封、定型、缝合等工艺，再装上锁扣装置，即获得可拆卸式长寿命高效保温套。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于步骤(I)中所述套面为无机防火布或金属箔。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于步骤(I)中所述定型内衬为无机纤维或陶瓷材料。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于步骤(I)中所述匀热层为高热导率的金属箔或金属网。
全文摘要
本发明属于隔热保温工程领域，具体涉及一种以气凝胶为套芯的可拆卸式高效保温套的制造方法。本发明以纳米多孔气凝胶材料作为套芯，无机防火布或金属箔为套面，内衬无机防火定型材料，并在内套面内复合金属材料匀热，解决了气凝胶掉粉和受热不均匀的问题(延长使用寿命)，可拆卸的设计则在不破坏保温层的情况下方便被隔热保温器具的维修工作。本发明具有设计构型简单、隔热性能优良、使用寿命长等优点，所制造的保温套在法兰、阀门、异形件、管道、泵体等隔热保温方面有广泛的应用。
文档编号F16L59/02GK103158272SQ20131012206
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者杜艾, 王志平, 沈军, 奚莲英, 倪星元, 张志华 申请人:上海大音希声新型材料有限公司