專利名稱：制造筒形熱絕緣真空板的方法及用該方法獲得的板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造筒形熱絕緣真空板的方法及用該方法獲得的板。
真空板、特別是那些用塑性材料制成的真空板正日益應(yīng)用于要求溫度低于大約100℃時熱絕緣的所有領(lǐng)域。作為應(yīng)用的示例，可提到的有下列器壁，如家用冰箱及工業(yè)用冰箱、飲料分配機(jī)(其中要求熱絕緣主要是為了使溫度通常為大約70℃的熱飲部分與冷飲部分隔離)、或等溫運(yùn)輸容器，例如藥品、低溫或冷凍食品容器。正在研究將這些板應(yīng)用于建筑領(lǐng)域或汽車工業(yè)。
眾所周知，真空板是由其內(nèi)含有填充材料的外殼構(gòu)成的。
該外殼具有阻止(或盡可能減少)大氣進(jìn)入板內(nèi)的功能，以維持真空度與其應(yīng)用所要求的熱絕緣程度相匹配。為此，外殼由所謂的“隔離”片制成，其厚度通常不大于100μm，且其特征在于，透氣性盡可能小。這些片可由單一組件構(gòu)成，但更經(jīng)常是由多層不同組件構(gòu)成；在多層情況下，由組合層之一(一般是金屬層，通常是鋁)產(chǎn)生隔離效應(yīng)，而其它層通常具有機(jī)械支承及保護(hù)該隔離層的功能。
填充材料在板內(nèi)形成真空時具有分隔外殼兩個相對面的功能。此填充材料可以是無機(jī)物，例如石英粉、玻璃纖維、氣凝膠、硅藻土等；或者是有機(jī)物，例如板狀或粉末狀的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料或硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫塑料。更通常使用的材料是具有開孔(open cells)的聚氨酯泡沫塑料(開孔對于使其通過機(jī)械抽吸達(dá)到抽空是必要的)，在板必須承受高于大約150℃溫度的情況下，更通常使用的材料是石英粉(通常為亞微細(xì)粒)。無論如何，填充材料必須是多孔的或不連續(xù)的材料，這樣可抽空細(xì)孔或間隙。由于微量大氣滲入板內(nèi)實(shí)際上不可避免，因此在絕大多數(shù)情況下，這些板還含有一種或多種可吸收這些氣體以將該板內(nèi)壓力維持在理想程度上的材料(通常稱為吸氣材料)。
真空板通常是平面構(gòu)型，因而可用于絕熱具有平面的近似平行六面體物體，但是它們不適用于具有近似筒形壁的物體，例如浴室熱水器或北極區(qū)所用輸油管道。
迄今為止，用于獲得具有非平面物體熱絕緣的方法之一包括通過例如使幾個平板的邊緣粘合到一起，從而使它們相互連接為帶狀，由此獲得一種組合結(jié)構(gòu)，可沿著接合線彎曲該組合結(jié)構(gòu)，以使其形狀與將要被絕熱的物體形狀相匹配。但是，在這種結(jié)構(gòu)中，接合處將發(fā)生熱傳遞，因而這些區(qū)域的熱絕緣效果較差；此外，由平面部件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)僅可接近于曲面，因而在板與被絕熱的物體之間存在接觸不充分的區(qū)域，由此形成氣室，同樣降低了絕熱效率。
代表英國公司ICI的國際專利申請WO96/32605描述了一種具有非平面形狀的剛性真空板以及一種制造該真空板的方法，該方法包括在填充材料內(nèi)制作朝向預(yù)定方向且具有適當(dāng)寬度及深度的槽。然后，將該填充材料插入外殼內(nèi)，并對組件進(jìn)行抽空步驟。最后，密封抽空的板。這樣制成的板在其最初暴露于大氣中時會自然地沿著形成在填充材料內(nèi)的槽彎曲。
但是，這種制造方法具有某些缺點(diǎn)。首先，已經(jīng)觀察到在所述抽空過程中，外殼將粘附到填充材料上且至少部分地被插入所述槽內(nèi)，這樣當(dāng)抽空結(jié)束后，板各部分的厚度將不均勻，而在彎曲線處相對于同一板的平面部分厚度又較小。結(jié)果，熱絕緣性能也不均勻，而是沿著這些彎曲線減弱。此外，另一個缺點(diǎn)是外殼被壓入槽內(nèi)，使該外殼內(nèi)產(chǎn)生裂縫的風(fēng)險(xiǎn)，由此使大氣可流向板內(nèi)部，這會永久損害該板自身的熱絕緣性能。最后，當(dāng)這些板在制成后不久首次暴露于空氣中就發(fā)生自然彎曲，這使得該板占據(jù)相當(dāng)大的空間，對于板的儲存及運(yùn)輸來說在經(jīng)濟(jì)上都非常沉重。上述國際申請中所述方法的另一個不便之處是其僅能用在填充材料例如是聚合泡沫塑料板的情況下，而不能用在非連續(xù)材料例如粉末或纖維情況下。
因此，本發(fā)明目的是提供一種制造筒形熱絕緣真空板的方法，以及提供沒有現(xiàn)有技術(shù)缺陷的所產(chǎn)生的板。
所述目的按照本發(fā)明來達(dá)到，本發(fā)明的第一方面涉及一種制造圓筒狀熱絕緣真空板的方法，該方法包括下列步驟-按照任何已知工序制造平面真空板；以及-通過壓延，彎曲所述板。
壓延操作人所共知，該操作在機(jī)械領(lǐng)域中用于彎曲金屬板，即具有塑性變形特征的板材。但是，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)此操作也可成功地應(yīng)用于真空板情況。由于板填充材料的非連續(xù)性，以及不容許預(yù)先評價機(jī)械性能(特別是在機(jī)械應(yīng)力下的變形特性)的特征，這種可能性不是可預(yù)見的；此外，在板填充以聚合泡沫塑料的情況下，該板通常是易碎的，因而可預(yù)料該泡沫板將破裂。
本發(fā)明中使用的術(shù)語圓筒及其衍生術(shù)語具有廣泛的含意，即它們可以指基底(base)曲率半徑不變(即具有圓形基底，這與該術(shù)語較普遍的使用相適應(yīng))的外圓表面，但也可指基底部曲率半徑可變(例如，橢圓形或不規(guī)則形狀)的外圓表面。
以下將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明，其中-

圖1表示原始平板壓延操作剖視圖；-圖2表示完成后的筒形板。
受到壓延的板可以是任何已知類型，這種板可通過任何類型的外殼和填充材料組合而得，而且可含有或不含有吸氣材料。平面真空板的制作人所共知；這些板及其制造方法的說明可參考廣泛現(xiàn)有的文獻(xiàn)，其中例如專利US4,726,974和US5,943,876，以及專利申請WO96/32605，EP-A-437930和JP-A-7-195385。
所采用的平板側(cè)向尺寸可以是任意的，但其厚度通常是依據(jù)填充材料而定的最大值；顯而易見，進(jìn)行壓延操作的可行性并不要求較小厚度限制，但板的厚度必須能保證良好的熱絕緣性能，這就需要采用較大的厚度值。實(shí)際采用的厚度值是在這兩個相對立需求之間折中獲得的；例如，在聚氨脂泡沫板的情況下，厚度通常小于20mm，優(yōu)選在8至15mm之間；在填充以石英粉的板情況下，厚度可在大約5至20mm之間變化。
按照機(jī)械領(lǐng)域已知的工序進(jìn)行壓延操作，使平面真空板通過至少兩個輥之間以及第三部件，該第三部件的長度至少等于所述輥的長度且設(shè)置成平行于開始兩輥之間的“輥隙”，此第三部件通常是第三輥。正如已經(jīng)知道的，通過正確地調(diào)節(jié)該第三輥的位置，特別是其相對于兩輥之間輥隙的距離以及距含有被彎曲物體中仍然為平面部分的幾何平面的高度，可確定最終產(chǎn)品的曲率半徑。
該操作概略地表示在圖1剖視圖中利用輥2和3的協(xié)同轉(zhuǎn)動(用箭頭表示它們的轉(zhuǎn)動方向)從右至左向前移動真空板1，并迫使該真空板1滑上第三輥4，該第三輥4向上彎曲真空板1，使之達(dá)到曲率半徑R。當(dāng)在圖中向右(使其更靠近輥2和3之間的輥隙)或向上移動輥4時，曲率半徑將減小，反之，當(dāng)作反向移動時，曲率半徑將增大。由此如上所述，通過在壓延操作中不斷改變輥4的位置，就可獲得具有非圓形底部的筒形板。
甚至可以同時在平板和另一部件上進(jìn)行壓延操作，例如將一層粘性聚合泡沫置于板一面上(或其兩面上)。在這種情況下，所獲得筒形板的外表面或內(nèi)表面之一(或兩表面)就具有一層粘性材料，利用該粘性材料將同一板固定到用于容納該板的間隙壁上。該間隙可以是例如用于等溫輸送石油的同心雙管管道間隙，以防止在寒冷地區(qū)石油的重餾分冷凝而堵塞管道；或者可以是例如家用熱水器的鍋爐間隙，以減少熱量散失達(dá)到節(jié)能目的。為幫助將板固定到間隙的壁上，優(yōu)選的是，板的曲率半徑稍微不同于所述壁的曲率半徑，特別是如果將要與該壁接觸的筒形板的表面是其內(nèi)表面，那么板的曲率半徑應(yīng)稍微小于所述壁的曲率半徑，反之亦然。
特別是本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是在將板固定到最終應(yīng)用位置之前，可用一種簡單又廉價的設(shè)備彎曲該板；因而不需要在制造商或最終用戶的倉庫輸送或儲存大體積的產(chǎn)品。
圖2表示一種按照迄今為止所述方法彎曲的真空板5。該板不同于國際專利申請WO96/32605的板，尤其是因?yàn)槠鋬?nèi)表面上沒有槽，由此其熱絕緣性能更加均勻。
權(quán)利要求
1.一種制造筒狀真空板的方法，包括步驟-按照任何已知工序制造平面真空板；以及-通過壓延彎曲所述板。
2.依照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使所述平面真空板通過至少兩個輥(2，3)之間以及第三部件來執(zhí)行所述壓延操作，所述第三部件的長度至少等于所述輥的長度且設(shè)置成平行于所述兩個輥。
3.依照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三部件是第三輥(4)。
4.依照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述平面真空板包括作為填充材料的硬質(zhì)聚氨酯泡沫，且所述平面真空板的厚度小于20mm。
5.依照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述板的厚度在8至15mm之間。
6.依照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述平面真空板包括作為填充材料的石英粉，且所述平面真空板的厚度在大約5至20mm之間。
7.依照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述壓延操作過程中，連續(xù)地改變所述第三部件的位置。
8.依照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，同時在所述平板與置于所述板的至少一個表面上的至少一層粘性聚合泡沫上進(jìn)行所述壓延操作。
9.一種依照權(quán)利要求1所述方法獲得的筒形真空板(5)。
10.一種依照權(quán)利要求8所述方法獲得的具有至少一層粘附在所述板的至少一個面上的粘性聚合泡沫的筒形真空板。
11.一種依照權(quán)利要求7所述方法獲得的筒形真空板，所述板具有非圓形的彎曲基部。
全文摘要
公開了一種由平板制造出圓筒狀熱絕緣真空板的方法，該方法包括對該平板(1)進(jìn)行壓延操作，使其通過至少兩個輥(2，3)以及第三部件(4)。
文檔編號F16L59/065GK1556746SQ02818545
公開日2004年12月22日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月27日
發(fā)明者皮耶拉蒂里奧·迪格雷戈里奧, 皮耶拉蒂里奧 迪格雷戈里奧 申請人:工程吸氣公司