[发明专利]一种可吸附氢气的高真空多层绝热结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温储运装备用的高真空绝热结构，特别是一种低温下可吸附氢气的高真空多层绝热结构。

背景技术

高真空多层绝热是低温储运装备中常用的高效绝热方法，其结构原理是将反射材料和隔热材料交替组合的多层绝热材料放置设在真空夹套内，真空夹套和其中的多层绝热材料形成一个完整的高真空多层绝热结构，其包覆在低温壳体外，可以最大程度地限制热量通过传导、对流、辐射三种途径传递，在低温技术领域中得到了广泛的应用。

为了确保绝热性能，夹套内被抽至优于10^-2Pa的高真空，并需要在很长的一段时间内维持这个真空度。由于外界环境中的气体会缓慢漏入真空夹套，以及夹套和多层材料等在长期的真空状态下也会缓慢释放气体(其中包括大量氢气)，导致夹套内真空的逐渐丧失，因此，必须要在真空夹套中放置吸附剂，以保持真空寿命。常用的吸附剂为分子筛或者活性炭，放置在真空夹套低温侧，即靠近保温产品，远离外界的一侧，用以吸收空气、水分及大分子气体。然而普通的吸附剂并不能吸附小分子的氢气，夹套、低温壳体等金属材料缓慢释放的氢气会积聚起来，逐渐成为影响真空度的主要因素。

为了吸附材料缓慢释放的氢气，低温储运装备往往还需要吸氢剂，常用的吸氢剂为氧化钯，通过氧化钯与氢的反应生成钯和水，而水又可以被分子筛吸附，从而维持夹套的高真空。由于吸附剂与氢气发生了化学反应，因此这种吸附作用是不可再生的。所放置的吸氢剂仅能在有限的真空寿命期间起到作用，当到达真空寿命极限，装备需要修复真空的时候，必须同时更换吸氢剂氧化钯，因此真空寿命的维护成本大大增加。

活性炭对氢气具有一定的吸附作用，已有技术中，申请号为200910241778.0和申请号为02117915.8的专利中均提到了活性炭微球或超级活性炭吸附和储存氢气的能力。申请号为03116601.6的专利提出了一种具高真空绝热间隔材料，采用30％的活性炭与70％的玻璃纤维混合，具有良好的吸附性能。然而，国际标准和法规中要求，对于某些储运沸点低于-182℃的低温液体的容器，为了避免夹套真空丧失情况下，富氧环境可能与夹套内的材料发生危险反应，其所使用的材料应与氧介质兼容且为阻燃型，而现有的活性炭通常为颗粒状，使本身就具有易燃性的活性炭的燃烧性能增加。因此具有易燃烧性能的活性炭在低温容器中作为吸附剂或者作为绝热材料使用受到限制，尤其是液氧容器，禁止直接使用活性炭作为夹套内的吸附剂。

因此，有必要研发一种可有效吸附氢气、阻燃的绝热结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可吸附氢气的高真空多层绝热结构，在确保绝热性能的基础上，还能有效吸附氢气并具有阻燃性。

本发明提供一种可吸附氢气的高真空多层绝热结构，其设置在真空夹套中，其特征在于：该绝热结构包括外绝热组合层和内吸附组合层，该外绝热组合层由多层反射层和玻璃纤维纸交替组成，或由多层反射层和化学纤维纸交替组成，该内吸附组合层由多层反射层、填炭玻璃纤维纸及化学纤维纸层叠地构成，该填炭玻璃纤维纸是由粉末状活性炭与玻璃纤维混合后制成，该填炭玻璃纤维纸中活性炭的含量不超过25％。

本发明的有益效果在于，本发明主要通过填炭玻璃纤维纸中的活性炭吸附氢气，且由于活性炭为粉末状且与玻璃纤维混合后制成层状结构，因此，与现有的颗粒状活性炭相比，具有较好的阻燃效果。

附图说明

图1是本发明的可吸附氢气的高真空多层绝热结构的结构示意图。

图2是本发明中的一种外绝热组合层的结构示意图。

图3是本发明中的另一种外绝热组合层的结构示意图。

图4是本发明中的中间吸附组合层的结构示意图。

图5是本发明中的内吸附组合层的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明可吸附氢气的高真空多层绝热结构可用于包覆绝热的低温壳体，该外绝热组合层靠近外界环境，该内吸附组合层靠近该绝热的低温壳体。在本发明中定义靠近绝热的低温壳体的一侧为内侧，相反的一侧为外侧。

如图1至图5所示，本发明可吸附氢气的高真空多层绝热结构包括：外绝热组合层1、中间吸附组合层2和内吸附组合层3，三者夹设在真空夹套(未示出)中，并由外到内包覆在绝热的低温壳体外，其中外绝热组合层1靠近外界环境，内吸附组合层3靠近绝热的低温壳体。