Экран слоисто-вакуумной теплоизоляции

Союз Советских Социалиетицеских Республик(61) Дополнительное к авт. саид.ву 22) ЗаЯвлено 10,11,74 21) 2075106/ 51) М, Кл. Р 17 С 3/О исоединени вки Государственный комит Совета Министроа ССС по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описанияОЙЛ 8.7 53) УДК 66,045,8Объединенный институт ядерных исследований явитель 4) ЭКР ОИСТО-ВАКУУМНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ Изобретендля тепловойными веществ ам огенструкяции.ной ции экранов с Известны изоляции, пре вую фольгу ил с обеих сминиеодно пленили ку толщиной 5-20 мкм,ОСл оистс-вакуумная изоляция представляет собой набор таких экранов, предваритель.но подвергнутых обычно смятию или формовке и разделенных прокладками с бс,.ьшим термическим сопротивлением, стеклобу- Имагой толщиной 40-200 мкм, Вследствиеналичия больших газоотделяющих поверхнастей и трудности вакуумирования межслойного пространства через малые зазоры,имеющие к тому же большую длину, давле- рОние газа между слоями даже при окружаю-.Кщем изоляцию вакууме ниле 110 мм ртст,ааможет достигать 1 10 - 110 мм рт,ст.,что значительно ухудшает свойства такойизоляции, 25 Одна неизбеж радиацио ка через пень че напыле ее чем оты сп инием В слюдаетс ей тепл ие относится к устройс изоляции сосудов с кри ами, в частности к кон л оисто-вакуумной изол экраны слоисто-вакуум дставляюшие собой алю и алюминизированную торон диэлектрическую Некоторое уменьшение давления остаточных газов в слоях изоляции, а.следовательно, и уменьш ние газовой составляющей теплового потока может быть достигнуто путем использования в качестве экранов волокнистых материалов, набранных из волокон толщиной 0,3-10 мкм, с последующей металлизацией. отдельных волокон или всей структуры в целом, либо путем использования перфорированных экранов с от верстиями диаметром 1-10 мм и обшей площадью 0,5-3%,ко применение такого рода экрановно приводит к резкому увеличениюиной составляющей теплового потоизоляцию, так как эффективная стеноты стекловолокнистых прокладок,ных алюминием с обеих сторон, бов 10 раз превышает степень черлошного материала, покрытого алютакой же толщины,учае перфорированных экранов ная увеличение лучистой составляюового потока на 60% и более.Таким образом, использование указанных материалов в качестве экранов слоистовакуумной изоляции не позволяет повыситьтепловую эффективность иэопяции ввиду значительного возрастания допв радиационноготеплопереносаПеречисленные недостатки могут бытьустранены при создании слоисто-вакуумнойизоляции, отражательные экраны которойпредставляют собой поверхности с регулярной системой отверстий. Решение задачивзаимодействия электромагнитного излучения с такого рода дифракционными структурами показало их непроницаемость дляпадающего излучения при условии, что дпина волны больше удвоенного размера от .верстий. Такой экран при любой суммарной площади отверстий вплоть до 89%)будет практически непроницаемым для излучения. В то же время молекулы газа, 2 Оимеющие размеры порядка нескольких ажстрембудут свободно проходить сквозьотверстие экрана,До настоящего времени не удавалосьизготовить отражательные экраны с требуемыми параметрами из материалов, приме.няемых в слоисто-вакуумной изоляциииБель изобретения - повышение эффективности слоисто-вакуумной изоляции засчет уменьшения количества тепла, пере- %носимого молекулами остаточных газов, приодновременном сохранении высоких отражательных свойств экранов изоляции, Эта цел 1достигается применением известных ядерных фильтров в качестве экранов слоистовакуумной изоляции.- Ядерные фильтры изготавливают путемоблучения полимерной пленки толщиной 520 мкм пучком тяжелых ионов с последующим химическим вытравливанием поврежден- фных ионами участков пленки; Пористость используемых фильтров (отношение площадипленки, занятой отверстиями, ко всей площади фильтра) составляет 10-30%, размеры отверстий - от 0,1 до. 3 мкм;Отверстия в таких фильтрах имеют форму,близкую к цилиндрической, и практическиоднородны по диаметру (дисперсия диаметров пор. составляет всего лишь несколькопроцентов). Технологически можно изготавливать фильтры с требуемым диаметром,отверстий и заданной пористостью, Изготовленные таким образом фильтры покрывают с одной или обеих сторон слоем метс)лла55В процессе изучения свойств ядерныхфильтров было установлено, что степеньчерноты алюмнннзпрованных ядерных фильтров незначительно (в пределах 3-5%) ог 60 личается от степени, черноты сплошных пленок, покрытых слоем алюминия. Кроме того, проведенные исследования показали, что ядерные фильтры обладают высокой пропускной способностью в мапекулярном режиме движения газа, т,е.-при вакуумер110 - 1 10 мм рт. сти пропускная способность ядерных фильтров практически . не изменяется йосле их покрытия с двух сторон слоем, алюминия толщиной 400-600 А.Примечение известных ядерных фильтров в качестве экранов слоистэ-вакуумной изоляции стало возможным вследствие обнаруженной высокой, пропускной способности ядерных фильтров в молекулярном режиме течения газа и высокой отражательной способности поверхности ядерных фильтров после их металлизации,Для эффективного применения в качестве экранов слоисто-вакуумной изоляции ядерные фильтры должны быть с одной или с обеих сторон покрыты слоем металла, имеющего малую электропроводность, например алюминием, золотом, медьюИзмерения по казали, что приготовленный таким образом ядерный фильтр с диаметром пор 0=1 мкм пропускает всего лишь несколько процентою падающего на него теплового потока,- С целью уменьшения контактного тепло переноса между экранами металлизированные ядерные фильтры подвергаются смятию или рифленцо и отделяются один от другого прокладками, обладающими высоким терми ческим сопроти влением, малым, газоотделением и высокой газопроницаемостью, например стекл овуалью.Использование известных ядерных фильтров в качестве экранов слоистс-вакуумной изоляции дает возможность существенно повысить эффективность изоляции.,Это достигается, во-первых, за счет того, что уменьшается перенос тепла остаточными газами, что снижает коэффициент теплопроводности на 20-50%, а, следовательно, уменьшает вес требуемой изоляции, снижает потери хладагента. Во-вторых, при использовании изоляции на основе ядерных фильтровобладающей высокой гаэопроницаемостью, ускоряется процесс вакуумирования изоляции и снижаются потери хлад агента на переходных режимах работы.Формула изобрете нияПрименение яд,.рных фильтров в качест ве гаэопроницаемых отражательных экранов слоисто-вакуумной теплоизоляции,