RU2033740C1

RU2033740C1 - Method for manufacture of metal vacuum flasks

Info

Publication number: RU2033740C1
Authority: RU
Inventors: Д.В. Быков; Ю.М. Пустовойт; Л.Н. Стрельцов; О.И. Кондрашова; В.Л. Столяров; О.Г. Орлов; Н.П. Реутова
Original assignee: Столяров Владимир Леонидович
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1995-04-30

Abstract

FIELD: household appliances. SUBSTANCE: method involves making heat- insulated space by installing two flasks in a spaced relation, one inside the other, attaching gas absorber to the surface of one flask directed into the space, vacuumizing the space with simultaneous heating and sealing. The gas absorber consists of at least two layers, one of which is made of a material with a relative magnetic permeability exceeding a unity. Heating is conducted at 150-170 C for 1-2 h. After sealing, the gas absorber is locally heated by induction method to its activation temperature. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к бытовой технике, в частности к изготовлению металлических термосов. The invention relates to household appliances, in particular the manufacture of metal thermoses.

Известен способ изготовления металлического термоса с использованием вакуумно-порошковой теплоизоляции [1 и 2] 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 прогревают термос при температуре 150^оС в течение 15 ч при непрерывной откачке. Затем откачной патрубок пережимают и таким образом герметизируют полость.A known method of manufacturing a metal thermos using vacuum-powder thermal insulation [1 and 2] according to which a certain amount of a mixture of metal powder and airgel is poured into the cavity between the inner and outer flasks of the thermos. A copper pipe is soldered into the outer flask to pump out the cavity. The cavity is evacuated to a pressure of not more than 1.3 Pa and heated thermos at 150 ^{° C} for 15 hours under continuous evacuation. Then the pumping nozzle is pressed and thus the cavity is sealed.

Недостатком этого способа изготовления металлического термоса является наличие трудоемкого и экологически вредного процесса дозированной засыпки порошковых материалов и большая длительность процесса обезгаживания вакуумной полости термоса. The disadvantage of this method of manufacturing a metal thermos is the presence of a laborious and environmentally harmful process of dosed filling of powder materials and the long duration of the process of degassing the vacuum cavity of the thermos.

Известен способ изготовления металлического термоса с вакуумной теплоизоляцией [3] 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 1,3 ˙ 10^-3 Па до 1000^оС, осуществляют обезгаживание стенок колбы, активацию газопоглотителя и, расплавляя припой, герметизацию полости между внутренней и внешней колбами термоса.A known method of manufacturing a metal thermos with vacuum thermal insulation [3] when a non-sprayable getter is attached in the cavity between the inner and outer flasks of the thermos, the outer bulb is closed by a lid, and solder is placed on the contact surface between the bulb and the lid. Thermos heating in a furnace in a hydrogen atmosphere at a pressure of 1,3 ˙ 10 ^-3 Pa to 1000 ^{° C,} degassing is carried out of the flask walls getter activation and melting the solder, the sealing cavity between inner and outer flasks thermos.

Недостатком способа является снижение качества и срока службы термоса, обусловленные высокой температурой нагрева (до 1000^оС), что вызывает преждевременную активацию газопоглотителя, который начинает сорбировать до окончания процесса обезгаживания внутренних стенок полости. Кроме того, высокая температура нагрева вызывает большие энегозатраты.A disadvantage of the method is to reduce quality and service life of the thermos, heating due to high temperature (1000 ° ^C), causing premature activation of the getter, which starts to sorb closure degassing process internal walls of the cavity. In addition, a high heating temperature causes high energy costs.

В предлагаемом способе в теплоизолирующую вакуумную полость между внутренней и внешней колбами термоса помещают газопоглотитель, прикрепляя его к внутренней стенке одной из колб, затем проводят вакуумирование с нагревом полости, причем нагрев термоса ведут при 150-170^оС в течение 1-2 ч, герметизируют, а затем проводят локальный нагрев в месте прикрепления газопоглотителя к колбе до его активации. Нагрев газопоглотителя проводят индукционным методом через стенку колбы. При этом используют газопоглотитель, содержащий по меньшей мере два слоя, один из которых имеет относительную магнитную проницаемость больше единицы.In the proposed method a vacuum heat insulating space between the inner and outer thermos flasks getter placed, attaching it to the inside wall of one of the flasks, then evacuation is carried out with heating of the cavity, wherein the heating is conducted at a thermos 150-170 ^C for 1-2 hours, sealed and then conduct local heating at the site of attachment of the getter to the flask until it is activated. The getter is heated by induction through the wall of the flask. In this case, a getter is used, containing at least two layers, one of which has a relative magnetic permeability greater than unity.

Повышение качества и увеличение срока службы термоса обеспечивается тем, что вакуумирование полости при нагреве 150-170^оС в течение 1-2 ч позволяет полностью обезгазить колбу, а для активации газопоглотителя достаточен локальный нагрев, при этом нагревается в основном только газопоглотитель. Температура активации определяется типом газопоглотителя. При этом газоотделение стенок полости значительно меньше, чем при термическом обезгаживании, и сорбционная емкость газопоглотителя расходуется в меньшей степени.Improved quality and increased service life thermos provided that vacuuming the cavity by heating at 150-170 ^C for 1-2 hours allows complete obezgazit flask, and the activation of the getter is sufficient local heating, thus heats essentially only getter. The activation temperature is determined by the type of getter. Moreover, the gas separation of the walls of the cavity is much less than with thermal degassing, and the sorption capacity of the getter is consumed to a lesser extent.

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, которая увеличивает обезгаживаемую поверхность и представляет сопротивление вакуумной откачке, а с другой стороны, в цикл обезгаживания не входит операция герметизации с помощью припоя, требующая высокой температуры нагрева термоса для расплавления припоя. The reduction of energy consumption in the manufacture of a metal thermos is due to the fact that the time of the process of degassing the walls of the vacuum cavity is reduced and a lower heating temperature is required, since, on the one hand, there is no powder insulation in the cavity, which increases the gassed surface and represents resistance to vacuum pumping, and on the other on the other hand, the sealing operation does not include the sealing operation with solder, which requires a high temperature for heating the thermos to melt the solder.

На фиг.1 изображен предлагаемый термос, общий вид. Figure 1 shows the proposed thermos, General view.

Термос содержит внешнюю 1 и внутреннюю 2 колбы, две таблетки 3 газопоглотителя, пружину 4, закрепляющую газопоглотители на стенке внешней колбы, патрубок 5, через который ведется откачка вакуумно-изолирующей полости и печь 6 нагрева термоса при обезгаживании стенок полости. The thermos contains an external 1 and an internal 2 flasks, two tablets 3 of a getter, a spring 4, which secures the getters on the wall of the outer flask, a nozzle 5 through which the vacuum-insulating cavity is pumped out and a thermos heating furnace 6 during degassing of the cavity walls.

П р и м е р. Перед сборкой металлического термоса в донной части внешней колбы 1 симметрично относительно откачного патрубка 5 выдавливают два углубления так, чтобы в них поместились газопоглотительные элементы 3, представляющие собой таблетки размером 20 х 20 х 1 мм, которые состоят из трех или двух слоев: титан-ванадий, пористый никель, титан-ванадий или цирконий-ванадий, пористый никель. Таблетки укладывают в углубления, прижимают пружиной 4, которую закрепляют на внутреннем конце откачного патрубка с помощью усиков, предусмотренных при просечке отверстия во внешней колбе под впаиваемый в нее откачной патрубок. Термос собирают и устанавливают на вакуумный пост для термического обезгаживания и вакуумирования. Процесс обезгаживания проводят при температуре термоса 150-170^оС в течение 1-2 ч и вакууме вблизи откачного патрубка не ниже 0,1 Па. По окончании процесса обезгаживания и вакуумирования откачной патрубок пережимают, отрезают и заваривают аргонодуговой 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. Процесс активации заключается в нагреве слоя никеля, обладающего коэффициентом магнитной проницаемости больше единицы, до температуры 250^оС; газопоглощающие (титан- или цирконийсодержащие) слои нагреваются от никеля до такой же температуры. Эта температура соответствует температуре активации используемого газопоглотителя.PRI me R. Before assembling a metal thermos in the bottom of the outer flask 1, two depressions are squeezed symmetrically relative to the pump nozzle 5 so that the getter elements 3 are placed in them, which are tablets 20 x 20 x 1 mm in size, which consist of three or two layers: titanium-vanadium porous nickel, titanium-vanadium or zirconium-vanadium, porous nickel. The tablets are placed in the recesses, pressed by a spring 4, which is fixed on the inner end of the pumping nozzle with the help of the antennae provided for cutting a hole in the outer flask under the pumping nozzle soldered into it. Thermos is collected and installed on a vacuum post for thermal degassing and evacuation. The process of degassing is carried out at a temperature of a thermos of 150-170 ^about C for 1-2 hours and a vacuum near the pumping pipe is not lower than 0.1 Pa. At the end of the process of degassing and evacuation, the pumping nozzle is pressed, cut and welded by argon-arc welding. After cooling, the thermos is removed from the vacuum post and installed in the induction heating device of the getter, in which the thermos is fixed so that the attachment points of the getter tablets on the wall of the thermos are opposite the inductors. The activation process consists in heating the nickel layer having a magnetic permeability coefficient greater than unity, up to a temperature of 250 ^{° C;} gas-absorbing (titanium or zirconium-containing) layers are heated from nickel to the same temperature. This temperature corresponds to the activation temperature of the getter used.

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 10^-3 Па. В дальнейшем при нормальной эксплуатации термоса рост давления в полости составляет примерно 2 ˙ 10^-5 Па/c, что обеспечивает требуемую эффективность вакуумной теплоизоляции термоса в течение 20 лет.The activation of two getter tablets is performed simultaneously or sequentially. During heating of the getter, the pressure in the thermally insulating cavity of the thermos increases by about an order of magnitude, and after cooling decreases and stabilizes at a level of 10 ^-3 Pa. Subsequently, during normal operation of the thermos, the pressure increase in the cavity is approximately 2 ˙ 10 ^-5 Pa / s, which ensures the required efficiency of vacuum thermal insulation of the thermos for 20 years.

Таким образом, изобретение позволяет значительно сократить время и энергопотребление обезгаживания, уменьшить газовую нагрузку на газопоглотитель при обезгаживании термоса, что позволяет увеличить ресурс его эксплуатации. Thus, the invention can significantly reduce the time and energy consumption of degassing, reduce the gas load on the getter during degassing of the thermos, which allows to increase the resource of its operation.

В результате реализации данного способа повышается качество и срок службы термосов. As a result of the implementation of this method, the quality and service life of thermoses is increased.

Claims

METHOD FOR PRODUCING A METAL THERMOS, including creating a heat-insulating cavity by installing two flasks with a gap in one another, attaching one of the getter flasks to the inwardly facing cavity, evacuating the cavity while heating and sealing, characterized in that a getter is used, consisting of at least two layers, one of which is made of a material having a relative magnetic permeability greater than unity, heating is conducted at 150 170 ^o C for 1 2 hours after sealing osusches vlyayut local heating of the getter to its activation temperature, the heating of the getter are induction method.