一种低温绝热材料的测试容器及测试方法

技术领域

本发明涉及低温绝热材料技术领域，特别涉及一种低温绝热材料的测试容器及测试方法。

背景技术

随着液氮、液氧、液氢等超低温液体在能源和制造等领域的广泛应用，液氢等超低温液体的生产设备和储运设备越来越多。其中，超低温液体的储运设备对绝热材料的性能要求越来越高，且越来越多样化。为了满足市场对绝热材料的需求，新的绝热材料也在不断地研制中。在研制绝热材料的过程中，对绝热材料的绝热性能进行测试，是绝热材料研制过程中必不可少的步骤。

然而，现有的低温材料测试设备无法满足对不同形态的绝热材料的测试需求，同时也无法满足绝热材料在不同温度下的绝热性能的检测，从而制约了绝热材料的研发和测试效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低温绝热材料的测试容器，其能够满足对不同形态的绝热材料进行测试，并能够保证容器的测试精度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种低温绝热材料的测试容器，用于测试低温绝热材料的绝热性能，所述测试容器包括：外容器，其内部设置有能够密闭的外腔室；所述外容器上设置有抽真空组件，以对所述外腔室进行抽真空；中容器，其容置在所述外腔室内；所述中容器内部设置有中腔室；所述中容器上开设有多个通孔，以连通所述外腔室和所述中腔室；内容器，其容置在所述中腔室内；所述内容器内部设置有用于容置低温介质的内腔室；所述内容器还设置有用于向所述内腔室注入低温介质的连通管；所述连通管的一端连通所述内容器，另一端穿设于所述中容器的容器壁并延伸至所述外容器的外部；以及感应器，其用于读取温度；其中，所述内容器的外壁包覆有所述低温绝热材料；所述低温绝热材料环周地设置于所述内容器的外壁上；所述感应器设置有多个，多个所述感应器分别贴合在所述低温绝热材料上，并沿所述外容器的径向方向间隔分布。

在本申请的一个实施例中，所述的测试容器还包括盘管；所述盘管的中部环绕在所述中容器的外壁上，且环绕在所述中容器上的盘管间隔设置；所述盘管的端部伸出所述外容器；所述盘管用于流通的预设温度的冷液。

在本申请的一个实施例中，所述的测试容器还包括安装管；所述安装管连接在所述中容器和外容器之间，以间隔所述中容器和所述外容器。

在本申请的一个实施例中，所述安装管的一端连通所述内腔室，另一端延伸至所述外容器的外部；所述连通管穿设在所述安装管内；所述安装管的内壁与所述连通管的外壁之间设置有密封圈。

在本申请的一个实施例中，所述外容器上开设有连通所述外腔室的注料口；所述注料口用于将粉末状的低温绝热材料注入所述外腔室内；所述注料口上安装有注料组件；所述注料组件用于打开或密封所述注料口。

在本申请的一个实施例中，所述的测试容器还包括用于连接所述感应器的电连接器；所述电连接器连接在所述外容器的外壁上。

在本申请的一个实施例中，所述中容器包括中壳体和中盖体；所述中盖体可拆卸地连接在所述中壳体上。

在本申请的一个实施例中，所述的测试容器还包括用于检测所述内容器内低温介质压力的压力表；所述压力表连通在所述连通管上，且位于所述外容器的外部。

在本申请的一个实施例中，所述外容器包括外壳体和外盖体；所述外盖体可拆卸地连接在所述外壳体上。

在本申请的一个实施例中，所述外壳体上设置有吊装部；所述吊装部用于连接吊装设备，以能够抬起并倾倒所述外壳体。

本申请还公开了一种低温绝热材料的测试方法，适用于任一所述的测试容器，所述测试方法包括：

向所述中腔室内填充所述低温绝热材料，并使得低温绝热材料包覆在所述内容器的外壁上；

多个所述感应器分别贴合在低温绝热材料上，并沿所述外容器的径向方向间隔分布于所述低温绝热材料上不同位置；

对所述外腔室进行抽真空，以使所述外腔室得到真空环境；

向所述内容器注入低温介质，以形成冷源；

获取多个不同位置上所述感应器的温度，以通过不同位置的温度变化计算出所述低温绝热材料的绝热性能。

由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：

本发明中，测试容器包括外容器、中容器、内容器以及感应器，且外容器、中容器和内容器内分别设置有外腔室、中腔室和内腔室，同时中容器容置在外腔室内，内容器容置在中腔室内。中容器上开设有通孔，以连通外腔室和中腔室，外腔室和内腔室分别密封设置。外容器上设置有抽真空组件，用于对外腔室进行抽真空，内腔室用于容置低温介质，作为冷源。其中，低温绝热材料包裹在内容器的外壁上，多个感应器贴合在低温绝热材料上，并沿外容器的径向方向间隔分布，从而使得多个感应器能够读取低温绝热材料不同位置的温度，进而计算出低温绝热材料绝热性能。由于外腔室为密封容器，且中容器上开设有通孔，因此在实际测试时，既能够将片状的低温绝热材料包裹在内容器的外壁上，也能够将粉末状的低温绝热材料注入至外腔室和中腔室内，从而满足对不同形态的低温绝热材料进行检测。

附图说明

图1是本发明实施例的低温绝热材料的测试容器的截面图示意图。

图2为图1的A处的放大图。

图3为测试容器的俯视图。

图4为片状的低温绝热材料的测试原理图。

图5为粉末状的低温绝热材料的测试原理图。

附图标记说明如下：

1-片状的低温绝热材料；2-粉末状的低温绝热材料；3-感应器；10-外容器；11-外腔室；12-抽真空组件；13-注料口；14-电连接器；15-压力表；16-外壳体；17-外盖体；18-吊装部；20-中容器；21-中腔室；22-盘管；23-安装管；24-密封圈；25-中壳体；26-中盖体；30-内容器；31-内腔室；32-连通管；131-注料组件；221-第一盘管；222-第二盘管；223-盘管接头。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，在附图所示的实施例中，方向或位置关系的指示(诸如上、下、左、右、前和后等)仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现有的低温材料测试设备中，无法满足对不同形态的绝热材料的测试需求，同时也无法满足绝热材料在不同温度下的绝热性能的检测，从而制约了绝热材料的研发和测试效率。故现提出一种低温绝热材料的测试容器，以解决上述问题。

其方案通过以下实施例进行进一步说明：

在说明书附图中，图1为测试容器的截面图示意图；图2为图1的A处的放大图；图3为测试容器的俯视图；图4为片状的低温绝热材料的测试原理图；图5为粉末状的低温绝热材料的测试原理图。

请参阅图1、图4和图5，本实施方式的测试容器用于测试低温绝热材料的绝热性能。其中，低温绝热材料可以分为片状的低温绝热材料1和粉末状的低温绝热材料2。

参阅图1，测试容器包括外容器10、中容器20、内容器30以及感应器3。其中，外容器10的内部设置有能够进行密闭的外腔室11，中容器20容置在外腔室11内。中容器20内部设置有中腔室21，中容器20的容器壁上开设有多个通孔，通孔用于连通外腔室11和中腔室21。内容器30容置在中腔室21内，内容器30内部设置有内腔室31。内腔室31用于容置低温介质，以作为冷源。感应器3则用于读取温度。在本实施例中，内容器30的外壁包覆有低温绝热材料，低温绝热材料环周地设置于内容器30的外壁上。此外，感应器3设置有多个，并且多个感应器3分别贴合在低温绝热材料上，并沿外容器10的径向方向间隔分布，从而在不同的空间位置上读取该点的温度，进而通过各个感应器3的温度变化计算出低温绝热材料的绝热性能。

参阅图1和图3，外容器10包括外壳体16和外盖体17，且外盖体17可拆卸地连接在外壳体16上，从而方便打开外容器10，进而对位于外腔室11内的中容器20和内容器30进行操作。

同时，外容器10上设置有抽真空组件12，且抽真空组件12能够连通外腔室11，以对外腔室11进行抽真空。在本实施例中，抽真空组件12安装在外盖体17上。在其他一些实施例中,抽真空组件12也可以设置在外壳体16上，并连通外腔室11，以能够对外腔室11进行抽真空。

需要说明的是，由于外腔室11和中腔室21通过通孔连通，故而在抽真空组件12对外腔室11进行抽真空时，中腔室21内也会被抽真空组件12进行抽真空，从而保证内容器30以及包裹在内容器30外壁上的低温绝热材料均处于真空环境中，能够避免外部环境温度的影响，进而确保检测结果的准确性。

此外，外容器10上开设有连通外腔室11的注料口13。其中，注料口13用于将粉末状的低温绝热材料2注入到外腔室11内。当然，在本实施例中，注料口13上安装有注料组件131。注料组件131用于打开或密封注料口13，即打开注料组件131后，能够通过注料口13向外腔室11内注入粉末状的低温绝热材料2。而当粉末状的低温绝热材料2注入完毕后，关闭注料组件131，使得注料组件131密封在注料口13处，使得外腔室11内能够形成一个密闭的腔室，防止注料口13泄露而影响抽真空组件12对外腔室11进行抽真空处理。

需要说明的是，由于外腔室11和中腔室21通过通孔连通，因此当通过注料口13向外腔室11内注入粉末状的低温绝热材料2时，粉末状的低温绝热材料2能够通过通孔流动至中腔室21内，从而使得外腔室11和中腔室21都充装有粉末状的低温绝热材料2。

另外，在本实施例中，外壳体16上设置有吊装部18。其中，吊装部18用于连接吊装设备，以使得吊装设备能够抬起并倾倒外壳体16，以清空外腔室11内的粉末状的低温绝热材料2。即当外腔室11和中腔室21内充装粉末状的低温绝热材料2时，在完成检测后，打开外盖体17，并采用吊装设备通过吊装部18将外壳体16，并通过人工翻转外壳体16，从而将外腔室11和中腔室21内的粉末状的低温绝热材料2清空，以方便检测容器下一次使用。其中，吊装设备可以采用起重机等，以节省人力。

参阅图1和图2，测试容器还包括安装管23。其中，安装管23连接在中容器20和外容器10之间，以间隔中容器20和外容器10。即安装管23的一端连接在中容器20的外壁上，另一端穿设外容器10的容器壁，从而使得中容器20的外壁与外容器10的内壁形成有间隔，使得中容器20完全容置在外腔室11内。

同时，内容器30还设置有连通管32。其中，连通管32用于向内腔室31内注入低温介质。此外，连通管32还用于支撑起内容器30，从而使得内容器30能够容置在中腔室21内，并使得内容器30的外壁与中容器20的内壁间隔设置。具体地，连通管32的一端连接在内容器30的容器壁上并连通内腔室31，另一端穿设于中容器20的容器壁并延伸至外容器10的外部，以方便操作人员在外容器10的外部，通过连通管32向内腔室31内注入低温介质。

需要说明的是,在本实施例中，安装管23的一端连接在内容器30的容器壁上并连通内腔室31，另一端延伸至外容器10的外部。同时，连通管32穿设在安装管23内，从而使得外容器10、中容器20以及内容器30分别间隔设置。另外，安装管23的内壁与连通管32的外壁之间设置有密封圈24。密封圈24用于密封在安装管23的内壁与连通管32的外壁，从而密封中腔室21，防止因安装管23内产生泄露而影响中腔室21的密封性。

参阅图1，中容器20包括中壳体25和中盖体26，并且中盖体26可拆卸地连接在中壳体25上。在本实施例中,中盖体26和中壳体25可拆卸连接，能够方便打开中容器20，进而方便对位于中腔室21内的内容器30进行操作。

参阅图1，在本实施例中，测试容器还包括内容器30。内容器30用于检测内容器30内低温介质压力，以防止内腔室31内的低温介质的压力过大而影响内容器30的安全性，同时避免内腔室31内压力不足时，影响检测容器的检测结果。具体地，压力表15连通在连通管32上，并且位于外容器10的外部，以方便操作人员实时监测内腔室31内的低温介质的压力。

参阅图3，测试容器还包括用于连接感应器3的电连接器14。其中，电连接器14用于电连接各个感应器3，从而收集各个感应器3所读取的温度数据，进而方便工作人员根据温度数据对低温绝热材料的绝热性能进行计算。在本实施例中，电连接器14连接在外容器10的外壁上，并且位于外盖体17上。需要说明的是,电连接器14还连通至外腔室11内，以方便连接位于外腔室11或中腔室21内的感应器3。

参阅图1，测试容器还包括盘管22。在本实施例中，盘管22用于流通的预设温度的冷液。具体地，盘管22的中部环绕在中容器20的外壁上，且环绕在中容器20上的盘管22间隔设置。同时，盘管22的端部伸出外容器10，以方便连接外部的冷液泵等装置。在本实施例中，盘管22包括环绕在中容器20外壁上的第一盘管221、以及连接在第一盘管上并伸出外容器10外部的第二盘管222，并且第一盘管221和第二盘管222之间通过盘管接头223进行可拆卸地连接，从而方便对外容器10和中容器20的拆装。

需要说明的是，由于中容器20的容器壁与内容器30的容器壁间隔设置，因此分别在内腔室31内和盘管22内注入不同温度的介质时，能够在外容器10的径向方向上，形成不同温度的温区，从而使得中容器20和内容器30之间的低温绝热材料处于不同的温区内，进而能够检测出低温绝热材料在不同温度下的绝热性能。

此外，由于内腔室31和盘管22内可以注入不同温度的介质，因而在实际使用时，能够在中容器20和内容器30之间模拟出低温绝热材料的实际应用场景，例如在内腔室31内注入常温介质，而在盘管22内注入低温介质，如液氮等，从而使得中容器20和内容器30之间模拟形成一个双层的储存容器，而在中容器20和内容器30之间的低温绝热材料则处于实际的应用场景中，进而能够检测低温绝热材料实际的绝热性能。

因此，由上述可知，在本实施例中，当低温绝热材料为片状时，如图4所示，片状的低温绝热材料1包裹在内容器30的外壁上，并且感应器3贴合在片状的低温绝热材料1的两侧，以使感应器3能读取出不同位置上的温度。需要说明的是，在某些情况下，片状的低温绝热材料1也可以同时包裹在中容器20的外壁上，以增加该部分的片状的低温绝热材料1与内腔室31内的低温介质的距离，从而能够通过感应器3读取出不同距离下或不同温区下，片状的低温绝热材料1的绝热性能。

而当低温绝热材料为粉末状时，如图5所示，粉末状的低温绝热材料2通过注料口13填充在外腔室11和中腔室21内，此时感应器3贴合在内容器30的外壁和中容器20的外壁上，从而使得感应器3能够读取出不同位置的温度，进而能够通过不同位置的温度变化，计算出粉末状的低温绝热材料2的绝热性能。

本申请还公开了一种低温绝热材料的测试方法，其适用于前述的测试容器。

其中，本实施例的测试方法包括：

向中腔室21内填充低温绝热材料，并使得低温绝热材料包覆在内容器30的外壁上；

设置多个感应器3，且多个感应器3分别贴在低温绝热材料上，并沿外容器10的径向方向间隔分布；

对外腔室11进行抽真空，以使外腔室11得到真空环境；

向内容器30注入低温介质，形成冷源；

分别获取多个感应器3的温度，以通过不同位置的温度变化计算出低温绝热材料的绝热性能。

具体地，当低温绝热材料为片状时，打开外容器10的外盖体17、以及中容器20的中盖体26。在片状的低温绝热材料1的内外两侧面上贴附感应器3后，并将贴附有感应器3的片状的低温绝热材料1贴合至容器30的外壁上，设置贴合至中容器20的外壁上。随后关闭中盖体26和外盖体17。完成上述操作后，通过抽真空组件12对外腔室11和中腔室21进行抽真空。并向内容器30注入低温介质，待内腔室31内的低温介质蒸发稳定后，将低温介质补充至合适位置。随后采集低温介质的静态蒸发率、以及各感应器3的温度数据，并计算出低温绝热材料在不同位置上的绝热性能；

需要说明的是，当低温绝热材料为粉末状时，在内容器30的外壁和中容器20的外壁上贴附感应器3；向外腔室11和中腔室21注入粉末状的低温绝热材料2。其他操作与低温绝热材料为片状时的操作相同。

此外，在实际检测时，向内腔室31内注入不同温度的低温介质，采集低温介质的静态蒸发率、以及各感应器3的温度数据，能够计算出低温绝热材料在不同温度下的绝热性能；

另外，向内腔室31和盘管22中注入不同温度冷液，能够用于模拟低温绝热材料的实际使用场景，从而能够得出低温绝热材料在实际使用时的绝热性能。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。