真空绝缘单元 |
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| 申请号 | CN201480035979.4 | 申请日 | 2014-06-24 | 公开(公告)号 | CN105378364B | 公开(公告)日 | 2017-08-25 |
| 申请人 | 气体运输技术公司; | 发明人 | 布鲁诺·德勒特; 伯努瓦·卡皮泰纳; 尼古拉斯·泰纳尔; 伯努瓦·莫雷利; | ||||
| 摘要 | 一种绝缘单元，包括：芯部(2)，由多孔的绝缘材料制成；外部封套(3)，由能 变形 的非渗透材料制成，形成其中 定位 有绝缘单元的芯部的密封的内部空间(9)，在绝缘单元的操作状态中，所述内部空间相对于绝缘单元外部的环境(16)具有 真空 ；用于破坏封套的元件(24、24A、24B、42、43)，适于响应于封套的内部空间中的相对于绝缘单元外部的环境的超压而破坏封套，该超压导致封套的变形，通过破坏元件对封套的破坏使得壳体封套的内部空间与绝缘单元外部的环境连通。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种绝缘单元，包括： |
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| 说明书全文 | 真空绝缘单元技术领域背景技术[0002] 专利EP 0263511公开了一种绝缘单元，在该绝缘单元中，压缩绝缘材料的芯部在其每个表面上均覆盖有密封板(sheet)。除了在抽空管插入到其中的一个通过点之外，这些板沿芯部的周界边缘焊接在一起。该抽空管使得能够在绝缘单元中产生真空。一旦真空已产生，通过点就通过越过抽空管在通过点处将板焊接在一起而密封，从而限定包围芯部的焊条或焊缝，并且然后管移除。因而，密封的板共同地形成限定内部空间的密封的封套(envelope)，芯部设置于该内部空间中。这最终提供了一种没有这样的抽空管的真空绝缘单元，即，该抽空管根据其预期用途而成形，例如平行六面体的或弯曲的以接合到罐中。一旦封套已密封，在封套的内部空间中保持凹陷部。这种绝缘单元被称为真空绝缘面板。该专利中唯一的图示出了绝缘单元的截面，其既示出了用来产生真空的管、又示出了待越过抽空管在通过点处形成的焊接部，所述焊接部随后移除以便获得其可用形状的真空面板。该信息图不代表真空绝缘面板的实际实施方式，其最终不包括抽空管。 [0003] 专利EP1160524描述了一种用于将已经处于真空下的绝缘单元形成为特定形状的方法，使得例如所述单元可围绕管使用。这种单元由覆盖有气体阻挡层压膜的绝缘材料制成。在层压膜限制的内部空间已设置于真空下之后，该层压膜围绕绝缘材料焊接。在该专利的图8中示出的特定实施方式中，绝缘单元可具有凹口(notch)，以促进所述绝缘材料的弯曲，从而赋予其所需的形状。凹口局部地减小了绝缘单元的厚度，促进了绝缘单元的变形、并且减少了使绝缘单元变形所需的热。当所述凹口形成时，气体阻挡膜通过产生于绝缘单元中的真空而压在这些凹口上。 发明内容[0005] 封套中的凹陷部的存在为面板提供了优良的绝缘特性。因此重要的是，不仅选择用于封套的密封的且仅气体可透过的材料，而且确保保持封套的物理完整性，使得芯部被置于其中的封套的内部空间内的压力低于面板的外部环境。在说明书的其余部分中，包含凹陷部的面板是指处于操作状态中的面板。 [0006] 本发明人已经观察到，即使封套被优化以限制气体分子的通过，从而阻止内部空间中的压力增加，但是此现象却总是存在。此外，在面板的制造期间导致的或者在面板的有效期期间出现的封套中的故障(尽管微小的故障)的存在可导致压力的更快增加。封套的内部空间中的这种压力增加导致经过数月或数年在所述内部空间与包围绝缘面板的外部环境之间获得压力平衡。 [0007] 在封套的内部空间中的压力增加的情形下，例如在包围面板(该面板先前在寒冷的温度下使用，并且其不再处于操作状态中，即，其由于气体进入面板的内部空间中而不再处于真空下)的外部环境中的温度快速上升的情形下，可在内部空间中观察到压力变化速度大于通过封套的气体扩散速度。因而，意想不到地，在某些情况下，真空绝缘面板的内部空间内的压力可大于其外部环境。绝缘面板的内部空间中的超压导致所述面板的变形，该面板进而呈现隆起的形状。 [0008] 根据一个实施方式，本发明提供一种绝缘单元，包括： [0009] -芯部，由多孔的绝缘材料制成； [0010] -外部封套，由能变形的非渗透材料制成，外部封套形成密封的内部空间，绝缘单元的芯部被置于该内部空间中，当绝缘单元处于操作状态中时，所述内部空间中的压力低于绝缘单元的外部环境； [0011] -封套的破坏元件，其易于响应于封套的内部空间中的相对于绝缘单元的外部环境的超压而破坏封套，所述超压导致封套的变形，使得通过破坏元件对封套的破坏使封套的内部空间与绝缘单元的外部环境连通。 [0012] 根据该实施方式，这种绝缘单元可具有以下特征中的一个或多个。 [0013] 根据一个实施方式，破坏元件包括封套的破裂区域，破裂区域易于响应于封套的内部空间中的相对于绝缘单元的外部环境的超压而在其它区域补足(make up，弥补)封套之前破裂。 [0014] 根据一个实施方式，封套的破裂区域的厚度小于封套的远离破裂区域的厚度，破裂区域的抵抗封套的内部空间中的相对于绝缘单元的外部环境的超压的机械强度小于封套的远离破裂区域的机械强度。 [0015] 根据一个实施方式，封套具有包围芯部的多个板，所述多个板围绕绝缘单元的外周界沿焊缝部(weld seam，焊缝)焊接在一起，封套具有用于所述多个板的、形成应力集中区域的焊接部，能够响应于封套的内部空间中的相对于绝缘单元的外部环境的超压而使剥离应力集中在所述应力集中区域上，该应力集中区域包括破裂区域。 [0018] 根据一个实施方式，焊缝部具有朝向绝缘单元的内部延伸的不规则的突出部，不规则部形成所述应力集中点。 [0019] 根据一个实施方式，焊缝部的不规则部形成朝向绝缘单元的内部延伸的突出的尖端(point)，该尖端具有与焊接条的规则区段平行的平坦近端区段、以及将平坦近端区段连接于焊接条的规则区段的接合区段。 [0020] 根据一个实施方式，封套的破坏元件具有伸缩撕裂元件，伸缩撕裂元件具有锐角部(acute angle)，撕裂元件定位成使得，封套的内部空间中的相对于绝缘单元的外部环境的超压使得伸缩元件的锐角部与封套彼此接触，从而破坏封套。 [0021] 根据一个实施方式，伸缩撕裂元件定位在封套与绝缘单元的芯部之间，伸缩撕裂元件具有相对于绝缘单元的芯部静止的部分、以及相对于绝缘单元的芯部能移动的部分，封套具有第一封套部分和第二封套部分，第一封套部分被约束成与伸缩元件的能移动部分一起移动，第二封套部分刚性地连接于伸缩撕裂元件的静止部分，通过响应于封套的内部空间中的相对于绝缘单元的外部环境的超压使封套变形，第一封套部分能够使撕裂元件的能移动部分远离芯部移动，伸缩撕裂元件的能移动部分还具有锐角部，锐角部能够通过响应于超压与封套接触而撕裂封套。 [0022] 根据一个实施方式，当绝缘单元处于操作状态中时，伸缩撕裂元件的能移动部分的锐角部收放(stow)在伸缩撕裂元件的静止部分的底座中，伸缩撕裂元件的能移动部分的响应于超压的移动能够使锐角部从相关的底座移出，并且使伸缩元件的能移动部分的锐角部与封套接触。 [0023] 根据一个实施方式，伸缩元件定位在封套的内部空间外部，并且伸缩元件相对于绝缘单元的芯部静止，当绝缘单元处于操作状态中时，伸缩元件的锐角部面向封套的能变形部分，封套的能变形部分易于在响应于超压与锐角部接触时撕裂。 [0024] 根据一个实施方式，绝缘单元还包括： [0025] -闭合的外部封装件，形成容器，外部封装件的形状可与外部封套互补，外部封套被置于所述容器中，以及 [0026] -绝缘的且能压缩的包装材料，插入到外部封装件与封套之间， [0027] -撕裂元件，定位于封装件的内表面上，当绝缘单元处于操作状态中时，伸缩撕裂元件的锐角部面向封套的能变形部分，封套的能变形部分易于在响应于超压与锐角部接触时撕裂。 [0028] 根据一个实施方式，不能响应于封套的内部空间中的相对于外部环境的超压而压缩的绝缘材料在由外部封装件形成的容器中定位在封套与外部封装件的背面之间，撕裂元件定位于外部封装件的盖的内表面上。 [0029] 根据一个实施方式，绝缘单元具有缆线，缆线的第一末端在第一锚固点处锚固于封套，缆线沿封套的外表面延伸，所述外表面在绝缘单元处于操作状态中时具有平坦表面、并且在封套的内部空间处于超压状态中时具有隆起的凸出表面，所述隆起在缆线上施加张紧，缆线的所述张紧能够致动封套的破坏元件。 [0030] 根据一个实施方式，缆线的第二末端锚固于封套的破裂区域，使得缆线的张紧在封套的破裂区域上施加牵引力，当牵引力通过缆线的张紧而施加时，破裂区域易于在封套的其它区域之前破裂。 [0031] 根据一个实施方式，封套的破坏元件包括具有锐角部的伸缩撕裂元件，缆线的第二末端锚固于封套，缆线具有与伸缩撕裂元件接合的部分，使得缆线的张紧在伸缩撕裂元件上施加推力，该推力能够使得所述伸缩撕裂元件的锐角部与封套接触。 [0032] 根据一个实施方式，缆线的第二末端锚固于封套的具有锐角部的破坏元件，缆线的响应于封套中的超压的张紧在撕裂元件上施加牵引力，该牵引力能够使伸缩撕裂元件的锐角部与封套接触。 [0033] 根据一个实施方式，本发明还提供一种布置在负荷承载结构中的密封的且绝缘的罐，该罐包括具有多个绝缘箱的绝缘阻挡部，绝缘箱形成用于根据本发明的绝缘单元封套的容器。 [0034] 这种罐可以是例如用于储存LNG的陆上储存设施的一部分，或者可安装在沿海的或深水的浮式结构上，所述浮式结构尤其地可为液化天然气运输船、浮式储存再气化单元(FSRU)、浮式生产储存卸货(FPSO)单元。 [0035] 根据一个实施方式，一种用于输送冷液体产品的船具有双层船体以及布置在双层船体中的上述的罐。 [0036] 根据一个实施方式，本发明还提供一种用于对这种船装货或从这种船卸货的方法，其中，冷液体产品通过绝缘管从陆上或浮式储存设施输送到该船上的罐、或者从该船上的罐输送到陆上或浮式储存设施。 [0037] 根据一个实施方式，本发明还提供一种用于冷液体产品的传送系统，该系统包括：上述的船；绝缘管，绝缘管布置成将安装在船的船体中的罐连接到陆上或浮式储存设施；以及泵，用于驱动冷液体产品通过绝缘管从陆上或浮式储存设施流动到该船上的罐、或者从该船上的罐流动到陆上或浮式储存设施。 [0038] 本发明的核心的构思之一是：在包围芯部的封套的磨损或故障的情形下，能够实现在绝缘单元中观察到的超压的排出。 [0039] 本发明的某些方向是基于这样的构思：破坏封套，以便能够实现容纳于封套中的气体的排出。本发明的核心的构思之一是：在绝缘面板的内部空间中相对于绝缘面板的外部环境出现超压的情形下，防止或至少限制绝缘面板的变形。通过防止面板的变形，根据本发明的装置防止了对包围故障面板的元件造成的破坏，该破坏由所述面板压在周围元件上而造成。本发明的核心的构思之一是：在超压的情形下破坏面板，以释放被困在面板的内部空间内的气体。这种破坏的面板不再易于在维修工作期间爆炸、或不再易于在存在维修工作时释放面板的内容物。 [0040] 本发明的某些方面是基于这样的构思：通过在给定的区域中撕裂、穿刺、剪切、或者甚至撕破封套来破坏封套。本发明的核心的构思之一是：确保仅在内部空间中出现超压的情形下破坏封套。本发明的一个方面基于预测封套被撕裂的最小超压阈值的存在。附图说明 [0041] 参考附图，在下文仅作为非限制性实例给出的本发明的几个具体实施方式的详细说明中，本发明连同本发明的附加的目标、细节、特征和优点得到进一步解释。 [0042] -图1A是真空绝缘面板的截面，其中具有封套的上板的放大细节、以及封套的下板的放大细节， [0043] -图1B是如图1A所示的绝缘面板的截面，其中，内部空间中的压力大于其外部环境， [0044] -图2A至2C是真空绝缘面板(诸如图1A中示出的真空绝缘面板)中的根据本发明的变型实施方式的焊接条的顶视图， [0045] -图3A和3B是根据本发明的伸缩撕裂元件的一示例性实施方式的顶视图，[0046] -图3C和3D是绝缘面板(诸如分别在图1A和1B中示出的绝缘面板)的部分截面，其接合有图3A或3B中的伸缩撕裂元件， [0047] -图4A是图3A和3B中的伸缩撕裂元件的一变型实施方式的顶视图，[0048] -图4B和4C是绝缘面板(诸如分别在图1A和1B中示出的绝缘面板)的部分截面，其接合有图4A中的伸缩撕裂元件， [0049] -图5A和5B是绝缘面板(诸如分别在图1A和1B中示出的绝缘面板)的一变型实施方式的截面，其被构建在箱中， [0050] -图6A和6B是绝缘面板(诸如分别在图1A和1B中示出的绝缘面板)的另一变型实施方式的截面，其包括伸缩撕裂元件， [0051] -图7是图1A中的绝缘面板的一实施方式的部分截面，其包括安全阀，[0052] -图8A和8B是图1A中的绝缘面板的一实施方式的部分截面，其包括位于封套上的伸缩撕裂元件， [0053] -图8C是绝缘面板(诸如图1B中的绝缘面板)的部分截面，其包括图8A中的撕裂元件， [0054] -图9A和9B是面板(诸如分别在图1A和1B中的面板)的纵向截面，其包括鱼叉件(harpoon)， [0055] -图9C是根据一变型实施方式的图9A中的绝缘面板的部分横向截面，[0056] -图10A和10B分别是真空绝缘面板的部分截面和部分顶视图，其中能变形的刚性封套接合有破裂区域， [0057] -图11A和11B是绝缘面板(诸如分别在图5A和5B中示出的绝缘面板)的变型实施方式的截面，其被构建在一变型箱中。 具体实施方式[0058] 图1A示出了真空绝缘面板的截面，其中具有封套的上板4A的放大细节、以及封套的下板4B的放大细节。 [0059] 绝缘面板1具有由封套3包围的芯部2，所述封套围绕芯部2密封。芯部2由多孔材料制成，多孔材料的孔隙度具有大于90％的容积率，并且腔体的平均尺寸理想地小于100μm。芯部2被压缩为形成矩形平行六面体(rectangular parallelepiped，长方体)形状的部分。 该压缩首先确保了芯部2足够刚性以便处理，其次使得芯部2一旦放置于真空下能够经受大气压力。例如，芯部2由具有乳浊剂的硅粉、和/或由载有粘合剂颗粒的合成纤维或天然纤维制成。 [0060] 封套3由仅气体能透过的密封材料制成。封套3由两个多层板4制成，所述板具有大约100μm的厚度。第一板4A定位成抵靠芯部2的上表面5。第二板4B沿芯部2的下表面6定位，所述下表面6是芯部2的与上表面5相对的表面。板4的尺寸形成为使得它们可围绕芯部2的周界接合，每个板4的尺寸大于其定位在上的表面的尺寸。每个板4均包括由例如线性低密度聚乙烯(LLDPE)的塑料形成的焊接层7。两个板4通过将其焊接层7熔合在一起而焊接在一起，该熔合形成了焊接条8。这种焊接使用本领域技术人员已知的任何方法(例如超声方法或热压)来完成。焊接条8围绕芯部2的整个周界形成，然后两个板4A和4B共同地限定具有用于容纳芯部2的内部空间9的封套3。封套3的密封使得可以真空包装芯部，例如在绝缘面板1的使用年限的最初，以10-1mbar的绝对压力。为了将芯部2放置在真空下，在真空钟罩中执行最后的密封。 [0061] 在未示出的一变型中，面板的芯部由插入到封套中的硅粉制成，所述封套具有形成用于硅粉的容器的预密封的三侧。对封套的最后一侧进行焊接、接着对内部空间抽真空使得面板1刚性化。此外，面板的芯部可使用多种绝缘材料(诸如非结合的合成纤维或天然纤维以及具有多孔材料的粉末)制成，并且具有更低的刚度。此外，在未示出的一变型中，两个板4A和4B之间的焊接部并非围绕芯部的周界形成。此外，芯部还可仅由独自地覆盖整个芯部的单个折叠板包围。 [0062] 根据第一变型，在上板4A的放大图像中示出，除了焊接层7之外，板4A还具有三个金属板10，所述三个金属板例如由50nm铝制成、插入到三个塑料层11之间，所述三个塑料层例如为12μm聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。该第一变型提供了非常低的扩散速率，在10mm面板1的整个使用年限中，扩散速率为每年大约2mbar。 [0063] 在第二变型中，在下板4B的放大部中所示，下板4B包括： [0064] -定位在焊接层7上的第一50nm铝金属层12， [0065] -定位在第一金属层12上的第一12μm PET塑料层13， [0066] -定位在第一塑料层13上的第二6μm铝金属层14， [0067] -定位在第二金属层14上的第二25μm PET塑料层15。该第二PET层15形成板4B的外表面，通常地，板4B的该表面与面板1的外部环境16接触。 [0068] 该第二变型提供了非常低的扩散速率，对于10mm厚的面板1来说，扩散速率为每年大约0.2mbar，但是它确实涉及热桥的存在。 [0069] 在绝缘面板1的一定使用期之后，内部空间9中的真空易于消失，外部环境16中的气体逐渐地渗入内部空间9。因为封套3具有非常低的扩散速率，所述气体极其缓慢地且逐渐地渗入内部空间9。同样地，封套的该低扩散速率阻止了容纳于内部空间9中的任何气体快速地释放。因此，如果外部环境16的压力和/或温度快速地改变，则已经渗入内部空间9的任何气体不能足够快速地释放以实现内部空间9中的压降，该压降与由外部环境16作用在面板1上的压降匹配。被困的气体于是导致内部空间9中的压力快速地超过其外部环境16中的压力。该超压于是在板4上施加力，板在其作用下隆起，如图1B所示的。 [0070] 面板1的变形导致空间问题，处于该隆起状态中的面板1比当它处于真空状态时显著地占用更多的空间。面板1的变形还对位于变形面板1附近的任何人造成危险，原因在于封套3的爆炸(例如在维修工作期间)可一下子释放容纳于内部空间9中的所有气体。如果容纳于内部空间9中的气体例如是爆炸气体(诸如天然气)，则此爆炸更危险。 [0071] 图2A到2C是真空绝缘面板(诸如图1A中示出的真空绝缘面板)的根据本发明的变型实施方式的焊接条的顶视图。 [0072] 焊接条8通过机器形成，这确保了焊接条8围绕面板1的芯部2的整个周界是笔直的且规则的。为了获得具有完美的平行六面体形状的面板，而不显现焊接条8，一旦面板1已放置于真空下，突出到芯部2的周界以外的侧条沿芯部2折叠。在图2A到2C中使用虚线示出了这些侧条的折叠区域。 [0073] 在图2A中示出的第一实施方式中，焊接条8A具有朝向面板1的内部定向的尖的突出区域17。在内部空间9中出现超压的情形下，除了突出到内部空间9中的突出区域17之外，焊接条8A具有均匀的剥离前部。通常，突出区域17的近端末端18形成剥离应力的集中点。在此近端末端18处由超压施加的力显著地高于在焊接条8A的剥离前部的剩余部分上由超压施加的力。通常，近端末端(proximal extremity)18的抵抗超压的机械强度显著地低于焊接条8A的剩余部分的机械强度。因此，在内部空间9中存在超压的情况下，近端末端18上的力的集中导致突出区域17的撕裂。突出区域17的该撕裂代表了封套3的损坏，使得内部空间9和外部环境16连通，从而释放被困在内部空间9中的气体、并且防止了面板1的变形。 [0074] 在图2B中示出的变型实施方式中，尖的突出部分17的近端末端18被切断。通常，该突出部分是截锥形的，即，突出部分的近端侧19是平坦的、并且平行于突出部分由此延伸的焊接条8B，相对于焊接条8B并相对于近端侧19倾斜的接合区段101将焊接条8B和近端侧19相连接。改变近端侧19的长度20使得可限定最小撕裂阈值。最小撕裂阈值是施加于突出部分17以在突出部分17处撕裂封套3的最小剥离力。通常，近端侧19越长，分布在近端侧19上的剥离力越大，从而增大了撕裂封套3所需的剥离力。因而，用来产生能撕裂突出部分17(诸如图2B中示出的突出部分)的剥离力所需的超压显著地高于用于撕裂突出部分17(诸如图2A中示出的突出部分)所需的超压。 [0075] 通过示例的方式，在1.2m长且0.15m宽的面板1的情况下，在恒定的内部体积下，15mbar的内部超压可导致252N的总应力。在没有突出部分17的情况下，该应力围绕面板的整个周界常规地分布。突出部分17设置在面板1的长边缘的中部中，使得可将所有应力集中在那个边缘上。因此，3mm长的近端侧19导致80N/mm的应力集中。 [0076] 在图2C中示出的第三实施方式中，焊接条8C传统地形成，即，它以规则的厚度包围芯部2的整个周界。除了焊接条8C之外，还形成有附加点焊部21。该附加点焊部21位于焊接条8C与芯部2之间。在内部空间9中存在超压的情况下，附加点焊部21是应力的集中点。实际上，当内部空间9中出现超压时，甚至在向焊接条8C施加剥离力之前，向附加点焊部21施加剥离力。该力的集中导致封套3响应于内部空间9中的超压的出现而在附加点焊部21处撕裂。 [0077] 附加点焊部21是三角形的。该附加点焊部21的近端侧22平行于焊接条8C的最靠近附加点焊部21的区段23。该近端侧22是附加点焊部21的最远离焊接条8C的区段23的一侧。如同图2B中的突出部分17的近端侧19，附加点焊部21的近端侧22限定与最小压力相对应的撕裂阈值，超出该撕裂阈值附加点焊部21撕裂。附加点焊部21越靠近焊接条8C变窄促使一旦达到撕裂阈值则撕裂，从而确保了封套3的撕裂能够使内部空间9与面板1的外部环境16连通。 [0078] 图2A、2B和2C中示出的实施方式是完全相容的，并且可围绕面板1的芯部2的整个周界形成一系列这样的突出部分17和/或这样的附加点焊部21。同样地，在未示出的一改进中，刚性板可胶合于面板的表面。因而，由内部压力产生的力充分地传递到VIP的整个周界，并且因此，如果焊接条位于周界上，该力充分地传递到附加点焊接或传递到焊接条中的不规则部。 [0079] 图3A和3B是伸缩撕裂元件的一示例性实施方式的顶视图。 [0080] 在此实施方式中，面板1包括伸缩撕裂元件24。撕裂元件24是盘形的，并且具有第一部分24A和第二部分24B，所述第二部分成形为与第一部分24A匹配。两个部分24A和24B通过附接点25连接在一起。这些附接点25是具有有限的机械强度的薄弱区域。在第一部分24A与第二部分24B之间存在剪切力或牵引力的情况下，附接点25破裂，并且撕裂元件24的两个部分24A和24B相对于彼此自由地移动。通常，第一部分24A和第二部分24B被预先切割，以促使彼此分离。 [0081] 图3C和3D是绝缘面板(诸如分别在图1A和1B中示出的绝缘面板)的部分截面，其接合有图3A或3B中的伸缩撕裂元件。 [0082] 撕裂元件24在面板1中安装在封套3和芯部2之间。封套3焊接于撕裂元件24的整个上表面26。封套3的第一区段3A焊接于第一部分24A的表面26A。封套3的第二区段3B焊接于第二部分24B的上表面26B。撕裂元件24由例如LLDPE的塑料制成，以使焊接部能够形成在封套3的板4的焊接层7与撕裂元件24的上表面26之间。在面板1已放置在真空下之后，在封套3与撕裂元件24之间形成该焊接部。 [0083] 撕裂元件24的第一部分24A相对于面板1的芯部2保持静止。第二部分24B没有直接连接于面板1的芯部2。第一部分24A使用保持元件27附接于芯部2，保持元件放置在封套3与芯部2之间、且位于芯部的与其上定位有撕裂元件24的表面相对的表面上。撕裂元件24的第一部分24A和保持元件27通过穿过芯部2的返回线(return wire)28而连接。返回线28的第一末端29锚固于撕裂元件24的第一部分24A。返回线28的第二末端30锚固于保持元件27。返回线28可以是穿过贯穿芯部2的孔的柔软线并且在芯部2的压缩之后形成，或者返回线可以是在芯部2被压缩之前插入到芯部中的刚性的或半刚性的线。 [0084] 在未示出的一实施方式中，保持元件还可以是第二伸缩撕裂元件，返回线锚固于该第二伸缩撕裂元件的中央部分。同样地，该伸缩撕裂元件的第一部分可通过本领域技术人员已知的能够经受施加于面板上的力的任何手段(螺纹连接、胶合等)而保持抵靠芯部。封套与如上所述的伸缩撕裂元件的上表面之间的连接还能通过使用传统的或热熔的粘接剂进行胶合来实现。 [0085] 当面板1正放置于真空下时，撕裂元件24通过封套3保持为完全抵靠面板1的芯部2。如果超压出现在内部空间9中，封套3在超压的作用下变形。因为撕裂元件24的第二部分 24B焊接于封套3的区段3B、而不直接连接于面板1的芯部2，所以封套3的变形在撕裂元件24的第二部分24B上施加牵引力。撕裂元件24的第一部分24A通过返回线28而抵靠面板1的芯部2保持静止。因此，撕裂元件24经受撕裂元件的第一部分24A与第二部分24B之间的剪切。 此剪切使连接撕裂元件24的第一部分24A和第二部分24B的附接点25破裂。因为撕裂元件24的第二部分24B不再通过附接点25保持抵靠芯部2，所以封套3的变形使第二部分24B远离芯部2、并且远离撕裂元件24的第一部分24A移动。附接点25的存在、以及附接点的抵抗剪切的机械强度的选择确保了，第二部分24B仅在存在给定的剪切力的情况下与撕裂元件24的第一部分24A分离，从而如果第二部分24B并非由于封套3的变形而移动(例如如果面板1被简单地处理)，则避免了第二部分的移动的所有风险。 [0086] 因为封套3焊接于第一部分24A和第二部分24B两者，所以封套3的接合区域3C(该接合区域将封套的区域3A接合于封套的区域3B)通过撕裂元件24的两个部分24A和24B的相对运动而张紧。焊接区域3C未焊接于撕裂元件24的第一部分24A或第二部分24B。区域3C在张紧的作用下撕裂。 [0087] 第一部分24A(见图3A)或第二部分24B(见图3B)具有至少一个锐角部31。撕裂元件24的第二部分24B的移动导致锐角部31与封套3的区域3C之间的接触。与施加于所述接合区域3C上的张紧有关的封套的接合区域3C与锐角部31之间的接触促使封套3的撕裂。封套3的该撕裂使内部空间9和绝缘面板1的外部环境16连通，从而释放容纳于内部空间9中的气体。 [0088] 图4A是图3A和3B中的伸缩撕裂元件的一变型实施方式的顶视图。 [0089] 在这个实施方式中，撕裂元件24的第一部分24A是圆形的，并且具有由周界部分33包围的中央部分32。第一部分24A具有底座34，该底座从中央部分32沿径向延伸至位于周界部分33的外部侧面36上的开口35。这些底座34的宽度形成为使得，当面板1处于真空下时，封套3未显著地穿透底座34，封套3至多具有与底座34平齐的微小凹槽。封套3的区段3A焊接于撕裂元件24的第一部分24A的中央部分32。 [0090] 撕裂元件24的第二部分24B是圆形的。第二部分24B具有中央通孔37，该中央通孔的形状形成为与撕裂元件24的第一部分24A的外部形状匹配。第二部分24B具有突出到中央通孔37中的撕裂条38。这些撕裂条38的形状形成为与撕裂元件24的第一部分24A的底座34匹配。封套3的区域3B焊接于撕裂元件24的第二部分24B的焊接环39。第二部分24A的焊接环39定位成远离中央通孔37。接合区域3C覆盖撕裂元件24的第二部分24A的将焊接部分39与中央通孔37分开的区域40。封套3的接合区域3C还覆盖撕裂元件24的第一部分24A的周界部分33。 [0091] 图4B和4C是绝缘面板(诸如分别在图1A和1B中示出的绝缘面板)的部分截面，其接合有图4A中的伸缩撕裂元件。 [0092] 如同在图3A到3C中示出的实施方式中，撕裂元件24插入到封套3与芯部2之间。撕裂元件24的第一部分24A通过返回线28相对于芯部保持静止。同样地，撕裂元件24的第二部分24B未连接于芯部2。 [0093] 伸缩撕裂元件的第一部分24A的中央部分32比第一部分24A的周界部分33厚。同样地，第二部分24B的焊接环39比第二部分的由封套3的区段3C覆盖的区段40厚。因而，第二部分24B的区段40和第一部分24A的周界部分33形成凹入区域，该凹入区域为封套3提供更多空间来围绕区段3C隆起。根据变型，区段3C可具有不同的长度，以改变封套的间隙范围。 [0094] 条38的高度小于第一部分24A的厚度。每个条38具有近端末端41、穿孔尖端42(perforating point)或锐利刀刃43。在图4B中示出的面板1的操作状态中(即，处于真空下)，封套3保持紧紧地抵靠芯部2，并且条38被置于撕裂元件24的第一部分24A的底座34中。通常，条38和尖端42和刀刃43通过撕裂元件24的第一部分24A而缩回。 [0095] 在内部空间9中存在超压的情况下(在图4C中示出的)，撕裂元件的第二部分24B通过封套3的变形而移动。撕裂元件24的第二部分24B的条38也远离芯部2移动。通过远离芯部2移动，条38从底座34移出。更具体地，尖端42和刀刃43在第一部分24A的中央部分32的上表面处从底座34移出。带38的尖端42和刀刃43与封套3接触并撕裂封套。封套的撕裂使内部空间9和绝缘面板1的外部环境16连通，从而释放被困在内部空间中的气体。 [0096] 图5A和5B是绝缘面板(诸如分别在图1A和1B中示出的绝缘面板)的变型实施方式的截面，其被构建在箱中。 [0097] 图5A和5B中示出的变型示出了这种类型的绝缘单元，即，其被用来在液化天然气运输船罐中形成绝缘隔膜。这种绝缘单元包括箱44，该箱形成用于封套3的容器。箱44具有总体为平行六面体的形状，并且包括背面45、侧壁46和盖47。箱44由复合材料或夹板制成。 [0098] 盖47的内表面48具有突出到箱44中的至少一个刀刃49。包装层50围绕封套3的整个周界设置在封套3与箱44的壁之间。该层50由可压缩的绝缘材料(例如纤维素绝缘材料或矿物棉)制成。层50的厚度形成为使得，当面板1处于操作状态中时，如图5A中所示的，一个或多个刀刃49不与封套3接触。刀刃49可用尖端、钩或任何其它穿刺元件代替。 [0099] 在内部空间9中存在超压的情况下，如图5B中所示的，封套3的变形改变了箱44中的由封套3占据的空间。箱中的由封套3占据的空间的这种改变首先导致了层50的压缩、其次导致了封套3与布置在盖47的内表面48上的刀刃49之间的接触。封套3与刀刃49之间的这种接触导致了封套3的撕裂、以及容纳于内部空间9中的气体的释放。 [0100] 图11A和11B是绝缘面板(诸如分别在图5A和5B中示出的绝缘面板)的一变型实施方式的截面，其被构建在一变型箱中。 [0101] 在图11A和11B示出的变型中，箱44具有刚性的绝缘材料层102，该绝缘材料层位于面板1的下表面80与箱44的背面45之间。面板1的上表面84和箱44的盖47的内表面48通过可压缩的绝缘层50(例如玻璃棉或纤维素绝缘材料)而分开。此刚性的绝缘层例如是具有30kg/m3的密度的聚氨酯泡沫体。典型地，刚性材料是这样的材料，即，当封套3变形时，其未被压缩。在这种变型中，对于30cm高的箱来说，面板1例如是2-3cm厚，使得面板1仅占据由箱 44形成的底座的大约10％。 [0102] 图11A示出了这样的箱44，其在面板的操作状态中容纳面板1。图11B示出了这样的箱44，在该箱中，面板1的内部空间9内的压力大于外部环境16。与绝缘层50不同，刚性的绝缘层102未被超压压缩。包围面板1的绝缘层之间的刚度的差异导致封套3更容易通过压缩绝缘层50而在箱的盖47的方向上变形。封套3朝向箱44的盖47的该变形使封套与位于盖47的内表面48上的刀刃49接触，该接触导致封套3的撕裂、以及容纳于内部空间9中的气体的释放。 [0103] 在未示出的一实施方式中，面板1从箱44的侧面46移除，绝缘层50还位于箱的侧面46与面板1之间。此实施方式为面板1在箱44内提供一些间隙，从而在面板1的内部空间9中存在超压的情形下，促进了面板的插入，而未显著地减少或阻止面板1的上表面84的变形。 [0104] 图6A和6B是绝缘面板(诸如分别在图1A和1B中示出的绝缘面板)的另一变型实施方式的截面，其包括伸缩撕裂元件。 [0105] 在图6A和6B示出的变型中，两个插入件51沿芯部2的上表面5的相对侧附接于芯部2。板52附接于封套3的覆盖插入件51的上表面53的区段3D。板52由使板能够焊接于封套的材料(例如LLDPE)制成。板52的面向封套3的区段3E的内表面54具有面向封套3的区段3E的一系列尖端55。 [0106] 板52附接于封套的区段3D确保了，在板52与封套3的区段3E(该区段在两个插入件51之间覆盖芯部2)之间存在一空间。 [0107] 在图6A中示出的操作状态中，封套3的区段3E通过内部空间9中的凹陷部而保持抵靠芯部2。因此，封套3的区段3E被保持在至少等于这一系列尖端55的插入件51的厚度的距离处。 [0108] 如图6B中所示，在内部空间9中存在超压的情形下，封套的区段3E的变形闭合了使封套与板52的内表面54分开的空间。封套的区段3E与这一系列尖端55接触并撕裂，从而释放容纳于内部空间9中的气体。 [0109] 图7是图1A中的绝缘面板的实施方式的部分截面，其包括安全阀。 [0110] 图7中示出的实施方式包括安全阀56。此阀56是焊接于或胶合于封套3的伸缩元件。安全阀56具有由例如LLDPE的塑料制成的结构57，使得安全阀通过焊接或胶合而结合于封套3中。结构57还可由金属制成，以使得能够通过胶合而结合于封套中。 [0111] 阀56的结构57包括周界壁58，该周界壁从结构57的外表面59朝向外部环境16突出。格栅60安装于周界壁58的远端61上，所述远端61相对于周界壁58与结构57相对。 [0112] 阀56的圆形中央部分62由这样的材料制成，即，该材料具有优于封套3的变形特性的变形特性。此中央部分62附接于结构的下表面，以便当面板1处于操作状态中时闭合结构的圆形中央孔口、并且确保封套3的密封。在该布置中，中央部分62由结构57包围。格栅60面向圆形中央部分62。穿刺尖端63安装在格栅60的与中央部分62相对的下表面64上。 [0113] 在内部空间9中存在超压的情形下，在封套3变形之前，阀56的中央部分62变形。中央部分62于是具有凸出的形状，如在图7中由虚线示出的。中央部分62的变形使该中央部分与尖端63接触。尖端63与中央部分62之间的接触导致所述中央部分62的撕裂，使得内部空间9与面板1的外部环境16接触。中央部分62的穿刺释放了容纳于内部空间9中的气体。 [0114] 在未示出的一变型中，安全阀可包括中央部分，该中央部分具有比封套的机械强度差的机械强度特性，在这种情况下，由于超压产生的封套的变形可导致中央部分撕裂。 [0115] 图8A和8B是图1A中的绝缘面板的一实施方式的部分截面，其包括位于封套上的伸缩撕裂元件。 [0116] 图8A中示出的变型实施方式包括由塑料或金属制成的隔室65。此隔室65通过焊接或胶合于封套3而附接。隔室65包括具有中央孔口67的背面66。周界壁68包围背面66。背面66和壁68共同地限定底座，以含有平头钉(tack，图钉)69。此平头钉69具有平坦头部70，该平坦头部的形状形成为与底座的形状匹配，隔室65引导平头钉69的移动。平头钉69的下末端71形成面向背面66的孔口67的尖端。尖端71的直径小于孔口67的直径，使得尖端71能通过孔口67。定位在背面66与平头钉69的头部70之间的复位弹簧72在平头钉69上施加推力，在没有足够的相反力的情况下，保持平头钉69远离背面66。 [0117] 隔室65的壁68具有两个贯通沟槽73。这些沟槽73从壁68的远端末端74延伸到背面66。这些沟槽73在壁68中沿直径彼此相对，并且典型地，沟槽73彼此面对。 [0118] 缆线75在封套3的两个末端处锚固于封套。缆线75的中央区域76通过隔室65的两个沟槽73。在该两个沟槽73之间，中央区域76接合在平头钉69的头部70的上表面77上，头部70的上表面77与头部70的被复位弹簧72挤压的表面相对。为了确保中央区域76保持在沟槽 73中，缆线75锚固于封套3，使得其被预加应力而抵靠平头钉69的头部70，这种预加应力未在平头钉69上施加足够的力以对抗复位弹簧72。在未示出的一变型中，盖可安装在隔室65上，首先确保了平头钉69保持在隔室65中，并且其次确保了中央区域76保持在沟槽73中。 [0119] 图8B示出了图8A中的实施方式的改进，在该改进中，存在用于缆线75的导向位置78。这些导向位置78在隔室65与封套3之间的焊接部处位于封套3上。尤其地，这些导向位置 78例如是滑轮或引导环。这种导向位置78限制了当面板正被处理时缆线75被绊住的风险，并且因此限制了在平头钉69上无意识地施加力(该力使平头钉朝向封套3移动)的风险。 [0120] 图8C是绝缘面板(诸如图1B中的绝缘面板)的部分截面，其包括图8A中的撕裂元件。 [0121] 在内部空间9中存在超压的情形下，封套3变形，并且形成凸出的表面。封套3的弯曲导致缆线75遵循在张紧的情况下放置缆线时的路线。缆线75的此张紧对中央区域76产生冲击，该冲击对平头钉69的头70施加与弹簧72的保持力相反的力。由头70上的中央区域76施加的力将平头钉69的尖端71朝向隔室65的背面中的孔口推动。通过穿过隔室65的背面66中的孔口67，平头钉69的尖端刺穿封套3，并且使得内部空间9与面板1的外部环境16接触，从而释放容纳于内部空间9中的气体。 [0122] 图9A和9B是面板(诸如分别在图1A和1B中示出的面板)的纵向截面，其包括鱼叉件。 [0123] 图9A中的实施方式示出了图8中示出的实施方式的一变型。仅是缆线75的第一末端79锚固于封套3。缆线75的第一末端79在面板1的下表面80的周界处锚固于封套3。鱼叉件81安装在缆线75的第二末端82上。用于鱼叉件81的底座83在面板1的与下表面80相对的上表面84上锚固于封套3。底座83靠近于面板1的与第一末端79的锚固点相同的侧面85附接于封套3。底座83定向为朝向封套3，并且具有靠近封套3的开口100。缆线75包围面板1，并且沿面板1的下表面80、面板1的与面板1的侧面85相对的一个侧面86、然后面板1的上表面84延伸。缆线75的围绕面板1的周界的该路径确保了，在封套3变形的情形下，对缆线75施加张紧。 [0124] 在图9A中示出的面板1的操作状态中，鱼叉件81被置于底座83中。鱼叉件81定位在底座83内，从而尖端87朝向封套3定向。 [0125] 如图9B所示，在内部空间9中的压力增加的情形下，封套3的变形在缆线75上施加张紧。缆线75的该张紧导致在鱼叉件81上产生牵引力，鱼叉件从底座83中拉出。底座83的定向以及鱼叉件81在底座83中的定向使得，当牵引力使鱼叉件81从底座83移出时，使鱼叉件81的尖端87与封套3接触。尖端87与封套3之间的该接触撕裂封套3，使得内部空间9与面板1的外部环境16接触。 [0126] 图9C是根据一变型实施方式的图9A中的绝缘面板的部分横向截面。 [0127] 在该变型中，鱼叉件81的套管88具有通孔89。底座83具有与孔口89相对应的通孔90。当鱼叉件81被置于底座83中时，套管88的孔口89与底座的通孔90彼此面对。销91于是同时插入孔口89和通孔90中，以阻止鱼叉件81在底座83中的移动。当处理面板1时，这种销91提供了附加安全性，阻止了鱼叉件81从底座83移出并意外地损坏面板1。为了激活该装置，一旦面板1被安装，则销91被简单地移除。 [0128] 在未示出的一实施方式中，缆线的一个末端可锚固于封套的薄弱区域，缆线的张紧在该薄弱区域上施加牵引力，该牵引力能撕裂封套。同样地，如图9C中所示的销系统可安装在图8中描述的平头钉上。 [0129] 图10A和10B分别是真空绝缘面板的部分截面和部分顶视图，其中能变形的刚性封套结合有破裂区域。在该实施方式中，面板1的封套以能变形的但不易曲折的刚性聚合物外壳92的形式制造。外壳92具有破裂区域93，该破裂区域的厚度94小于外壳92的远离破裂区域93的厚度95。破裂区域93是圆形的，并且具有破裂起始缝96，该破裂起始缝从破裂区域93的中央97径向地延伸。安全格栅98安装在外壳92的内表面99上、与破裂区域93平齐。与缝96的存在相关联的破裂区域93的厚度94削弱了围绕破裂区域93的外壳92的机械强度。 [0130] 当面板1放置在真空下时，安全格栅98通过加强面板而防止了破裂区域93的任何意外破裂。 [0131] 相反地，在内部空间9中存在超压的情形下，安全格栅98未加强破裂区域93，该破裂区域由于其减小的机械强度而在超压的作用下容易破裂。破裂区域93的破裂使得内部空间9与面板1的外部环境16接触，从而释放容纳于封套3中的气体。 [0132] 如上所述的用于制造绝缘单元的技术可用于不同类型的绝缘结构(例如罐)，尤其地，例如以形成陆上设施中的或浮式结构(诸如液化天然气运输船)中的LNG罐的主密封隔膜和/或次密封隔膜。 [0133] 虽然已针对多个具体实施例对本发明进行了描述，但是显然，本发明不限于这些，并且如果所描述的装置及它们的组合的所有技术等同物落在本发明的范围内，则本发明包括这些等同物。 [0134] 除了权利要求中提到的元件或步骤之外，词语“包括(comprise)”或“包含(include)”包括它们的变形的使用不排除其它元件或步骤的存在。除非另有说明，否则用于元件或步骤的不定冠词“一(a)”或“一个(one)”的使用不排除存在多个这种元件或步骤的存在。 [0135] 在权利要求书中，括号中的任何参考符号不应被解释成构成对权利要求的限制。 |
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