ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1999 года по МПК F16L59/06 

Изобретение относится к области теплоизолирования в энергетике и может быть использовано в других областях техники, например, машиностроении, строительстве, холодильной технике и т.д.

Затраты на тепловую изоляцию составляют значительную часть стоимости сооружаемых объектов. Правильный выбор изоляционных конструкций для заданных условий работы, долговечность и надежность их, а также технико-экономические показатели изоляции оказывают большое влияние на общую эффективность изолируемых машин и аппаратов.

Одним из эффективных видов тепловой изоляции является экранная изоляция, которая обладает высокими теплозащитными свойствами, малым объемным весом, негигроскопичностью, постоянством объема, применяемостью для высоких и низких температур, экономичностью. Она может применяться как в стационарных, так и в нестационарных установках.

Известно слоистое покрытие для теплоизоляции изделия, состоящее из последовательно расположенных от наружной поверхности к внутренней: изоляционного слоя на основе невоспламеняющихся битумных составов, слоя полотна из стекловолокна, например, синтетических или натуральных, слоя из полиэфирной пленки, находящейся между слоями алюминиевой фольги /FP, заявка N 2645943, F 16 59/14, 57/00, B 32 B 11/02, 1990 г./.

Недостатком указанного технического решения является невозможность его применения для изоляции поверхностей, имеющих температуры свыше 150^oC.

Известна многоэкранная теплоизоляция, состоящая из пакета совместно намотанных по спирали на оправку из непрерывной ленты экранов с дистанционирующими выступами и гладких экранов /Авт. свид. СССР N 1465673, F 16 59/08, 1989 г./.

Недостатком указанной теплоизоляции является наличие температурных мостиков /выступов/ с высоким коэффициентом теплопроводности, что значительно снижает эффективность теплоизоляции. Кроме того данную теплоизоляцию невозможно использовать для изоляции поверхностей, имеющих сложную кривизну, и она имеет большую массу.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является теплозащитное покрытие, содержащее чередующиеся слои прокладочного и экранного материалов, верхний защитный слой и опорные элементы для закрепления верхнего защитного слоя /Авт. свид. СССР N 1536156, F 16 59/06, 1988 г./.

Недостатком указанного технического решения является невозможность использования его для теплоизоляции высокотемпературных поверхностей и поверхностей сложной геометрической формы. Кроме того требуются значительные трудозатраты при теплоизоляции, например, трубопроводов.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, - расширение эксплуатационных возможностей за счет использования предлагаемой конструкции для теплоизоляции высоко- и низкотемпературных поверхностей, поверхностей любой степени сложности, а также снижение трудозатрат при монтаже теплоизоляции.

Для решения поставленной технической задачи предлагается теплоизоляционный мат, выполненный в виде многослойной системы, состоящей из слоев экранов, разделенных прокладочным материалом, с внешним защитным слоем.

При теплоизоляции высокотемпературной поверхности /выше 250-300^oC/ экраны, в порядке расположения от изолируемой поверхности, выполнены из материала с высокой отражательной и низкой поглощательной способностью, например, из фольги полированной нержавеющей стали. Количество экранов выбрано с тем расчетом, чтобы обеспечить снижение температуры до 250-300^oC, т.е. зависит от температуры изолируемой поверхности. Следующие слои экранов выполнены также из материала с высокой отражательной и низкой поглощательной способностью, например, из фольги полированного сплава алюминия. Расстояние между соседними экранами не превышает 1 мм. Прокладочный материал выполнен в виде сетки, размеры ячеек которой в зависимости от сложности кривизны поверхности, составляют 25 • 25 - 25 • 25 мм. Концы внешнего защитного слоя и прокладочного материала выведены в зону шва.

Толщина экранов составляет 0,05 - 0,2 мм в зависимости от формы изолируемой поверхности.

Сетка выполнена из термостойкого материала, не содержащего летучих веществ.

Теплоизоляционный мат выполнен гибким.

Внешний зашитый слой, контактирующий с изолируемой поверхностью (t > 400^oC), выполнен, например, из муллитокремнеземистого прошивного волокна, предварительно термообработанного.

Теплоизоляционный мат по II-му варианту изобретения выполнен в виде многослойной системы, составленной из слоев экранов, разделенных прокладочным материалом, с внешним защитным слоем, отличающийся тем, что при теплоизоляции поверхностей с температурой ниже 250 - 300^oC экраны выполнены из материала с высокой отражательной и низкой поглощательной способностью, например, фольги полированного сплава алюминия, количество которых определяется размерами и формой поверхности, при этом расстояние между экранами не превышает 1 мм, прокладочный материал выполнен в виде сетки, размеры ячеек которой определяет сложность кривизны изолируемой поверхности, составляют 5 • 5 - 25 • 25 мм, а концы защитного слоя и прокладочного материала выведены в зону шва. Толщина экранов составляет 0,05 - 0,2 мм, а сетка выполнена из термостойкого материала, не содержащего летучих веществ, например, стеклянных нитей, прошедших предварительную термообработку. Мат выполнен гибким.

На чертеже схематически изображен теплоизоляционный мат (поперечный разрез).

Теплоизоляционный мат состоит из термостойких экранов 1, наиболее близко расположенных к высокотемпературной поверхности, и менее термостойких экранов 2, удаленных от этой поверхности, чередующихся с прокладочным материалом-сеткой 3, внешнего термостойкого защитного слоя 4 и менее термостойкого защитного слоя 5, удаленного от изолируемой поверхности, скрепленных по центру фиксирующим швом 6, при этом концы защитных слоев и прокладочного материала выведены в зону строчного шва 7.

При изготовлении матов по обоим вариантам изобретения осуществляют поочередное наложение экранных и прокладочных слоев, затем накладывают внешний защитный слой и закрепляют по центру с помощью фиксирующего шва 6, а концы защитного и прокладочного материалов выводят в зону строчного шва 7.

При изготовлении матов для теплоизоляции высокотемпературных поверхностей полотно внешнего защитного слоя, контактирующее с этой поверхностью, изготавливают из муллитокремнеземистого прошивного волокна, предварительно прошедшего термообработку, а защитный слой, не соприкасающийся с высокотемпературной поверхностью, изготавливают из базальтового прошивного полотна.

Первые слои экранов, в порядке их расположения от высокотемпературной поверхности, изготовляют из фольги полированной нержавеющей стали. Это объясняется высокой термостойкостью и способностью сохранять первоначальные свойства в условиях длительной эксплуатации при высоких температурах. Кроме того, она обладает высокой отражательной и низкой поглощательной способностью. Количество слоев экранов должно обеспечить снижение температуры до 250 - 300^oC.

Последующие слои экранов изготавливают из полированного сплава алюминия. Это объясняется его более высокой отражательной способностью, а также меньшим весом и стоимостью.

Расстояние между экранами не должно превышать 1 мм, т.к. это позволяет исключить возникновение конвективного переноса тепла в воздушных прослойках между экранами, что значительно повышает эффективность предлагаемых матов при расположении их в любой плоскости (вертикальной, горизонтальной и т.д.).

Толщина фольги экрана определяет его жесткость. Например, при теплоизоляции вертикальных поверхностей для обеспечения жесткости используют экраны с большей толщиной, что позволяет исключить промежуточную фиксацию мата, т.к. это нежелательно для сохранения его теплоизоляционных свойств.

Расстояние между экранами не должно превышать 1 мм, т.к. это позволяет исключить конвективный перенос тепла в воздушных прослойках между экранами, что значительно повышает эффективность предлагаемых матов.

Использование прокладочного материала с низким коэффициентом теплопроводности в виде сетки из стеклянных нитей обеспечивает минимальную контактную теплопроводность между экранами.

Величина ячеек сетки определяется сложностью кривизны поверхности. Сетка с малыми размерами ячеек используется для изготовления матов, используемых для теплоизоляции ее поверхностей со сложной геометрией, а сетка с большими размерами ячеек используется для изготовления матов для теплоизоляции плоских и цилиндрических поверхностей. Малые размеры ячеек исключают случайные контакты между соседними слоями экранов при укладке матов.

Выполнение сетки из термостойкого материала, не содержащего летучих веществ, сохраняет чистоту экранов, обеспечивает их длительную и эффективную работу.

Термообработка полотна внешнего защитного слоя позволяет удалить из последнего летучие, наличие которых обусловлено содержанием органического связующего.

При изготовлении матов по II-му варианту изобретения для экранов используют фольгу из полированного сплава алюминия, которая обладает наиболее высокой отражательной способностью и меньшей поглощательной способностью по сравнению с фольгой из нержавеющей стали. Внешний защитный слой изготавливают из базальтового полотна. Это позволяет сделать экраны более экономичными и менее емкими.

Таким образом, использование предлагаемых теплоизоляционных матов позволяет расширить их технологические возможности при теплоизоляции высоко- и низкотемпературных поверхностей, изготовлять любых размеров, т.е. использовать для теплоизоляции в большом диапазоне диаметров изолируемых поверхностей и поверхностей различной конфигурации. Для монтажа матов не требуется специальных приспособлений. Значительно снижается трудоемкость монтажа по сравнению с монтажом известных покрытий.

Теплоизоляционный мат относится к области теплоизолирования в энергетике и может быть использован в других областях техники, например машиностроении, строительстве, холодильной технике и т.д. Теплоизоляционный мат выполнен в виде многослойной системы, состоящей из слоев экранов, разделенных прокладочным материалом, с внешним защитным слоем. Для теплоизоляции высокотемпературных поверхностей предлагается мат, в котором слои экранов, наиболее близко расположенные к этой поверхности, выполняют из термостойкого материала с высокой отражательной и низкой поглощательной способностью, например из фольги полированной нержавеющей стали, количество которых должно обеспечить снижение температуры до 250 - 300^oС. Следующие слои экранов изготовляют из фольги полированного сплава алюминия. Прокладочный материал выполнен в виде сетки из термостойкого материала, например из стеклянных нитей, величина ячеек которой определяется сложностью кривизны поверхности. Внешний защитный слой, контактирующий с высокотемпературной поверхностью, изготовляют из термостойкого материала, например муллитокремнеземистого прошивного волокна, предварительно термообработанного. Мат выполнен гибким. Использование предлагаемого мата позволяет расширить их технолногические возможности при теплоизоляции высоко- и низкотемпературных поверхностей, значительно снижается трудоемкость монтажа. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Теплоизоляционный мат, выполненный в виде многослойной системы, состоящей из слоев экранов, разделенных прокладочным материалом, с внешним защитным слоем, отличающийся тем, что слои экранов, наиболее близко расположенные к высокотемпературной поверхности (t > 250 - 300^oC), выполнены из термостойкого материала с высокой отражательной и низкой поглощательной способностью, например из фольги полированной нержавеющей стали, количество которых выбрано с возможностью обеспечения снижения температуры до 250 - 300^oC, последующие слои выполнены из не менее термостойкого материала с высокой отражательной и низкой поглощательной способностью, например из фольги полированного сплава алюминия, при этом расстояние между соседними экранами не превышает 1 мм, прокладочный материал выполнен в виде сетки, размеры ячеек которой составляют 5 х 5 - 25 х 25 мм в зависимости от сложности кривизны изолируемой поверхности, а концы защитного слоя и прокладочного материала выведены в зону шва. 2. Мат по п.1, отличающийся тем, что толщина экранов составляет 0,05 - 0,2 мм. 3. Мат по п.1, отличающийся тем, что сетка выполнена из термостойкого материала, не содержащего летучих веществ, например из стеклянных нитей. 4. Мат по п.1, отличающийся тем, что полотно внешнего защитного слоя, контактирующее с высотемпературной поверхностью (t ≥ 400^oC), выполнено, например, из муллитокремнеземистого прошивного волокна. 5. Мат по п.4, отличающийся тем, что защитное полотно подвергают предварительной термообработке. 6. Мат по п.1, отличающийся тем, что он выполнен гибким. 7. Теплоизоляционный мат, выполненный в виде многослойной системы, составленной из слоев экранов, разделенных прокладочным материалом, с внешним защитным слоем, отличающийся тем, что экраны выполнены из материала с высокой отражательной и низкой поглощательной способностью, например из фольги полированного сплава алюминия, количество которых определяется размерами и формой поверхности, при этом расстояние между экранами не превышает 1 мм, прокладочный материал выполнен в виде сетки, размеры ячеек которой определяет сложность кривизны изолируемой поверхности, составляют 5 х 5 - 25 х 25 мм, а концы защитного слоя и прокладочного материала выведены в зону шва. 8. Мат по п.7, отличающийся тем, что толщина экранов составляет 0,05 - 0,2 мм. 9. Мат по п.7, отличающийся тем, что сетка выполнена из термостойкого материала, не содержащего летучих веществ, например стеклянных нитей. 10. Мат по п.7, отличающийся тем, что он выполнен гибким.