УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОГО ЭКРАНИРОВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 2016 года по МПК F16L59/08 E04B1/80 

Описание патента на изобретение RU2593329C2

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для экранирования потока инфракрасного (ИК) излучения от высокотемпературной поверхности низкотемпературной или человеку.

Известен теплоизолирующий и вибропоглощающий листовой материал для снижения шума и вибрации промышленного и бытового оборудования (патент РФ «Теплоизолирующий и вибропоглощающий листовой материал» - прототип.

Теплоизолирующий и вибропоглощающий листовой материал представляет собой многослойную конструкцию, содержащую внутренний весовой слой (основу), выполненный из композиции на основе битума или каучука, наружный армирующий слой из фольги с одной стороны весового слоя и удаляемый покрывной слой, выполненный из бумаги или полимера, с другой стороны весового слоя

Прототип обладает хорошими вибропоглощающими свойствами и может применяться для теплоизоляции, снижения шума и вибрации панелей кузова транспортных средств, корпусов установок промышленной и бытовой техники.

Наряду с достоинствами прототип имеет ряд недостатков, к которым можно отнести:

- низкие теплоизолирующие свойства составных частей его конструкции;

- невозможность использования в качестве теплового экрана для экранирования высокотемпературных поверхностей от низкотемпературных;

- большой удельный вес;

- сложность в изготовлении;

- дороговизна изготовления.

Задачей предлагаемого технического решения - устройства для теплового экранирования высокотемпературных поверхностей - является значительное улучшение теплоизолирующих свойств и снижение удельного веса конструкции устройства, а также обеспечение возможности применения его в качестве теплового экрана, для экранирования высокотемпературных поверхностей от низкотемпературных.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство для теплового экранирования высокотемпературных поверхностей имеет многослойную конструкцию, состоящую из теплоизолирующей основы, выполненной из стеклопластика (который представляет собой армирующий материал в виде стеклотканей, пропитанных смолами) и теплоотражающего слоя, выполненного из рифленой фольги и приклеенного к основе со стороны высокотемпературной поверхности, причем основа выполнена в виде двух параллельных пластин, соединенных между собой ребрами жесткости в виде цилиндров, усеченных конусов или изогнутых полосок, изготовленных из того же материала, что и пластины, с образованием воздушной полости между ними.

В качестве примера реализации устройство может иметь следующие параметры: толщина теплоизолирующей основы из стеклоткани составляет 10÷30 мм; коэффициент теплопроводности стеклоткани составляет 0,06÷0,08 Вт/м°С, ее термическое сопротивление составляет 0,06÷0,28 м2 К/Вт, удельный вес - 0,78÷1,68 кг/м2; толщина параллельных пластин ~0,5 мм каждая, а толщина ребер жесткости в виде цилиндров и усеченных конусов ~0,3÷1 мм; теплоотражающий слой выполнен из фольги толщиной 5÷50 мкм, имеющей коэффициент отражения излучения 0,2-0,6.

При эксплуатации предложенного устройства в качестве теплоизоляционного экрана его устанавливают на расстоянии 20÷30 см от экранируемой высокотемпературной поверхности.

Теплоизолирующая основа предлагаемого устройства имеет малый удельный вес при сравнительно высоких прочностных характеристиках. Прочность на сжатие такой конструкции составляет от 0,8 до 8,1 Н/мм2; прочность на сдвиг - от 0,1 до 1,8 Н/мм2; жесткость на изгибе - от 1,1 до 65 Нм2.

Кроме хороших термических и механических свойств теплоизолирующая основа под действием окружающей среды устойчива к коррозии.

Примером некоррозионного материала, обладающего такими термическими и механическим свойствами, является трехмерная стеклоткань Parabeam 3D Glass Fabric, которая используется для быстрого и легкого изготовления «сэндвич»-конструкций. Такая стеклоткань доступна в диапазоне толщин от 10 до 30 мм.

При изготовлении требуемой конструкции, например, теплоизоляционного экрана, стеклоткани Parabeam 3D Glass Fabric придают необходимую форму и пропитывают смолой (полиэфирной, винилэфирной, эпоксидной или фенольной), после чего она отвердевает с образованием воздушного пространства между двумя параллельными пластинами стеклоткани, соединенными между собой прямыми или изогнутыми ребрами жесткости. Со стороны высокотемпературных поверхностей на стеклоткань приклеивают теплоотражающий слой рифленой фольги.

Тепловой поток, идущий от высокотемпературной поверхности, попадая на теплоотражающий слой рифленой фольги, частично отражается от нее (~50%);

прошедший тепловой поток попадает на теплоизолирующую основу («сэндвич» из композитного материала), где частично выносится воздухом в окружающую среду (~70%), а частично (~30%), пройдя теплоизолирующую основу, попадает на человека или низкотемпературную поверхность.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется Фиг. 1 и Фиг. 2.

На Фиг. 1 изображено расположение предлагаемого устройства при его использовании для теплового экранирования высокотемпературных поверхностей.

На Фиг. 2 изображена возможная структура теплоизолирующей основы.

Между высокотемпературным источником тепла 1 и человеком 2 или низкотемпературной поверхностью 3 устанавливают предлагаемое устройство в виде теплоизоляционного экрана 4, состоящего из теплоизолирующей основы 5, выполненной из композитного материала, и теплоотражающего слоя рифленой фольги 6.

Предлагаемое устройство позволит значительно снизить тепловой поток, идущий от высокотемпературных поверхностей к человеку или низкотемпературным поверхностям, что значительно улучшит условия пребывания человека вблизи мощных источников тепла, имеющих температуру поверхности до 300°C.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство просто и дешево в изготовлении, не подвержено коррозии, имеет небольшой вес (в 5 раз легче прототипа), мобильно.

Предлагаемое устройство теплового экранирования высокотемпературных поверхностей позволит быстро и надежно защитить человека от теплового излучения высокотемпературных поверхностей и значительно уменьшить долю воздействия теплового потока на низкотемпературные изделия, что выгодно отличает его от прототипа.

Похожие патенты RU2593329C2

название год авторы номер документа
Устройство для теплового и шумового экранирования высокотемпературных поверхностей 2017
  • Патраков Юрий Михайлович
  • Старостин Александр Петрович
  • Андреев Александр Юрьевич
  • Карпова Ирина Евгеньевна
RU2650009C1
ЗАЩИТНАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ И ИНФРАКРАСНОЙ ЗАМЕТНОСТИ ОБЪЕКТОВ 2017
  • Просвирин Сергей Александрович
  • Ивенский Андрей Анатольевич
  • Хурса Владимир Иванович
RU2683812C1
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТ ДЛЯ РАЗОГРЕВА ВОДОИЗОЛЯЦИОННОГО КОВРА ПРИ РЕМОНТЕ РУЛОННЫХ КРОВЕЛЬ 2023
  • Белышев Игорь Сергеевич
  • Жолобов Александр Леонидович
  • Жолобова Елена Александровна
RU2811643C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ЗАМЕТНОСТИ ОБЪЕКТОВ 2013
  • Матвеенцев Антон Викторович
  • Патраков Юрий Михайлович
  • Федонюк Николай Николаевич
  • Вишневский Александр Михайлович
  • Карпова Ирина Евгеньевна
RU2533769C1
НАСОСНО-КОМПРЕССОРНАЯ ТРУБА С ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫМ ПОКРЫТИЕМ 2018
  • Гуйбер Отто
  • Коломийченко Олег Васильевич
  • Клинков Николай Николаевич
  • Корнелис Кооле
  • Ничипоренко Вячеслав Михайлович
  • Чернов Анатолий Александрович
RU2704405C1
Термоактивная опалубка 1979
  • Худенко Анатолий Андреевич
  • Тимофеенко Леонид Петрович
  • Хромов Юрий Иванович
  • Михайловский Виталий Вадимович
SU881266A1
ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ИЗОЛИРОВАННАЯ ТРУБА СВЕРХТОНКОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЕЙ НА ОСНОВЕ ПОЛЫХ МИКРОСФЕР И СПОСОБ ЕЁ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2023
  • Бояринцев Александр Валерьевич
RU2824415C2
ВАКУУМНОЕ ТЕЛО 2018
  • Хан, Соль
  • Рю, Минсу
  • Баэ, Джэхён
RU2776884C2
ВАКУУМНОЕ АДИАБАТИЧЕСКОЕ ТЕЛО 2018
  • Хан, Соль
  • Рю, Минсу
  • Баэ, Джэхён
RU2739948C1
Способ изготовления труб с комбинированной тепловой изоляцией для надземных теплотрасс 2015
  • Нугайбеков Ренат Ардинатович
  • Валиков Эдуард Владимирович
  • Багманов Рустам Раисович
  • Саттаров Наиль Махасимович
  • Будник Ольга Юрьевна
  • Нарышкин Евгений Борисович
RU2611925C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 593 329 C2

Реферат патента 2016 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОГО ЭКРАНИРОВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для экранирования потока инфракрасного (ИК) излучения от высокотемпературной поверхности к низкотемпературной или человеку. Устройство для теплового экранирования высокотемпературных поверхностей имеет многослойную конструкцию, состоящую из теплоизолирующей основы и теплоотражающего слоя. Основа выполнена из стеклопластика, в виде двух параллельных пластин, соединенных между собой ребрами жесткости в виде цилиндров, усеченных конусов или изогнутых полосок. Ребра жесткости изготовлены из того же материала, что и пластины, с образованием воздушной полости между ними. Теплоотражающий слой выполнен из фольги и приклеен к основе со стороны высокотемпературной поверхности. При использовании изобретения улучшаются теплоизолирующие свойства и снижается удельный вес устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 593 329 C2

1. Устройство для теплового экранирования высокотемпературных поверхностей, имеющее многослойную конструкцию, состоящую из теплоизолирующей основы и теплоотражающего слоя, отличающееся тем, что основа выполнена из стеклопластика в виде двух параллельных пластин, соединенных между собой ребрами жесткости в виде цилиндров, усеченных конусов или изогнутых полосок, изготовленных из того же материала, что и пластины, с образованием воздушной полости между ними, а теплоотражающий слой выполнен из фольги и приклеен к основе со стороны высокотемпературной поверхности.

2. Устройство для теплового экранирования высокотемпературных поверхностей по п. 1, отличающееся тем, что теплоизолирующая основа имеет толщину 10÷30 мм и изготовлена из стеклопластика, состоящего из стеклоткани, пропитанной смолой, обладающей низким коэффициентом теплопроводности 0,06÷0,08 Вт/м°С и термическим сопротивлением 0,06÷0,28 м2 К/Вт.

3. Устройство для теплового экранирования высокотемпературных поверхностей по п. 1, отличающееся тем, что теплоотражающий слой выполнен из рифленой фольги толщиной 5÷50 мкм, имеющей коэффициент отражения излучения 0,2-0,6.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2593329C2

ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩИЙ И ВИБРОПОГЛОЩАЮЩИЙ ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ 2010
  • Борисов Иван Евгеньевич
  • Пронин Роман Александрович
  • Дерябин Анатолий Анатольевич
  • Борисов Евгений Михайлович
  • Китаев Юрий Борисович
RU2456178C1
RU 15215 U1, 27.09.2000
Регулятор скорости вращения 1961
  • Прибора В.И.
SU142534A1
Ограждающий элемент с воздушной прослойкой 1975
  • Коновалов Александр Александрович
  • Конюшенко Анатолий Григорьевич
  • Кузема Георгий Прокопьевич
  • Щеголихина Валентина Андреевна
SU619611A1
US 5792539 A1, 11.08.1998
Устройство синхронизации импульсов 1990
  • Чистяков Виталий Алексеевич
SU1734199A1

RU 2 593 329 C2

Авторы

Матвеенцев Антон Викторович

Карпова Ирина Евгеньевна

Андреев Александр Юрьевич

Леонов Владимир Анатольевич

Даты

2016-08-10Публикация

2014-12-16Подача