ИЗОЛЯЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ ИЛИ УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ ИЗОЛЯЦИЮ НА ВОЛОКНИСТОЙ ОСНОВЕ Российский патент 2017 года по МПК E04B1/78 F16L59/05 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к изоляционному изделию или устройству, содержащему изоляцию на волокнистой основе, имеющему пониженную удельную теплопроводность.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с изобретением, изоляционное изделие или устройство, содержащее изоляцию на волокнистой основе, отличается тем, что по меньшей мере часть изоляции на волокнистой основе заключена в газонепроницаемом пространстве, в котором содержится по меньшей мере один газ с удельной теплопроводностью ниже удельной теплопроводности воздуха.

В одном предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изоляционного изделия или устройства, содержащего изоляцию на волокнистой основе, давление в газонепроницаемом пространстве по существу соответствует нормальному атмосферному давлению (около 1 атм.).

Вышеуказанный по меньшей мере один газ предпочтительно выбран среди следующих газов: двуокись углерода (CO₂), аргон (Ar) и ксенон (Xe). В одном предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изоляционного изделия или устройства, содержащего изоляцию на волокнистой основе, газонепроницаемое пространство имеет стенки, которые, по меньшей мере частично, состоят из газонепроницаемого многослойного слоистого материала с по меньшей мере одним слоем алюминия, или из металлизированного слоистого материала. Слоистые материалы могут быть изготовлены из, например, пластического слоистого материала, снабженного металлической фольгой, или из металлизированной пластической пленки.

Газ в газонепроницаемом пространстве содержит предпочтительно по меньшей мере 50% двуокиси углерода (CO₂), более предпочтительно по меньшей мере 80% и еще более предпочтительно по меньшей мере 95% двуокиси углерода.

В предлагаемом изоляционном изделии или устройстве, содержащем изоляцию на волокнистой основе, изоляция на волокнистой основе состоит, предпочтительно, из минеральной ваты. Минеральная вата, предпочтительно, имеет плотность не выше 125 кг/м³. Минеральная вата может состоять, например, из стеклянной или каменной ваты.

В одном предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изоляционного изделия или устройства, содержащего изоляцию на волокнистой основе, минеральная вата имеет форму минераловатной плиты, полностью заключенной в газонепроницаемом пространстве.

В другом предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изоляционного изделия или устройства, содержащего изоляцию на волокнистой основе, изоляционное изделие представляет собой покрытый листовым металлом минераловатный, в котором между двумя большими сонаправленными листами металла размещены минераловатные слои с волокнами минеральной ваты, ориентированными в своем продольном направлении по существу перпендикулярно указанным двум большим сонаправленным листам металла, при этом газонепроницаемое пространство образовано между указанными двумя сонаправленными листами металла и внутренней частью двух крайних слоев минеральной ваты так, что на внутренней части по меньшей мере указанных двух крайних слоев имеется газонепроницаемая мембрана, которая газонепроницаемым образом прикреплена к указанным двум большим сонаправленным листам металла. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения все стенки газонепроницаемого пространства состоят из металла или листового металла.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее изобретение описано более подробно со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, на которых:

на фиг. 1 представлен вид в разрезе устройства одного варианта осуществления предлагаемого изоляционного изделия, содержащего изоляцию на волокнистой основе,

на фиг. 2 представлена гистограмма, демонстрирующая значения удельной теплопроводности для различных значений времени в одном варианте осуществления предлагаемого изоляционного изделия, содержащего изоляцию на волокнистой основе, в сравнении с минераловатным образцом (REF), в котором воздух не заменен каким-либо газом, и

на фиг. 3 представлен вид в разрезе устройства другого варианта осуществления предлагаемого изоляционного изделия, содержащего изоляцию на волокнистой основе.

Фиг. 1 дает вид в разрезе устройства одного варианта осуществления предлагаемого изоляционного изделия, содержащего изоляцию на волокнистой основе. Этот вариант осуществления изобретения включает в себя минераловатную плиту 10, в которой волокна ориентированы, по существу, сонаправленно к основным поверхностям 11, 12 минераловатной плиты. В этом варианте минераловатная плита 10 изготовлена из каменной ваты, однако опционально она может быть изготовлена и из стеклянной ваты. Вокруг плиты 10 из каменной ваты сварена газонепроницаемая оболочка 17.

Изобретение было следующим образом протестировано на функциональность: сначала вокруг плиты 10 из каменной ваты сварили газонепроницаемую оболочку 17 из покрытого металлом слоистого материала, который содержит три покрытых металлом полиэфирных пленки и термосварной соединительный слой полиэтилена повышенной/средней плотности (HDPE/MDPE). В процессе сварки он закреплен вокруг плиты 10 из каменной ваты, при этом в газонепроницаемой оболочке 17 было оставлено выходное отверстие, через которое в оболочку был вставлен шланг, по которому внутрь оболочки 17 подавалась двуокись углерода до тех пор, пока двуокисью углерода не был заменен весь воздух внутри. Затем выходное отверстие закрыли, также путем заваривания, газонепроницаемым образом. Давление внутри газонепроницаемой оболочки было обычным атмосферным давлением (1 атм). В отношении изделия из каменной ваты, газонепроницаемым образом заключенного внутри слоистого материала, где весь воздух бы заменен двуокисью углерода при нормальном атмосферном давлении, значение удельной теплопроводности было измерено сразу, затем по прошествии 7 дней, 14 дней и 28 дней. Для сравнения было измерено значение удельной теплопроводности для соответствующего изделия, из которого воздух удален не был. Результаты измерений представлены в виде гистограммы с фиг. 2. Как показано на фиг. 2, в результате замены воздуха двуокисью углерода значение удельной теплопроводности уменьшилось приблизительно на 0,01 Вт/м°C, поскольку значение удельной теплопроводности сравниваемого образца (REF), содержащего в качестве газа воздух, составляло приблизительно 0,0345 Вт/м°C, в то время как изделие согласно изобретению, в котором воздух был заменен двуокисью углерода, имел значение удельной теплопроводности приблизительно 0,0245 Вт/м°C. На фиг. 2 также показано, что изделие из каменной ваты, заключенное газонепроницаемым образом внутри слоистого материала, обладает хорошей газонепроницаемостью, поскольку значение удельной теплопроводности, равное приблизительно 0,0245 Вт/м°C, остается постоянным в течение 28 дней.

На фиг. 3 представлен другой вариант осуществления предлагаемого изоляционного изделия или устройства, содержащего изоляцию на волокнистой основе. Здесь речь идет о слоистой плите, имеющей покрытие из листов 8, 9 металла и состоящей из слоев 1, 2, 3, 4, 5, 6 каменной ваты, расположенных бок о бок между двумя листами 8, 9 металла. В своем продольном направлении волокна каменной ваты слоев 1, 2, 3, 4, 5, 6 ориентированы перпендикулярно листам 8, 9 металла. Все слои, за исключением двух крайних слоев 1 и 2, заключены вместе во внутренней части газонепроницаемой оболочки 7. Газонепроницаемая оболочка 7 может быть сформирована из многослойного слоистого пластика или из слоистого материала, который содержит покрытую металлом фольгу или металл. В качестве примера последнего можно указать покрытый металлом слоистый материал, содержащий три покрытые металлом полиэтиленовые пленки и термосварной соединительный слой полиэтилена повышенной/средней плотности (HDPE/MDPE). Таким образом, плотная изоляция слоев (за исключением двух крайних слоев 1 и 2) внутри газонепроницаемой оболочки 7 может достигаться тепловой сваркой.

В альтернативном варианте газонепроницаемую оболочку для слоев 3, 4, 5, 6 покрытого листовым металлом элемента с фиг. 1 можно выполнить так, чтобы на внутренней части крайних пластин 1 и 2 размещалась газонепроницаемая вертикальная мембрана (не показана на фигуре), предотвращающая выход газа. Фактически, это уже предотвращено листами 8, 9 металла.

Все стенки газонепроницаемого пространства могут быть изготовлены из металла или листового металла, в отличие от формирования из многослойного материала. Аналогичным образом, местоположение мембраны или бокового листового металла в элементе из листового металла может быть другим, чем на внутренней части крайних слоев.

Изделие может содержать изолированные области, в которых воздух был, частично или полностью, заменен каким-либо другим газом, удельная теплопроводность которого ниже, чем у воздуха, таким как двуокись углерода. В таких вариантах осуществления изобретения газонепроницаемые слои, такие как, например, мембраны, отчасти в большей степени защищены от манипуляций и поэтому менее подвержены повреждению по сравнению с вариантами, в которых весь минераловатный слой изолирован внутри газонепроницаемой оболочки. Соединение изделия и соединения с изделием можно осуществлять посредством традиционных средств крепления с проникновением сквозь поверхность в тех участках минеральной ваты (например, каменной ваты), которые не укрыты внутри газонепроницаемой оболочки.

Изоляционное изделие, содержащее изоляцию на волокнистой основе, причем по меньшей мере часть изоляции на волокнистой основе заключена в газонепроницаемом пространстве, содержащем по меньшей мере один газ, имеющий удельную теплопроводность ниже, чем воздух, причем давление в газонепроницаемом пространстве по существу соответствует нормальному атмосферному давлению (около 1 атм); указанный по меньшей мере один газ выбран среди следующих газов: двуокись углерода (CO₂), аргон (Ar) и ксенон (Xe), отличающееся тем, что изоляционное изделие представляет собой покрытый листовым металлом минераловатный элемент, в котором между двумя большими сонаправленными листами металла размещены минераловатные слои с волокнами минеральной ваты, ориентированными в своем продольном направлении по существу перпендикулярно указанным двум большим сонаправленным листам металла, и тем, что газонепроницаемое пространство образовано между указанными двумя большими сонаправленными листами металла и внутренней частью двух крайних слоев так, что на внутренней части по меньшей мере указанных двух крайних пластин имеется газонепроницаемая вертикальная мембрана или лист металла с газонепроницаемым прикреплением к указанным двум большим сонаправленным листам (8, 9) металла. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Изоляционное изделие, содержащее изоляцию на волокнистой основе, причем по меньшей мере часть изоляции на волокнистой основе заключена в газонепроницаемом пространстве, содержащем по меньшей мере один газ, имеющий удельную теплопроводность ниже, чем воздух, причем давление в газонепроницаемом пространстве по существу соответствует нормальному атмосферному давлению (около 1 атм); указанный по меньшей мере один газ выбран среди следующих газов: двуокись углерода (СО₂), аргон (Аr) и ксенон (Хе), отличающееся тем, что изоляционное изделие представляет собой покрытый листовым металлом минераловатный элемент, в котором между двумя большими сонаправленными листами (8, 9) металла размещены минераловатные слои (1, 2, 3, 4, 5, 6) с волокнами минеральной ваты, ориентированными в своем продольном направлении по существу перпендикулярно указанным двум большим сонаправленным листам металла, и тем, что газонепроницаемое пространство образовано между указанными двумя большими сонаправленными листами металла и внутренней частью двух крайних слоев (1, 2) так, что на внутренней части по меньшей мере указанных двух крайних пластин имеется газонепроницаемая вертикальная мембрана или лист металла с газонепроницаемым прикреплением к указанным двум большим сонаправленным листам (8, 9) металла.

2. Изоляционное изделие по п. 1, отличающееся тем, что газ в газонепроницаемом пространстве содержит, предпочтительно, по меньшей мере 50% двуокиси углерода (СО₂), более предпочтительно по меньшей мере 80% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95% двуокиси углерода.

3. Изоляционное изделие по любому из пп. 1 и 2, отличающееся тем, что мембрана, определяющая газонепроницаемое пространство, состоит, по меньшей мере частично, из газонепроницаемого многослойного слоистого материала с по меньшей мере одним слоем алюминия или из металлизированного слоистого материала.