[1] Объектом изобретения являются блоки армированных волокнами полиуретановых (PUR) и/или полиизоциануратных (PIR) пен, установленные в теплоизоляционном корпусе, которые должны демонстрировать, с учетом их конкретных применений, весьма специфические механические и тепловые свойства, при этом будучи максимально экономичными для производства, причем указанные блоки пен используются внутри резервуара, встроенного в мембранную конструкцию (также называемого встроенный резервуар), или резервуара самонесущего/полунесущего типа A, B или C, служащего для вмещения чрезвычайно холодных текучих сред, называемых криогенными текучими средами, таких как, в частности, сжиженный природный газ (LNG) или сжиженный нефтяной газ (LPG).
[2] Настоящее изобретение относится, в частности, к герметичному и теплоизолированному резервуару, использующему такие пены, судну, оснащенному по меньшей мере одним таким резервуаром, способу загрузки/разгрузки такого судна и системе транспортировки жидкого продукта, содержащегося в таком судне.
[3] Настоящее изобретение также относится к способу приготовления этих блоков пен из по меньшей мере одного полиизоцианата и по меньшей мере одного полиола.
[4] Полиуретановая (PUR) пена представляет собой ячеистый изолятор, состоящий из мелких ячеек, хранящих газ, который может иметь низкую теплопроводность. PUR пена используется в очень большом количестве областей применения, таких как автомобильная промышленность, в виде гибкой PUR пены, или в теплоизоляции в виде жесткой PUR пены. Образование пен полиуретанового типа хорошо известно специалисту в данной области техники. Их образование включает многокомпонентную реакцию между полиолом (соединением, несущим по меньшей мере две гидроксильные группы), полиизоцианатом (соединением, несущим по меньшей мере две функциональные группы изоцианат-NCO) и расширяющим агентом, также обозначенным выражением «вспенивающий агент». Эта реакция конденсации, в частности, катализируется соединениями, имеющими основную и/или нуклеофильную природу, такими как третичные амины, или координационными комплексами металл-карбоксилат, такими как соли олова или висмута. Полиолы, обычно используемые в изготовлении PUR пен, представляют собой простые полиэфирполиолы или сложные полиэфирполиолы. Таким образом, для образования PUR пены необходимо большое количество соединений.
[5] Полиизоциануратные (PIR) и полиуретановые/полиизоциануратные (PUR-PIR) пены также используются в строительной промышленности (строительство/ремонт) и демонстрируют преимущество предоставления более хороших свойств огнестойкости, а также большей прочности на сжатие, чем PUR пены. Способ образования этих пен схож со способом образования PUR пен. Это связано с тем, что получение PUR, PIR и PUR-PIR пен зависит от соотношения изоцианата и полиола.
[6] PUR, PIR и PUR-PIR пены хорошо известны специалисту в данной области техники; тем не менее, добавление волокон затрагивает конкретные технические проблемы, такие как необходимость хорошей пропитки волокон вплоть до того, что такие пены, демонстрирующие, по меньшей мере локально, относительно существенное содержание волокон, в настоящее время не существуют.
[7] На самом деле в области техники, характерной для использования таких пен для теплоизоляционного корпуса резервуара, указанный корпус подвергается воздействию очень низких температур на его поверхности, обращенной во внутреннее пространство резервуара, например, приблизительно -160°C в случае LNG, тогда как внешнее пространство резервуара, обычно корпус судна, часто демонстрирует намного более высокую температуру окружающей среды, по меньшей мере равную и даже намного превышающую температуру наружного воздуха или моря, рассматриваемую равной приблизительно 20°C.
[8] Таким образом, блок PUR, PIR и PUR-PIR пены, используемый в теплоизоляционном корпусе такого резервуара, претерпевает во время загрузки чрезвычайно холодной текучей среды, называемой криогенной текучей средой, весьма значительный перепад температур по его толщине, что вызывает явления неоднородного сжатия блока пены. Это неоднородное сжатие блока пены вызывает биметаллический эффект, который приводит к оседанию блока вдоль его продольной оси - два конца имеют тенденцию к значительному подъему - из-за неравномерного сжатия блока по толщине. Так как блок пены обычно закреплен механически или посредством клеевого соединения, это оседание существенно уменьшает эксплуатационные механические свойства блока PUR, PIR и PUR-PIR пены и даже локально тепловые свойства теплоизоляционного корпуса (включающего блок пены согласно изобретению).
[9] Это явление биметаллического эффекта или оседания блока пены усилилось в последние годы из-за того, что толщина блоков пены, образующих теплоизоляцию, была увеличена, иногда весьма значительно, для таких резервуаров, содержащих криогенную жидкость. В частности, когда эти резервуары содержат двойной слой теплоизоляции, обычно обозначаемый «основной» и «вспомогательный» слой (причем этот указанный вспомогательный слой расположен дальше всего от криогенной жидкости), толщина E вспомогательной теплоизоляции увеличилась весьма значительно в современных конструкциях, например, типа Mark. Таким образом, толщина E вспомогательного теплоизоляционного слоя изменилась со 170 мм (миллиметров) в конструкции Mark III до 300 мм в конструкции Mark III Flex и затем до 380 мм в конструкции Mark III Flex+.
[10] Этот биметаллический эффект или это оседание вспомогательного теплоизоляционного слоя имеет особенно вредные конструктивные последствия для теплоизоляционного корпуса герметичного и теплоизолированного резервуара, когда толщина этого вспомогательного слоя существенно увеличивается относительно толщины основного теплоизоляционного слоя.
[11] Известны конструкции, такие как те, которые описаны в документах FR2882756, WO2017/202667 и JP2005225945, но ни одна из них не предусматривает удовлетворительного решения особых технических проблем, изложенных выше.
[12] В настоящее время не существует блока полиуретановой и/или полиизоциануратной пены, армированного волокнами или не армированного волокнами, который позволял бы эффективно решать эту проблему, другими словами, не существует блока PUR, PIR и PUR-PIR пены, демонстрирующего термомеханическую устойчивость между его исходным состоянием (в однородной тепловой среде) и его рабочим состоянием, то есть когда он используется в резервуаре, содержащем криогенную жидкость.
[13] Для преодоления этой проблемы деформаций или геометрической нестабильности между этими двумя состояниями блока пены в настоящее время производятся блоки пены особой формы, в частности, включающие вырезы или имеющие уменьшенные размеры, так, чтобы ограничивать тепловую деформацию каждого из (небольших) объемных элементов или (небольших) блоков пены в пределах допустимого диапазона. Необходимость производства этих небольших блоков пены влечет за собой большое количество операций по резке, расположению и соединению их друг с другом, что требует существенных затрат. Более того, наличие многочисленных расширительных швов весьма значительно ухудшает теплотехнические характеристики резервуара.
[14] В дополнение, в определенных вариантах выполнения корпусов для теплоизоляции резервуаров существующие блоки пены размещаются в контейнере, обычно коробке, изготовленной из древесины, фанеры, например, изготовленной из пихты, березы или бука. В этих вариантах выполнения нижние и верхние поверхности блока пены соединены клеем с внутренней поверхностью контейнера так, чтобы правильно располагать блоки. Однако во время охлаждения, то есть когда резервуар находится в состоянии использования/работы (резервуар содержит криогенную жидкость), центральная часть или часть в центре блока пены в этом случае значительно сжимается, тогда как верхние и нижние зоны блока ограничены их клеевым соединением с внутренними стенками контейнера. За счет того, что коэффициент теплового сжатия пены намного выше, чем у фанеры, это явление приводит к деформации формы блока, когда он находится в состоянии использования/работы, боковые концы которого демонстрируют профиль по существу в виде дуги (с формой дуги или обратной дуги), что, таким образом, создает пустые пространства между блоком пены и его смежными соседними элементами или боковыми стенками контейнера из фанеры. Эти пустые пространства пены могут приводить к появлению нежелательных явлений тепловой конвекции, поскольку они пропорционально ухудшают теплоизоляционные качества изоляционного корпуса резервуара.
[15] Настоящее изобретение также направлено на представление решения этой проблемы, характерной для определенных режимов использования блока полиуретановой (PUR) и/или полиизоциануратной (PIR) пены.
[16] Именно в этом контексте компании-заявителю удалось разработать способ производства полиуретановых (PUR) и/или полиизоциануратных (PIR) пен, содержащих волокна в значительном количестве, который позволяет производить армированную волокнами пену, демонстрирующую превосходные механические и тепловые свойства, при этом поддерживая по всему блоку пены целостность его формы/структуры, когда блок находится в состоянии использования, то есть в очень разной тепловой среде между его двумя, верхней и нижней, поверхностями.
[17] Таким образом, настоящее изобретение направлено на преодоление недостатков известного уровня техники путем представления особенно эффективного решения для промышленного получения армированной волокнами PUR/PIR пены возможно (очень) больших размеров, механические/тепловые свойства которой являются оптимальными и по меньшей мере по существу схожи между ее исходным состоянием - в покое, когда блок пены находится в по существу однородной тепловой среде - и ее состоянием использования/работы, в котором блок пены находится в очень неоднородной тепловой среде, причем разница температуры между его верхней поверхностью (стороной содержимого резервуара) и его нижней поверхностью (стороны снаружи резервуара), рассматриваемая по толщине блока, по меньшей мере равна 80°C и даже по меньшей мере равна 100°C.
[18] Компания-заявитель после различных исследований и анализов разработала блок армированной волокнами полиуретановой (PUR) и/или полиизоциануратной (PIR) пены и его приготовление, способные решать технические проблемы, связанные с весьма значительным изменением тепловой среды блока PUR/PIR пены во время его использования.
[19] Предпочтительно также возможно, согласно предпочтительному варианту выполнения, весьма значительно уменьшать стоимость производства такой армированной волокнами пены путем весьма значительного уменьшения потерь материала от блока пены, обычно необходимых согласно известному уровню техники во время резки блока пены для того, чтобы получать желаемые размеры (параллелепипеда).
[20] Таким образом, настоящее изобретение относится к блоку армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены теплоизоляционного корпуса герметичного и теплоизолированного резервуара, причем плотность блока армированной волокнами пены составляет от 30 до 300 кг/м3, блок армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены демонстрирует среднюю плотность волокон Tf от 1% до 60% по весу волокон и демонстрирует ширину L по меньшей мере десять сантиметров, предпочтительно от 10 до 500 сантиметров, и толщину E от нижней поверхности указанного блока до его верхней поверхности по меньшей мере десять сантиметров, предпочтительно от 10 до 100 сантиметров, причем блок армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены состоит из ячеек, хранящих газ, предпочтительно имеющий низкую теплопроводность.
[21] Блок армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены состоит, на по меньшей мере 95% по весу указанного блока, из ячеек, хранящих газ, предпочтительно имеющий низкую теплопроводность, из полиуретановой/полиизоциануратной пены и волокон.
[22] Блок пены согласно изобретению состоит (исключительно) из полиуретановой (PUR) и/или полиизоциануратной (PIR) пены, из волокон, которые предпочтительно имеют единую природу, таких как стекловолокна, и из газа, захваченного в ячейках, и необязательно из минимальной части, например, наполнителей или других функциональных стимуляторов, т.е. для последних максимум 5% по весу и даже предпочтительно максимум 2% или 1% по весу блока пены согласно изобретению (блок армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены в этом случае состоит, на по меньшей мере 98% или 99% по весу указанного блока, из ячеек, хранящих газ, из полиуретановой/полиизоциануратной пены и из волокон). Это связано с тем, что блок пены согласно изобретению получают:
- за одну операцию для приготовления пены (смешивая ингредиенты реакции, необязательно наполнители/стимуляторы, с волокнами), предпочтительно в двухленточном ламинаторе (DBL);
- за вышеупомянутую операцию, дополненную операцией резки обычно верхней поверхности блока для клеевого соединения периферийной зоны, как описано ниже.
[23] Блок пены согласно изобретению отличается тем, что:
- блок пены содержит по его толщине E две периферийные зоны, одна из которых считается верхней, продолжаясь от верхней поверхности блока, а другая считается нижней, продолжаясь от нижней поверхности блока, причем каждая из этих двух зон представляет не более 20% по толщине E блока, и они разделены зоной, которая считается промежуточной; и
- периферийные зоны, верхняя и нижняя, соответственно демонстрируют плотность волокон Tf верх. и Tf ниж. так, что: 2/3 ≤ (Tf верх./Tf ниж.) ≤ 3/2; и
- плотность волокон Tf пром. промежуточной зоны меньше плотностей периферийных зон, т.е.: Tf пром.<Tf верх. и Tf пром.<Tf ниж.
[24] Настоящее изобретение в частности, но не исключительно, предназначено для применения в случае, когда блок пены установлен во вспомогательном слое, обычно обозначенном «вспомогательный». В этом применении, предпочтительно, блок пены демонстрирует толщину по меньшей мере двадцать пять (25) сантиметров (см) и даже более предпочтительно по меньшей мере 30 или 35 см.
[25] Термины «верхний» и «нижний» понимаются как означающие ощущение или направление, заданное блоку пены, как только последний установлен в требуемом положении в теплоизоляционном корпусе резервуара. Таким образом, верхняя часть или поверхность блока пены является той, которая расположена вблизи или со стороны контейнера резервуара, когда теплоизоляционный корпус расположен в резервуаре, тогда как нижняя часть или поверхность блока пены является той, которая расположена по направлению к наружной стороне резервуара или со стороны наружной стороны резервуара, то есть, в частности, по направлению к корпусу судна в случае, когда резервуар встроен или установлен в судне для транспортировки и/или хранения криогенной жидкости.
[26] Таким образом, понятно, что во время изготовления или приготовления блока пены эти понятия или термины «верхний» или «нижний» еще не имеют значения, поскольку блок пены еще не установлен в теплоизоляционном корпусе резервуара. Другими словами, вполне возможно готовить блоки пены согласно изобретению так, что они получаются на выходе их линии приготовления/изготовления с положением, противоположным положению их конечной установки/сборки в теплоизоляционном корпусе резервуара.
[27] Выражение «по его толщине E» понимается как означающее, в отношении различных периферийной, промежуточной и даже средней/центральной зон, которые описаны далее, что каждая из этих зон представляет определенный объем блока армированной волокнами полиуретановой (PUR) и/или полиизоциануратной (PIR) пены, рассматриваемый путем выполнения разреза по сечению толщины E, как представлено, в частности, на Фигурах 3 и 4, для того, чтобы образовывать участок блока, демонстрирующий такую же ширину L и такую же длину - отличается только толщина - что и блок пены согласно изобретению.
[28] Выражение «ячейки, хранящие газ» понимается как означающее, что полиуретановая/полиизоциануратная пена демонстрирует закрытые ячейки, содержащие газ, предпочтительно демонстрирующий низкую теплопроводность, происходящий от газа, впрыснутого во время этапа нуклеации реакционной смеси, или происходящий, непосредственно или опосредованно, от химического или физического вспенивающего агента.
[29] Термин «волокно (волокна)» или выражение «волокнистое армирование» понимаются как означающие, что волокна могут быть представлены в двух различных формах:
- либо в форме по меньшей мере одной ткани из волокон, в которой волокна полностью выровнены вдоль по меньшей мере одного направления, другими словами, волокна демонстрируют по меньшей мере одно предпочтительное направление волокон. Выражение «ткань из волокон» само по себе относится к четкому техническому определению, известному специалисту в данной области техники,
- либо в форме по меньшей мере одного мата из волокон, в котором волокна не демонстрируют заданную ориентацию, другими словами, эти волокна ориентированы по существу однородно вдоль основной плоскости слоя мата. Снова выражение «мат из волокон» само по себе относится к четкому техническому определению, известному специалисту в данной области техники.
[30] Согласно одному варианту выполнения выражение «газ, (предпочтительно) имеющий низкую теплопроводность» понимается как означающее газ, происходящий от вспенивающего агента либо в результате химической реакции последнего, когда этот агент считается «химическим», обычно диоксид углерода (CO2), когда химический вспенивающий агент состоит из воды, либо от физического вспенивающего агента, такого как, например, молекулярный азот (N2), молекулярный кислород (O2), диоксид углерода, углеводороды, хлорфторуглероды, гидрохлоруглероды, гидрофторуглероды, гидрохлорфторуглероды и их смеси и также соответствующие простые алкиловые эфиры. Физические вспенивающие агенты, такие как молекулярный азот N2, молекулярный кислород O2 или CO2, находятся в газообразной форме. Эти газы диспергируются или растворяются в жидкой массе сополимера, например, под высоким давлением посредством статического смесителя. При сбросе давления в системе нуклеация и рост пузырьков образуют ячеистую структуру.
[31] Выражение «средняя плотность Tf волокон» понимается как означающее плотность волокон, выраженную как вес волокон относительно общего веса блока армированной волокнами пены без учета переменных местных процентных отношений (внутри блока) этих волокон.
[32] Таким образом, блок армированной волокнами пены совместим с использованием в резервуарах, встроенных в несущую конструкцию, а также в самонесущих/полунесущих резервуарах типа A, B или C согласно нормам IGC (IMO), то есть в качестве внешней изоляции, связанной с самонесущими резервуарами для хранения и/или транспортировки очень холодной жидкости, такой как LNG или LPG.
[33] Наконец, тепловые свойства блока армированной волокнами пены по меньшей мере равны тепловым свойствам блоков не армированной волокнами пены известного уровня техники; точнее, блок пены демонстрирует по толщине E теплопроводность менее 30 мВт/(м·К) (милливатт на метр на Кельвин), т.е. 0,03 Вт/(м⋅К), предпочтительно менее 25 мВт/(м·К), еще более предпочтительно менее 23 мВт/(м·К) при измерении при 20°C и теплопроводность менее 20 мВт/(м·К), когда верхняя поверхность блока находится при температуре 160°C, причем блок пены в этом случае находится в состоянии использования, а резервуар, в котором он размещен, содержит LNG.
[34] Другие предпочтительные характеристики изобретения кратко представлены ниже:
[35] Предпочтительно каждая из двух вышеуказанных периферийных зон представляет не более 10% по толщине E блока.
[36] Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения промежуточная зона содержит центральную зону, окруженную двумя средними зонами, представляющими не более 20% по толщине E, предпочтительно не более 10% по толщине E, причем плотность волокон Tf центр. этой центральной зоны по меньшей мере в полтора раза выше плотности волокон средних зон Tf сред., т.е. Tf центр. ≥ 1,5Tf сред..
[37] Этот вариант выполнения представлен на приложенной Фигуре 4 и позволяет более конкретно решать проблему усадки пены в центре, то есть в центральной зоне, при этом избегая биметаллического явления посредством периферийных зон с более высокой плотностью волокон.
[38] Согласно другой характеристике, характерной для этого варианта выполнения, плотность волокон Tf центр. центральной зоны определена относительно плотности волокон Tf верх. и Tf ниж. периферийных зон, верхней и нижней, так, что 0,5 ≤ Tf центр./(Tf ниж. или Tf верх.) ≤ 2.
[39] Предпочтительно плотность блока армированной волокнами пены составляет от 50 до 250 кг/м3, предпочтительно от 90 до 210 кг/м3. Здесь должно быть отмечено, что для блоков пены, используемых в резервуаре самонесущего типа (типы B, C) или полунесущего типа (тип A), диапазон плотности блока армированной волокнами пены предпочтительно составляет от 30 до 90 кг/м3, тогда как в случае мембраны предпочтительный диапазон плотности составляет от 90 до 210 кг/м3.
[40] Предпочтительно по меньшей мере 60%, предпочтительно по меньшей мере 80% вышеуказанных ячеек, хранящих газ, предпочтительно имеющий низкую теплопроводность, демонстрируют форму, удлиненную или вытянутую вдоль оси, параллельной оси толщины E блока армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены.
[41] Согласно одной возможности, предложенной изобретением, волокна состоят из стекловолокна или базальтового волокна, предпочтительно из стекловолокна.
[42] Предпочтительно волокна представляют собой волокна от длинных до непрерывных.
[43] Выражение «волокна представляют собой волокна от длинных до непрерывных» (или «длинные-непрерывные волокна») понимается как означающее, что волокна или, если уместно, скопление совокупности волокон (волокон, соединенных клеем или скрепленных друг с другом), все или по меньшей мере 90% волокон, рассматриваемых по отдельности или в скоплении, образующем эквивалент одного волокна, от общего веса указанных волокон демонстрируют длину по меньшей мере пять (5) сантиметров (см).
[44] Предпочтительно средняя плотность волокон Tf составляет от 2% до 25%, предпочтительно от 6% до 20%.
[45] Предпочтительно блок пены согласно изобретению представлен в форме параллелепипеда или куба.
[46] Здесь очевидно, что блок пены, демонстрирующий такую форму параллелепипеда или куба, может демонстрировать одно или более локальных утолщений, например, в форме анкерных элементов, представленных в продолжении, или также, наоборот, пустые или полые участки, при этом по-прежнему имея возможность быть описанным как имеющий форму параллелепипеда или куба.
[47] Предпочтительно нижняя поверхность и/или верхняя поверхность указанного блока демонстрирует (демонстрируют) анкерные элементы, способные сцепляться со средством сцепления теплоизоляционного корпуса (не показан на приложенных фигурах), для того, чтобы крепить или выполнять анкерное крепление блока пены к указанному корпусу, причем предпочтительно указанные анкерные элементы изготовлены из материала, отличающегося от материала пены или материала волокон.
[48] Эти анкерные элементы предпочтительно представляют собой металлические элементы (эти анкерные элементы также могут быть изготовлены из пластика/полимеров или композитов, комбинирующих один или более полимеров с керамическими и/или металлическими материалами), например, демонстрирующие L-образный крепежный выступ или прорезь/отверстие, например, L-образное, так, чтобы сцепляться с элементом или частью теплоизоляционного корпуса, окружающего или вмещающего блок армированной волокнами пены. Эта часть теплоизоляционного корпуса может состоять из металлической мембраны для герметизации контейнера, например, изготовленной из нержавеющей стали или на основе марганца в случае мембранного резервуара или из парозащитного барьера (имеющего техническую функцию обеспечения герметизации от окружающей среды снаружи резервуара) в случае самонесущих или полунесущих резервуаров типа A, B или C. В одной возможности, предложенной изобретением, этот элемент или эта часть теплоизоляционного корпуса (в мембранном резервуаре) демонстрирует вырез или аналогичный элемент, предназначенный для образования сцепления с участком анкерного элемента для механического поддержания или удержания блока армированной волокнами пены с другими элементами теплоизоляционного блока. Разумеется, эти анкерные элементы также могут иметь функцию анкерного крепления блока пены к корпусу в случае мембранного резервуара или к самонесущей конструкции в случае самонесущего резервуара типа A, B или C, причем понятно, что эти анкерные элементы в этом случае представляют собой анкерные элементы, которые присутствуют на нижней поверхности блока пены.
[49] В контексте настоящего изобретения эти анкерные элементы вставлены по меньшей мере частично в волокнистые армирования, образующие нижний или верхний слой стопки волокнистых армирований, так, чтобы позволять располагать их на поверхностях, как только блок пены был приготовлен/завершен, без, однако, выступания из указанной поверхности.
[50] Предпочтительно блок армированной волокнами пены согласно изобретению содержит огнестойкую добавку в пропорции от 0,1% до 5% по весу фосфорорганического типа, предпочтительно триэтилфосфат (TEP), трис(2-хлоризопропил)фосфат (ТСРР), трис(1,3-дихлоризопропил)фосфат (TDCP), трис(2-хлорэтил)фосфат или трис(2,3-дибромпропил)фосфат или их смесь, или огнестойкую добавку неорганического типа, предпочтительно красный фосфор, расширяемый графит, гидрат оксида алюминия, триоксид сурьмы, оксид мышьяка, полифосфат аммония, сульфат кальция или производные циануровой кислоты или их смесь.
[51] Изобретение также относится к герметичному и теплоизолированному резервуару, встроенному в несущую конструкцию, который состоит из:
- резервуара, встроенного в несущую конструкцию, содержащего герметичный и теплоизолированный резервуар, содержащий по меньшей мере одну герметичную металлическую мембрану, состоящую из группы металлических ребер или металлических пластин, которые могут содержать гофры, и теплоизоляционный корпус, содержащий по меньшей мере один теплоизоляционный барьер, смежный с указанной мембраной, или
- резервуара типа A, B или C согласно определению, данному в кодексе IGC, содержащего по меньшей мере один теплоизоляционный корпус.
[52] Резервуар согласно изобретению отличается тем, что теплоизоляционный корпус содержит группу блоков армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены, которые кратко описаны выше.
[53] Выражение «кодекс IGC» понимается как означающее «Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом», хорошо известное специалисту в данной области техники, как и упомянутые типы B и C резервуаров.
[54] Следует отметить, что, в частности, в кодексе IGC возможно использование выражения «мембранный резервуар» вместо выражения «встроенный резервуар» для обозначения одной и той же категории резервуаров, которыми оснащены, в частности, танкеры, транспортирующие и/или хранящие по меньшей мере частично сжиженный газ. «Мембранные резервуары» встроены в несущую конструкцию, тогда как резервуары типов A, B или C считаются самонесущими или полунесущими (особенно тип A).
[55] Наконец, изобретение также относится к судну для транспортировки холодного жидкого продукта, содержащему по меньшей мере один корпус и один герметичный и теплоизолированный резервуар, который кратко описан выше, расположенный в корпусе или установленный на указанном судне, если указанный резервуар относится к типу A, B или C согласно определению, данному в кодексе IGC.
[56] Предпочтительно в случае, когда резервуар состоит из резервуара, встроенного в несущую конструкцию (мембранный резервуар), такое судно содержит по меньшей мере один герметичный и изолированный резервуар, который описан выше, содержащий два последовательных герметизирующих барьера: один, основной, в контакте с продуктом, содержащимся в резервуаре, и другой, вспомогательный, расположенный между основным барьером и несущей конструкцией, предпочтительно образованной по меньшей мере частью стенок судна, причем эти два герметизирующих барьера чередуются с двумя теплоизоляционными барьерами или одним теплоизоляционным барьером, расположенным между основным барьером и несущей конструкцией.
[57] Такие резервуары обычно обозначаются как встроенные резервуары согласно кодексу Международной морской организации (IMO), такие как, например, резервуары типа NO, в том числе типы NO 96®, NO 96L03®, NO 96L03+ или NO 96 Max, или Mark III®, Mark III® Flex или Flex+, предпочтительно резервуары типа NO.
[58] Предпочтительно резервуар, считающийся относящимся к мембранному типу или типу A, B или C, содержит сжиженный природный газ (LNG) или сжиженный газ (LG).
[59] Изобретение также относится к системе транспортировки холодного жидкого продукта, содержащей судно, которое определено выше, изолированные трубы, расположенные так, чтобы соединять резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучей или береговой установкой для хранения, и насос для приведения в движение потока холодного жидкого продукта по изолированным трубам из плавучей или береговой установки для хранения в судно или в плавучую или береговую установку для хранения из судна.
[60] Изобретение также относится к способу загрузки или разгрузки судна, которое определено выше, в котором холодный жидкий продукт транспортируют по изолированным трубам из плавучей или береговой установки для хранения в судно или в плавучую или береговую установку для хранения из судна.
[61] Настоящее изобретение также относится к способу приготовления блока армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены теплоизоляционного корпуса герметичного и теплоизолированного резервуара, который кратко описан выше, отличающемуся тем, что он содержит этапы, на которых:
a) смешивают химические компоненты, необходимые для получения полиуретановой/полиизоциануратной пены, содержащие реагенты для получения полиуретана/полиизоцианурата, необязательно по меньшей мере один катализатор реакции, необязательно по меньшей мере один эмульгатор и по меньшей мере один вспенивающий агент,
b) пропитывают с помощью гравитационного потока вышеуказанной смеси химических компонентов группу волокнистых армирований, расположенных в виде наложенных друг на друга слоев и демонстрирующих переменные плотности волокон, причем волокнистые армирования продолжаются по существу в направлении, перпендикулярном направлению указанного гравитационного потока,
c) образуют и расширяют армированную волокнами полиуретановую/полиизоциануратную пену,
причем расширение армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены считается свободным расширением, т.е. без ограничения, накладываемого объемом замкнутого сечения на по меньшей мере одну поверхность, предпочтительно верхнюю поверхность, или
расширение армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены физически ограничивают стенками двухленточного ламинатора, предпочтительно физически ограничивают стенками двухленточного ламинатора, образующими туннель прямоугольного сечения с расстоянием между стенками, расположенными в боковом направлении, равным L, и расстоянием между стенками, расположенными горизонтально, равным E, таким образом окружающими расширяющуюся армированную волокнами пену так, чтобы получать вышеуказанный блок армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены.
[62] Выражение «время начала образования пены» понимается как означающее время, необходимое, считая с момента смешения химических компонентов, для того, чтобы последние начали реакции полимеризации, и, следовательно, чтобы смесь компонентов начала этап c) расширения и поперечного сшивания (= образования армированной волокнами PUR/PIR пены). Это время начала образования пены является частью информации, хорошо известной специалисту в данной области техники. Другими словами, время начала образования пены представляет собой время, прошедшее до превращения смеси в белую под действием нуклеации пузырьков (ячеек, хранящих газ) и расширения пены после смешения химических компонентов при температуре окружающей среды. Время начала образования пены может быть определено визуально или посредством ультразвукового датчика, обнаруживающего изменение толщины, отражающее образование пены.
[63] Выражение «волокнистые армирования продолжаются по существу в направлении, перпендикулярном направлению гравитационного потока смеси химических компонентов» понимается как означающее, что эти волокнистые армирования представлены в форме слоя малой толщины, продолжающегося во время этапа b) пропитки вдоль плоскости, перпендикулярной направлению потока указанной смеси компонентов. Таким образом, как может быть видно на Фигуре 1, группу волокнистых армирований, демонстрирующих ширину L и расположенных в виде наложенных друг на друга слоев, увлекают в продольном направлении L, в то время как смесь химических компонентов наносят на волокнистые армирования из выдающего устройства, предусматривающего/позволяющего гравитационный поток смеси химических компонентов. Другими словами, смесь химических компонентов, необязательно выходящая под давлением из выдающего устройства, падает под действием по меньшей мере своего собственного веса на уложенные в стопку слои волокон, таким образом пропитывая эти волокнистые армирования от верхнего слоя до нижнего слоя.
[64] Согласно одному варианту выполнения изобретения в случае, когда этап c) расширения выполняют посредством свободного расширения, по меньшей мере одну из периферийных зон, предпочтительно верхнюю зону, образуют независимо и закрепляют, как только был выполнен разрез на по меньшей мере поверхности свободного расширения, для образования указанного блока пены.
[65] Использование в композиции согласно изобретению химического вспенивающего агента может сочетаться с использованием физического вспенивающего агента. В этом случае физический вспенивающий агент предпочтительно смешивают в жидкой или сверхкритической форме со вспениваемой (со)полимерной композицией и затем преобразуют в газообразную фазу во время этапа расширения PUR/PIR пены.
[66] Химические и физические вспенивающие агенты хорошо известные специалисту в данной области техники, который выбирает их в подходящих количествах в зависимости от PUR/PIR пены, которую он хочет получить.
[67] Термин «полиолы» понимается как означающий любую структуру на основе углерода, несущую по меньшей мере две OH-группы.
[68] Поскольку PUR, PIR и PUR-PIR пены получают в зависимости от соотношения изоцианата и полиола, PUR, PIR или PUR-PIR пены будут получены согласно этому соотношению. Когда соотношение полиольного компонента к изоцианатному компоненту составляет:
- между 1:1 и 1:1,3 - будет получена полиуретановая PUR пена,
- между 1:1,3 и 1:1,8 - будет получена полиуретановая-полиизоциануратная PUR-PIR пена,
- между 1:1,8 и 1:2,8 - будет получена полиизоциануратная PIR пена.
[69] Полиизоцианаты, подходящие для образования PUR, PIR и PUR-PIR пены, известны специалисту в данной области техники и содержат, например, ароматические, алифатические, циклоалифатические и арилалифатические полиизоцианаты и их смеси, предпочтительно ароматические полиизоцианаты.
[70] Примеры полиизоцианатов, подходящих в рамках объема настоящего изобретения, содержат ароматические изоцианаты, такие как 4,4'-, 2,4'- и 2,2'-изомеры дифенилметандиизоцианата (MDI), любое соединение, получающееся в результате полимеризации этих изомеров, толуол-2,4- и -2,6-диизоцианат (TDI), м- и п-фенилендиизоцианат, нафталин-1,5-диизоцианат; алифатические, циклоалифатические или арилалифатические изоцианаты, такие как 1,6-гексаметилендиизоцианат (HDI), изофорондиизоцианат (IPDI), 4,4'-дициклогексилметандиизоцианат (H12MDI), 1,4-циклогександиизоцианат (CHDI), бис(изоцианатометил)циклогексан (H6XDI, DDI) и тетраметиксилилендиизоцианат (TMXDI). Также возможно использовать любые смеси этих диизоцианатов. Предпочтительно полиизоцианаты представляют собой 4,4'-, 2,4'- и 2,2'-изомеры дифенилметандиизоцианата (MDI).
[71] В общем во время образования PUR, PIR или PUR-PIR пен известно добавление в смесь, содержащую полиол, полиизоцианат и вспенивающий агент, катализатора реакции, который может, например, быть выбран из третичных аминов, таких как N, N-диметилциклогексиламин или N, N-диметилбензиламин, или из металлоорганических соединений на основе висмута, калия или олова.
[72] Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, предпочтительно, расположение стенок туннеля двухленточного ламинатора (DBL) определяют так, что ограничение на расширение армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены приводит к объему армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены на выходе двухленточного ламинатора, представляющему от 85% до 99%, предпочтительно от 90% до 99% объема расширения этой самой армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены в случае свободного расширения без ограничения стенками такого двухленточного ламинатора. В этом случае получают пену, ячейки овальной формы которой преимущественно ориентированы вдоль оси E, что приводит к предпочтительным свойствам устойчивости к разрушению в этом направлении E (при измерении согласно стандарту ISO 844) в комбинации с уже описанными свойствами в плоскости, перпендикулярной этой оси E. Компанией-заявителем были выполнены испытания и эксперименты для определения широких и предпочтительных диапазонов, упомянутых выше, но они не представлены здесь для ясности и краткости.
[73] Посредством вышеуказанной конкретной параметризации ограничения на расширение армированной волокнами PUR/PIR пены в DBL, с одной стороны, получают блок армированной волокнами PUR/PIR пены, в котором по меньшей мере 60%, в общем более 80% и даже более 90% ячеек, хранящих газ, имеющий низкую теплопроводность, продолжаются продольно вдоль оси, параллельной оси толщины E блока пены, и помимо конкретного выбора, относящегося к характеристикам волокнистых армирований и вязкости смеси химических компонентов, вносят вклад в совершенную однородность блока армированной волокнами пены. Эти две характеристики - ориентация ячеек и однородность содержания Tf волокон в блоке вдоль разных, периферийных или центральных, зон - позволяют получать блок армированной волокнами пены, демонстрирующий превосходные механические свойства по толщине E (прочность на сжатие) и в плоскости, перпендикулярной направлению толщины (прочность на растяжение и низкий коэффициент теплового сжатия).
[74] Удлиненная или вытянутая форма может быть образована формой, увеличенной по длине, это означает, что она содержит один размер - ее длину - который превышает ее другие размеры (ширину и толщину).
[75] Согласно другому варианту выполнения, предложенному изобретением, расширение армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены является свободным, т.е. без ограничения, накладываемого объемом замкнутого сечения.
[76] В этом примере, в отличие от варианта выполнения способа приготовления согласно изобретению, использующего DBL, приготовление армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены считается выполняемым путем «свободного расширения», поскольку расширение армированной волокнами пены не ограничивают с по меньшей мере одной стороны или с по меньшей мере одной поверхности расширения так, что набухание армированной волокнами пены является свободным с этой стороне или этой поверхности в отличие от формы, образующей конечный объем. Обычно свободное расширение выполняют путем исключения (верхней) крышки, тогда как боковые стенки предотвращают перетекание пены через стороны, и пена естественным образом набухает вверх, возможно за пределы верхних концов этих боковых стенок.
[77] Предпочтительно после этапа свободного расширения армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены указанную армированную волокнами пену разрезают для того, чтобы получать вышеуказанный блок армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены.
[78] Согласно одной возможности, предложенной изобретением, не представленной на приложенных Фигурах, сразу после этапа пропитки волокнистых армирований к смеси компонентов и по меньшей мере вспенивающего агента, пропитывающей волокна, применяют систему для приложения давления (которая может, например, представлять собой систему роликов, относящихся к типу, обозначенному «прижимные ролики»), предназначенную для приложения давления к верхней поверхности скопления, состоящего из вышеуказанной смеси и волокон. Эта система приложения давления позволяет, с одной стороны, планировать верхнюю поверхность этого скопления и посредством давления, прикладываемого к скоплению, способствует ускорению пропитки волокон в вышеуказанной смеси. Эта система приложения давления может состоять из одинарного или двойного ролика, относительные положения которого над скоплением жидкости и возможно под опорой для пены регулируют таким образом, что вынуждают скопление жидкости распределяться полностью равномерно. Таким образом, при выполнении этого эквивалентное количество скопления жидкости получают в любой точке сечения, образованного расстоянием между двумя роликами или верхним роликом и конвейерной лентой. Другими словами, основная задача этой системы приложения давления состоит в дополнении устройства выдачи жидкости тем, что она способствует приданию равномерности скоплению жидкости по толщине/ширине до основной части его расширения.
[79] Предпочтительно динамическая вязкость η вышеуказанной смеси компонентов составляет от 30 мПа·с до 3000 мПа·с (или от 0,03 Па·с до 3 Па·с), предпочтительно от 50 мПа·с до 1500 мПа·с (или от 0,05 Па·с до 1,5 Па·с) при температуре окружающей среды (25°C) и атмосферном давлении (1015 МПа).
[80] Динамическая вязкость смеси компонентов может быть определена посредством вискозиметра, например, типа Brookfield или капиллярного вискозиметра, например, посредством стандарта ISO 2555.
[81] В общем, очевидно, что объект настоящего изобретения использует материалы/продукты, доступные на рынке, так что их свойства, в частности, свойства, относящиеся к их плотностям или (динамическим) вязкостям, доступны в спецификациях, относящихся к рассматриваемым материалам/продуктам.
[82] Предпочтительно по меньшей мере 60% вышеуказанных ячеек, хранящих газ, предпочтительно имеющий низкую теплопроводность, демонстрируют форму, удлиненную или вытянутую вдоль оси, параллельной оси толщины E блока армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены.
[83] Еще более предпочтительно по меньшей мере 80%, предпочтительно по меньшей мере 90% вышеуказанных ячеек, хранящих газ, предпочтительно имеющий низкую теплопроводность, демонстрируют форму, удлиненную или вытянутую вдоль оси, параллельной оси толщины E блока армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены.
[84] Здесь очевидно, что эта характеристика, относящаяся к удлиненной форме ячеек, хранящих газ, предпочтительно имеющий низкую теплопроводность, и их содержание/пропорция в блоке согласно изобретению конкретнее относится к контексту осуществления способа приготовления с помощью DBL, но она совершенно не ограничена этим сценарием. Это связано с тем, что в случае свободного расширения, конкретнее, когда не имеется верхней стенки/крышки, ограничивающей расширение армированной волокнами пены, также получают такую преимущественную ориентацию ячеек, хранящих газ, предпочтительно имеющий низкую теплопроводность.
[85] Предпочтительно волокна (волокнистые армирования) располагают по всей ширине L, и этап b) пропитки волокон смесью компонентов и вспенивающего агента для того, чтобы получать армированную волокнами полиуретановую/полиизоциануратную пену, выполняют с помощью управляемого устройства выдачи жидкости одновременно по всей ширине L.
[86] Термин «одновременно» понимается как означающий, что жидкая смесь (реагенты и по меньшей мере вспенивающий агент) достигает волокон по сечению ширины L в одно и то же время по всему этому сечению так, что пропитку разных волокнистых армирований начинают или выполняют по толщине (или высоте) блока пены и по одному и тому же сечению ширины в одно и то же время или с одной и той же скоростью.
[87] Предпочтительно вспенивающий агент состоит из физического и/или химического вспенивающего агента, предпочтительно комбинации двух типов.
[88] Преимущественно, физический вспенивающий агент выбирают из алканов и циклоалканов, имеющих по меньшей мере 4 атома углерода, диалкиловых простых эфиров, сложных эфиров, кетонов, ацеталей, фторалканов, фторолефинов, имеющих от 1 до 8 атомов углерода, и тетраалкилсиланов, имеющих от 1 до 3 атомов углерода в алкильной цепи, в частности, тетраметилсилана или их смеси.
[89] При таком допущении в качестве примера соединений могут быть приведены пропан, н-бутан, изобутан, циклобутан, н-пентан, изопентан, циклопентан, циклогексан, диметиловый эфир, метилэтиловый эфир, метилбутиловый эфир, метилформиат, ацетон и фторалканы; причем выбранные фторалканы представляют собой те, которые не ухудшают озоновый слой, например, трифторпропан, 1,1,1,2-тетрафторэтан, дифторэтан и гептафторпропан. Примеры фторолефинов содержат 1-хлор-3,3,3-трифторпропен или 1,1,1,4,4,4-гексафторбутен (например, HFO FEA1100, продаваемый DuPont).
[90] Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения выбранный физический вспенивающий агент представляет собой 1,1,1,3,3-пентафторпропан или HFC-245fa (продаваемый Honeywell), 1,1,1,3,3-пентафторбутан или 365mfc (например, Solkane® 365mfc, продаваемый Solvay), 2,3,3,3-тетрафторпроп-1-ен, 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан (также обозначенный на международном уровне как HFC-227ea, например, продаваемый DuPont), 1,1,1,4,4,4-гексафторбутен (например, HFO FEA1100, продаваемый DuPont), транс-1-хлор-3,3,3-трифторпропен (Solstice LBA - Honeywell) или их смесь.
[91] Предпочтительно химический вспенивающий агент состоит из воды.
[92] Предпочтительно во время этапа a) смешения химических компонентов нуклеирующий газ вводят в по меньшей мере одно полиольное соединение предпочтительно посредством статического/динамического смесителя под давлением от 2 до 25 МПа, причем нуклеирующий газ составляет от 0% до 50% по объему полиола, предпочтительно от 0,05% до 20% по объему от объема полиола.
[93] Предпочтительно во время этапа a) смешения химических компонентов температура каждого из реагентов для получения полиуретана/полиизоцианурата составляет от 10°C до 40°C, предпочтительно от 15°C до 30°C.
[94] Предпочтительно согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения конечное смешение потоков полиолов, изоцианата и/или вспенивающего агента происходит в смесительной головке при низком давлении (<2 МПа) или высоком давлении (>5 МПа) посредством динамического или статического смесителя.
[95] Согласно одной возможности, предложенной изобретением, к смеси на этапе a) дополнительно добавляют фосфорорганическую огнестойкую добавку, предпочтительно триэтилфосфат (ТЕР), трис(2-хлоризопропил)фосфат (TCPP), трис(1,3-дихлоризопропил)фосфат (TDCP), трис(2-хлорэтил)фосфат или трис(2,3-дибромпропил)фосфат или их смесь, или неорганическую огнестойкую добавку, предпочтительно красный фосфор, расширяемый графит, гидрат оксида алюминия, триоксид сурьмы, оксид мышьяка, полифосфат аммония, сульфат кальция или производные циануровой кислоты или их смесь.
[96] Также можно предусмотреть, что в огнестойкой добавке используется диэтилэтанфосфонат (DEEP), триэтилфосфат (TEP), диметилпропилфосфонат (DMPP) или дифенилкрезилфосфат (DPC).
[97] Эта огнестойкая добавка, когда она присутствует в композиции согласно изобретению, содержится в количестве от 0,01% до 25% по весу PUR/PIR пены.
[98] Описание, которое следует далее, приведено исключительно посредством иллюстрации и без ограничения со ссылкой на приложенные Фигуры, на которых:
[99] Фиг. 1 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий разные этапы способа приготовления блока армированной волокнами PUR/PIR пены согласно изобретению.
[100] Фиг. 2 представляет собой схематическое представление варианта выполнения управляемого устройства выдачи жидкости согласно изобретению.
[101] Фиг. 3 представляет собой схематический вид в сечении блока пены согласно одному варианту выполнения изобретения, в котором видны периферийные зоны, а также промежуточная зона.
[102] Фиг. 4 представляет собой схематический вид в сечении блока пены согласно другому варианту выполнения изобретения, на котором видны периферийные зоны, а также промежуточная зона, причем промежуточная зона демонстрирует две средние зоны, между которыми расположена центральная зона.
[103] Фиг. 5 представляет собой схематический вид двух наборов теплоизоляционных панелей, прикрепленных друг к другу, соответственно образующих основное изоляционное пространство и вспомогательное изоляционное пространство для резервуара, причем эти панели образованы группой блоков армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены согласно изобретению.
[104] Фиг. 6 представляет собой частичный вид блока пены согласно изобретению, в котором во время его приготовления была размещена группа анкерных элементов так, чтобы предусматривать крепление или анкерное крепление указанного блока пены.
[105] Фиг. 7 иллюстрирует вариант выполнения анкерного элемента, видимого вдоль схематического сечения, способного вставляться в блок пены согласно изобретению.
[106] Фиг. 8 представляет собой схематическое представление в разрезе резервуара танкера LNG, причем в этом резервуаре установлены два набора теплоизоляционных панелей, относящихся к типу, представленному на Фигуре 7, и загрузочного/разгрузочного терминала для этого резервуара.
[107] Предпочтительно приготовление армированного волокнами PUR/PIR согласно изобретению выполняют в присутствии катализаторов, позволяющих ускорять реакцию изоцианата/полиола. Такие соединения описаны, например, в документе известного уровня техники, озаглавленном «Kunststoffhandbuch, том 7, «Полиуретан», опубликованном Карлом Хансером, 3-е издание, 1993 г., глава 3.4.1. Эти соединения содержат катализаторы на основе аминов и катализаторы на основе органических соединений.
[108] Предпочтительно приготовление блока 20 армированной волокнами PUR/PIR пены согласно изобретению выполняют в присутствии одного или более стабилизаторов, предназначенных для ускорения образования обычных ячеистых структур во время образования пены. Эти соединения хорошо известны специалисту в данной области техники и, в качестве примера, могут быть упомянуты стабилизаторы пены, содержащие силиконы, такие как сополимеры силоксана и оксиалкилена и другие органополисилоксаны.
[109] Специалисту в данной области техники известны количества стабилизаторов от 0,5% до 4% по весу PUR/PIR пены, которые должны использоваться в зависимости от предусмотренных реагентов.
[110] Согласно одной возможности, предложенной изобретением, во время этапа a) способа приготовления смесь химических компонентов может содержать пластификаторы, например, сложные эфиры многоосновных кислот, предпочтительно двухосновные эфиры, карбоновые кислоты с одноатомными спиртами, или может состоять из полимерных пластификаторов, таких как полиэфиры адипиновой, себациновой и/или фталевой кислот. Специалисту в данной области техники, в зависимости от используемых реагентов, известно предусмотренное количество пластификаторов, обычно от 0,05% до 7,5% по весу полиуретановой/полиизоциануратной пены.
[111] Органические и/или неорганические наполнители, в частности, армирующие наполнители, также могут быть предусмотрены в смеси химических компонентов, такие как кремнистые минералы, оксиды металлов (например, оксиды каолина, титана или железа) и/или соли металлов. Количество этих наполнителей, если они присутствуют в смеси, обычно составляет от 0,5% до 15% по весу PUR/PIR пены.
[112] Следует отметить, что настоящее изобретение не предназначено здесь для добавления технической идеи к образованию PUR/PIR пены как с точки зрения природы основных химических компонентов, так и необязательных функциональных агентов и их соответственных количеств. Специалисту в данной области техники известно, как получать разные типы армированной волокнами PUR/PIR пены, и настоящее приготовление начинается с конкретного выбора характеристик волокнистых армирований, в частности, плотности волокон в разных волокнистых армированиях, а также с конкретного выбора пены для пропитки указанных армирований.
[113] Таким образом, настоящее изобретение, как изложено здесь, главным образом направлено не на новое химическое приготовление армированной волокнами PUR/PIR пены, а скорее на новый блок 20 армированной волокнами PUR/PIR пены, в котором, посредством весьма конкретного распределения плотности волокон по толщине или высоте блока 20, этот блок 20 армированной волокнами пены не претерпевает никакого оседания или никакой деформации его общей формы/структуры параллелепипеда, отличной от незначительного сжатия его размеров на постоянный коэффициент во всех его направлениях, и предпочтительно никакой усадки в центре блока 20 пены, вероятно приводящей к возможным явлениям тепловой конвекции.
[114] Таким образом, как может быть видно на Фигуре 1, группу волокнистых армирований 10 разматывают и проводят в параллельное выравнивание друг с другом на или над конвейерной лентой 11, предназначенной для переноса этих армирований 10 и компонентов, образующих PUR/PIR пену. Это связано с тем, что пропитку волокнистых армирований 10 выполняют, в контексте предпочтительного способа приготовления блока 20 армированной волокнами пены настоящего изобретения, под действием силы тяжести, это означает, что смесь 12 химических компонентов, вспенивающего агента (агентов) и необязательных других функциональных агентов, используемых для получения PUR/PIR пены, наливают из устройства выдачи жидкости, расположенного над волокнистыми армированиями 10, непосредственно на волокна 10.
[115] Таким образом, вышеуказанная смесь 12 должна пропитывать все слои волокнистых армирований 10 независимо от того, касается ли она в отношении этих армирований нескольких матов или нескольких тканей, весьма однородным образом в течение времени tc начала образования пены так, что начало расширения PUR/PIR пены происходит после или самое раннее в тот самый момент, когда все волокнистые армирования 10 точно пропитаны смесью 12. При выполнении этого расширение PUR/PIR пены достигают при удержании идеального конкретного распределения волокон 10 в объеме блока 20 PUR/PIR пены так, чтобы получать желаемый градиент плотности волокон.
[116] Задача настоящего изобретения достигается путем расположения волокнистых армирований параллельно друг другу, т.е. в виде наложенных друг на друга слоев, причем каждое из этих армирований демонстрирует большую или меньшую плотность волокон по сравнению с другими. Таким образом, волокнистые армирования, предназначенные для периферийных зон 21, 22 и даже для центральной зоны 26, демонстрируют более высокую плотность волокон, чем для промежуточной зоны 23 и даже средний зон 24, 25 в варианте выполнения, где присутствует центральная зона 26.
[117] Точнее, периферийные зоны 21, 22, а также необязательно центральная зона 26, демонстрируют плотности волокон в пределах сравнимых диапазонов или интервалов, которые имеют высокую плотность волокон. Таким образом, может быть определено, что соотношение плотности волокон для этих зон 21, 22, 26 содержится в неравенствах, определенных ниже:
2/3 ≤ Tf верх./Tf ниж. ≤ 3/2 и Tf пром.<Tf верх., Tf ниж.: в случае двух периферийных зон 21, 22 и промежуточной зоны 23, представленных на Фигуре 3;
2/3 ≤ Tf центр./(Tf ниж. или Tf верх.) ≤ 3/2 и Tf сред.<Tf ниж., Tf верх., Tf центр.: в случае двух периферийных зон 21, 22 и промежуточной зоны 23, образованной центральной зоной 26 и двумя средними зонами 24, 25, представленными на Фигуре 4.
[118] Эти зоны 21, 22, 26, имеющие высокую плотность волокон, демонстрируют плотность волокон от 10% до 45% по весу волокон относительно локального веса (рассматриваемого в указанной зоне 21, 22 или 26) блока 20 пены, преимущественно от 12% до 25% по весу волокон.
[119] В отличие от этого промежуточная зона 23 (при отсутствии центральной зоны 26) и средние зоны 24, 25 (когда присутствует центральная зона 26) демонстрируют относительно более низкую плотность волокон. В этих зонах 23 или 24, 25 плотность волокон составляет от 1% до 20% по весу волокон относительно локального веса блока 20 пены, предпочтительно от 4% до 11% по весу волокон относительно локального веса в блоке 20 PUR/PIR пены.
[120] Если зоны 21, 22, 26, имеющие высокую плотность волокон, сравнивают с зонами 23 или 24, 25, имеющими низкую плотность волокон, зоны 21, 22, 26, имеющие высокую плотность волокон, предпочтительно демонстрируют плотность волокон, по меньшей мере превышающую плотность волокон зон 23 или 24, 25, имеющих низкую плотность волокон, и даже предпочтительно в два-три раза превышающую плотность волокон зон 23 или 24, 25, имеющих низкую плотность волокон.
[121] В контексте изобретения время начала образования пены компонентов смеси 12 для того, чтобы образовывать PUR/PIR пену, известно специалисту в данной области техники и выбрано таким образом, что конвейерная лента 11 доводит скопление, образованное из смеси 12 компонентов, вспенивающего агента и волокон 10, например, до двухленточного ламинатора, не представленного на приложенных фигурах, когда расширение пены только началось, другими словами, расширение PUR/PIR пены в этом случае заканчивается в двухленточном ламинаторе.
[122] В таком варианте выполнения с двухленточным ламинатором (DBL) система приложения давления, использующая один или два ролика, необязательно расположена перед двухленточным ламинатором, т.е. между областью для пропитки смесью волокон и двухленточным ламинатором. В случае использования DBL расширение объема пены выполняют в ламинаторе, когда объем расширения этой пены достигает от 30% до 60% объема расширения этой самой пены, когда расширение остается свободным, т.е. без какого-либо ограничения. При выполнении этого двухленточный ламинатор будет способен ограничивать расширение PUR/PIR пены в ее второй фазе расширения, когда последняя близка или относительно близка к ее максимальному расширению, то есть когда ее расширение приближает пену ко всем стенкам двухленточного ламинатора, образующим туннель прямоугольного или квадратного сечения. Согласно другому варианту представления конкретных выборов приготовления согласно изобретению точка гелеобразования смеси компонентов, то есть момент, когда достигают по меньшей мере 60% полимеризации смеси компонентов, другими словами, 70%-80% максимального расширения объема смеси, обязательно происходит в двухленточном ламинаторе, возможно во второй половине длины двухленточного ламинатора (т.е. ближе к выходу ламинатора, чем к входу последнего).
[123] Что касается функции одновременной выдачи смеси 12 химических компонентов и вспенивающего агента по всей ширине L волокнистых армирований 10, она предусмотрена здесь с помощью управляемого устройства 15 выдачи жидкости, видимого на Фигуре 2. Такое устройство 15 выдачи содержит подающий канал 16 для скопления, образованного из смеси 12 химических компонентов и по меньшей мере вспенивающего агента, из резервуара, образующего смеситель для реагентов, не представленный на приложенных фигурах, в котором, с одной стороны, смешивают все химические компоненты и вспенивающий агент, а, с другой стороны, выполняют, в частности, нуклеацию и даже нагрев такой смеси. Это скопление жидкости, образованное из смеси 12 химических компонентов и вспенивающего агента, затем распределяют под давлением по двум каналам 17, продолжающимся поперечно соответственно концу в двух идентичных выдачных пластинах 18, продолжающихся по ширине L (каждая из которых демонстрирует длину, по существу равную L/2), содержащих группу сопел 19 для течения указанной смеси 12 по волокнистым армированиям 10. Эти сопла 19 потока состоят из отверстий калиброванного сечения, демонстрирующих заданную длину. Таким образом, длина этих сопел 19 потока задана так, что жидкость выходит с идентичной скоростью потока между всеми соплами 19 для того, чтобы пропитка волокнистых армирований 10 происходила в одно и то же время или одновременно по сечению ширины L волокнистых армирований 10 и чтобы поверхностная плотность жидкости, нанесенной под прямыми углами с помощью каждого сопла, была одинаковой. При выполнении этого, если рассматривается сечение ширины L волокон 10, последние пропитываются одновременно так, что выполняется пропитка слоев волокон 10 смесью 12 во всех точках этого сечения идентичным образом, что способствует получению на выходе двухленточного ламинатора блока 20 армированной волокнами пены, в котором локальная плотность волокон точно соответствует плотности волокон каждого из наложенных друг на друга слоев волокнистых армирований в момент гравитационного потока смеси 12.
[124] Управляемое устройство 15 выдачи жидкости, представленное на этой Фигуре 2, представляет собой примерный вариант выполнения, в котором используются две идентичные выдачные пластины 18, но будет возможно предусматривать другую конструкцию при условии, что достигается функция одновременной выдачи жидкости по сечению ширины волокон 10. Разумеется, основная техническая характеристика, используемая в этом примере, лежит в разных длинах сопел 19 потока, стремящихся к большей или меньшей протяженности в зависимости от маршрута или пути жидкой смеси 12 из подающего канала 16 выдачного устройства 15, если говорить о рассматриваемом сопле 19 потока.
[125] Один из важных аспектов для достижения хорошей пропитки волокнистых армирований 10 непосредственно перед временем tc начала образования пены PUR/PIR пены состоит в выборе удельной вязкости жидкости (состоящей из смеси 12 химических компонентов и вспенивающего агента), которая должна быть связана с конкретными характеристиками разных волокнистых армирований, которые могут изменяться в зависимости от плотности волокон. Выбранный диапазон вязкости, а также характеристики проницаемости волокнистых армирований должны предусматривать хорошее проникновение жидкости в первые слои волокон 10 для того, чтобы достигать следующих слоев вплоть до последнего слоя (нижнего слоя волокон 10, т.е. слоя, который расположен ниже всех в стопке волокнистых армирований), так, что время ti пропитки волокон 10 находится в пределах периода времени, заданного химическими компонентами, соответствующего по существу времени tc начала образования пены, но всегда меньше него. Вязкость смеси 12 компонентов выбирают, например, путем нагрева, добавлений пластификаторов и/или большей или меньшей нуклеации так, что пропитку всех волокон 10 смесью 12 химических компонентов и вспенивающего агента по сечению ширины L получают непосредственно до времени начала образования пены, то есть до или непосредственно до начала расширения PUR/PIR пены.
[126] Блок 20 армированной волокнами пены предназначен для использования в весьма специфической среде и, таким образом, должен гарантировать конкретные механические и тепловые свойства. Таким образом, блок 20 армированной волокнами пены, полученный путем приготовления согласно настоящему изобретению, обычно образует часть теплоизоляционного корпуса 30, т.е. в примере, используемом на Фигуре 5, в верхней или основной панели 31 и/или нижней или вспомогательной панели 32 такого изоляционного корпуса 30 резервуара 71, предназначенного для приема чрезвычайно холодной жидкости, такой как LNG или LPG. Таким резервуаром 71 может быть оборудован, например, наземный резервуар, плавучая баржа или т.п. (например, FSRU - «плавучая установка для хранения и регазификации» или FLNG - «плавучая установка для сжижения природного газа») или же судно, такое как танкер LNG, транспортирующий эту энергетическую жидкость между двумя портами.
[127] Блок пены согласно изобретению, продемонстрированный на Фигуре 6, содержит группу анкерных элементов 40, распределенных по его разным поверхностям: верхней 41 и боковым 42, 43. Эти анкерные элементы 40 размещены так, чтобы находиться на одном уровне с поверхностью указанных поверхностей 41, 42, 43 блока пены, не демонстрируя толщину пены (или незначительную толщину), покрывающую их и/или защищающую их снаружи.
[128] Фигура 7 демонстрирует в сечении вариант выполнения такого анкерного элемента 40. Этот анкерный элемент 40 демонстрирует пластину 44, продолжающуюся вдоль плоскости. Эта пластина 44 содержит группу отверстий 45, которые состоят из механического анкерного средства, другими словами, одного из двух элементов, позволяющих крепить при сцеплении с элементом теплоизоляционного корпуса (не представленном на приложенных фигурах) блок пены в теплоизоляционном корпусе резервуара или к нему. Пластина 44 также содержит группу идентичных крепежных штифтов 46, а также центральный крепежный штифт 47, демонстрирующий больший размер, чем размер крепежных штифтов 46. Функция этих штифтов 46, 47 состоит в креплении анкерного элемента 40 наилучшим образом в блоке армированной волокнами пены согласно изобретению. Крепежные штифты 46 в идеальном случае расположены по окружности для образования круга, близкого к окружности или периферии анкерного элемента 40.
[129] Анкерный элемент 40, представленный на Фигуре 7, предпочтительно размещен на конвейерной ленте 11, при этом штифты 46, 47 направлены вверх, а пластина 44 лежит на указанной ленте 11.
[130] Однако также будет возможно предусматривать размещение этих анкерных элементов 40 на верхней поверхности 41 блока и даже на боковых поверхностях 42, 43, как может быть видно в блоке, представленном на Фигуре 6. В последнем случае может предпочтительно быть предусмотрено встраивание штифтов 46, 47, по меньшей мере в незначительной степени, в соседний/смежный мат волокон до его пропитки полимерной пеной.
[131] Разумеется, одно из этих отверстий 45 анкерного элемента 40 может по существу использоваться для образования охватывающей части анкерного элемента, но также может быть предусмотрено, что анкерный элемент требует использования группы отверстий 45. Более того, эти отверстия 45 состоят из решения с анкерными элементами, но изобретение никоим образом не ограничено этим вариантом выполнения, и будет возможно предусматривать один или более анкерных элементов 40 разной формы и разных механических характеристик.
[132] Со ссылкой на Фигуру 8 вид в разрезе танкера 70 LNG показывает герметичный и изолированный резервуар 71 призматической общей формы, установленный в двойном корпусе 72 судна. Стенка резервуара 71 содержит основной герметичный барьер, предназначенный находиться в контакте с LNG, содержащемся в резервуаре, вспомогательный герметичный барьер, расположенный между основным герметичным барьером и двойным корпусом 72 судна, и два изоляционных барьера, расположенных, соответственно, между основным герметичным барьером и вспомогательным герметичным барьером и между вспомогательным герметичным барьером и двойным корпусом 72.
[133] Известным способом погрузочно-разгрузочные трубы 73, расположенные на верхней палубе судна, могут быть соединены посредством подходящих соединителей с отгрузочным или портовым терминалом для того, чтобы транспортировать груз LNG из резервуара 71 или в резервуар 71.
[134] Фигура 8 представляет пример отгрузочного терминала, содержащего погрузочно-разгрузочную станцию 75, подводный трубопровод 76 и наземную установку 77. Погрузочно-разгрузочная станция 75 представляет собой стационарную прибрежную установку, содержащую подвижную руку 74 и колонну 78, которая поддерживает подвижную руку 74. Подвижная рука 74 удерживает пучок изолированных гибких шлангов 79, которые могут быть соединены с погрузочно-разгрузочными трубами 73. Поворотная подвижная рука 74 подходит ко всем размерам танкеров LNG. Соединительный трубопровод (не представлен) продолжается внутри колонны 78. Погрузочно-разгрузочная станция 75 позволяет загружать и разгружать танкер 70 LNG из наземной установки 77 или в наземную установку 77. Эта установка содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 81, соединенные с помощью подводного трубопровода 76 с погрузочно-разгрузочной станцией 75. Подводный трубопровод 76 позволяет транспортировать сжиженный газ между погрузочно-разгрузочной станцией 75 и наземной установкой 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет удерживать танкер 70 LNG на большом расстоянии от берега во время погрузочно-разгрузочных операций.
[135] Для создания давления, требуемого для транспортировки сжиженного газа, используются бортовые насосы в судне 70 и/или насосы, которыми оборудована наземная установка 77, и/или насосы, которыми оборудована погрузочно-разгрузочная станция 75.
[136] Как было изложено выше, использование или применение объекта настоящего изобретения, то есть в данном случае блока 20 армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены, не предназначено для ограничения встроенным в несущую конструкцию резервуаром, но оно также предусмотрено для резервуаров типа A, B и C кодекса IGC, действующего на дату подачи настоящей патентной заявки, а также для будущих версий этого кодекса, если к ним не применяются весьма существенные изменения для этих резервуаров типа A, B и C, причем также понятно, что другие типы резервуаров могут, при этом допущении об изменении кодекса IGC, становиться применениями, которые могут быть предусмотрены для блока 20 армированной волокнами PUR/PIR пены согласно настоящему изобретению.
[137] В продолжении представлена часть экспериментов и испытаний, выполненных компанией-заявителем, чтобы позволять ей оценить объект изобретения и его объем охраны, при этом считается, что были выполнены и другие испытания/эксперименты, и они могут быть представлены впоследствии при необходимости/если потребуется.
[138] Композиция полиуретановой пены, содержащая волокна в форме матов, используется для демонстрации изобретения, причем эти волокна всегда представлены в виде от длинных до непрерывных; точнее, длины этих волокон точно такие же, как и в композициях согласно изобретению и композициях согласно известному уровню техники. В частности, компания-заявитель испытала объект изобретения с волокнами, считающимися короткими (в отличие от определения, данного выше длинным-непрерывным волокнам) или представленными в форме ткани, и полученные результаты эквивалентны или практически аналогичны результатам, полученным с матом из длинных-непрерывных волокон, как представлено ниже.
[139] Таким образом, для того, чтобы точно удостовериться, что только комбинация особых характеристик плотности волокон волокнистых армирований с выбором PIR пены демонстрирует особенно конкретное время начала образования пены, или одно, пригодное для характеристик указанных волокнистых армирований, никакой другой параметр приготовления блока PIR пены не изменяется или не отличается между приготовлениями в соответствии с изобретением и приготовлениями в соответствии с известным уровнем техники. В качестве неисчерпывающих примеров можно отметить тот факт, что нуклеация, количества вспенивающих агентов, температуры реакций, природа и количества смеси химических компонентов, процесс заливки, расстояние между заливкой смеси химических компонентов и DBL или устройством, предусматривающим свободное расширение, если уместно, строго идентичны в случаях согласно изобретению и случаях согласно известному уровню техники.
[140] Разумеется, в этом примере было выбрано проиллюстрировать изобретение посредством PUR пены для ясности и краткости, но эквивалентные или практически аналогичные результаты были получены с PIR пенами, а также PUR/PIR смесями.
[141] Также приготовления армированной волокнами пены, результаты которых представлены ниже, используют технологию свободного расширения, но компания-заявитель показала, что были получены эквивалентные или практически аналогичные результаты посредством DBL с точки зрения армированных волокнами пен согласно изобретению и армированных волокнами пен согласно известному уровню техники.
[142] Более того, понятно, что все композиции, испытанные в продолжении, рассматриваются в условиях идентичной плотности, причем понятно, что этот параметр плотности участвует в оценке эксплуатационных качеств прочности на сжатие.
[143] Для композиций согласно известному уровню техники характеристики волокнистых армирований и PUR пены являются следующими:
[144] [Таблица 1]
(относительная доля разных компонентов)
(смесь полиолового эфира на основе глицерина и сорбитола)
(смесь простого полиэфира и ароматического сложного полиэфирдиола)
Stepanpol® PS-1752, PS-2352, PS-3152 и простой полиэфирполиол типа простого алкилового эфира: PEG, PPG, pBDO, pHDO, pTMEG, Pluriol
(химический вспенивающий агент)
[145] Для композиций согласно изобретению характеристики волокнистых армирований и PUR пены являются следующими:
[146] [Таблица 2]
(относительная доля разных компонентов)
(смесь полиолового эфира на основе глицерина и сорбитола)
(смесь простого полиэфира и ароматического сложного полиэфирдиола)
Stepanpol® PS-1752, PS-2352, PS-3152 и простой полиэфирполиол типа простого алкилового эфира: PEG, PPG, pBDO, pHDO, pTMEG, Pluriol
(химический вспенивающий агент)
[147] Отметим, что время начала образования пены для используемых и представленных выше PUR пен логически одинаково для композиций согласно известному уровню техники и согласно изобретению, так как используемая пена идентична, независимо от рассматриваемого случая.
[148] После проведения испытаний некоторые результаты представлены ниже упрощенным образом для того, чтобы иллюстрировать открытия компании-заявителя в случае, когда волокнистые армирования представлены в форме по меньшей мере одного мата из стекловолокон.
[149] [Таблица 3]
и характеристика распределения волокон в пене
(принимая сердцевину по высоте/толщине блока)
(растяжение в плоскости мата (матов)
ASTM E 228 между +23 и -196°C
Приблизительно 135 кг/м3
Равномерное
Приблизительно 137 кг/м3
Равномерное
Наличие пузырьков воздуха в пене
Приблизительно 134 кг/м3
Равномерное
Наличие пузырьков воздуха в пене
1 слой U850
2 слоя U809
1 слой U812
1 слой U850
1 слой U812
2 слоя U809
1 слой U850
(в соответствии с изобретением)
Приблизительно 135 кг/м3
10%
15%
23%
15%
9%
22%
Наличие пузырьков воздуха
E = 155 МПа
E = 180 МПа
E = 260 МПа
E = 180 МПа
E = 152 МПа
E = 245 МПа
α = 20 x 10-6 м/(м·К)
α = 18 x 10-6 м/(м·К)
α = 12 x 10-6 м/(м·К)
α = 18 x 10-6 м/(м·К)
α = 20 x 10-6 м/(м·К)
α = 13 x 10-6 м/(м·К)
Следует отметить, что первая композиция (с 8 слоями U809 или U801 для блока с толщиной 180 мм) из таблицы 3 выше состоит из композиции в соответствии с документом FR2882756. Результаты для такой композиции согласно документу FR2882756 весьма значительно уступают результатам, полученным с композицией согласно настоящему изобретению (последняя композиция в таблице 3).
[150] Как видно из результатов, представленных в таблице выше, в отношении трех критериев, рассмотренных при сравнении полученных армированных волокнами пен, пены в соответствии с изобретением демонстрируют результаты, которые значительно лучше, чем результаты армированных волокнами пен согласно известному уровню техники.
[151] Более того, следует отметить, что армированные волокнами PUR/PIR пены согласно изобретению не демонстрируют какого-либо значительного ухудшения их свойства, относящегося к (очень низкой) теплопроводности.
[152] [Таблица 4]
[153] Несмотря на то, что изобретение было описано в связи с несколькими особыми вариантами выполнения, очевидно, что оно никоим образом не ограничено ими и что оно содержит все технические эквиваленты описанных средств, а также их комбинации, если они находятся в пределах объема охраны изобретения.
[154] Использование глаголов «содержать» или «включать» и их сопряженных форм не исключает наличия других элементов или других этапов, отличных от тех, которые изложены в пункте формулы изобретения.
[155] В формуле изобретения любая ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение пункта формулы изобретения.
Настоящее изобретение относится к группе изобретений: блок армированных волокнами полиуретановых и/или полиизоциануратных пен, установленный в теплоизоляционном корпусе герметичного и теплоизолированного резервуара; герметичный и теплоизолированный резервуар; судно для транспортировки холодного жидкого продукта; система транспортировки холодного жидкого продукта; способ загрузки или разгрузки судна; способ приготовления блока армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены. Данный блок имеет плотность от 30 до 300 кг/м3. Блок имеет среднюю плотность волокон Tf от 1 до 60% по весу волокон. Блок имеет ширину L от 10 до 500 см и толщину E от нижней поверхности блока до его верхней поверхности от 10 до 100 см. Блок состоит из ячеек, хранящих газ. Блок содержит по его толщине E две периферийные зоны, одна из которых считается верхней, продолжаясь от верхней поверхности блока, а другая считается нижней, продолжаясь от нижней поверхности блока. Каждая из этих двух зон представляет не более 20% по толщине E блока, и они разделены зоной, которая считается промежуточной. Периферийные зоны, верхняя и нижняя, имеют плотность волокон Tf верх. и Tf ниж. так, что: 2/3 ≤ (Tf верх./Tf ниж.) ≤ 3/2. Плотность волокон Tf пром. промежуточной зоны меньше плотностей периферийных зон, т.е.: Tf пром. < Tf верх. и Tf пром < Tf ниж.. Способ приготовления блока армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены теплоизоляционного корпуса герметичного и теплоизолированного резервуара включает: a) смешивание реагентов для получения полиуретана/полиизоцианурата, необязательно по меньшей мере одного катализатора реакции, необязательно по меньшей мере одного эмульгатора и по меньшей мере одного вспенивающего агента; b) пропитка с помощью гравитационного потока смесью реагентов волокнистых армирований, расположенных в виде наложенных друг на друга слоев и демонстрирующих переменные плотности волокон, причем волокнистые армирования расположены в перпендикулярном направлении гравитационного потока; c) получение и расширение армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены. Расширение армированной волокнами пены считается свободным расширением, т.е. без ограничения, накладываемого объемом замкнутого сечения на по меньшей мере одну поверхность, или при этом расширение армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены физически ограничивают стенками двухленточного ламинатора. Герметичный и теплоизолированный резервуар состоит из резервуара, встроенного в несущую конструкцию, содержащую герметичный и теплоизолированный резервуар, содержащий по меньшей мере одну герметичную металлическую мембрану, состоящую из группы металлических ребер или металлических пластин, которые могут содержать гофры, и теплоизоляционный корпус, содержащий блок армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены. Судно для транспортировки холодного жидкого продукта включает по меньшей мере один корпус и один герметичный и теплоизолированный резервуар. 6 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил., 4 табл., 1 пр.
1. Блок (20) из армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены теплоизоляционного корпуса (30) герметичного и теплоизолированного резервуара, при этом плотность блока (20) армированной волокнами пены составляет от 30 до 300 кг/м3, блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены демонстрирует среднюю плотность волокон Tf от 1 до 60% по весу волокон (10) и демонстрирует ширину L от 10 до 500 см, и толщину E от нижней поверхности указанного блока (20) до его верхней поверхности от 10 до 100 см, при этом блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены состоит из ячеек, хранящих газ,
отличающийся тем, что:
- блок (20) пены содержит по его толщине E две периферийные зоны (21, 22), одна из которых считается верхней (21), продолжаясь от верхней поверхности блока (20), а другая считается нижней (22), продолжаясь от нижней поверхности блока (20), при этом каждая из этих двух зон (21, 22) представляет не более 20% по толщине E блока (20), и они разделены зоной, которая считается промежуточной (23); и
- периферийные зоны (21, 22), верхняя (21) и нижняя (22), соответственно демонстрируют плотность волокон Tf верх. и Tf ниж. так, что: 2/3 ≤ (Tf верх./Tf ниж.) ≤ 3/2; и
- плотность волокон Tf пром. промежуточной зоны (23) меньше плотностей периферийных зон (21, 22), т.е.: Tf пром. < Tf верх. и Tf пром < Tf ниж..
2. Блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по п. 1, отличающийся тем, что каждая из двух вышеуказанных периферийных зон (21, 22) представляют не более 10% по толщине E блока (20).
3. Блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по п. 1, отличающийся тем, что промежуточная зона (23) содержит центральную зону (26), окруженную двумя средними зонами (24, 25), представляющими не более 20% по толщине E, предпочтительно не более 10% по толщине E, при этом плотность волокон Tf центр. этой центральной зоны (26) по меньшей мере в полтора раза превышает плотность волокон Tf сред. средних зон (24, 25), т.е. Tf центр. ≥ 1,5Tf сред..
4. Блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по п. 3, отличающийся тем, что плотность волокон Tf центр. этой центральной зоны (26) определена относительно плотности волокон Tf верх. и Tf ниж. периферийных зон (21, 22), верхней (21) и нижней (22), так, что 0,5 ≤ Tf центр./(Tf ниж. или Tf верх.) ≤ 2.
5. Блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что плотность блока (20) армированной волокнами пены составляет от 50 до 250 кг/м3, предпочтительно от 90 до 210 кг/м3.
6. Блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере 60%, предпочтительно по меньшей мере 80% вышеуказанных ячеек, хранящих газ, предпочтительно имеющий низкую теплопроводность, демонстрируют форму, удлиненную или вытянутую вдоль оси, параллельной оси толщины E блока (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены.
7. Блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что волокна состоят из стекловолокна или базальтового волокна, предпочтительно из стекловолокна.
8. Блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что волокна представляют собой волокна от длинных до непрерывных.
9. Блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что средняя плотность волокон Tf составляет от 2 до 25%, предпочтительно от 6 до 20%.
10. Блок (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что нижняя поверхность и/или верхняя поверхность (41), предпочтительно верхняя поверхность (41), указанного блока демонстрирует (демонстрируют) анкерные элементы (40), способные сцепляться со средством сцепления теплоизоляционного корпуса (30) для того, чтобы выполнять анкерное крепление блока пены к указанному корпусу (30), причем предпочтительно указанные анкерные элементы (40) изготовлены из материала, отличающегося от материала пены или материала волокон.
11. Герметичный и теплоизолированный резервуар (71), состоящий из:
- резервуара, встроенного в несущую конструкцию, содержащую герметичный и теплоизолированный резервуар, содержащий по меньшей мере одну герметичную металлическую мембрану, состоящую из группы металлических ребер или металлических пластин, которые могут содержать гофры, и теплоизоляционный корпус (30), содержащий по меньшей мере один теплоизоляционный барьер, смежный с указанной мембраной, или
- резервуара типа A, B или C согласно определению, данному в кодексе IGC, содержащего по меньшей мере один теплоизоляционный корпус (30),
отличающийся тем, что теплоизоляционный корпус (30) содержит группу блоков (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по любому из предыдущих пунктов.
12. Судно (70) для транспортировки холодного жидкого продукта, включающее по меньшей мере один корпус (72) и один герметичный и теплоизолированный резервуар (71) по п. 11, расположенный в корпусе или установленный на указанном судне (70), когда указанный резервуар (71) относится к типу A, B или C согласно определению, данному в кодексе IGC.
13. Система транспортировки холодного жидкого продукта, включающая судно (70) по предыдущему пункту, изолированные трубы (73, 76, 79, 81), расположенные так, чтобы соединять резервуар (71), установленный в корпусе судна, с плавучей или береговой установкой (77) для хранения, и насос для приведения в движение потока холодного жидкого продукта по изолированным трубам из плавучей или береговой установки для хранения в судно (70) или в плавучую или береговую установку для хранения из судна (70).
14. Способ загрузки или разгрузки судна (70) по п. 12, в котором холодный жидкий продукт транспортируют по изолированным трубам (73, 76, 79, 81) из плавучей или береговой установки (77) для хранения в судно (70) или в плавучую или береговую установку (77) для хранения из судна (70).
15. Способ приготовления блока (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены теплоизоляционного корпуса герметичного и теплоизолированного резервуара по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что он включает этапы, на которых:
a) смешивают (12) химические компоненты, необходимые для получения полиуретановой/полиизоциануратной пены, содержащие реагенты для получения полиуретана/полиизоцианурата, необязательно по меньшей мере один катализатор реакции, необязательно по меньшей мере один эмульгатор и по меньшей мере один вспенивающий агент,
b) пропитывают с помощью гравитационного потока вышеуказанной смеси (12) химических компонентов группу волокнистых армирований (10), расположенных в виде наложенных друг на друга слоев и демонстрирующих переменные плотности волокон, причем волокнистые армирования (10) продолжаются по существу в направлении, перпендикулярном направлению указанного гравитационного потока,
c) образуют и расширяют армированную волокнами полиуретановую/полиизоциануратную пену,
при этом расширение армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены считается свободным расширением, т.е. без ограничения, накладываемого объемом замкнутого сечения на по меньшей мере одну поверхность, или
при этом расширение армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены физически ограничивают стенками двухленточного ламинатора, физически ограничивают стенками двухленточного ламинатора, образующими туннель прямоугольного сечения с расстоянием между стенками, расположенными в боковом направлении, равным L, и расстоянием между стенками, расположенными горизонтально, равным E, таким образом окружающими расширяющуюся армированную волокнами пену так, чтобы получать вышеуказанный блок армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены (20).
16. Способ приготовления блока (20) армированной волокнами полиуретановой/полиизоциануратной пены по п. 15, отличающийся тем, что в случае, когда расширение этапа c) выполняют посредством свободного расширения, по меньшей мере одну из периферийных зон (21, 22), предпочтительно верхнюю зону (21), образуют независимо и закрепляют, как только был выполнен разрез на по меньшей мере поверхности свободного расширения, для образования указанного блока (20) пены.
| ПЕНОПОЛИУРЕТАН/ПОЛИИЗОЦИАНУРАТ, УСИЛЕННЫЙ СТЕКЛЯННЫМИ ВОЛОКНАМИ | 2006 |
|
RU2317307C2 |
| WO 2017202667 A1, 30.11.2017 | |||
| Способ обработки целлюлозных материалов, с целью тонкого измельчения или переведения в коллоидальный раствор | 1923 |
|
SU2005A1 |
| JPS 60259414 A, 21.12.1985 | |||
| УСИЛЕННЫЕ ВОЛОКНАМИ КОМПОЗИЦИОННЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕ | 2013 |
|
RU2638302C2 |
