Тепловая изоляция Советский патент 1991 года по МПК F16L59/00 F16L59/06 

Фиг. 2

Изобретение относится к устройствам тепловой защиты и может применяться в различных отраслях народного хозяйства Преимущественная область использования - защита аппаратуры и оборудования при криогенной температуре от притока тепла из окружающей среды.

Целью изобретения является повышение эффективности теплоизоляции путем уменьшения теплового потока через сотовую конструкцию,

На фиг.1 представлена конструкция тепловой изоляции, разрез; на фиг.2 - дан разрез А-А на фиг.1.

Тепловая изоляция содержит несколько, например, два слоя 1 и 2 сотовой конструкции. Соты 3 в поперечном сечении имеют форму правильного шестиугольника (в принципе возможна любая форма) и могут быть изготовлены, например, из стеклопластика на фенольной смоле.

Слой 1 и слой 2 контактируют непосредственно между собой и расположены так, что их ячейки 4 и 5 смещены относительно друг друга на половину ячейки (см. фиг.2). С наружных сторон слоев 1 и 2 выполнены облицовки 6,7, например, в виде клея и слоя нейлона, пропитанного фенольной смолой, облицовки 6,7 покрыты герметизирующим слоем 8,9, например, теуларовой пленкой. Ячейки 4 и 5 сотовой арматуры, в зависимости от назначения теплоизоляции, могуг быть либо вакуумированы, либо заполнены пенополиуретаном низкой плотности, либо газом, например, гелием. 10 - защищаемый объект.

Выполнение арматуры в виде нескольких слоев, ячейки которых смещены относительно друг друга, значительно уменьшают площадь, через которую тепловой поток путем теплопроводности передается от одного слоя к другому. Это приводит к уменьшению суммарного количества тепла, переданного через тепловую изоляцию за счет теплопроводности и тем самым повышает ее эффективность. Это можно показать на частном примере. Пусть соты арматуры имеют квадратную форму в поперечном сечении с длиной стороны мм и толщиной стенки мм. Тогда площадь поперечного сечения стенки, приходящаяся на одну ячейку, через которую идет тепловой поток равна мм , при условии, что арматура выполнена однослойной (конструкция прототипа). Если же не изменяя общую высоту арматуры и размеры ее ячеек выполнить ее, например, двухслойной и сместить слои относительно друг друга таким образом, чтобы были смещены относительно друг друга ячейки этих слоев тогда

площадь контакта между слоями, приходящаяся на одну ячейку, будет равна 46 -4 мм . Но так как эта площадь определяет тепловой поток через арматуру, то, следовательно, в последнем случае тепловой поток будет примерно в 20 раз меньше по сравнению с прототипом. Аналогичный результат получается и для другой формы сот. Независимо от формы сот арматуры тепловой поток

0 через нее, для предлагаемой конструкции, в

р

общем случае, примерно в - раз меньше по

d

сравнению с прототипом (С- характерный размер ячейки; б-толщина стенки). Если же

5 соты выполнены с поперечным сечением в виде правильного шестиугольника и слои смещены вдоль одной из диагоналей на половину ячейки, то эффективность тепловой изоляции еще более повышается. Это объ0 ясняется тем, что при произвольном смещении каждая ячейка одного слоя контактирует с ячейкой другого либо в четырех точках, если ячейки смещены относительно друг друга без поворота сечения,

5 либо в шести точках, если центры поперечных сечений совпадают, а сами поперечные сечения повернуты относительно друг друга. При смещении слоев вдоль одной из диагоналей поперечного сечения на половину

0 ячейки контакт осуществляется только в трех точках Это приводит к снижению теплового потока через арматуру

Работает тепловая изоляция следующим образом. Нагревается слой 8 и обли5 цовка 6, далее тепло передается частично радиацией (если ячейки 4,5 вакуумированы), а частично путем теплопроводности по стенкам слоев 1 и 2 арматуры к облицовке 7 и затем путем теплопроводности через слой 9

0 к объекту 10. Незначительная площадь контакта между слоями 1 и 2 создает большое термическое сопротивление для теплового потока, проходящего через стенки сотовой арматуры. Это увеличивает время нагрева

5 объекта 10, т.е. повышается эффективность теплозащиты.

Применение предлагаемой тепловой изоляции в криогенной технике и других областях народного хозяйства позволит

0 значительно снизить тепловые потоки к защищаемому объекту при неизменных остальных характеристиках теплоизоляции (ее веса, стоимости, прочности и т.п.).Это приводит к увеличению ресурса работы защи5 щаемых объектов и следовательно к повышению эффективности их использования.

Формула изобретения 1 Тепловая изоляция, содержащая со- товую конструкцию, герметизирующие слои

и облицовку, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее эффективности, сотовая конструкция выполнена в виде нескольких контактирующих между собой слоев, ячейки которой смещены друг относительно друга.

2. Изоляция по п.1, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что ячейки конструкции выполнены с поперечным сечением в виде правильного шестиугольника, а слои смещены вдоль одной из его диагоналей на половину ячейки.

Изобретение может быть использовано для защиты аппаратуры при криогенной температуре .от притока тепла из окружающей среды. Цель изобретения - повышение эффективности теплоизоляции путем уменьшения теплового потока через сотовую конструкцию. Конструкция выполнена в виде нескольких контактирующих между собой слоев, ячейки 4,5 которых смещены относительно друг друга на половину ячейки. Ячейки 4,5 имеют поперечное сечение в виде правильного шестиугольника. Незначительная площадь контакта между слоями создает большое термическое сопротивление для теплового потока. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1