Теплоизолированная труба Советский патент 1992 года по МПК F16L59/06 

Изобретение относится к теплоизолированию преимущественно трубопроводов теплотрасс.

Известен теплоизоляционный элемент, включающий заключенную в оболочку пористую систему с газом из низкопроницаемого материала и высокопроницаемого с антикоррозионной пропиткой, прилегающего к изолируемому изделию.

Недостатком теплоизоляционного элемента является то, что пористая система создается за счет использования пористого материала, традиционно применяемого для теплоизоляции, и имеющего коэффициент пористости чуть более 60% и, следовательно, не достаточно низкую теплопроводность. Это может быть, например, пеностекло или легкий бетон. Потому для удержания необходимого количества теплоты потребуется много теплоизоляционного материала.

Известно теплогидроизоляционное покрытие трубопроводов, состоящее из гибких пустотелых элементов, выполненных с выступами вдоль длины и навитых слоями вокруг трубопровода под углом друг к другу, а

выступы гибких элементов соседних слоев расположены перпендикулярно плоскости слоя.

Недостатком теплогидроизоляционно- го покрытия является то, что высокий процент пористости, который должна создавать предлагаемая конструкция теплогидроизо- ляционного покрытия, не выдерживается. На практике этот процент будет ниже вследствие того, что гибкие пустотелые элементы не закреплены в слоях и слои не закреплены между собой. Потому не может быть жестко выдержан угол в 90°, благодаря которому создаются в межслойном пространстве ограниченные полости,, заполненные воздухом, и обеспечивается высокий процент пористости. При несоответствии угла заданной величине уменьшаются или исчезают вовсе ограниченные полости между слоями, а значит и уменьшается коэффициент пористости рассматриваемого теплогидроизоля- ционного покрытия и его потребуется больше для обеспечения необходимой теплоизоляции.

Известно техническое решение, представляющее теплоизолированную трубу для

транспорта теплоносителя, включающую внутренние и наружные трубы, узлы соединения, теплоизоляционный материал, дополни- тельную гофрированную трубу в межтрубном пространстве из тонкостенного упругого материала и воздушными кольцевыми полостями между гофрами и внутренней трубой.

Недостатком теплоизолированной трубы является то, что в ней с целью теплоизоляции используется стандартный пористый материал, например пеностекло, имеющий коэффициент пористости чуть больше 60%, а значит не достаточно низкую теплопроводность. Потому для обеспечения требуемой теплоизоляции необходимо использовать большое количество такого материала.

Целью изобретения является снижение расхода теплоизоляционного материала.

Поставленная цель достигается тем, что в теплоизолированной трубе, включающей внутреннюю и наружную трубы, и разме- а енную между ними многослойную теплоизоляцию, последняя выполнена из гофрированной ленты, закрепленной на основании, причем поперечное сечение гофров имеет вид равностороннего треугольника с высотой, равной 0,30-1,00 толщины теплоизоляции.

Сущность изобретения заключается в использовании конструкции из слоев гофрированной ленты в качестве теплоизоляции.

Коэффициент пористости теплоизоляции, определяемый как отношение объема воздуха, находящегося в слое гофрированной ленты, к объему теплоизоляции, удерживающей необходимое количество теплоты, составит от 95 до 99% при высоте треугольника, образованного в поперечном сечении гофр, равной 0,30-1,00 толщины теплоизоляции.

Коэффициент пористости теплоизоляции - величина, зависящая от размера гофр, определяет теплопроводность теплоизоляции. Чем больше коэффициент пористости, тем ниже теплопроводность теплоизоляции, тем меньше ее потребуется. При удержании теплоты важны не только размеры, но и форма гофров. Конвекция теплового потока в гофрах, представляющих собой в сечении равносторонние треугольники, такова, что задерживается наибольшее количество теплоты.

Известна гофрированная прослойка, расположенная как и теплоизоляционный материал в межтрубном пространстве. Она предназначена для демпфирования давления пара, образовавшегося из воды, попадающей через трещины в теплоизоляционный материал. Поэтому прослойка выполнена из тонкостенного материала и имеет вид трубы с кольцевыми гофрами, внутренняя

поверхность которых полированная. С точки зрения теплоизоляции гофрированная прослойка, описанная выше, существенной роли не играет.

В изобретении в гофры сформирован

0 низкотеплопроводный материал, создана гофрированная лента, закрепленная на основании. В ленте гофры имеют в поперечном сечении вид равносторонних треугольников с высотой, составляющей 0,30-1,00 толщи5 ны теплоизоляции. Предлагаемая конструкция позволяет создать теплоизоляцию с высоким коэффициентом пористости (95- 99%), а следовательноо с низкой теплопроводностью.

0 На фиг.1 изображен продольный разрез теплоизолированной трубы; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1.

Теплоизолированная труба содержит коаксиально расположенные наружную ме5 таллическую трубу 1 со слоем гидроизоляции 2 и внутреннюю трубу теплосети 3. В межтрубном пространстве расположена гофрированная лента 4 между узлами соединения 5, выполненными из жесткого низ0 котеплопроводиого материала. Гофры 6 изготовлены из легкого жесткого низкотеплопроводного материала, закреплены на основании 7, выполненном из такого же материала. Таким образом, созданы ограни5 ченные полости 8 в виде равносторонних треугольников и заполнены воздухом. Узлы соединения 9 размещены по концам труб и выполнены влагонепроницаемыми в виде параллельно расположенных на расстоянии

0 5 см узлов соединения 5 с пространством между ними в 5 см, заполненным влагонепроницаемыми материалами.

Теплоизоляция осуществляется следующим образом,

5 Теплота, излучаемая внутренней трубой (трубой теплотрассы) 3, задерживается слоями из гофрированной ленты 4 с воздухом. Слои гофрированной ленты 4, закрепленные на основании 7, имеют в поперечном

0 сечении форму гофр 6 в виде равностороннего треугольника. Конвекция в гофрах 6 указанной формы происходит таким образом, что удерживается максимальное количество теплоты. Гофрированная лента 4,

5 имеющая гофры 6 с высотой в сечении, составляющей 0,30-1,00 толщины теплоизоляции, создает пористость 95-99%, а значит обеспечивает низкую теплопроводность теплоизоляции, Коаксиальность труб 1 и 2 обеспечивает постоянство толщины теплоизоляционного покрытия и создается узлами соединения 5. Расстояние между ними допускает образование прогиба наружной трубы на 1 мм, при котором еще не происходит деформации теплоизоляции, влияю- щей на ее качество.

Герметизация теплоизолированной трубы обеспечивается трубой 1 с гидроизоляционным покрытием 2. При повреждении последних узлы соединения 9, выполнен- ные влагонепроницаемыми, задерживают распространение влаги вдоль длины трубы, предотвращают повреждение теплоизоляции на большом участке трубы.

П р и м е р 1. Гофрированная лента 4 с гофрами 6 из картона в виде равносторонних треугольников с высотой в поперечном сечении составляющей 1,00 толщины теплоизоляции, закреплена на картонном основании, а затем на трубе теплосети 3 между узлами соединения 5. Узлы соединения 5 выполнены из толстого картона, а узлы соединения 9 - из параллельных пластин толстого картона с промежутками в 5 см, залитым битумом. Наружная тонкостенная металлическая труба 1 из кровельной стали покрыта слоем битума.

Предлагаемая конструкция теплоизоляции создает пористость 99% и позволяет изолировать трубу теплосети диаметром МО мм. Расчет коэффициента пористости:

Кп М - РхН 1 РхН М

2А V3 /3xBxH

лг(Рн+2Б)2 яхРй

44

згхРнУГ Аа/З с

-, D

л:(Он +2Б)2 jrxDiv

44

0,99 х 100% 99% (

где Кп - коэффициент пористости гофриро- ванного слоя;

М-площадь теплоизоляции трубы;

Р - общая площадь картона в теплоизоляции трубы;

Н - количество гофр в гофрированном слое;

DH - диаметр трубы теплосети (110 мм);

А - толщина гофрированного слоя (44 мм);

Б - толщина картона, из которого выполнены гофры (0,2 мм);

П р и м е р 2. Гофрированный слой по периметру 1, в котором диаметр трубы (DH) теплосети 133 мм, толщина гофрированного слоя (А) 30 мм. Для обеспечения требуемой теплоизоляции трубы теплосети понадобится 3 гофрированных слоя, следовательно, высота гофрированного слоя будет составлять 0,3 толщины теплоизоляции.

Предлагаемая конструкция теплоизоляции создает пористость 98%.

Расчет коэффициента пористости.

Количество гофр в первом слое: л- DH x xV37А .Количество гофр во втором слое:

2 л:(Он+2 А)/2 A/V3 (ОМ-2 А)/А.

Количество гофр в третьем слое:

2 7T(DH+4A)/2 A/V3 я V3(DH+4 A)/A,

Коэффициент пористости:

к„.,. Ig jAvggx +o, t + д) +Д(Р, +ад)я(Ри + А)Б

Jl(lX+6AjV4- O i/4 ..{80. + 18А)Б (8 133+ „„

3A( )0-9вх 00 -9в.

Предлагаемая конструкция теплоизоляции позволяет по сравнению с прототипом уменьшить затраты материала в первом случае в 1.4 раза (пористость теплоизоляции в предлагаемом покрытии - 99%. в прототипе-70%, 99/70 1,4) и во втором случае в 1,4 раза (98/70 1,4).

Формула изобретения Теплоизолированная труба, включающая внутреннюю и наружную трубы и размещенную между ними многослойную теплоизоляцию/о тличающаяся тем, что, с целью снижения расхода теплоизоляционного материала,теплоизоляция выполнена из гофрированной ленты, закрепленной на основании, причем поперечное сечение гофров имеет вид равностороннего треугольника с высотой, равной 0,,0 толщины теплоизоляции.

К

Изобретение м,б. использовано в теплоизолированных трассах. Цель изобретения - снижение расхода теплоизоляционного материала. Между внутренней и наружной трубами размещена многослойная теплоизоляция.Теплоизоляция выполнена из гофрированной ленты, закрепленной на основании. Поперечное сечение гофров имеет вид равностороннего треугольника с высотой, равной 0,3 1,0 толщины теплоизоляции. 2 ил.