СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2189956 (13) C1

(51) 7 C04B38/08, C04B28/26, C04B28/26, C04B14:16, C04B14:20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2002.09.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001109544/03 
(22) Дата подачи заявки: 2001.04.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.04.11 
(45) Опубликовано: 2002.09.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2104252 С1, 10.02.1998. RU 94004268 А1, 20.10.1995. RU 2092467 С1, 10.10.1997. SU 1601089 A1, 23.10.1990. GB 1578203 А, 05.11.1980. GB 1373394 А, 13.11.1974. 
(71) Имя заявителя: Инженерно-технический центр "Оргтехдиагностика" 
(72) Имя изобретателя: Гудович А.П.; Зарицкий С.П.; Козлов Б.И.; Сапелкин В.С.; Фрейман В.Б. 
(73) Имя патентообладателя: Инженерно-технический центр "Оргтехдиагностика" 
(98) Адрес для переписки: 117463, Москва, пр-д Карамзина, 13, корп.1, Инженерно- технический центр "Оргтехдиагностика" 

(54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ 

Изобретение относится к сырьевым смесям для изготовления теплоизоляции, применяемой в промышленных тепловых агрегатах, в частности для теплоизоляции внутренних полостей крышек корпусов и камер сгорания газотурбинных установок, служащих для перекачки магистрального природного газа. Сырьевая смесь содержит, мас. %: пористые гранулы фракции 2-10 мм - 45-55; вспученный вермикулит фракции 1-2 мм -3-10; глина - 3-8; жидкое стекло - 30-40. Пористые гранулы могут быть выполнены в виде капсул, например, из керамзита, аглопорита, шлаковой пемзы, шунгизита, трепела и других материалов на основе алюмосиликатов. Технический результат - повышение эксплуатационных характеристик теплоизоляции набивного и блочного типов. 1 з.п.ф-лы, 2 табл., 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к сырьевым смесям и может быть использовано для изготовления теплоизоляции, применяемой в промышленных тепловых агрегатах, в частности для теплоизоляции внутренних полостей крышек корпусов и камер сгорания газотурбинных установок, служащих для перекачки магистрального природного газа.

Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции торкретированием, включающая, мас. %: жидкое стекло (в пересчете на сухое вещество) 2-8, отвердитель 3-10, керамзитовый песок 10-30, вермикулит (предварительно нагретый при температуре 300-350oС) 52-85 (SU, авторское свидетельство, 722882, кл. С 04 В 38/08, 28/24, заявл. 02.03.1978). Однако при воздействии температуры выше 350oС объем теплозащитного слоя за счет довспучивания вермикулитовой руды увеличивается, что может привести к его растрескиванию и разрушению.

Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции торкретированием или формованием, включающая, мас.%: жидкое стекло 25-32, асбестовые отходы 41-55, вермикулит 3-6 и тонкомолотую топливную золошлаковую смесь 17-21 (SU, авторское свидетельство, 1203059, кл. С 04 В 18/30, 28/26, заявл. 05.07.1984).

Поскольку изготовленная из указанной сырьевой смеси теплоизоляция рассчитана на температуру не выше 600oС и имеет невысокую виброударную стойкость, обусловленную хрупкостью асбестовых отходов, это ограничивает возможности ее применения в современных высокотемпературных и высоконагруженных теплоагрегатах. Использование в составе смеси асбестовых отходов также ограничивает ее применение из-за экологических требований.

Наиболее близкой к заявляемой сырьевой смеси по решаемой технической задаче - прототипом является композиция, содержащая, мас.%: стекловолокно 70-80, глину 5-15, вермикулит 5-10, жидкое стекло 5-10 (RU, патент, 2104252, кл. С 04 В 14/38, заявл. 24.01.1996).

Недостаток известной сырьевой смеси состоит в том, что в процессе термообработки полученного из нее теплоизоляционного материала при температуре 600-800oС происходит сильное парообразование и вспучивание вермикулита, приводящие к значительным неконтролируемым объемным изменениям, нарушающим когезионную связь со стекловолокном и способным вызвать растрескивание и разрушение теплоизоляционного материала, в результате чего его эксплуатационные характеристики снижаются. Особенно сильно потеря геометрической стабильности теплоизоляции происходит в условиях градиента температуры по ее толщине, достигающего, например, в газотурбинных установках величины 600-700oС и воздействии при этом значительных вибрационных нагрузок. Кроме того, использование стекловолокна в технологическом процессе приготовления смеси требует дополнительных защитных мер для предотвращения попадания волокон в окружающий воздух, что усложняет и удорожает процесс приготовления.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик теплоизоляции, изготавливаемой из предлагаемой сырьевой смеси, а также упрощение и удешевление процесса приготовления смеси. Достигаемый технический результат заключается в повышении геометрической стабильности теплоизоляции в условиях повышенных градиентов температуры и вибрационных нагрузок, а также в исключении ряда промежуточных операций из технологического процесса и снижении его энергоемкости.

Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции, включающая неорганический заполнитель, вермикулитовый компонент, глину и жидкое стекло, согласно изобретению в качестве неорганического заполнителя содержит пористые гранулы фракции 2-10 мм, а в качестве вермикулитового компонента - вспученный вермикулит фракции 1-2 мм при следующем соотношении компонентов, мас. %: пористые гранулы фракции 2-10 мм 45-55, вспученный вермикулит фракции 1-2 мм 3-10, глина 3-8, жидкое стекло 30-40. Кроме того, пористые гранулы могут быть выполнены в виде капсул.

Использование в предлагаемой сырьевой смеси пористых гранул фракции 2-10 мм в количестве 45-55 мас.% обеспечивает возможность получения достаточно однородной смеси со стабильной объемной массой и сохранение геометрической стабильности теплоизоляции за счет повышения несущей способности шаровой упаковки из гранул, образующейся в объеме теплоизоляции. Изменения размера гранул и их содержания в смеси, выходящие за указанные пределы, приводят к образованию неоднородностей в объеме шаровой упаковки (локальных пустот или участков с существенно разной плотностью), снижающих прочностные и теплофизические характеристики материала.

Использование вспученного вермикулита обеспечивает повышенную термостойкость изготавливаемой теплоизоляции вследствие высокой структурной стабильности вермикулита, которую он приобретает после проведения процесса вспучивания при температуре порядка 900oС и затем сохраняет в широком диапазоне температур - от комнатной до 1100-1200oС.

Кроме того, вспученный вермикулит, обладая слоистой структурой с развитой поверхностью, хорошо удерживает жидкое стекло, обеспечивая его более равномерное распределение в объеме сырьевой композиции, и наряду с добавками глины способствует лучшему склеиванию контактных участков поверхностей керамзитовых гранул и формированию в этих участках низкотеплопроводных прослоек, уменьшающих общую теплопроводность теплоизоляционного материала, а также снижающих воздействие на теплоизоляцию вибраций, ударов и термонапряжений, возникающих при ее работе. При соблюдении указанных диапазонов размера частиц (1-2 мм) и содержания вермикулита (3-10 мас.%) достигается достаточно равномерное распределение указанных прослоек между гранулами керамзита.

Глина в сырьевой смеси выполняет функции пластификатора. В частности, может быть использована глина латнинская марки ЛТ-1 ПК (ТУ 14-8-142-75). В процессе термообработки теплоизоляционного материала, изготавливаемого из сырьевой смеси, глина взаимодействует с жидким стеклом и взятая в указанных соотношениях (3-8 мас.%) обеспечивает повышенную пластичность и однородность композиции, а при последующей эксплуатации теплоизоляции в условиях высоких темпратур и вибрационных нагрузок обеспечивает сохранение ее повышенной термостойкости за счет образования высокопрочной алюмосиликатной связки в результате взаимодействия жидкого стекла с глинистым компонентом.

Жидкое стекло в составе сырьевой смеси играет роль связующего компонента как на стадии приготовления теплоизоляционного материала, так и при рабочих температурах. В теплоизоляционном материале жидкое стекло, начиная с температуры 600oС, частично образует расплав силиката натрия, который в виде мелкопористой массы распределяется между гранулами, и при указанных соотношениях (30-40 мас.%) обеспечивает более равномерное объемное распределение пор в материале.

Использование пористых гранул, выполненных в виде капсул, имеющих оболочку, более прочную, чем сердцевина, позволяет повысить геометрическую стабильность теплоизоляции в условиях повышенных вибрационных нагрузок. За счет преимущественно поверхностного обволакивания капсул жидким стеклом уменьшается их слипание и агломерация в процессе приготовления сырьевой смеси, что снижает энергозатраты на ее приготовление и повышает производительность процесса.

Приготовление сырьевой массы включает общепринятые операции дозирования и смешивания исходных компонентов. Полученная сырьевая смесь может использоваться в качестве теплоизоляционного заполнителя в полостях тепловых агрегатов или из нее формуются изделия - теплоизоляционные и теплоизоляционно-конструкционные блоки заданной формы и размеров.

В качестве пористого гранулированного заполнителя могут быть использованы гранулы таких легких заполнителей, получаемых обжигом со вспучиванием, как, например, керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, шунгизит, трепел и др. Также могут быть использованы такие высокотемпературные пористые керамические гранулы на основе алюмосиликатов, как, например, носители катализаторов, гранулы для расклинивания нефтяных пластов и т.д.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. При приготовлении сырьевой смеси, предназначенной для получения теплоизоляции набивного типа, используют следующие исходные компоненты:

- керамзит (ГОСТ 9759-71), фракция 4-10 мм, насыпной вес 380-500 кг/м3, прочность при сдавливанни в цилиндре - до 5,5 МПа;

- вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67), фракция 1-2 мм, насыпной вес 150-220 кг/м3;

- порошок глины молотый (ТУ 1489074);

- стекло натриевое жидкое (ГОСТ 13078-81), плотность 1,45 г/см3, силикатный модуль 3,0.

Приготавливают сырьевую смесь следующего состава, мас.%: керамзит 52, вспученный вермикулит 7, жидкое стекло 36, глина 5. В смеситель барабанного типа загружают керамзитовые гранулы в количестве 1 мас.ч. и при постоянном перемешивании небольшими частями добавляют 0,7 мас.ч. жидкого стекла. Перемешивание ведут в течение 3-5 мин до полного смачивания поверхности гранул жидким стеклом. Затем порционно добавляют 0,1 мас.ч. порошка молотой глины с перемешиванием в течение 1-3 мин. В заключение небольшими порциями при постоянном перемешивании загружают 0,13 мас.ч. порошка вспученного вермикулита и ведут перемешивание в течение 3-5 мин до получения равномерной без комков смеси. Полученной смесью заполняли полости корпуса газотурбинного агрегата, служащего для перекачки природного газа. Заполнение вели послойно, слоями толщиной 100-120 мм, с уплотнением каждого слоя вручную специальными толкателями или вибратором. Плотность набивки 600-700 кг/м3. Для контроля качества набивки и последующего выхода из нее паров воды в корпусе агрегата предусмотрено по 4-6 технологических отверстий диаметром 10-15 мм в каждом из контролируемых сечений. Высушивали набитую смесь при работе агрегата на дежурной горелке в течение 6-8 час. Полученная теплоизоляция имеет прочность на сжатие 18-20 МПа, теплопроводность 0,08-0,10 Вт/мК.

На фиг. 1 приведена термограмма корпуса турбоагрегата (турбоагрегат 48, КС-12, г. Микунь, 000 "Севергазпром") с набивной теплоизоляцией из предлагаемой сырьевой смеси после 8 тыс. часов работы. Рабочая температура на горячей стенке корпуса 770-780oС. Для сравнения на фиг.2 также после 8 тыс. часов работы, приведена термограмма корпуса аналогичного турбоагрегата 46 со штатной набивной теплоизоляцией из каолиновой ваты с добавками бентонитовой глины. Основные характеристики штатной теплоизоляции близки к характеристикам теплоизоляции по прототипу (плотность 320 кг/м3, прочность при сжатии 10 МПа, теплопроводность 0,2 Вт/мК). Видно, что температура на поверхности корпуса, заполненного теплоизоляцией из предлагаемой сырьевой смеси, существенно ниже (на 45-55oС), чем со штатной теплоизоляцией, которая подвержена деструкции в условиях вибраций и высокой температуры. Снижение тепловых потерь при использовании теплоизоляции из предлагаемой сырьевой смеси в данном случае обеспечивает увеличение кпд турбоагрегата на 1,5-2%.

Пример 2. При приготовлении сырьевой смеси, предназначенной для получения теплоизоляции набивного типа, в качестве пористого заполнителя используют вспученные гранулы алюмосиликатного материала на основе трепела (фракция 2-8 мм, насыпной вес 200-250 кг/м3, прочность при сжатии 0,72-0,81 МПа, теплопроводность 0,074-0,077 Вт/мК). Остальные исходные компоненты и режимы приготовления смеси аналогичны приведенным в примере 1. В барабанном смесителе приготавливают смесь следующего состава, мас.%: гранулы алюмосиликатного материала на основе трепела 55, вспученный вермикулит 3, жидкое стекло 39, глина 3. Как и в примере 1, полученной смесью заполняли полости корпуса газотурбинного агрегата, служащего для перекачки природного газа. Высушивали набитую смесь при работе агрегата на дежурной горелке в течение 6-8 час. Полученная теплоизоляция имеет плотность 340-350 кг/м3, прочность на сжатие 16-17 МПа, теплопроводность 0,08-0,09 Вт/мК.

Пример 3. При приготовлении сырьевой смеси, предназначенной для получения теплоизоляционных блоков, используют аглопорит (ГОСТ 119911-66), фракция 4-10 мм, насыпной вес 490-650 кг/м3, прочность при сдавливании в цилиндре - до 3,5 МПа.

Остальные исходные компоненты и режимы приготовления смеси аналогичны приведенным в примере 1. В барабанном смесителе приготавливают смесь следующего состава, мас.%: аглопорит 45, вспученный вермикулит 10, жидкое стекло 38, глина 7. Полученную сырьевую смесь выгружают из смесителя и на вибропрессе типа ВИП-6ПБ формуют из нее блоки с размерами 25025080 мм, которые затем сушат при температуре 70-80oС и термообрабатывают при температуре 550-600oС. Блоки имеют прочность на сжатие 15-16 МПа, теплопроводность 0,11-0,12 Вт/мК. Они предназначены для виброустойчивой теплоизоляции корпусов камер сгорания и регенераторов в турбоагрегатах, служащих для перекачки природного газа.

Составы сырьевой смеси приведены в табл. 1. Свойства теплоизоляционного материала приведены в табл. 2.

Из примеров осуществления видно, что в сравнении с прототипом предлагаемая сырьевая смесь не содержит каких-либо волокнистых материалов, представляющих экологическую опасность как при приготовлении смеси, так и при эксплуатации теплоизоляции. Изготавливаемая из сырьевой смеси теплоизоляция характеризуется более высокими значениями прочности и термостойкости, теплоизоляционные изделия сохраняют высокую геометрическую стабильность при воздействии вибрационных нагрузок, имеющих место в теплоэнергетическом оборудовании. Процесс изготовления сырьевой смеси упрощается, так как из него исключаются операции увлажнения и измельчения, а формование теплоизоляционных изделий вибропрессованием существенно снижает энергоемкость процесса получения изделий. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции, включающая неорганический заполнитель, вермикулитовый компонент, глину и жидкое стекло, отличающаяся тем, что в качестве неорганического заполнителя она содержит пористые гранулы фракции 2-10 мм, а в качестве вермикулитового компонента - вспученный вермикулит фракции 1-2 мм при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Пористые гранулы фракции 2-10 - 45-55

Вспученный вермикулит фракции 1-2 мм - 3-10

Глина - 3-8

Жидкое стекло - 30-40

2. Сырьевая смесь по п. 1, отличающаяся тем, что пористые гранулы выполнены в виде капсул.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru