СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ИЗДЕЛИЯ

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ИЗДЕЛИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2274798 (13) C2

(51) МПК
F16L 59/00 (2006.01)
F16L 59/14 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.04.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004113770/06 
(22) Дата подачи заявки: 2004.05.07 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.05.07 
(45) Опубликовано: 2006.04.20 
(56) Аналоги изобретения: RU 2133909 С2, 27.07.1999. US 3297802 А, 10.01.1967. RU 2189521 С2, 20.09.2002. SU 1070375 A, 30.01.1984. SU 1011058 A, 07.04.1983. SU 1351520 A3, 07.11.1987. US 3118800 A, 21.01.1964. КРАШЕНИННИКОВ А.Н. Монолитная теплоизоляция из ячеистых бетонов и пластмасс. - Л.: Изд. лит. по строительству, 1971, с.81-82, 89-96, 103. 
(72) Имя изобретателя: Наумов Владимир Георгиевич (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 125284, Москва, ул. Поликарпова, 23а, ОАО "ОКБ Сухого", Начальнику Юридического Управления Т.В. Можаровой 

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ИЗДЕЛИЯ

Изобретение относится к теплоизоляции при температурах окружающей среды или наружного потока, критических для работоспособности изолируемых изделий. Техническим результатом изобретения является кратковременное продление работоспособности изолируемого изделия при экстремальных тепловых нагрузках и повышение эффективности защиты длинномерного изделия при аварийных теплопритоках с температурой более 400°С. В способе теплоизоляции длинномерных изделий, включающем формирование на поверхности защищаемого изделия вспененного пористого покрытия путем взаимодействия предварительно смешанных в исходном состоянии наполнителя и вспенивателя, вспенивание наружного слоя покрытия осуществляют в процессе эксплуатации защищаемого изделия под действием аварийного теплового потока с температурой выше 400°С, при этом при размягчении наружного слоя покрытия, переходе его в жидкое состояние и срабатывании вспенивателя непрерывно формируют закрыто-пористую мелкоячеистую структуру - пенококс с равномерным увеличением толщины изделия. В устройстве для тепловой изоляции изделия, содержащем теплоизоляционное покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность изделия обмоткой теплоизоляционной лентой, на электрожгуты и трубчатые детали теплозащитное покрытие нанесено в виде самослипающейся ленты из эластичного материала, представляющего собой силоксановый каучук, и вспенивающейся системы, лента сформирована в виде полосы толщиной 1±0,1 мм, шириной 25±2 мм и длиной 10 м, причем лента нанесена на длинномерное изделие в 2-3 слоя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к средствам теплоизоляции при температурах окружающей среды или наружного потока, критических для работоспособности изолируемых изделий, и теплоизоляции длинномерных изделий и может быть использовано для теплоизоляции трубопроводов, электрожгутов и других длинномерных изделий для продления их функционирования при аварийном нагреве, например при пожаре.

Необходимость надежного крепления и слабая стойкость к вибрационным нагрузкам ограничивает возможность использования покрытий с особо низкой теплопроводностью, что в конечном результате снижает надежность защиты трубопроводов от наружных тепловых притоков с высокими температурами.

Способом теплоизоляции по патенту RU №2133909 вокруг изолированного изделия накачивают пенопласт и выдерживают его до жесткого состояния.

Способом теплоизоляции по патенту RU №2189521 на изолируемое изделие наносят жидкую композицию расчетной массы. Далее предусмотрено ее вспенивание и отвердение. Полученная изоляция рассчитана на длительную эксплуатацию при температурах не более 150°С.

Теплоизоляция по патенту SU №3297802 может содержать оболочку, образованную лентой, намотанной по спирали.

Необходимость надежного крепления и слабая стойкость к вибрационным нагрузкам ограничивает возможность использования покрытий с особо низкой теплопроводностью, что в конечном результате снижает надежность защиты трубопроводов от наружных тепловых притоков с высокими температурами.

Для достижения повышенной эффективной защиты длинномерного изделия при аварийных теплопритоках с температурой более 400°С, вспенивание покрытия осуществляют в процессе эксплуатации защищаемого длинномерного изделия под действием аварийного теплового притока с температурой выше 400°С. 

Теплоизоляционное покрытие наносится на внешнюю поверхность длинномерного изделия обмоткой теплоизоляционной лентой. Толщина ленты увеличивается равномерно путем непрерывного формирования закрытопористой мелкоячеистой структурой (пенококс) пропорционально тепловому воздействию при аварийном теплопритоке. В целях удобства теплозащитное покрытие на электрожгуты и детали трубчатого сечения наносят в виде самослипающейся ленты из эластичного материала, представляющего из себя силоксановый каучук, и вспенивающейся системы. Для удобства и простоты ленту формируют в виде полосы толщиной 1±0,1 мм, шириной 25±2 мм и длиной 10 м. Нанесенная лента на длинномерное изделие в 2-3 слоя защищает его от воздействия высокой температуры 1000-1100°С в течение не менее 5 минут. 

На фиг.1 и 2 представлена теплоизоляция трубопровода, реализующая заявленный способ, в исходном и вспененном состоянии. На фиг.3 представлен график изменения температуры внутренней стенки трубопровода при эксплуатации, в том числе при аварийном теплопотоке с температурой выше 400°С.

Теплоизоляция трубопровода 1 образована двухслойным покрытием. Внутренний слой 2 - низкотеплопроводимый, эластичный материал, например вспененный фторкаучук, толщиной 0,25-0,5 от толщины вспенивающего покрытия, плотностью 0,5-0,7 г/см и относительным удлинением 150-250%.

Наружный слой 3 вспенивающегося покрытия образован наполнителем на основе высокотемпературного каучука, смешанного в исходном состоянии со вспенивателем.

Материал слоя 3 термореактивен и в исходном состоянии имеет удельный вес приблизительно 1,2 г/см3, удельную теплоемкость 0,35-0,4 кал/°С, теплопровопроводность (3,78-5,15)×10-4 кал/см°C и относительное удлинение 100-150%. Толщина слоя 2-3 мм.

При штатной эксплуатации длинномерных изделий (электрожгут, трубопровод и др.) и температуре длительных теплопритоков до 150-200°С низкая теплопроводность внутреннего 2 и наружного 3 слоев обеспечивает поддержание температуры длинномерного изделия в допустимых пределах за счет охлаждения трубопровода проходящими через него жидкостью или газом.

Сравнительная небольшая толщина изоляции в исходном состоянии обеспечивает простоту эксплуатации и обслуживания длинномерного изделия (трубопровода, электрожгута и др.), сохранение ее прочности при вибрации и ударах. При этом не требуется дополнительных средств для ее крепления и мер для антикоррозийной защиты трубопровода. 

При аварийных теплопритоках с температурой более 400°С осуществляют вспенивание наружного слоя 3. Вспенивание начинают при достижении на поверхности слоя 3 температуры более 400°С. Поверхностный слой 3 под действием высокой температуры размягчается и затем кратковременно за период 0,2-0,5 сек переходит в жидкое состояние. Как только покрытие перешло в жидкое состояние, вспениватель срабатывает, образуя вспененный мелкоячеистый пенококс. Пенококс принимает на себя тепловой поток, под действием которого разрушается. На смену разрушенного слоя образуется новый слой и так до полного срабатывания покрытия.

При возникновении в процессе эксплуатации длинномерного изделия аварийных теплопритоков с предельными температурами до 1500°С вспененный слой 3 обеспечивает сохранение прочности алюминиевого трубопровода практически неизменной на период от 5 до 10 минут, что соответствует необходимому времени для ликвидации аварийной ситуации. При этом максимальная температура внутренней стенки длинномерного изделия не превышает 150°С (см. фиг.3). 

Учитывая простоту нанесения и высокие теплозащитные свойства предлагаемой изоляции, считаем возможным ее применение в различных отраслях техники.

Изменение скорости нагрева материала длинномерного изделия (фиг.3) со временем наглядно иллюстрируют теплозащитные свойства предлагаемой теплоизоляции.

Комбинированное двухслойное покрытие имеет лучшие теплозащитные свойства, чем однослойные, выполненные из вспенивающего покрытия. Это очевидно из фиг.3, где применение фтор-каучука позволяет снижать температуру длинномерного изделия на 20-25% при аварийных теплопритоках.

Таким образом, теплоизоляция длинномерных изделий обеспечивается тем. Что равномерно образующийся пенококс при аварийных теплопритоках с температурой более 400°С имеет мелкоячеистую замкнутую структуру и обладает высоким сопротивлением теплопритоку. Под действием теплового притока поверхностный слой покрытия размягчается и кратковременно переходит в жидкое состояние, в то же время вспениватель, срабатывая, образует газообразные продукты, которые вспенивают образовавшуюся жидкость. Равномерность распределения вспенивателя в наполнителе и образование низковязкой жидкости обеспечивают получение пенококса, обладающего высоким сопротивлением теплопритоку.

С целью сохранения от сдува пенококса потоком воздуха с большой скоростью, более 50 м/сек, на электрожгут одевают кожух, выполненный из кремнеорганической ткани (нт-7). Это действие позволяет расширить поле деятельности защиты на большее время по сравнению со жгутом без чехла, т.е. фактически образованный пенококс продолжает работать больший срок.

Способ теплоизоляции изделий, при котором поверхность изделия покрывается смесью химического органического соединения и неорганического вещества, температура плавления которого близка температуре, критической для работоспособности изделия, со средством вспенивания этого соединения при температуре не ниже температуры его плавления.

При повышении температуры окружающей среды или наружного потока до величины, превышающей температуру плавления соединения, в процессе его вспенивания формируется мелкоячеистая закрытопористая структура, образованная неорганическим компонентом соединения, с соответствующим увеличением толщины покрытия. В результате этого теплоизоляцию изделия осуществляют мелкоячеистой закрытопористой структурой неорганического компонента соединения до ее разрушения под собственным весом или вследствие внешнего воздействия после сгорания или испарения органических компонентов соединения.

Толщина покрытия и его теплопроводность до вспенивания могут быть выбраны из условия сохранения невспенивающей части покрытия, расположенной под его вспенивающейся частью. Сначала вспенивают только наружную относительно изделия часть покрытия. В процессе или после разрушения наружной относительно изделия мелкоячеистой закрытопористой структуры вспенивают часть того же соединения, сохранившуюся под разрушающейся или разрушенной закрытопористой структурой и повторно формируют мелкоячеистую закрытопористую структуру, образованную неорганическим компонентом сохранившейся части соединения.

Указанное химическое соединение со средством вспенивания может быть нанесено на неметаллическую ленту, намотанную на изолируемое изделие двумя или более слоями. При повышении температуры окружающей среды или наружного потока до величины, превышающей температуру плавления соединения, его слои на ленте вспенивают поочередно.

Покрытие может быть выполнено на основе соединения органического вещества с кремнием. В частности, покрытие может быть выполнено на основе радиационно вулканизированного диметилсилоксанового каучука, а средство его вспенивания - на основе полифосфата аммония.

Покрытие, включающее в себя смесь химического соединения органического и неорганического веществ, температура плавления которого близка температуре, критической для работоспособности изделия, со средством вспенивания этого соединения при температуре не ниже температуры его плавления.

При повышении температуры окружающей среды или наружного потока до величины, превышающей температуру плавления, в процессе его вспенивания формируют мелкоячеистую закрытопористую структуру, образованную неорганическим компонентом соединения, с соответствующим увеличением толщины покрытия, осуществляют теплоизоляцию изделия мелкоячеистой закрытопористой структурой неорганического соединения до ее разрушения под собственным весом или вследствие внешнего воздействия после сгорания или испарения органических компонентов соединения.

Поверхность изделия покрывают двумя или более слоями соединения со средствами его вспенивания. При повышении температуры окружающей среды или наружного потока до величины, превышающей температуру плавления соединения, его слои вспенивают поочередно.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ теплоизоляции длинномерных изделий, включающий формирование на поверхности защищаемого изделия вспененного пористого покрытия путем взаимодействия предварительно смешанных в исходном состоянии наполнителя и вспенивателя, отличающийся тем, что для повышения эффективности защиты при аварийных теплопритоках с предельными температурами, вспенивание наружного слоя покрытия осуществляют в процессе эксплуатации защищаемого изделия под действием аварийного теплового потока с температурой выше 400°С, при этом при размягчении наружного слоя покрытия, переходе его в жидкое состояние и срабатывании вспенивателя непрерывно формируют закрыто-пористую мелкоячеистую структуру - пенококс с равномерным увеличением толщины изделия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уменьшают скорость нагрева защищаемого изделия за счет ограничения теплового потока к нему от вспененного покрытия путем увеличения термического сопротивления пенококса.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что уменьшают скорость нагрева защищаемого длинномерного изделия за счет понижения температуры на наружной поверхности изделия, для чего осуществляют газификацию с этой поверхности низкокипящего состава.

4. Устройство для тепловой изоляции изделия, содержащее теплоизоляционное покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность изделия обмоткой теплоизоляционной лентой, отличающееся тем, что на электрожгуты и трубчатые детали теплозащитное покрытие нанесено в виде самослипающейся ленты из эластичного материала, представляющего собой силоксановый каучук, и вспенивающейся системы, лента сформирована в виде полосы толщиной 1±0,1 мм, шириной 25±2 мм и длиной 10 м, причем лента нанесена на длинномерное изделие в 2-3 слоя.






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