CN105909918B - 一种柔性保温组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性保温组件，其特征在于，该柔性保温组件包括隔热反射构件和隔热层，其中，隔热反射构件包括金属箔片和柔性隔热薄毡，金属箔片之间夹设柔性隔热薄毡；隔热反射构件设置有一层或多层，隔热层设置有多层。本发明提出的柔性保温组件保温性能好，可以有效的隔绝高温设备散发的热量；此外本发明布置灵活，经济实惠，层叠结构的层数根据需要进行设置。

Description

一种柔性保温组件

技术领域

本发明涉及一种保温隔热结构，属于保温技术领域，具体涉及一种柔性保温组件，该组件可用于对管道、高温设备进行保温，尤其适用于封头、阀门、法兰等异形构件的保温。

背景技术

现有的保温技术，采用聚氨酯、岩棉和硅酸盐等保温材料技术对高温管道或高温设备进行保温，但现有的保温材料导热系数高，能源散失率高，且保温层寿命短。SiO₂气凝胶由于其特殊的纳米孔级和骨架颗粒，是目前公认导热率最低的固态材料之一，因其化学稳定性好，耐酸碱，疏水，在隔热节能领域有广阔的应用前景。但是气凝胶的低密度和高孔隙率导致其强度低而不可单独作为隔热材料使用。其次，随着温度的升高，因为辐射传热成为主要的传热方式，气凝胶的隔热效果显著降低，传统的SiO₂气凝胶在600摄氏度便失效。为了能够使气凝胶在较高温度下使用，和提高其力学性能，达到更好的隔热效果，通常对气凝胶进行掺杂改性处理或与其他隔热材料复合使用。

在管道的保温工程中，用保温材料包裹异形构件，例如法兰、阀门、封头等构件一直是一个难题，由于阀门、法兰等其外部形状不规整，包装难度大。因此包裹使用的保温材料一般无法在工厂进行预制，需要人工进行现场包装，使得安装精度差，热量散失率高。对于传统的聚氨酯、岩棉和硅酸盐等硬质保温材料尤其如此，除了导热系数高，能源散失率高，且保温层寿命短外，还存在难以拆卸，拆卸过后难以复原，导致保温材料无法重复利用，并散失大量热量的问题。

即使采用气凝胶材料对法兰、阀门进行包裹，由于保温材料仍然难以和管道、设备完全贴合。缝隙中存在空气，通过对流会使得热量散失，因此热损耗仍然比较大。此外保温材料在对接或封口时存在缝隙，传统的方法，例如粘接、绑扎，以及粘贴密封条等方式进行密封，在密封处仍然存在缝隙，从而大量热量散失。

以输送蒸汽的管道为例，采用原有的保温技术，在阀门等处会散失大量热量，蒸汽在输送过程中往往会凝结成水，导致供气量达不到生产生活的需求。为了达到设计的出口蒸汽温度和数量，必须加大送气量，因此造成了能源浪费和经济损失。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种柔性保温组件，该柔性保温组件包括隔热反射构件和隔热层，其中，

隔热反射构件包括金属箔片和柔性隔热薄毡，金属箔片之间夹设柔性隔热薄毡；

隔热反射构件设置有一层或多层，隔热层设置有多层。

进一步地，金属箔片选用不锈钢箔片、镍箔片、铝箔片，厚度优选为0.02mm-0.2mm之间。

进一步地，金属箔片上涂覆涂层。

进一步地，涂层由硅树脂、二氧化钛粉体、硅粉、二氧化硅粉体、氧化铁粉体等组成。

进一步地，柔性隔热薄毡优选为硅酸铝陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡、预氧丝纤维毡及气凝胶制品；隔热层优选为硅酸铝陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡及气凝胶制品；优选地，该气凝胶制品中掺杂有碳粉、炭黑和石墨粉，碳粉、炭黑和石墨粉的含量为0.1-3％重量份。

进一步地，柔性隔热薄毡的整体厚度不超过5毫米，优选地，当柔性隔热薄毡为气凝胶制品时，柔性隔热薄毡包含的气凝胶的厚度为0.2-3mm之间，更优选地为0.2-2mm之间。

进一步地，柔性隔热薄毡的材质和/或厚度可单独选择。

进一步地，该柔性保温组件还包括柔性密封件，设置在柔性保温组件各层之间的接缝处，和/或设置在柔性保温组件各层与其他组件之间的接缝处；该柔性密封件主要由柔性防水层和柔性隔热材料层构成，其中，柔性防水层包裹柔性隔热材料层。

进一步地，柔性防水层优选采用含氟漆布、含氟玻璃布、带涂层玻璃布；柔性隔热材料层优选为预氧丝纤维毡、聚酯纤维毡及气凝胶制品。

进一步地，该柔性密封件包括填充部和密封部，其中填充部填充在缝隙处，密封部用于对该缝隙进行密封覆盖；优选地，该柔性密封件为T型、L型、工型或伞型。

进一步地，该柔性保温组件可用于异型部位的保温；优选地，该异型部位为封头、法兰、阀门。

进一步地，柔性保温组件可以分成多个可组装的模块。

进一步地，该柔性保温组件还包括耐高温无碱玻璃纤维布、硅酸铝棉保温层和阻燃硅胶布，耐高温无碱玻璃纤维布与被保温部件的表面相接触，阻燃硅胶布为整个柔性保温组件的最外层结构，硅酸铝棉保温层设置在阻燃硅胶布内侧。

本发明的有益效果：

1.本发明保温性能好，可以有效的隔绝高温设备散发的热量；此外本发明布置灵活，经济实惠，层叠结构的层数根据需要进行设置，当需要的保温效果较好时，可以多层进行重叠；当设备本身温度较低，或保温要求不高时，可以减少层叠的层数，或采用单层的隔热反射构件或气凝胶毡，从而节省成本。

2.本发明全部采用柔性材料，和现有的保温材料相比，本发明采用的隔热毡和反射构件的厚度更薄，因此可以采用更多层层叠的方式，与高温设备的贴合性好，因此，本发明提出的隔热组件可以适应阀门、法兰等异形设备的外形，从而减少热损失。

3.本发明的隔热反射构件是单独的部件，既可以阻隔热辐射，又可以阻隔热传导和对流，在整个保温材料中形成了若干道阻隔热量散失的封锁线，极大的减少了热损失。此外，该隔热反射构件可以在工厂进行预制，从而提高施工效率。

4.本发明结构间的密封采用柔性密封，不同于常规密封方式，密封件由柔性防水层和柔性隔热材料层组成，根据所需异型保温的搭接的不同，柔性密封件可为T型、L型、工型、伞型等，既可以填充缝隙，又可以对缝隙进行覆盖，在保证密封效果的同时，也起到隔热保温的作用。

5.本发明的隔热材料使用的是气凝胶制品。气凝胶是目前公认导热率最低的固态材料之一，因其化学稳定性好，耐酸碱，疏水，在隔热节能领域有广阔的应用前景。此外，为了解决单独使用气凝胶做保温材料强度较低的问题，本发明的隔热毡包括：硅酸铝陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡及其气凝胶制品等；柔性隔热薄毡包括：硅酸铝陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡、预氧丝纤维毡及其气凝胶制品等；上述气凝胶制品的基材所使用的纤维是优选的较柔软的材料，能够更好地和阀门、法兰、换热器封头等异形构件贴合。

6.这种隔热反射构件+隔热毡+柔性防水层的组成可满足在横拆下来时保温结构不被损坏并且可以再次包裹使用。可以重复利用，从而降低了成本。

附图说明

图1为本发明提出的柔性保温组件的示意图。

图2为本发明的隔热反射构件的结构示意图。

图3为本发明的柔性密封件的示意图。

图4a和图4b分别为本发明用于换热器封头附近的多层柔性保温组件的结构示意图。

图5为图4a中的柔性密封件放大后的示意图。

图6为本发明用于法兰保温的结构示意图。

图7为本发明用于阀门保温的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。

本发明提出的柔性保温组件如图1所示，该柔性保温组件包括层叠设置的耐高温无碱玻璃纤维布、隔热反射构件、隔热层、硅酸铝棉保温层以及柔性密封件。该柔性保温组件不仅可以用于常规设备或部件的保温，也可以用于异型设备或部件的保温。

A.隔热反射构件

隔热反射构件主要起到反射热量和保温的作用，可以设置有一层或多层，当隔热反射构件为多层时，其可以根据保温需要放置在适当的位置，例如：(1)耐高温无碱玻璃纤维布和隔热层之间设置多层隔热反射构件，(2)除耐高温无碱玻璃纤维布和隔热层之间设置多层隔热反射构件外，隔热层和硅酸铝棉保温层之间也设置隔热反射构件，隔热反射构件可以为一层或多层，(3)除耐高温无碱玻璃纤维布和隔热层之间设置多层隔热反射构件外，硅酸铝棉保温层与柔性密封件之间也设置隔热反射构件，隔热反射构件可以为一层或多层。隔热反射构件的层数可以根据被保温对象的温度、环境、热损限制等因素来决定。

隔热反射构件包括金属箔片和柔性隔热薄毡，如图2所示。需要说明的是，本发明中的毡和毯不作明显区分，因此这里的柔性隔热薄毡也可以指代柔性隔热薄毯。

金属箔片之间夹设柔性隔热薄毡，金属箔片和柔性隔热薄毡可以通过胶粘剂进行粘接，也可以通过压合等方式进行贴附。金属箔片可以选用不锈钢箔片、镍箔片、铝箔片等，厚度优选为0.02mm-0.3mm之间，更优选为0.02mm-0.2mm之间。另外，也可以在金属箔片上涂覆涂层，进一步增强金属箔片的热发射效果。涂层由硅树脂、二氧化钛粉体、硅粉、二氧化硅粉体、氧化铁粉体等组成。

柔性隔热薄毡可以为硅酸铝陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡、预氧丝纤维毡及气凝胶制品等。气凝胶制品是指以气凝胶为主体材料，并复合于增强基材中形成的柔性保温材料。气凝胶的增强基材有玻璃纤维、陶瓷纤维、预氧丝纤维等，制作时还掺杂碳粉、炭黑、石墨粉等，这些成分的含量为0.1-3％重量份，使得气凝胶制品还具有良好的抗红外辐射性能，抗热辐射性能提高30％，可以进一步提高隔热反射构件的保温效果。柔性隔热薄毡的材质可以根据被保温对象和工作环境的需要等因素进行选择，例如在用于换热器封头保温时，隔热反射构件中的柔性隔热薄毡采用气凝胶和玻璃棉毡复合而成。

优选地，柔性隔热薄毡的整体厚度不超过5毫米，如果柔性隔热薄毡为气凝胶制品，其中包含的气凝胶的厚度优选为0.2-3mm之间，更优选地为0.2-2mm之间。

当隔热反射构件为多层时，每层隔热反射构件中柔性隔热薄毡的材质和/或厚度可以不同，柔性隔热薄毡的厚度例如可以从里向外依次递增或依次递减，或者无规律变化，当然也可以按照通常的做法采用相同的厚度。每层隔热反射构件中柔性隔热薄毡的材质均可以根据其所处的温度、湿度等因素选择不同的材质，当然也可以按照通常的做法采用相同的材质。

图1和图2中所示的隔热反射构件为弧形，但本领域技术人员知晓，由于隔热反射构件采用的是柔性材料，且各层厚度比较薄，因此，可以根据需要保温的阀门、法兰或高温设备的形状，将所述隔热反射构件加工成与上述保温形状贴合的任意形状。图1中的空白处代表省略的隔热反射组件和/或隔热层。

B.隔热层

隔热层主要起到隔热作用，优选为隔热毡。隔热毡优选硅酸铝陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡及气凝胶制品，该气凝胶制品例如为气凝胶硅酸铝陶瓷纤维毡、气凝胶玻璃纤维毡等。

上述隔热层为柔性结构，且为多层，通过将隔热层设置为多层且每层的尺寸可尽量薄，从而可以提高隔热层的贴合度。隔热层既可以与柔性隔热构件配套使用，也可以和柔性隔热构件一样可单独使用。

C.柔性密封件

当采用柔性保温组件对管道或高温设备进行包裹之后，管道接缝、弯头、三通等管件附近，或直管的保温结构与异型部位(例如接头、法兰、阀门等)的保温结构之间，会出现一些缝隙和缺口难以覆盖。又或者需要预留空隙进行现场焊接或安装阀门等设施的操作，而在施工完成后又要将这些空隙全部包覆，以防止热量从上述缝隙或缺口处散失。鉴于此，本发明采用柔性密封件用于填充柔性隔热组件的接缝和/或柔性隔热组件与其他组件之间的缝隙，这种柔性密封的方式不同于常规的胶条、搭接等密封方式，其效果不仅可以起到常规的保证密封效果的作用，还能够起到隔热保温防水的作用。

如图3所示，该柔性密封件主要由柔性防水层和柔性隔热材料层构成，其中，柔性防水层包裹柔性隔热材料层。柔性防水层可以为柔性防水布层，柔性防水布层可以采用含氟漆布、含氟玻璃布、带涂层玻璃布等。柔性隔热材料层为预氧丝纤维毡、聚酯纤维毡及气凝胶制品等。

该柔性密封件包括填充部和密封部，其中填充部填充在缝隙处，密封部用于对该缝隙进行密封覆盖。填充部和密封部所形成的形状可以根据接缝处的形状和位置采用各种形状，例如可以为T型、L型、工型、伞型等。图3示出了填充部和密封部形成T型的示意图，图4a、5-7示出了填充部和密封部形成L型的示意图，图4b为填充部和密封部形成T型的示意图。由于柔性防水层和柔性隔热材料层均为柔性结构，因此能够适应缝隙的形状以及被覆盖部位的形状，形成对缝隙的良好填充和覆盖。

柔性保温组件的各层在施工安装时可以采用常见的机械连接的夹扣结构或者卡扣配合魔术贴等方式。

实施例1：

图4a、4b和图5给出了本发明的柔性保温组件用于换热器封头的示例。虽然图中仅给出了隔热反射构件为一层和隔热层为两层的示例，但本领域技术人员知晓，隔热反射构件和隔热层的层数和设置位置可以调整。该用于换热封头的柔性保温组件的结构由内至外为：耐高温无碱玻璃纤维布、隔热反射构件、气凝胶隔热层、硅酸铝棉保温层、阻燃硅胶布；该组件与直管保温层或其他结构接缝处使用柔性密封件。

图5是图4a中密封件的放大图。由于换热器的封头是带有弧度的盖子，在施工时无法一次性将直管和封头同时保温，因此封头的保温需要单独进行处理。并且直管的保温层和封头接口处的保温组件可能会存在高度差。当用传统方式，例如胶带或玻璃丝布对接口处进行密封时，直管保温层和封头保温组件之间存在缝隙，并且会在上述保温层之间高度差处形成容纳空气的空间，热量通过空气对流会大量散失；同时由于保温层高低不平，胶带或玻璃丝布缠绕时，也无法紧密压合，从而形成热量外泄的通道。而采用本发明的柔性密封件就可以很好的解决上述问题。

当直管保温施工完毕后，将柔性密封件搭接在直管保温的接口处，然后进行封头的保温施工，将柔性密封件的填充部挤压在直管保温层和封头保温组件之间，密封部密封覆盖在该接口上，这样直管的保温层和封头的保温组件形成一体，减少了热量的泄漏。

实施例2：

图6给出了本发明的柔性保温组件用于法兰的示意图。虽然图中仅给出了隔热反射构件为一层和隔热层为两层的示例，但本领域技术人员知晓，隔热反射构件和隔热层的层数和设置位置可以调整。该用于法兰的柔性保温组件的结构由内至外为：耐高温无碱玻璃纤维布、隔热反射构件、气凝胶隔热层、硅酸铝棉隔热层、阻燃硅胶布；接缝处使用柔性密封件。

为了便于安装，可以将柔性保温组件一分为二，在工厂或现场预制，然后直接套接在法兰上，在两块保温之间放入所述柔性密封件，然后在最外层缠绕阻燃硅胶布等进行密封固定。当然，柔性保温组件也可以分为三个及三个以上的部分组装。

实施例3：

图7给出了本发明的柔性保温组件用于阀门的示意图。虽然图中仅给出了隔热反射构件为一层和隔热层为两层的示例，但本领域技术人员知晓，隔热反射构件和隔热层的层数和设置位置可以调整。该用于阀门的柔性保温组件的结构由内至外为：耐高温无碱玻璃纤维布、隔热反射构件、气凝胶隔热层、硅酸铝棉隔热层、阻燃硅胶布；接缝处使用柔性密封件。

为了便于安装，可以将柔性保温组件一分为二，在工厂或现场预制，在柔性保温组件上预留出直管、阀杆穿过的孔洞，然后直接套接在阀门上，在两个部分接缝，以及其它缝隙之间放入所述柔性密封件，然后在最外层缠绕阻燃硅胶布等进行密封固定。当然，柔性保温组件也可以分为三个及三个以上的部分组装。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种柔性保温组件，其特征在于，该柔性保温组件能够用于高温管道或高温设备，包括隔热反射构件和隔热层，其中，

隔热反射构件包括金属箔片和柔性隔热薄毡，金属箔片之间夹设柔性隔热薄毡；

隔热反射构件设置有一层或多层，隔热层设置有多层。

2.根据权利要求1所述的柔性保温组件，其特征在于，金属箔片选用不锈钢箔片、镍箔片、铝箔片；

和/或，金属箔片上涂覆涂层，涂层主要由硅树脂、二氧化钛粉体、硅粉、二氧化硅粉体、氧化铁粉体组成。

3.根据权利要求2所述的柔性保温组件，其特征在于，金属箔片的厚度为0.02mm-0.2mm之间。

4.根据权利要求1所述的柔性保温组件，其特征在于，柔性隔热薄毡为硅酸铝陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡、预氧丝纤维毡及气凝胶制品；隔热层为硅酸铝陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡及气凝胶制品。

5.根据权利要求4所述的柔性保温组件，其特征在于，该气凝胶制品中掺杂有碳粉、炭黑和石墨粉，碳粉、炭黑和石墨粉的含量为0.1-3％重量份。

6.根据权利要求1所述的柔性保温组件，其特征在于，柔性隔热薄毡的整体厚度不超过5毫米。

7.根据权利要求6所述的柔性保温组件，其特征在于，当柔性隔热薄毡为气凝胶制品时，柔性隔热薄毡包含的气凝胶的厚度为0.2-3mm之间。

8.根据权利要求7所述的柔性保温组件，其特征在于，柔性隔热薄毡包含的气凝胶的厚度为0.2-2mm之间。

9.根据权利要求1所述的柔性保温组件，其特征在于，柔性隔热薄毡的材质和/或厚度单独选择。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的柔性保温组件，其特征在于，该柔性保温组件还包括柔性密封件，设置在柔性保温组件各层之间的接缝处，和/或设置在柔性保温组件各层与其他组件之间的接缝处；该柔性密封件主要由柔性防水层和柔性隔热材料层构成，其中，柔性防水层包裹柔性隔热材料层。

11.根据权利要求10所述的柔性保温组件，其特征在于，柔性防水层采用含氟漆布、含氟玻璃布、带涂层玻璃布；柔性隔热材料层为预氧丝纤维毡、聚酯纤维毡及气凝胶制品。

12.根据权利要求10所述的柔性保温组件，其特征在于，该柔性密封件包括填充部和密封部，其中填充部填充在缝隙处，密封部用于对该缝隙进行密封覆盖。

13.根据权利要求12所述的柔性保温组件，其特征在于，该柔性密封件为T型、L型、工型或伞型。

14.根据权利要求1所述的柔性保温组件，其特征在于，该柔性保温组件能够用于异型部位的保温。

15.根据权利要求14所述的柔性保温组件，其特征在于，该异型部位为封头、法兰、阀门。

16.根据权利要求1-9、14、15中任一项所述的柔性保温组件，其特征在于，柔性保温组件分成多个可组装的模块。

17.根据权利要求1-9、14、15中任一项所述的柔性保温组件，其特征在于，该柔性保温组件还包括耐高温无碱玻璃纤维布、硅酸铝棉保温层和阻燃硅胶布，耐高温无碱玻璃纤维布与被保温部件的表面相接触，阻燃硅胶布为整个柔性保温组件的最外层结构，硅酸铝棉保温层设置在阻燃硅胶布内侧。