ITBG20120042A1 - Calza composita elastica per l'isolamento termico di elementi lineari. - Google Patents

Description

"CALZA COMPOSITA ELASTICA PER L’ISOLAMENTO

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda le cosiddette calze termicamente isolanti, intendendosi con questo termine dei rivestimenti utilizzati per l'isolamento termico di elementi lineari quali ad esempio tubi o cavi o un assieme di tubi e/o cavi, tali rivestimenti essendo utilizzati anche per la protezione di questi elementi lineari quando sono destinati a raggiungere temperature che possono risultare pericolose per chi dovesse accidentalmente toccarli o venirne in contatto con essi.

Le note calze termicamente isolanti sono di vari materiali, purché resistenti alla temperatura raggiunta dall'elemento lineare, e vengono normalmente prodotte sotto forma di elementi tubolari deformabili, normalmente forniti all'utilizzatore appiattiti e avvolti in rotoli. All'atto dell'utilizzo vengono srotolate e infilate sui relativi tubi o cavi, lungo i quali vengono distese o allungate.

Nella loro forma più semplice, queste calze possono essere rigide o semirigide oppure formate da fili incrociantisi in modo da permettere l'allungamento della calza e la sua adattabilità ad elementi lineari di diverso diametro.

Ultimamente l'isolamento termico di elementi lineari viene anche ottenuto avvolgendoli con un materassino formato da fibre di PET e/o poliestere e/o fibre di vetro, tra le quali fibre sono disperse, grazie ad un particolare procedimento, particelle di aerogel di silice (noto con il nome commerciale di AEROGEL) , che à ̈ un materiale nanoporoso con elevatissime caratteristiche di isolamento termico. Si ottiene così un materassino che, a parità di isolamento termico, ha uno spessore notevolmente minore di quello dei tradizionali materiali utilizzati per tale scopo.

Questi materassini contenenti particelle di aerogel (contraddistinti in particolare dai marchi AEROGEL SPACELOFT, CRYOGEL e PYROGEL, prodotti dalla ASPEN AEROGEL INC.) hanno la necessità di essere protetti prima di tutto perché le particelle di aerogel disperse tra le fibre, a seguito di sollecitazioni meccaniche, possono disperdersi.

Attualmente, una volta avvolto il materassino a base di aerogel attorno ad un tubo o cavo da isolare termicamente, il tutto viene rivestito mediante una striscia di un adatto materiale (per esempio di PTE, PP o PE) che non lasci passare le particelle di aerogel, striscia che viene avvolta ad elica sull'elemento lineare più materassino, o anche stesa longitudinalmente .

Uno scopo della presente invenzione consiste nel realizzare una calza composita elastica per isolamento termico di elementi lineari che impieghi un materiale d'isolamento termico contenente particelle di aerogel e più in generale particelle di un isolante termico con coefficiente di conducibilità termica λ non superiore a 0,020 W/ (mK), e che tale calza composita sia già pronta per essere infilata sul relativo elemento lineare.

Prima di spiegare come viene ottenuto lo scopo sopra esposto, si fa presente che la produzione dei suddetti materassini contenenti particelle di aerogel dà luogo a scarti che attualmente sono considerati non altrimenti utilizzabili, per cui sono classificati come rifiuti e come tali vanno smaltiti, con i relativi costi. Lo stesso può dirsi per i materassini di questo tipo scartati dopo il loro utilizzo a seguito dalla manutenzione o dismissione di impianti in cui sono impiegati tubi o cavi isolati termicamente impiegando tali materassini .

Premesso ciò, lo scopo sopra specificato viene raggiunto grazie alla calza composita secondo la presente invenzione, comprendente uno o più strati tubolari termicamente isolanti concentrici all'elemento lineare, caratterizzata dal fatto che lo strato tubolare termicamente isolante o almeno uno degli strati tubolari termicamente isolanti à ̈ di un materiale sciolto contenente particelle di un isolante termico con coefficiente di conducibilità termica λ non superiore a 0,020 W/ (mK), ciascuno degli strati contenenti particelle di tale isolante termico essendo racchiuso tra due strati di contenimento tubolari elastici, atti ad impedire che le particelle del detto isolante termico si disperdano.

Pertanto la calza composita secondo la presente invenzione può in particolare comprendere più strati termicamente isolanti, dei quali almeno uno di materiale termicamente isolante sciolto contenente particelle del suddetto isolante termico, in particolare particelle di aerogel. Convenientemente lo strato isolante più vicino all'elemento lineare à ̈ del tipo contenente le particelle di isolante termico.

E' da notare che gli strati di contenimento che delimitano ciascuno strato termicamente isolante contenente particella del suddetto isolante termico, inibiscono la dispersione di tali particelle (si à ̈ già accennato che, nel caso dell'aerogel, quest'ultimo à ̈ sottoforma di polvere). Ovviamente gli strati di contenimento dovranno essere anch'essi di materiali che resistano alle temperature a cui vengono sottoposti.

Si fa presente che, a parte 1'almeno uno strato termicamente isolante contenente particelle del suddetto materiale termicamente isolante, in particolare di aerogel, gli altri eventuali strati isolanti possono anche essere ottenuti mediante materiali termicamente isolanti in cui si usano altri tipi di materiale termicamente e in particolare con coefficiente di conducibilità termica λ superiore a 0,020 W/(mK). In particolare si può ottenere in modo semplice uno strato isolante aggiuntivo intermedio interponendo tra due strati termicamente isolanti una rete tubolare di fili di un adatto materiale, oppure interponendo tra tali due strati un filo avvolto ad elica con le spire distanziate tra loro, la rete o il filo avvolto ad elica costituendo in sostanza un distanziatore atto a creare una camera d'aria che contribuisce all'isolamento termico.

Si fa ancora notare che, al limite, anche una semplice pellicola di un materiale che non sia un buon conduttore di calore e che resista alle temperature a cui viene sottoposto può fungere da strato isolante aggiuntivo, potendosi a tale scopo utilizzare vantaggiosamente anche note pellicole termicamente riflettenti.

Un altro scopo della presente invenzione consiste nel realizzare una calza termicamente isolante composita che sia facilmente infilabile sul relativo elemento lineare da isolare termicamente.

Va ancora fatto presente che gli inventori della presente invenzione si sono resi conto che potrebbe essere molto utile se la calza composita secondo l'invenzione permettesse anche di trasmettere potenza elettrica e/o segnali.

Ε' pertanto un altro scopo della presente invenzione quello di realizzare una calza composita del tipo sopra specificato che adempia pure ad una tale funzione.

Anche tale scopo viene raggiunto grazie alla calza composita secondo la presente invenzione, in cui sono previsti almeno due fili estendentisi longitudinalmente lungo la calza, tali fili longitudinali essendo disposti sostanzialmente angolarmente equidistanziati, essendo fissati almeno ad uno degli strati di contenimento ed avendo una sufficiente resistenza a trazione per permettere di utilizzarli per infilare la calza composita sul relativo elemento lineare esercitando un'opportuna trazione sugli stessi fili.

Almeno uno dei fili longitudinali può essere di un materiale atto a trasmettere potenza elettrica e/o segnali.

Convenientemente i fili longitudinali di cui sopra vengono fissati ad almeno uno degli strati di contenimento (preferibilmente a quello più interno) in punti longitudinalmente equidistanziati tra loro, con i fili longitudinali disposti "a festoni" prima che la calza composita venga infilata sull'elemento lineare. Ciò consente alla calza composita di allungarsi e adattarsi al diametro dell'elemento lineare quando viene infilata su quest'ultimo (ovviamente entro certi limiti) , senza tuttavia "strozzare" l'elemento lineare proprio grazie alla presenza dei fili che permettono di distribuire il tiro su tutta la lunghezza della calza.

L'invenzione risulterà più facilmente comprensibile dalla seguente descrizione di due sue forme di realizzazione esemplificative. In tale descrizione si farà riferimento ai disegni allegati, in cui:

la fig. 1 à ̈ una vista prospettica di una calza composita secondo la presente invenzione, già infilata su un relativo spezzone di tubo e parzialmente squarciata;

la fig. 2 à ̈ una sezione trasversale di un tipo di calza composita più complesso, pure già infilata sul relativo tubo.

Nella fig. 1 la calza composita à ̈ stata indicata nel suo complesso con 10 e con 12 l'elemento lineare che deve isolare termicamente, nel caso specifico uno spezzone di tubo. Come si vede dalla figura, la calza composita 10 comprende un primo strato di contenimento 14 (per esempio di tessuto accoppiato ad una membrana PTFE) a contatto del tubo 12, e un secondo strato di contenimento 16, più esterno (per esempio costituito come il primo strato di contenimento). Lo spazio tra i due strati di contenimento 14 e 16 à ̈ stato riempito, mediante apposite macchine, con del materiale termicamente isolante sciolto contenente particelle di un isolante termico con coefficiente di conducibilità termica λ non superiore a 0,020 W/ (mK), in particolare particelle di aerogel, così da ottenere uno strato tubolare termicamente isolante 18 delimitato dai due strati di contenimento 14 e 16. Come già accennato, questi ultimi comprendono una membrana di un materiale (come il PTFE) che à ̈ permeabile al vapore (essendo microporosa) ma evita che le particelle del suddetto isolante termico contenute nello strato termicamente isolante 18 si disperda all'esterno sotto forma di polvere, soprattutto nelle fasi di montaggio.

Nel caso specifico illustrato, allo strato di contenimento più interno 14 sono saldati in punti equidistanziati fra loro quattro fili 20 (per esempio di acciaio stirato per resistenze elettriche o fili di carbonio), estendentisi longitudinalmente e utili per permettere di infilare più facilmente la calza composita 10 sul tubo 12 (in particolare esercitando una trazione in corrispondenza delle estremità libere dei fili 20). I fili longitudinali 20 dovranno ovviamente avere una sufficiente resistenza a trazione.

Si fa notare che se i fili longitudinali 20 sono di un materiale atto a trasmettere corrente elettrica (come l'acciaio stirato o il carbonio) o, più in generale, per trasmettere segnali (per esempio delle fibre ottiche o dei cosiddetti cavi sonda) possono, contemporaneamente o in alternativa alla funzione di facilitare l'infilaggio della calza composita sull'elemento lineare, svolgere anche tale funzione.

In fig. 2 à ̈ mostrata una calza composita 30 più complessa di quella di fig. 1, pure già infilata su un elemento lineare 32 che nel caso specifico à ̈ pure un tubo. La calza 30 comprende in sostanza un primo strato di contenimento 34 (per esempio, come per la calza composita 10 di fig. 1, un tessuto accoppiato ad una membrana PTFE, porosa ma non attraversabile dalle particelle del suddetto isolante termico, in particolare earogel) e un secondo strato di contenimento 36 (in particolare fatto come il primo strato di contenimento 34), con lo spazio intermedio 38 riempito con del materiale termicamente isolante sciolto contenente particelle dello stesso isolante termico.

Nel caso specifico, tra i due strati di contenimento 34 e 36 sono disposti angolarmente equidistanziati tre fili longitudinali 40 termosaldati a punti ad entrambi gli strati di contenimento, fili che anche qui possono servire per infilare più facilmente la calza composita 30 sul tubo 32 e/o per trasmettere corrente elettrica e/o segnali.

Un terzo strato di contenimento 42 viene mantenuto distanziato dal secondo strato di contenimento 36 mediante fili 44 (visibili in sezione in fig. 2) avvolti elicoidalmente o facenti parte di una rete tubolare, ma comunque distanziati tra loro, che hanno lo scopo di creare uno strato termicamente isolante costituito in sostanza da una camera d'aria 46. Lo spazio anulare 50 tra il terzo strato di contenimento 42 e un quarto strato di contenimento 48 Ã ̈ invece ancora riempito (come lo spazio 38) con del materiale termicamente isolante sciolto contenente particelle di aerogel. E' tuttavia il caso di far notare che i due strati termicamente isolanti 38 e 50 possono avere caratteristiche di isolamento termico differenti. E' ancora da tener presente che uno dei due strati termicamente isolante 38 e 50 potrebbe essere di un materiale termicamente isolante non contenente le particelle del suddetto isolante termico.

La calza composita 30 comprende anche una protezione esterna 52 del tipo formato da fili d'acciaio (o anche di altro adatto materiale) intersecantisi in modo da permettere l'allungamento di tale protezione esterna 52 entro certi limiti, tale protezione avendo anche una funzione antischiacciamento ed antiusura.

A questo punto à ̈ evidente per un esperto del settore che la calza composita secondo la presente invenzione può essere realizzata in molti altri modi, tutti rientranti nell'ambito di protezione della presente invenzione.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Calza composita (10; 30) per isolare termicamente un elemento lineare (12; 32), comprendente uno o più strati tubolari termicamente isolanti (18; 38, 46, 50) concentrici all'elemento lineare (12; 32), caratterizzata dal fatto che lo strato tubolare termicamente isolante (18) o almeno uno (38; 50) degli strati tubolari termicamente isolanti à ̈ di un materiale sciolto contenente particelle di un isolante termico con coefficiente di conducibilità termica λ non superiore a 0,020 W/ (mK), ciascuno degli strati (18; 38, 50) contenenti particelle del suddetto isolante termico essendo racchiuso tra due strati di contenimento tubolari elastici (14, 16; 34, 36, 42, 48) atti ad impedire che le particelle del suddetto isolante termico si disperdano.
2. 2. Calza composita (10; 30) secondo la rivendicazione 1, in cui le particelle del suddetto isolante termico sono di aerogel.
3. 3. Calza composita (10; 30) secondo la rivendicazione 1, in cui, nel caso di più strati tubolari termicamente isolanti, lo strato tubolare termicamente isolante più vicino (18; 38) all'elemento lineare (12; 32) contiene le particelle del suddetto isolante termico .
4. 4. Calza composita (30) secondo la rivendicazione 1, in cui almeno uno (46) degli strati tubolari termicamente isolanti à ̈ costituito da una camera d 'aria.
5. 5. Calza composita (30) secondo la rivendicazione 4, in cui la camera d'aria (46) viene ottenuta interponendo tra due strati di contenimento (36, 42) dei fili (44) avvolti elicoidalmente e le cui spire sono distanziate tra loro, oppure facenti parte di una rete tubolare.
6. 6. Calza composita (10; 30) secondo la rivendicazione 1, in cui sono previsti almeno due fili (20; 40) estendentisi longitudinalmente lungo la calza, tali fili longitudinali (20; 40) essendo disposti sostanzialmente angolarmente equidistanziati, essendo fissati almeno ad uno degli strati di contenimento (14; 34) ed avendo una sufficiente resistenza a trazione per permettere di utilizzarli per infilare la calza composita (10; 30) sul relativo elemento lineare (12; 32) esercitando un'opportuna trazione sugli stessi fili (20; 40).
7. 7. Calza composita (10; 30) secondo la rivendicazione 6, in cui almeno uno dei fili longitudinali à ̈ di un materiale atto a trasmettere potenza elettrica e/o segnali.
8. 8. Calza composita (10; 30) secondo la rivendicazione 6, in cui i fili longitudinali (20; 40) vengono fissati ad almeno uno degli strati di contenimento (14; 34) in punti longitudinalmente equidistanziati tra loro.
9. 9. Calza composita (30) secondo la rivendicazione 1, in cui à ̈ prevista una protezione esterna (52) antischiacciamento e antiusura.