RU119768U1 - HEAT INSULATION UNIT - Google Patents
HEAT INSULATION UNIT Download PDFInfo
- Publication number
- RU119768U1 RU119768U1 RU2012113970/03U RU2012113970U RU119768U1 RU 119768 U1 RU119768 U1 RU 119768U1 RU 2012113970/03 U RU2012113970/03 U RU 2012113970/03U RU 2012113970 U RU2012113970 U RU 2012113970U RU 119768 U1 RU119768 U1 RU 119768U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- casing
- insulating
- block according
- insulating block
- Prior art date
Links
Landscapes
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
1. Теплоизоляционный блок, содержащий кожух из эластичного материала с размещенными в нем теплоизоляционными элементами сферической формы, отличающийся тем, что теплоизоляционные элементы выполнены из твердого цельного материала и уложены в полости кожуха без зазора не менее чем в три слоя в направлении теплового потока с возможностью обеспечения их взаимного смещения относительно друг друга и распределения локальных нагрузок. ! 2. Теплоизоляционный блок по п.1, отличающийся тем, что теплоизоляционные элементы выполнены из разных материалов, отличающихся по теплостойкости, теплопроводности и прочностным характеристикам. ! 3. Теплоизоляционный блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что теплоизоляционные элементы выполнены из стекла или полиуретана или перлита. ! 4. Теплоизоляционный блок по п.1, отличающийся тем, что кожух снабжен патрубком с клапанным устройством. ! 5. Теплоизоляционный блок по п.1, отличающийся тем, что наружные и/или внутренние стенки кожуха облицованы теплоотражающим покрытием. ! 6. Теплоизоляционный блок по п.1, отличающийся тем, что полость кожуха заполнена газом с низким коэффициентом теплопроводности. ! 7. Теплоизоляционный блок по п.1, отличающийся тем, что полость кожуха вакуумирована. ! 8. Теплоизоляционный блок по п.1, отличающийся тем, что кожух снабжен закрепленными на его противоположных стенках внутренними стяжками, ограничивающими осевое и радиальное перемещение указанных стенок относительно друг друга. 1. A heat-insulating block containing a casing made of an elastic material with heat-insulating elements of a spherical shape placed in it, characterized in that the heat-insulating elements are made of solid solid material and laid in the cavity of the casing without a gap in at least three layers in the direction of the heat flow with the possibility of providing their mutual displacement relative to each other and distribution of local loads. ! 2. The heat-insulating block according to claim 1, characterized in that the heat-insulating elements are made of different materials differing in heat resistance, thermal conductivity and strength characteristics. ! 3. Heat insulating block according to claim 1 or 2, characterized in that the heat insulating elements are made of glass or polyurethane or perlite. ! 4. The heat-insulating unit according to claim 1, characterized in that the casing is provided with a pipe with a valve device. ! 5. Thermal insulation block according to claim 1, characterized in that the outer and / or inner walls of the casing are lined with a heat-reflecting coating. ! 6. Thermal insulation block according to claim 1, characterized in that the cavity of the casing is filled with gas with a low coefficient of thermal conductivity. ! 7. The heat-insulating block according to claim 1, characterized in that the cavity of the casing is evacuated. ! 8. The heat-insulating block according to claim 1, characterized in that the casing is provided with internal ties fixed on its opposite walls, limiting the axial and radial movement of said walls relative to each other.
Description
Полезная модель относится к области промышленного производства и строительства, в частности, к устройствам для обеспечения теплоизоляции и может найти применение при теплоизоляции высокотемпературных промышленных объектов (реакторов, печей), оборудования, используемого в криогенных технологиях, объектов, эксплуатируемых в районах вечной мерзлоты, в том числе с неустойчивой структурой грунта.The utility model relates to the field of industrial production and construction, in particular, to devices for providing thermal insulation and can be used for thermal insulation of high-temperature industrial facilities (reactors, furnaces), equipment used in cryogenic technologies, facilities operating in permafrost areas, including including unstable soil structure.
Известен теплоизолирующий элемент для стен зданий, выполненный в виде блока-короба с уложенными в нем не менее чем в один ярус параллельно друг другу полыми стеклянными элементами (US 1612064, 1990).Known heat-insulating element for the walls of buildings, made in the form of a block-box with laid in at least one tier parallel to each other hollow glass elements (US 1612064, 1990).
Недостатками указанного решения являются малая механическая прочность закладных элементов и большая экологическая опасность, связанная с наличием ртути в случае использования ламп дневного света.The disadvantages of this solution are the low mechanical strength of the embedded elements and the great environmental hazard associated with the presence of mercury in the case of fluorescent lamps.
Также известен теплоизолирующий элемент для зданий, выполненный в виде герметичного параллелепипеда, подключенного к пневматической системе для управления количеством содержащегося внутри указанного элемента газа с целью регулирования теплоизоляционными свойствами (FR 2524039, 1983).Also known is a heat-insulating element for buildings made in the form of a sealed parallelepiped connected to a pneumatic system to control the amount of gas contained inside the specified element in order to regulate thermal insulation properties (FR 2524039, 1983).
Недостатком известного решения являются низкие теплоизоляционные свойства при больших перепадах температур из-за конвективных токов между стенками элементов.A disadvantage of the known solution is the low thermal insulation properties at large temperature differences due to convective currents between the walls of the elements.
Из известных решений наиболее близким по назначению и технической сущности к предлагаемой полезной модели является теплоизолирующий блок, закладываемый в полости стен или между другими элементами утепляемых зданий, выполненный по форме параллелепипеда из оболочкового эластичного газо-водонепроницаемого материала с патрубком с клапанным устройством, в полости которого размещены газонаполненные и наполненные пенопластом оболочковые элементы сфероидной формы, уложенные в два ряда и жестко связанные между собой посредством напыления пенополиуретаном (RU 2232853, 2002).Of the known solutions, the closest in purpose and technical essence to the proposed utility model is a heat-insulating block placed in the cavity of the walls or between other elements of insulated buildings, made in the form of a parallelepiped of a sheathed elastic gas-tight material with a pipe with a valve device in the cavity of which gas-filled and foam-filled shell elements of a spheroidal shape, laid in two rows and rigidly interconnected by spraying polyurethane foam (RU 2232853, 2002).
К недостаткам данного решения относятся следующие:The disadvantages of this solution include the following:
- низкая несущая способность теплоизоляционного элемента, обусловленная низкими прочностными характеристиками сфероидных элементов и оболочкового элемента.- low bearing capacity of the heat-insulating element, due to the low strength characteristics of spheroidal elements and shell element.
- недостаточно высокие теплоизоляционные характеристики, обусловленные увеличением пятна контакта между сфероидными элементами за счет увеличения внешней нагрузки и/или увеличения их размера при повышении температуры, а также ограничение количества рядов сфероидов, равное двум, что приводит к увеличению количества местных сопротивлений на пути теплового потока.- insufficiently high thermal insulation characteristics due to an increase in the contact spot between spheroid elements due to an increase in external load and / or increase in their size with increasing temperature, as well as a limitation of the number of rows of spheroids equal to two, which leads to an increase in the number of local resistances in the path of heat flux.
- невозможность применения теплоизоляционного блока при высоких температурах изолируемых объектов (максимальная температура эксплуатации изделий из полиэтилена и/или пенопласта, как правило, не превышает 120°C), а также малая эффективность применения из-за конвективных токов, возникающих в газовых промежутках каждого ряда, передачи тепла через теплоизоляционный элемент лучистым теплообменом, увеличения площади соприкосновения сфероидных элементов с оболочковым элементом из-за способности полиэтиленовой пленки обволакивать сфероиды.- the impossibility of using a heat-insulating unit at high temperatures of insulated objects (the maximum operating temperature of products made of polyethylene and / or foam, as a rule, does not exceed 120 ° C), as well as the low efficiency of application due to convective currents arising in the gas spaces of each row, heat transfer through the insulating element by radiant heat transfer, increasing the area of contact of the spheroid elements with the shell element due to the ability of the plastic film to envelop the spheroids.
- невозможность применения теплоизоляционного блока при низких температурах изолируемых объектов (минимальная температура эксплуатации изделий из полиэтилена и/или пенопласта, как правило, не ниже -60°C).- the impossibility of using a heat-insulating block at low temperatures of insulated objects (the minimum operating temperature of products made of polyethylene and / or foam, as a rule, is not lower than -60 ° C).
- малая гибкость теплоизоляционного элемента, неспособность выдерживать большие перепады температур защищаемых объектов и увеличение площадей контакта между сфероидными элементами из-за напыления пенополиуретана, фиксирующего соединение сфероидов в местах их контакта- low flexibility of the heat-insulating element, inability to withstand large temperature differences of protected objects and an increase in contact areas between spheroid elements due to the spraying of polyurethane foam, fixing the connection of spheroids in places of contact
Задачей предлагаемой полезной модели является создание теплоизоляционного блока, обеспечивающего повышение теплоизоляционных свойств, несущей способности и срока службы, а также возможность функционирования в широком интервале температур и при эксплуатации в кислородсодержащих и агрессивных средах за счет оптимизации схемы расположения слоев системы сферических теплоизоляционных элементов с обеспечением саморегуляции их взаимного расположения и формы под действием перепада температур и внешних нагрузок.The objective of the proposed utility model is the creation of a heat-insulating block, providing increased thermal insulation properties, bearing capacity and service life, as well as the ability to function in a wide temperature range and when used in oxygen-containing and aggressive environments by optimizing the layout of the layers of the system of spherical heat-insulating elements with their self-regulation relative position and shape under the influence of temperature and external loads.
Поставленная задача достигается тем, что в теплоизоляционном блоке, содержащем кожух из эластичного материала с размещенными в нем теплоизоляционными элементами сферической формы, согласно полезной модели, теплоизоляционные элементы выполнены из твердого цельного материала и уложены в полости кожуха без зазора не менее чем в три слоя в направлении теплового потока с возможностью обеспечения их взаимного смещения относительно друг друга и распределения локальных нагрузок.The problem is achieved in that in a heat-insulating block containing a casing of elastic material with spherical-shaped heat-insulating elements placed in it, according to a utility model, the heat-insulating elements are made of solid solid material and laid in the cavity of the casing without a gap of at least three layers in the direction heat flow with the possibility of ensuring their mutual displacement relative to each other and the distribution of local loads.
В предпочтительных вариантах реализации:In preferred embodiments:
- теплоизоляционные элементы выполнены из разных материалов, отличающихся по теплостойкости, теплопроводности и прочностным характеристикам.- heat-insulating elements are made of different materials, differing in heat resistance, thermal conductivity and strength characteristics.
- теплоизоляционные элементы выполнены из стекла или полиуретана или перлита.- heat-insulating elements are made of glass or polyurethane or perlite.
- кожух снабжен патрубком с клапанным устройством.- the casing is equipped with a pipe with a valve device.
- наружные и/или внутренние стенки кожуха облицованы теплоотражающим покрытием.- the outer and / or inner walls of the casing are lined with a heat-reflecting coating.
- полость кожуха заполнена газом с низким коэффициентом теплопроводности.- the cavity of the casing is filled with gas with a low coefficient of thermal conductivity.
- полость кожуха вакуумирована.- the cavity of the casing is evacuated.
- кожух снабжен закрепленными на его противоположных стенках внутренними стяжками, ограничивающими осевое и радиальное перемещение указанных стенок относительно друг друга.- the casing is equipped with internal ties fixed to its opposite walls, restricting the axial and radial movement of these walls relative to each other.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид теплоизоляционного блока, на фиг.2 приведен фрагмент теплоизоляционного блока с облицовкой теплоотражающим покрытием, на фиг.3 изображено поперечное сечение теплоизоляционного блока для случая исполнения сферических элементов из различных материалов, на фиг.4 изображено поперечное сечение теплоизоляционного блока для случая исполнения кожуха со стяжками.The essence of the proposed utility model is illustrated by drawings, where: Fig. 1 shows a general view of a heat-insulating block, Fig. 2 shows a fragment of a heat-insulating block with a heat-reflecting coating lining, Fig. 3 shows a cross-section of a heat-insulating block for the case of spherical elements made of various materials, figure 4 shows a cross section of a heat-insulating block for the case of the execution of the casing with screeds.
Теплоизоляционный блок состоит из кожуха 1, выполненного из эластичного материала, в полости которого уложены теплоизоляционные элементы 2 сферической формы не менее чем в три слоя в направлении теплового потока. Кожух 1 снабжен патрубком 3 с клапанным устройством. Наружные и внутренние поверхности стенок кожуха 1 могут быть облицованы теплоотражающим покрытием 4, 5. Противоположные стенки кожуха 1 соединены внутренними стяжками 6.The heat-insulating unit consists of a casing 1 made of an elastic material, in the cavity of which heat-insulating elements 2 of a spherical shape are laid in at least three layers in the direction of the heat flux. The casing 1 is equipped with a pipe 3 with a valve device. The outer and inner surfaces of the walls of the casing 1 can be lined with a heat-reflecting coating 4, 5. The opposite walls of the casing 1 are connected by internal ties 6.
В процессе эксплуатации блока при возникновении перепада температур на противоположных поверхностях теплоизоляционного блока тепловая энергия поступает на поверхность контакта с горячим объектом и, пройдя ее, тепло передается теплоизоляционному блоку. Тепловой поток проходит через теплоизоляционные элементы сферической формы 2, соприкасающиеся между собой не менее чем в двух точках, а также с поверхностью контакта с холодным объектом. Благодаря минимизации площадей соприкосновений твердотельных теплоизоляционных элементов 2 сферической формы, резко снижается интенсивность передачи тепла теплопроводностью.During operation of the unit, when a temperature difference occurs on opposite surfaces of the heat-insulating unit, thermal energy enters the contact surface with a hot object and, after passing it, heat is transferred to the heat-insulating unit. The heat flow passes through the heat-insulating elements of a spherical shape 2, in contact with each other at least at two points, as well as with the contact surface with a cold object. By minimizing the areas of contact of the solid-state heat-insulating elements 2 of a spherical shape, the intensity of heat transfer by heat conduction sharply decreases.
Расположение сферических теплоизоляционных элементов 2 не менее чем в три слоя в направлении теплового потока обеспечивает повышение теплоизоляционных свойств за счет больших местных термических сопротивлений при сохранении высокой несущей способности.The location of the spherical heat-insulating elements 2 in at least three layers in the direction of the heat flux provides an increase in heat-insulating properties due to large local thermal resistances while maintaining high load-bearing capacity.
При этом отсутствие жесткой связи между вышеуказанными элементами 2 приводит к возможности их взаимного смещения относительно друг друга.Moreover, the absence of a rigid connection between the above elements 2 leads to the possibility of their mutual displacement relative to each other.
За счет образования многослойного наполнителя, состоящего из сферических твердотельных теплоизоляционных элементов 2, происходит распределение силового воздействия от локальных нагрузок.Due to the formation of a multilayer filler, consisting of spherical solid-state heat-insulating elements 2, there is a distribution of force from local loads.
Устойчивость формы теплоизоляционного блока может быть повышена за счет применения внутренних стяжек 6, соединяющих противоположные стенки кожуха 1 таким образом, что в процессе эксплуатации стяжки препятствуют увеличению расстояния между стенками кожуха 1 за счет ограничения осевого и радиального перемещения стенок относительно друг другаThe shape stability of the heat-insulating unit can be improved by using internal screeds 6 connecting the opposite walls of the casing 1 so that during operation the screeds prevent an increase in the distance between the walls of the casing 1 by limiting the axial and radial movement of the walls relative to each other
Интенсивность передачи тепла излучением внутри теплоизоляционного элемента может быть снижена путем нанесения теплоотражающего покрытия 4 и 5 на внутренние и/или внешние поверхности кожуха теплоизоляционного блока в зависимости от интенсивности лучистого теплообмена.The intensity of heat transfer by radiation inside the heat-insulating element can be reduced by applying a heat-reflecting coating 4 and 5 to the internal and / or external surfaces of the casing of the heat-insulating unit, depending on the intensity of the radiant heat transfer.
Интенсивность передачи тепла конвекцией внутри теплоизоляционного блока может быть снижена путем изменения характеристик газовой среды или вакуумирования внутреннего пространства теплоизоляционного блока. Для случая изменения характеристик газовой среды или вакуумирования внутреннего пространства теплоизоляционный блок может быть снабжен патрубком 3 с клапанным устройством. При этом в процессе эксплуатации в кожухе теплоизоляционного блока возникает значительное сопротивление передаче тепла теплопроводностью от более нагретых к менее нагретым участкам за счет заполнения кожуха 1 газом с низким коэффициентом теплопроводности, например, аргоном (Ar), азотом (N2), или вакуумирования. При этом выбор между сменой газа или вакуумированием обусловлен экономическими соображениями.The intensity of convection heat transfer inside the heat-insulating block can be reduced by changing the characteristics of the gas medium or by evacuating the inner space of the heat-insulating block. For the case of changing the characteristics of the gaseous medium or evacuation of the internal space, the heat-insulating block can be equipped with a pipe 3 with a valve device. At the same time, during operation in the casing of the heat-insulating unit, considerable resistance to heat transfer by thermal conductivity from warmer to less heated areas arises due to filling the casing 1 with gas with a low coefficient of thermal conductivity, for example, argon (Ar), nitrogen (N 2 ), or vacuum. In this case, the choice between a gas change or evacuation is due to economic considerations.
Расширение диапазона применения блока может быть достигнуто путем изготовления сферических теплоизоляционных элементов 2, заполняющих блок, из различных материалов в зависимости от условий внешней среды: температур, силовых нагрузок и т.д. Например, один слой сферических теплоизоляционных элементов 2, ближайший к наиболее нагретой поверхности кожуха, выполнен из теплостойкого материала (стекло), а другой - из материала с меньшей стойкостью к высоким температурам, но при этом меньшей теплопроводностью (полиуретан, перлит). При этом в процессе эксплуатации наиболее нагретая поверхность кожуха 1 имеет высокую температуру, соответственно, слой сферических теплоизоляционных элементов 2, непосредственно соприкасающихся с этой поверхностью, должен быть выполнен из материалов, сохраняющих рабочие характеристики при данной температуре. Следующий слой сферических теплоизоляционных элементов 2, непосредственно соприкасающихся с первым, более нагретым слоем, выполняется из других материалов, сохраняющих рабочие характеристики уже при более низких температурах и т.д. Наиболее эффективные по теплопроводности и прочностным характеристикам материалы сферических теплоизоляционных элементов могут не обладать такими характеристиками, которые позволяли бы выдерживать самые высокие температуры, поэтому наиболее нагретые слои выполняются из других материалов, более устойчивых к нагреву.Expanding the range of application of the block can be achieved by manufacturing spherical heat-insulating elements 2 filling the block from various materials depending on environmental conditions: temperatures, power loads, etc. For example, one layer of spherical heat-insulating elements 2, closest to the warmest surface of the casing, is made of heat-resistant material (glass), and the other is made of a material with less resistance to high temperatures, but less thermal conductivity (polyurethane, perlite). Moreover, during operation, the warmest surface of the casing 1 has a high temperature, respectively, the layer of spherical heat-insulating elements 2 that are directly in contact with this surface should be made of materials that preserve performance at this temperature. The next layer of spherical heat-insulating elements 2, directly in contact with the first, more heated layer, is made of other materials that preserve performance even at lower temperatures, etc. The materials of spherical heat-insulating elements that are most effective in thermal conductivity and strength characteristics may not possess such characteristics that would be able to withstand the highest temperatures, so the most heated layers are made of other materials that are more resistant to heating.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012113970/03U RU119768U1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | HEAT INSULATION UNIT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012113970/03U RU119768U1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | HEAT INSULATION UNIT |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU119768U1 true RU119768U1 (en) | 2012-08-27 |
Family
ID=46938188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012113970/03U RU119768U1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | HEAT INSULATION UNIT |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU119768U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU170797U1 (en) * | 2017-02-20 | 2017-05-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Неорганические материалы" | Building block |
-
2012
- 2012-04-11 RU RU2012113970/03U patent/RU119768U1/en active IP Right Revival
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU170797U1 (en) * | 2017-02-20 | 2017-05-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Неорганические материалы" | Building block |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | A new type of passive solar energy utilization technology—The wall implanted with heat pipes | |
| RU2499941C2 (en) | Multi-layered insulating device for pipelines heating and method | |
| CN104713397B (en) | A kind of solid heat reservoir | |
| CN103743098A (en) | Efficient solid electric thermal storage boiler | |
| RU119768U1 (en) | HEAT INSULATION UNIT | |
| KR101643083B1 (en) | Low heat loss cryogenic fluid storage equipment using multilayered cylindrical support | |
| Babaharra et al. | Thermal behavior evaluation of a radiant floor heating system incorporates a microencapsulated phase change material | |
| CN203671902U (en) | Efficient solid electric thermal storage boiler | |
| CN203785502U (en) | Solid heat storage system | |
| CN106225049A (en) | A kind of energy-storage electric heater | |
| CN108507388B (en) | Phase change heat storage device and water heater | |
| Berge et al. | Long term performance of vacuum insulation panels in hybrid insulation district heating pipes | |
| Fang et al. | Heating performance investigation of a bidirectional partition fluid thermal diode | |
| CN207893322U (en) | A kind of heat insualtion structure for heat power pipe net | |
| Alawadhi | The design, properties, and performance of concrete masonry blocks with phase change materials | |
| CN104716285A (en) | Heatable battery box | |
| KR101412386B1 (en) | Structure of insulator with a reciprocating heat transfer path of radial direction | |
| CN104691027B (en) | A kind of heat transfer roller and its heat-transferring method for having graphite interlayer | |
| JP2016529465A (en) | Energy storage system | |
| CN202791154U (en) | Compound thermal insulating structure | |
| CN207514490U (en) | A kind of polyurethane composite thermal insulation pipe | |
| KR101274768B1 (en) | Seat for caring concrete including phase change material, concrete caring system comprising the same, and controlling method of concrete caring system | |
| CN102654232A (en) | Thermal expansion-proof vacuum thermal-insulation pipe | |
| CN102022772A (en) | Electromagnetic heating superconducting heating system | |
| CN215060132U (en) | Novel energy-saving heat preservation pipe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130412 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20140427 |