RU215319U1

RU215319U1 - THERMAL INSULATION PANEL FOR CRYOGENIC STORAGE SYSTEMS

Info

Publication number: RU215319U1
Application number: RU2020130455U
Authority: RU
Inventors: Богдан Владимирович Решетилов; Руслан Геннадьевич Крылов
Original assignee: Ооо "Балтмаш"
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2022-12-08

Abstract

Полезная модель относится к области наземного строительства, а также к судам и прочим плавучим средствам, к оборудованию для них, и применяется при создании как наземных хранилищ, так и транспортировочных емкостей для криогенных продуктов. Разработанная конструкция содержит слой специального армированного в теле материала (поз. 6 фиг. 3) с криогенными теплоизоляционными характеристиками, который размещен и зафиксирован клеем между двумя слоями специальной фанеры (поз. 5 фиг. 3). Конструктивное исполнение с улучшенными физико-техническими характеристиками позволяет сформировать плоскость системы теплоизоляции с использованием только заявленного типа панели двух видов, нижнего (фиг. 1) и верхнего (фиг. 2). Заданная восьмигранная геометрия панели обеспечивает простоту монтажа плоскости теплоизоляции (фиг. 6). Одинаковые по конфигурации и размеру ступени (поз.1, 2 фиг. 3) позволяют сформировать специальное замковое соединение на торцевых участках соединяемых панелей (поз.1, 2, 3, 4, 5 фиг. 5) и обеспечить надёжную фиксацию и герметизацию стыков. Монтажные отверстия (фиг. 4) обеспечивают крепление панели к корпусу.

The utility model relates to the field of land construction, as well as to ships and other floating facilities, to equipment for them, and is used in the creation of both land storage facilities and transportation tanks for cryogenic products. The developed structure contains a layer of special material reinforced in the body (item 6 of Fig. 3) with cryogenic thermal insulation characteristics, which is placed and fixed with glue between two layers of special plywood (item 5 of Fig. 3). The design with improved physical and technical characteristics makes it possible to form a plane of the thermal insulation system using only the declared type of panel of two types, the lower one (Fig. 1) and the upper one (Fig. 2). The specified octagonal geometry of the panel provides ease of installation of the thermal insulation plane (Fig. 6). Steps of the same configuration and size (pos. 1, 2 of Fig. 3) make it possible to form a special locking joint at the end sections of the panels to be joined (pos. 1, 2, 3, 4, 5 of Fig. 5) and ensure reliable fixation and sealing of the joints. The mounting holes (Fig. 4) secure the panel to the chassis.

Description

Полезная модель теплоизоляционной панели для систем хранения криогенных продуктов относится к области наземного строительства, а также к судам и прочим плавучим средствам, к оборудованию для них, и применяется при создании теплоизоляции в наземных хранилищах и транспортировочных емкостях.Utility Model of Thermal Insulation Panel for storage systems for cryogenic products refers to the field of land construction, as well as to ships and other floating facilities, to equipment for them, and is used when creating thermal insulation in land storages and transportation tanks.

Наиболее близким из известных является термоизоляционная герметичная стенка емкости из полимерных композиционных материалов для сжиженного природного газа (Патент RU 2526870, МПК B63B 25/16, 2013). Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса перевозки на судах сжиженных газов в емкостях с теплоизоляцией. Термоизоляционная герметичная стенка емкости для сжиженного природного газа состоит из закрепленных на корпусе судна с помощью механического крепления блоков, включающих первичную и вторичную теплоизоляционные панели, закрепленный на блоках первичный герметизирующий слой и расположенный между ними вторичный герметизирующий слой. Блоки соединены между собой с использованием полос герметизирующих слоев, а также термоизоляционных материалов, размещенных в зазорах между блоками. Блоки стенки имеют единую обформовку со всех сторон из полимерных композиционных материалов, образуя замкнутый объем, одновременно охватывающий первичную и вторичную теплоизоляционные панели. Блоки включают в себя первичный герметизирующий слой, который выполнен из гибкого материала и прикреплен непосредственно к панелям путем наклейки снаружи на обформовку первичной теплоизоляционной панели с частичным переходом на обформовку вторичной теплоизоляционной панели. При этом зазоры между панелями блоков закрыты полосами соответствующего герметизирующего слоя, прикрепленными к панелям наклейкой на участки первичного герметизирующего слоя у краев панелей. Технический результат заключается в снижении трудоемкости производства и сборки емкости в корпусе судна, снижении ее массы при одновременном повышении надежности конструкции и улучшении ее теплоизоляционных свойств.The closest known is a thermally insulating sealed wall of a container made of polymer composite materials for liquefied natural gas (Patent RU 2526870, IPC B63B 25/16, 2013). The invention relates to the field of shipbuilding and concerns the transportation of liquefied gases on ships in tanks with thermal insulation. The heat-insulating sealed wall of the tank for liquefied natural gas consists of blocks fixed on the vessel hull by means of mechanical fastening, including primary and secondary heat-insulating panels, a primary sealing layer fixed on the blocks and a secondary sealing layer located between them. The blocks are interconnected using strips of sealing layers, as well as thermal insulation materials placed in the gaps between the blocks. The wall blocks have a single molding on all sides of polymer composite materials, forming a closed volume, simultaneously covering the primary and secondary heat-insulating panels. The blocks include a primary sealing layer, which is made of a flexible material and is attached directly to the panels by sticking on the outside of the primary heat-insulating panel with a partial transition to the secondary heat-insulating panel. In this case, the gaps between the panels of the blocks are closed with strips of the corresponding sealing layer, attached to the panels with a sticker on the sections of the primary sealing layer at the edges of the panels. The technical result consists in reducing the complexity of manufacturing and assembling the container in the ship's hull, reducing its weight while increasing the reliability of the structure and improving its thermal insulation properties.

Недостатком выше изложенного изобретения является отсутствие эффективного замкового соединения, для фиксации и герметизации швов панелей при монтаже. Применение в технологии процесса обформовки создает непрогнозируемые конструкционные напряжения в используемом для теплоизоляции материале. Особенности конструкции ограничивают применение данных панелей только в конструкциях мембранного типа хранения сжиженного газа.The disadvantage of the above invention is the lack of an effective interlock for fixing and sealing the seams of the panels during installation. The use of the forming process in technology creates unpredictable structural stresses in the material used for thermal insulation. Design features limit the use of these panels only in membrane-type structures for storing liquefied gas.

Известна тепловая изоляция танка для перевозки СПГ (Патент RU 2513152, МПК B63B 25/16, 2012). Изобретение относится к области судостроения и морского транспорта, а более конкретно к конструкции грузовых отсеков судов, перевозящих сжиженный газ при низких температурах. Предлагается тепловую изоляцию выполнить в виде одной или нескольких оболочек, внутри которых размещается порошковый наполнитель и создается вакуум. При этом каждая из оболочек обеспечивает тепловую защиту одной или несколько стенок, формирующих геометрию отсека судна. Технический результат заключается в минимизации потерь сжиженного газа при его транспортировке на судне.Known thermal insulation of the tank for the transport of LNG (Patent RU 2513152, IPC B63B 25/16, 2012). The invention relates to the field of shipbuilding and maritime transport, and more specifically to the design of the cargo compartments of ships carrying liquefied gas at low temperatures. It is proposed to perform thermal insulation in the form of one or more shells, inside which a powder filler is placed and a vacuum is created. In this case, each of the shells provides thermal protection for one or more walls that form the geometry of the vessel compartment. The technical result consists in minimizing the loss of liquefied gas during its transportation on a ship.

Недостатком выше изложенного изобретения является создание специального вакуумного пространства в теплоизоляционной системе, что в условиях применения в судостроении и морского транспорта приводит к увеличению рисков утраты груза при нарушении герметичности в ходе эксплуатации.The disadvantage of the above invention is the creation of a special vacuum space in the thermal insulation system, which, under conditions of use in shipbuilding and maritime transport, leads to an increase in the risk of loss of cargo in case of leakage during operation.

Известна теплоизоляционная строительная панель (Патент RU 2144115, МПК Е04В 1/76, 2000), используемая при создании наружных ограждающих конструкций зданий и сооружений. Теплоизоляционная строительная панель изготавливается в виде оболочки из вспененного гипса плотностью 150-300 кг/м³, в которой образованы ячейки, заполненные теплоизоляционным гипсом плотностью 90-120 кг/м³. Теплоизоляционный гипс может быть либо залит в предварительно изготовленные ячейки, либо отлит отдельно в виде вкладышей, которые затем вкладываются (на клею или без клея) в ячейки оболочки. Ячейки оболочки выполняются глухими в виде углублений, открытых на лицевую сторону панели; противоположная сторона панели выполнена глухой. Вкладыши занимают от 30 до 80% объема панели. Вся поверхность панели закрывается защитным покрытием, которое выполнено из водостойкого картона, фибры, полимерной пленки и др. материала. Одна из сторон панели может иметь защитное покрытие в виде древесно-стружечной или цементно-стружечной плиты. Этот элемент панели выполняет роль основной несущей конструкции и является фасадной поверхностью панели. Глухие ячейки и пеногипсовые вкладыши могут быть выполнены в виде усеченных конусов с одинаковым углом наклона их образующих к основанию конуса либо иметь форму конгруэнтных усеченных пирамид.Known heat-insulating building panel (Patent RU 2144115, IPC E04V 1/76, 2000), used in the creation of external enclosing structures of buildings and structures. The heat-insulating building panel is made in the form of a shell of foamed gypsum with a density of 150-300 kg/m³, in which cells are formed filled with heat-insulating gypsum with a density of 90-120 kg/m³. Heat-insulating gypsum can either be poured into prefabricated cells or cast separately in the form of liners, which are then inserted (with or without glue) into the cells of the shell. The cells of the shell are made deaf in the form of recesses open on the front side of the panel; the opposite side of the panel is blank. Inserts occupy from 30 to 80% of the panel volume. The entire surface of the panel is covered with a protective coating, which is made of waterproof cardboard, fiber, polymer film, and other materials. One of the sides of the panel may have a protective coating in the form of chipboard or cement chipboard. This element of the panel plays the role of the main supporting structure and is the facade surface of the panel. Blind cells and foam-gypsum inserts can be made in the form of truncated cones with the same angle of inclination of their generators to the base of the cone, or they can be in the form of congruent truncated pyramids.

Недостатком выше изложенного изобретения является многоуровневый процесс изготовления, который ведет к увеличению стоимости изделия, а также дополнительно необходимость разработки способа крепления, обеспечивающего герметизацию стыков панелей при монтаже.The disadvantage of the above invention is a multi-level manufacturing process, which leads to an increase in the cost of the product, as well as the additional need to develop a fastening method that provides sealing of the panel joints during installation.

Также известна конструкция (Патент RU 2372454, МПК E04F 13/00, 2008) стеновой многослойной теплоизоляционной панели для использования в каркасном строительстве. Представленная стеновая многослойная теплоизоляционная панель включает два поверхностных слоя, между которыми размещены теплоизоляционные слои, изготовленные из блоков пеностекла, смонтированных послойно в ряды с перевязкой швов и смещением одного слоя относительно другого так, что торцевые поверхности панели образуют Г-образную линию в разрезе по горизонтальному расположению, при этом все составляющие элементы конструкции панели скреплены между собой посредством клеящей композиции. Блоки пеностекла имеют одинаковые габариты. Выступ-шип замка соединения «шип-паз» соответствуют размерам замка поверхностного слоя.Also known design (Patent RU 2372454, IPC E04F 13/00, 2008) wall multilayer thermal insulation panel for use in frame construction. The presented wall multilayer heat-insulating panel includes two surface layers, between which heat-insulating layers are placed, made of foam glass blocks, mounted layer by layer in rows with bandaging of the seams and displacement of one layer relative to the other so that the end surfaces of the panel form an L-shaped line in a horizontal section , while all the constituent elements of the panel structure are fastened together by means of an adhesive composition. Foam glass blocks have the same dimensions. The protrusion-thorn of the lock of the tongue-and-groove connection corresponds to the dimensions of the lock of the surface layer.

Данная конструкция панели имеет недостаточную герметизацию стыков панелей при монтаже на каркас. Несмотря на утепляющие свойства, наличие в поверхностных слоях панели металлических листов не обеспечивает необходимые характеристиками по теплопроводности при отрицательной температуре.This panel design has insufficient sealing of panel joints when mounted on a frame. Despite the insulating properties, the presence of metal sheets in the surface layers of the panel does not provide the necessary thermal conductivity characteristics at negative temperatures.

Предложенная ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ КРИОГЕННЫХ ПРОДУКТОВ применима при создании, как наземных хранилищ, так и различных транспортировочных емкостей. Данная разработка решает задачу создания и обеспечения эффективной теплоизоляции хранилищ и емкостей с различными способами удержания криогенных продуктов. Универсальная конструкция панели может быть применима как внешняя, не несущая дополнительную нагрузку теплоизоляция, так и внутренняя, с интеграцией в систему удержания мембранного типа. Конструктивное исполнение, с улучшенными физико-техническими характеристиками, позволяет сформировать плоскость системы теплоизоляции и обеспечивает простоту монтажа. The proposed HEAT-INSULATING PANEL FOR CRYOGENIC PRODUCTS STORAGE SYSTEMS is applicable in the creation of both ground storage facilities and various transportation containers. This development solves the problem of creating and providing effective thermal insulation of storages and containers with various ways of holding cryogenic products. The universal design of the panel can be used as an external, non-load-bearing thermal insulation, as well as an internal one, with integration into a membrane-type retention system. The design, with improved physical and technical characteristics, allows you to form a plane of the thermal insulation system and ensures ease of installation.

Теплоизоляционная панель для систем хранения криогенных продуктов выполнена в виде симметричного восьмигранника. Такая конструкция позволяет сформировать плоскость теплоизолируемой поверхности (фиг. 6) с использованием только данного типа панели в двух вариантах исполнения, нижнем (фиг. 1) и верхнем (фиг. 2).The heat-insulating panel for storage systems for cryogenic products is made in the form of a symmetrical octahedron. This design allows you to form a plane of the heat-insulated surface (Fig. 6) using only this type of panel in two versions, lower (Fig. 1) and upper (Fig. 2).

Заданная восьмигранная конструкция панели сформирована путем урезания граней квадратной заготовки под углом 45° (фиг. 1, 2) по ширине созданной ступени (поз. 1, 2 фиг. 3), сделанных на половину толщины панели. Панель (фиг. 3) имеет специальное стыковое замковое соединение, выполненное с обустройством паза (поз. 3 фиг. 3) и канавки закругленной формы (поз. 4 фиг. 3) на горизонтальной плоскости ступени. Конструктивное решение обеспечивает возможность, при монтаже панелей, использовать на плоскости ступеней данное фиксирующее и изолирующее замковое соединение.The given octahedral design of the panel was formed by cutting the edges of a square blank at an angle of 45° (Fig. 1, 2) along the width of the created step (pos. 1, 2 of Fig. 3), made to half the thickness of the panel. The panel (Fig. 3) has a special butt joint made with the arrangement of a groove (pos. 3 of Fig. 3) and a rounded groove (pos. 4 of Fig. 3) on the horizontal plane of the step. The constructive solution provides the possibility, when mounting the panels, to use this fixing and insulating interlock on the plane of the steps.

Одинаковые по конфигурации и размеру ступени (поз. 1, 2 фиг. 3) позволяют сформировать специальное замковое соединение на торцевых участках соединяемых панелей (фиг. 5) и обеспечить надежную фиксацию и герметизацию стыков. Монтажные отверстия (поз. 7 фиг. 3) обеспечивают крепление панели к корпусу. Крепление панели выполняется с использованием шпильки (поз. 8 фиг. 4), гайки (поз. 9 фиг. 4), гравера (поз. 10 фиг. 4), кузовной шайбы (поз. 11 фиг. 4). Шпилька фиксируется на изолируемой плоскости с помощью сварки. Для крепления теплоизоляции предусмотрено монтажное отверстие (поз. 7 фиг. 3), выполненное в теле панели.Steps of the same configuration and size (pos. 1, 2 of Fig. 3) make it possible to form a special locking joint at the end sections of the panels to be joined (Fig. 5) and ensure reliable fixation and sealing of the joints. The mounting holes (pos. 7 of Fig. 3) secure the panel to the chassis. The panel is fastened using a stud (pos. 8 fig. 4), a nut (pos. 9 fig. 4), an engraver (pos. 10 fig. 4), a body washer (pos. 11 fig. 4). The pin is fixed on the insulated plane by welding. A mounting hole (pos. 7 of Fig. 3) is provided for fastening the thermal insulation, made in the body of the panel.

Разработанная конструкция содержит слой специального армированного в теле материала (поз. 6 фиг. 3) с криогенными теплоизоляционными характеристиками, который размещен и зафиксирован клеем между двумя слоями специальной фанеры (поз. 5 фиг. 3). Особенности применяемых материалов в многослойной конструкции позволяют достигнуть необходимого физико-технического результата. Базовый, объемоформирующий слой панели состоит, как минимум, из одного слоя пенополиуретана плотностью 50-130 кг/м³ с криогенными характеристиками по теплопроводности (ρ=50 кг/м³, λ=0,015 при t - 170°С) армирован в теле специальным стеклянным материалом в массовой доле 7-10% и двух слоев, верхнего и нижнего, специальной (ρ=710 кг/м³, λ=0,015 при t - 170°C) фанеры (поз. 5 фиг. 3) толщиной 9-12 мм. Все слои панели фиксируются двухкомпонентным полиуретановым клеем под давлением.The developed structure contains a layer of special material reinforced in the body (item 6 of Fig. 3) with cryogenic thermal insulation characteristics, which is placed and fixed with glue between two layers of special plywood (item 5 of Fig. 3). The peculiarities of the materials used in the multilayer structure make it possible to achieve the required physical and technical result. The base, volume-forming layer of the panel consists of at least one layer of polyurethane foam with a density of 50-130 kg / m ³ with cryogenic characteristics in terms of thermal conductivity (ρ = 50 kg / m ³ , λ = 0.015 at t - 170 ° C) reinforced in the body with a special glass material in a mass fraction of 7-10% and two layers, upper and lower, special (ρ=710 kg/m ³ , λ=0.015 at t - 170°C) plywood (pos. 5 fig. 3) with a thickness of 9-12 mm. All layers of the panel are fixed with a two-component polyurethane adhesive under pressure.

Заявляемая совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели позволяет получить следующий технический и экономический результат:The claimed set of essential features of the proposed utility model allows to obtain the following technical and economic result:

возможность применения универсальной конструкции теплоизоляционной панели для внешней, не несущей дополнительную нагрузку теплоизоляции, и внутренней, с интеграцией в систему удержания криогенного продукта,the possibility of using a universal design of the thermal insulation panel for external, non-load-bearing thermal insulation, and internal, with integration into the cryogenic product retention system,

возможность формирования теплоизолирующей плоскости только одним, данным типом панели,the possibility of forming a heat-insulating plane with only one given type of panel,

получение теплоизолирующей поверхности с постоянным коэффициентом теплопроводности за счет предложенной конструкции панели и выбора, применяемых в ней, материалов,obtaining a heat-insulating surface with a constant coefficient of thermal conductivity due to the proposed design of the panel and the choice of materials used in it,

повышение надежности теплоизоляции, за счет применения в панелях специального изолирующего, стыкового замкового соединения,increasing the reliability of thermal insulation, due to the use of a special insulating, butt locking joint in the panels,

снижение себестоимости при производстве за счет применения современных материалов и специальных конструкционных решений,cost reduction in production due to the use of modern materials and special design solutions,

снижение трудозатрат при монтажных работах за счет простоты способа крепления и самой конструкции стыкового замка и крепления к изолируемым поверхностям.reduction of labor costs during installation work due to the simplicity of the method of fastening and the very design of the butt lock and fastening to insulated surfaces.

ПриложениеApplication

Сущность полезной модели поясняется чертежамиThe essence of the utility model is illustrated by drawings

Фиг. 1 - Общий вид нижней панели. Fig. 1 - General view of the bottom panel.

Фиг. 2 - Общий вид верхней панели. Fig. 2 - General view of the top panel.

Фиг. 3 - Разрез панели. Fig. 3 - Panel section.

Фиг. 4 - Разрез монтажного отверстия панели. Fig. 4 - Section of the panel mounting hole.

Фиг. 5 - Соединение панелей с использованием замкового соединения.Fig. 5 - Connection of panels using a lock connection.

Фиг. 6 - Общий вид формируемой плоскости теплоизоляции.Fig. 6 - General view of the thermal insulation plane being formed.

Claims

1. Heat-insulating panel for storage systems for cryogenic products, containing a layer of polyurethane foam reinforced in the body with a density of 50-130 kg/m ³ , having cryogenic characteristics in terms of thermal conductivity λ=0.015, at ρ=50 kg/m ³ and t - 170°, and differing the fact that it is made of an octahedral and symmetrical shape, with locking joints, at the ends of the longitudinal steps formed at the panel to organize the fixation and sealing of the connection of the formed thermal insulation plane, during installation.

2. Heat-insulating panel for storage systems for cryogenic products according to claim 1, characterized in that it consists of one layer of polyurethane foam reinforced in the body and two layers, upper and lower, of plywood with a density of ρ = 710 kg / m ³ and a thickness of 10-12 mm, glued with two-component polyurethane adhesive under pressure.

3. Heat-insulating panel for storage systems for cryogenic products according to claim 1, characterized in that the polyurethane foam is reinforced in the body with glass material in a mass fraction of 7-10%.

4. Heat-insulating panel for storage systems for cryogenic products according to claim 1, characterized in that the octahedral shape is formed by cutting the corners of the structure at 45° from four sides, in the plane and across the width, made at the step panel.