RU2379076C1 - Теплоизолятор объекта - Google Patents
Теплоизолятор объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2379076C1 RU2379076C1 RU2008137435/12A RU2008137435A RU2379076C1 RU 2379076 C1 RU2379076 C1 RU 2379076C1 RU 2008137435/12 A RU2008137435/12 A RU 2008137435/12A RU 2008137435 A RU2008137435 A RU 2008137435A RU 2379076 C1 RU2379076 C1 RU 2379076C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- heat
- wire
- fire
- heat insulator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ropes Or Cables (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплоизоляционным, пожаростойким покрытиям, применяемым для защиты от высокотемпературных воздействий различных объектов. Теплоизолятор содержит изолирующие слои с закрепленным между ними волокном из материала с эффектом памяти формы, выполненным из ряда тонких проволок круглого сечения из эквиатомного титано-никелевого сплава. Каждая отдельная проволока волокна первоначально свернута в винтовую спираль и скручена относительно оси вращения в пластической области до деформации сдвига, близкой к предельной, на угол, определяемый по расчетной зависимости. Сплаву каждой отдельной проволоки задано фазовое превращение при критической температуре в раскрученную относительно оси вращения прямолинейную форму и развернутую винтовую спираль с числом витков вдвое меньше первоначального, проволоки в волокне эквидистантно сплетены между собой и закреплены между изоляционными слоями соединительными нитями, изоляционные слои и волокно прошиты соединительными нитями свободными стежками, изолирующие слои и соединительные нити выполнены из термостойкого арамидного композита. Изобретение обеспечивает усовершенствованную конструкцию теплоизолятора, обеспечивающую более эффективную защиту техники в экстремальных тепловых режимах, например при пожарах или высоких температурах в замкнутых объемах, имеет достаточную стойкость к агрессивным средам. 2 ил.
Description
Изобретение относится к специальному машиностроению, а именно к теплоизоляционным, пожаростойким покрытиям, применяемым для защиты от высокотемпературных воздействий различных объектов, в том числе открытого пламени, для накрытия очага возгорания и лишения его доступа воздуха. Проблема повышения пожаростойкости объектов достаточно актуальна в связи с ростом объемов перевозок опасных грузов, реальностью террористических угроз, техногенных аварий, лесных пожаров и т.п.
Известно использование устройств предотвращения пожароопасных ситуаций: таких как средства пожаротушения в виде огнетушителей, покрытия пожароопасных объектов негорючими материалами, использование накидок, изготовленных на основе многослойных композиционных - металлических или волокнистых органических и неорганических соединений, имеющих в своем составе слоистое вспучивающееся огнезащитное покрытие [1, 2].
Известны устройства охлаждения, основанные на применении сплава с эффектом памяти формы со значительными экзо- и эндотермическими эффектами в них при охлаждении и нагреве в интервале мартенситных превращений [3].
Прототипом к заявляемому изобретению является слоистый композиционный материал, содержащий слои изолирующего материала с закрепленным между ними компонентом с эффектом памяти формы, который имеет свернутую (скрученную форму) при температуре выше температуры фазового перехода [4], позволяющее снижать температуру защищаемого объекта за счет уноса массы теплозащитного покрытия набегающим потоком воздуха.
Недостатками прототипа являются низкая эффективность практического применения (экзо- и эндотермических эффектов в них при охлаждении и нагреве в интервале мартенситных превращений [5]) в виду: неопределенности условий первоначального скручивания и точного состава материала, которые можно понимать как случайно выбранные, а также наличие препятствий для свободного восстановления формы, стремящейся изменяться при нагреве компонента с эффектом памяти формы, находящегося в композите. Кроме того, прототип не предусматривает возможность индикации персоналу о перегреве материала.
При этом в технике возникает потребность с максимальной эффективностью обеспечить теплоизоляцию и пожаростойкость объекта.
Данная задача может быть решена применением теплоизолятора объекта, сущность которого поясняется чертежами. На фигуре 1 изображен теплоизолятор объекта в исходном положении до начала фазовых превращений в сплаве с эффектом памяти формы, на фигуре 2 - внешний вид теплоизолятора объекта после окончания фазового превращения в сплаве с эффектом памяти формы.
Теплоизолятор объекта содержит изолирующие слои 1 с закрепленным между ними волокном из материала с эффектом памяти формы. Волокно из материала с эффектом памяти формы выполнено из ряда тонких проволок круглого сечения из эквиатомного титано-никелевого сплава, каждая отдельная проволока волокна первоначально свернута в винтовую спираль и скручена относительно оси вращения в пластической области до деформации сдвига, близкой к предельной, на угол, определяемый по зависимости φ=0,4·τ·D·G-1·L-1, где τ - предел прочности материала на кручение, D - диаметр проволоки, G - модуль упругости при кручении, L - длина отдельной проволоки, сплаву каждой отдельной проволоки задано фазовое превращение при критической температуре в раскрученную относительно оси вращения прямолинейную форму и развернутую винтовую спираль с числом витков, вдвое меньшим первоначального, проволоки в волокне эквидистантно сплетены между собой и закреплены между изоляционными слоями соединительными нитями 3, изоляционные слои 2 и волокно прошиты соединительными нитями свободными стежками, изолирующие слои 2 и соединительные нити 3 выполнены из термостойкого арамидного композита.
Теплоизолятор объекта работает следующим образом: в обычном режиме эксплуатации или хранении покрытие находится в плотно сжатом плоском виде или в рулоне при температуре ниже значения начала фазового перехода (критической, ниже 80-90°С) [5].
При воздействии на теплоизолятор объекта значительной тепловой нагрузки, превышающей расчетную, изолирующий слой 2, контактирующий с огнем, постепенно прогревается и передает тепло волокну 1 из материала с эффектом памяти формы, выполненному в виде тонких проволок круглого сечения из эквиатомного титано-никелевого сплава. Волокно 1 нагреваются до достижения критической температуры начала фазового превращения в материале. Материал волокна 1 претерпевает фазовое превращение и изменяет свою форму, т.е. разворачивается и приобретает заданную хаотично скрученную объемную форму. При этом расстояние между изолирующими слоями 2 увеличивается до расстояния, которое ограничивается изменением формы проволок, которые раскручиваются и стремятся приобрести прямолинейную форму. При этом значительная первоначальная деформация и силы трения отдельных проволок позволяют полностью восстановить форму до 60…80 процентов [5].
Объект нагревается до температуры, при которой происходит восстановление заданной по зависимости формы проволок волокон 1. Для сплава с эффектом памяти формы на основе, например, эквиатомной системы Ni-Ti эта температура для наиболее стабильных результатов восстановления составляет от 100°С до 150°С и может быть выбрана и установлена в зависимости от диапазонов температур предполагаемого перегрева [3, 5].
Восстановление формы проволок волокон 1 из скрученной в раскрученную относительно оси вращения прямолинейную форму обеспечивается силой термоупругости сплава и сопровождается термическим эффектом (в данном случае охлаждение на dT). dT=dHп/C определяется энтальпией перехода dHп и теплоемкостью сплава С [5]. Волокно 1 при нагреве выше критической температуры охлаждается, становится стоком избытка тепловой энергии и удаляют на расчетное расстояние поле интенсивных температур от защищаемого объекта.
Теплоизолятор объекта в режиме интенсивной терморегуляции (пожара) может работать ограниченное время, поглощая вполне определенное количество тепла. «Емкость» волокон, являющихся стоком тепла, пропорциональна количеству материала и может быть подобрана в соответствии с предполагаемыми перегревами.
Устройство эффективно при пожаре и предназначено для укрытия объектов от открытого пламени и высокой температуры, а также для накрытия очага возгорания и лишения его доступа воздуха. При этом в течение расчетного времени обеспечивает требуемый температурный режим и оперативный резерв времени для прибытия аварийно-спасательных команд.
После срабатывания покрытие приобретает волнообразную внешнюю форму и пассивно отводит тепло от объекта.
Значительные деформации внешнего изоляционного слоя покрытия могут служить индикатором для персонала о значительных температурах очага возгорания, что может эффективно снижать аварийность, особенно в авиации и на других мобильных и стационарных объектах.
Для приведения в исходную форму охлажденное до температуры ниже 20…30°С теплоизолятор объекта покрытие плотно сжимают [5]. При отсутствии значительных прогаров покрытия, после сжатия, устройство вновь готово к работе.
Положительный эффект предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности, особенно при тушении очагов возгорания с большим количеством теплоты, и улучшении эксплуатационных характеристик ввиду возможности индикации персоналу о значительном нагреве. Положительный эффект обусловлен выполнением волокна из проволок со значительным скручиванием, степень которого определяется по расчетной зависимости, а также применением в качестве ограничителей соединительных нитей из арамидного композита [6].
Теплоизолятор объекта отличается от прототипа усовершенствованной конструкцией, обеспечивающей более эффективную защиту техники в экстремальных тепловых режимах, например, при пожарах или высоких температурах в замкнутых объемах, имеет достаточную стойкость к агрессивным средам.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент РФ №2091424 от 30.06.95 г.
2. "Цистерны". Устройство, эксплуатация, ремонт, Справочное пособие. - М.: Транспорт, 1990.
3. Патент РФ №2242844 от 20.12.2004 г.
4. Патент US №5804276 от 08.09.1998 г.
5. Эффект памяти формы в сплавах: Пер. с англ. Л.М.Бернштейна / Под ред. В.А.Займовского - М.: Металлургия, 1979 - 472 с.
6. Справочник по композиционным материалам. / Под ред. Дж.Любина; Пер с англ. А.Б.Геллера, М.М.Гельмонта. - М.: Машиностроение, 1988.
Claims (1)
- Теплоизолятор объекта, содержащий изолирующие слои с закрепленным между ними волокном из материала с эффектом памяти формы, отличающийся тем, что волокно из материала с эффектом памяти формы выполнено из ряда тонких проволок круглого сечения из эквиатомного титано-никелевого сплава, каждая отдельная проволока волокна первоначально свернута в винтовую спираль и скручена относительно оси вращения в пластической области до деформации сдвига, близкой к предельной, на угол, определяемый по зависимости φ=0,4·τ·D·G-1·L-1, где
τ - предел прочности материала на кручение;
D - диаметр проволоки;
G - модуль упругости при кручении;
L - длина отдельной проволоки,
сплаву каждой отдельной проволоки задано фазовое превращение при критической температуре в раскрученную относительно оси вращения прямолинейную форму и развернутую винтовую спираль с числом витков вдвое меньше первоначального, проволоки в волокне эквидистантно сплетены между собой и закреплены между изоляционными слоями соединительными нитями, изоляционные слои и волокно прошиты соединительными нитями свободными стежками, изолирующие слои и соединительные нити выполнены из термостойкого арамидного композита.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137435/12A RU2379076C1 (ru) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Теплоизолятор объекта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137435/12A RU2379076C1 (ru) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Теплоизолятор объекта |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2379076C1 true RU2379076C1 (ru) | 2010-01-20 |
Family
ID=42120627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008137435/12A RU2379076C1 (ru) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Теплоизолятор объекта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2379076C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660314C1 (ru) * | 2017-05-30 | 2018-07-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) | Противоударный элемент одежды |
CN109811927A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-28 | 中国矿业大学 | 一种地震作用下防火隔震支座装置和防火隔震方法 |
-
2008
- 2008-09-18 RU RU2008137435/12A patent/RU2379076C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660314C1 (ru) * | 2017-05-30 | 2018-07-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) | Противоударный элемент одежды |
CN109811927A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-28 | 中国矿业大学 | 一种地震作用下防火隔震支座装置和防火隔震方法 |
CN109811927B (zh) * | 2019-03-19 | 2023-11-14 | 中国矿业大学 | 一种地震作用下防火隔震支座装置和防火隔震方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hemmatian et al. | Fire as a primary event of accident domino sequences: the case of BLEVE | |
RU2379076C1 (ru) | Теплоизолятор объекта | |
EP2688376B1 (en) | Systems and methods for a protective casing | |
Bennetts et al. | Evaluation of the impact of potential fire scenarios on structural elements of a cable-stayed bridge | |
US9370674B2 (en) | Plural layer, plural-action protective coating for liquid fuel container | |
EP2252377B1 (en) | Method and apparatus for thermally activated sprinklers | |
RU2352465C1 (ru) | Пожаростойкое покрытие | |
CN106574742B (zh) | 用于保护机动车高压气体容器的装置 | |
US10300313B2 (en) | Heat and fire protective items | |
Arvinte et al. | Technical requirements and materials used in firefighters gloves manufacturing | |
US10391737B2 (en) | Lightweight flexible thermal protection system for fire protection | |
Ojha et al. | Simulation of thermally protected cylindrical container engulfed in fire | |
JP2017071084A (ja) | 耐火遮熱システム及びこれを用いた耐火遮熱シート | |
RU145455U1 (ru) | Покровное изделие для реактивного тушения огня | |
US20170151749A1 (en) | Lightweight Flexible Thermal Protection System for Fire Protection | |
RU2356809C2 (ru) | Пожаростойкий бак | |
CN107485807A (zh) | 高楼超高楼火灾避险免逃救生装置 | |
JP6159878B2 (ja) | 電力ケーブルの耐火被覆構造およびその施工方法 | |
Naeem | Thermal Protective Performance of Firefighter Protective Clothing | |
CN102815028A (zh) | 二级相变阶梯限温的防火绝热复合织物、制备方法及用途 | |
US20070278268A1 (en) | Flash fire protection | |
Edwards | The Performance in Fire of Fully Utilised Concrete Filled SHS Columns with External Fire Protection. | |
Thorburn et al. | LACES versus LCES: Adopting an" A" for" Anchor Points" to Improve Wildland Firefighter Safety | |
RU2331447C1 (ru) | Система огневзрывозащиты конструкций зданий и сооружений | |
CN206976069U (zh) | 一种阻燃防火包材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100919 |