RU2818405C1

RU2818405C1 - Heat insulation system

Info

Publication number: RU2818405C1
Application number: RU2023122875A
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Семенюк
Original assignee: Андрей Николаевич Семенюк
Filing date: 2023-09-01
Publication date: 2024-05-02

Abstract

FIELD: heat insulation means of heat networks.

SUBSTANCE: invention relates to means of heat insulation of heat networks of air laying, and can also be used for protection and heat insulation of pipes of similar purpose. Heat-insulating system contains pipeline element in the form of pipe 1 for heat carrier movement. Along the outer side around pipe 1 there are heat-insulating mats 2 adjoining each other without gaps. Mats 2 are fixed on pipe 1 with multilayer tape 3. Above mats 2 there is anti-vandal coating 4 in the form of metal sheets adjacent to mats 2. On tape 3 successively through equal gaps 7 disk-shaped dowels are installed. Disk-shaped dowels 7 are installed between layers of tape 3 at a distance providing uniform distribution of load of anti-vandal coating 4. Disk-shaped dowel 7 are embedded in the body of mat 2, preventing tape 3 from displacing on the surface of mat 2 and are simultaneously supports for coating 4.

EFFECT: invention provides higher efficiency of thermal insulation, increased mechanical strength, increased service life in comparison with analogues.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к средствам теплоизоляции и предназначено для защиты и теплоизоляции тепловых сетей воздушной прокладки, а также может быть использовано для защиты и теплоизоляции труб аналогичного или подобного назначения.The invention relates to thermal insulation means and is intended for the protection and thermal insulation of air-laid heating networks, and can also be used for the protection and thermal insulation of pipes of similar or similar purposes.

Известно теплоизоляционное изделие из листового теплоизолирующего материала (Патент РФ №34 688, МПК F16L 59/02, 2003, [1]), состоящее из соединенных между собой чередующихся изолирующих элементов удлиненной формы из упруго деформируемого материала и из недеформируемого при монтажных нагрузках материала, заключенных в оболочку из стекловолоконных листов, зафиксированных на боковых поверхностях элементов.A heat-insulating product made of sheet heat-insulating material is known (RF Patent No. 34 688, IPC F16L 59/02, 2003, [1]), consisting of interconnected alternating insulating elements of an elongated shape made of an elastically deformable material and of a material that does not deform under installation loads, enclosed in a shell of fiberglass sheets fixed on the side surfaces of the elements.

Недостатками прототипа являются недостаточная теплоизоляционная способность из-за негерметичности изделия, что при атмосферных воздействиях приводит к попаданию влаги в изолирующие элементы (это резко снижает их теплоизолирующие свойства), сложность конструкции, обуславливающая сложность изготовления изделия и его монтажа, ухудшение геометрических и прочностных характеристик изделия при разрушении полимерных составляющих элементов из-за теплового воздействия и временного фактора, а также недостаточная эффективность волокнистых теплоизоляторов.The disadvantages of the prototype are the insufficient thermal insulation ability due to the leakage of the product, which, under atmospheric influences, leads to the ingress of moisture into the insulating elements (this sharply reduces their thermal insulation properties), the complexity of the design, which makes it difficult to manufacture the product and its installation, deterioration of the geometric and strength characteristics of the product when destruction of polymer constituent elements due to thermal effects and time factors, as well as insufficient efficiency of fibrous heat insulators.

Известна теплоизолированная труба (Патент RU №121855, Е21В 17/00, F16L 59/00, 10.11.2012, [2]), состоящая из размещенного на трубе теплоизолирующего покрытия, содержащего теплоотражающий и тепло изолирующий слои. Теплоизолирующее покрытие содержит слой намотанного на трубу базальтового полотна, покрытого теплоотражающим слоем, наружный защитный слой и второй теплоотражающий слой. Теплоизолирующий слой размещен между теплоотражающими слоями, а на наружном теплоотражающем слое размещен защитный наружный слой. Теплоизолированная труба выполняется, в основном, из металла, например, стали 12Х1МФ. Теплоизолирующее покрытие трубы является многослойным. На поверхность трубы намотан слой из тонкого базальтового полотна, на который наложен слой теплоотражающего материала, например, тонкой фольги, предпочтительно, алюминиевой, на который помещен слой теплоизолирующего материала, например, войлока, который закрывают слоем теплоотражающего материала (второй слой), например, фольги, предпочтительно, алюминиевой, на который может быть уложен слой стеклопластика, на котором размещен защитный слой, представляющий собой, например, трубу из пластика.A thermally insulated pipe is known (Patent RU No. 121855, E21B 17/00, F16L 59/00, 11/10/2012, [2]), consisting of a heat-insulating coating placed on the pipe, containing heat-reflecting and heat-insulating layers. The heat-insulating coating contains a layer of basalt fabric wound on a pipe, covered with a heat-reflecting layer, an outer protective layer and a second heat-reflecting layer. The heat-insulating layer is placed between the heat-reflecting layers, and a protective outer layer is placed on the outer heat-reflecting layer. Thermally insulated pipe is made mainly of metal, for example, steel 12Х1МФ. The heat-insulating coating of the pipe is multi-layered. A layer of thin basalt fabric is wound on the surface of the pipe, on which is applied a layer of heat-reflecting material, for example, thin foil, preferably aluminum, on which is placed a layer of heat-insulating material, for example, felt, which is covered with a layer of heat-reflecting material (second layer), for example, foil , preferably aluminum, on which a layer of fiberglass can be laid, on which a protective layer is placed, which is, for example, a plastic pipe.

Недостатками RU №121855 являются высокое значение коэффициентов теплопроводности λ для применяемых материалов (λ около 0,1 Вт/м*°С), при температуре 250°С), что приводит к значительным тепловым потерям, а используемая технология производства требует выполнения множества последовательных операций для формирования теплоизоляции данной конструкции, что требует задействования больших производственных площадей и технологического оборудования. Существенным недостатком RU №121855 является также невозможность получения цельного гидроизолированного изделия по причине отсутствия у слоя стеклопластика адгезии к гидрозащитной оболочке.The disadvantages of RU No. 121855 are the high value of thermal conductivity coefficients λ for the materials used (λ about 0.1 W/m*°C), at a temperature of 250°C), which leads to significant heat losses, and the production technology used requires many sequential operations to form the thermal insulation of this structure, which requires the use of large production areas and technological equipment. A significant disadvantage of RU No. 121855 is also the impossibility of obtaining a solid waterproofed product due to the lack of adhesion of the fiberglass layer to the waterproof shell.

Использование минеральных теплоизоляционных материалов с теплостойкостью более 150°С из-за высокого значения коэффициента теплопроводности приводит к необходимости формирования тепло изоляционного слоя большой толщины.The use of mineral heat-insulating materials with a heat resistance of more than 150°C due to the high value of the thermal conductivity coefficient leads to the need to form a heat-insulating layer of great thickness.

Известен стальной теплогидроизолированный трубопроводный элемент для надземных теплотрасс (Патент RU 49167 F16L 9/14, Опубл. 10.11.2005, [3]), допускающий его эксплуатацию при повышенных температурах теплоносителя (выше 130°С до 200°С) с повышенным сроком службы за счет увеличения адгезионной прочности при сдвиге в осевом и тангенциальном направлениях и снижении вероятности протекания коррозионных процессов на поверхности стальных трубных элементов, содержащий стальной трубопроводный элемент, теплоизоляцию и гидрозащитную спиральновитую оболочку из тонколистовой оцинкованной стали. Теплоизоляция выполнена двухслойной, при этом внутренний слой теплоизоляции выполнен толщиной 3,5-5,0 мм и образован жидкокерамическим покрытием, включающим стеклянные микросферы, минеральные наполнители, вспученный перлит, волостанит и связующее [3].A steel thermally and waterproofed pipeline element for above-ground heating mains is known (Patent RU 49167 F16L 9/14, Published 11/10/2005, [3]), allowing its operation at elevated coolant temperatures (above 130°C to 200°C) with an increased service life for by increasing the adhesive strength during shear in the axial and tangential directions and reducing the likelihood of corrosion processes occurring on the surface of steel pipe elements, containing a steel pipeline element, thermal insulation and a waterproof spiral shell made of thin-sheet galvanized steel. The thermal insulation is made of two layers, while the inner layer of thermal insulation is made with a thickness of 3.5-5.0 mm and is formed by a liquid ceramic coating, including glass microspheres, mineral fillers, expanded perlite, volostanite and a binder [3].

Технологический процесс нанесения и сушки жидкокерамического покрытия чрезвычайно трудоемок и затратен по времени по причине необходимости нанесения не менее 3 слоев покрытия толщиной 0,3-1,5 мм, что увеличивает продолжительность процесса и существенно удорожает стоимость продукции.The technological process of applying and drying a liquid-ceramic coating is extremely labor-intensive and time-consuming due to the need to apply at least 3 layers of coating with a thickness of 0.3-1.5 mm, which increases the duration of the process and significantly increases the cost of the product.

Данное устройство позволяет реализовывать свою функцию в ограниченном диапазоне, при этом является существенно энергозатратным и дорогим.This device allows you to implement its function in a limited range, while being significantly energy-consuming and expensive.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является ускорение процесса монтажа, увеличение механической прочности, снижение слеживаемости утеплителя под защитным кожухом.The problem to be solved by the claimed invention is to speed up the installation process, increase mechanical strength, and reduce the caking of insulation under the protective casing.

Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение эффективности тепловой изоляции, увеличения механической прочности, увеличение срока эксплуатации.The technical result of the proposed device is to increase the efficiency of thermal insulation, increase mechanical strength, and increase service life.

Технический результат достигается за счет того, что в теплоизоляционную систему, содержащую трубу для перемещения теплоносителя, установленные по внешней стороне вокруг трубы теплоизолирующие маты, примыкающие друг к другу без зазоров, средства фиксации мата на трубе и антивандальное покрытие,The technical result is achieved due to the fact that in a heat-insulating system containing a pipe for moving the coolant, heat-insulating mats installed on the outside around the pipe, adjacent to each other without gaps, means for fixing the mat on the pipe and an anti-vandal coating,

дополнительно введены, средства фиксации мата на трубе, при этом средства фиксации мата на трубе выполнены в виде гибкой ленты, обвивающей трубу с предустановленным матом, лента выполнена многослойной с количеством слоев более одного, на ленте последовательно через равные промежутки установлены грибки, грибки установлены между слоями ленты, расстояние между грибками обеспечивает равномерное распределение нагрузки антивандального покрытия, грибки внедрены в тело мата, каждый из грибков имеет опору (основание) и заостренную коническую шпильку, жестко связанные между собой, диаметр опоры больше диаметра шпильки, антивандальное покрытие выполнено из установленных по внешней стороне вокруг трубы поверх теплоизолирующих матов металлических листов, примыкающих к матам, и опирающихся поверхностью, обращенной к трубе на опоры грибков, при этом острый конец шпилек грибков опирается на поверхность трубы, шпильки грибков связаны (установлены) с лентой от перемещений относительно друг друга шпилька грибков выполнена конической с опорной площадкой, острие шпильки расположено в направлении поверхности трубы, длина шпильки грибка соответствует толщине мата в ненапряженном состоянии, слои ленты скреплены между собой, а грибок выполнен из материала с низкой теплопроводностью.additionally introduced, means for fixing the mat on the pipe, while the means for fixing the mat on the pipe are made in the form of a flexible tape wrapping around a pipe with a pre-installed mat, the tape is made multilayer with more than one layers, fungi are installed on the tape sequentially at equal intervals, fungi are installed between the layers tapes, the distance between the fungi ensures uniform distribution of the load of the anti-vandal coating, the fungi are embedded in the body of the mat, each of the fungi has a support (base) and a pointed conical pin, rigidly connected to each other, the diameter of the support is larger than the diameter of the pin, the anti-vandal coating is made of installed on the outer side around the pipe on top of heat-insulating mats of metal sheets adjacent to the mats, and resting with the surface facing the pipe on the supports of the fungi, while the sharp end of the studs of the fungi rests on the surface of the pipe, the studs of the fungi are connected (installed) with the tape from moving relative to each other, the stud of the fungi is made conical with a support platform, the tip of the pin is located in the direction of the pipe surface, the length of the mushroom pin corresponds to the thickness of the mat in an unstressed state, the layers of the tape are fastened together, and the mushroom is made of a material with low thermal conductivity.

Новыми признаками, обеспечивающими достижение технического результата, являются введенные в него средства фиксации мата на трубе, при этом средства фиксации мата на трубе выполнены в виде гибкой ленты, обвивающей трубу с предустановленным матом, лента выполнена многослойной с количеством слоев более одного, на ленте последовательно через равные промежутки установлены грибки, грибки установлены между слоями ленты, расстояние между грибками обеспечивает равномерное распределение нагрузки антивандального покрытия, грибки внедрены в тело мата, каждый из грибков имеет опору (основание) и заостренную коническую шпильку, жестко связанные между собой, диаметр опоры больше диаметра шпильки, антивандальное покрытие выполнено из установленных по внешней стороне вокруг трубы поверх теплоизолирующих матов металлических листов, примыкающих к матам, и опирающихся поверхностью, обращенной к трубе на опоры грибков, при этом острый конец шпилек грибков опирается на поверхность трубы, шпильки грибков связаны (установлены) с лентой от перемещений относительно друг друга шпилька грибков выполнена конической с опорной площадкой, острие шпильки расположено в направлении поверхности трубы, длина шпильки грибка соответствует толщине мата в ненапряженном состоянии, слои ленты скреплены между собой, а грибок выполнен из материала с низкой теплопроводностью.New features that ensure the achievement of a technical result are the means of fixing the mat on the pipe introduced into it, while the means of fixing the mat on the pipe are made in the form of a flexible tape wrapping around a pipe with a pre-installed mat, the tape is multi-layered with more than one layer, on the tape sequentially through fungi are installed at equal intervals, fungi are installed between the layers of the tape, the distance between the fungi ensures uniform distribution of the load of the anti-vandal coating, the fungi are embedded in the body of the mat, each of the fungi has a support (base) and a pointed conical pin, rigidly connected to each other, the diameter of the support is greater than the diameter of the pin , the anti-vandal coating is made of metal sheets installed on the outside around the pipe on top of heat-insulating mats, adjacent to the mats, and resting with the surface facing the pipe on fungal supports, while the sharp end of the fungal pins rests on the surface of the pipe, the fungal pins are connected (installed) with tape to prevent movements relative to each other, the fungus pin is made conical with a support platform, the tip of the pin is located in the direction of the pipe surface, the length of the fungus pin corresponds to the thickness of the mat in an unstressed state, the layers of the tape are fastened together, and the mushroom is made of a material with low thermal conductivity.

Данное техническое решение направлено на повышение эффективности тепловой изоляции, увеличения механической прочности, увеличение срока эксплуатации по сравнению с аналогами.This technical solution is aimed at increasing the efficiency of thermal insulation, increasing mechanical strength, and increasing service life compared to analogues.

На фиг. 1 изображена упрощенно теплоизоляционная система (вариант а - с круговой дискретной намоткой ленты, вариант 6 - с винтовой намоткой ленты), на фиг. 2 - поперечный разрез теплоизоляционной системы, фиг. 3 - укрупненно грибок с матом и лентой, фиг. 4 - строение ленты.In fig. Figure 1 shows a simplified thermal insulation system (option a - with circular discrete winding of tape, option 6 - with screw winding of tape), Fig. 2 - cross section of the thermal insulation system, Fig. 3 - enlarged view of the fungus with a mat and tape, fig. 4 - structure of the tape.

Теплоизоляционная система содержит трубопроводный элемент (трубу) 1 для перемещения теплоносителя, установленные по внешней стороне вокруг трубы теплоизолирующие маты 2, примыкающие друг к другу без зазоров, лента 3 для фиксации мата на трубе 1 и покрытие 4 в виде металлической окожушки.The thermal insulation system contains a pipeline element (pipe) 1 for moving the coolant, heat-insulating mats 2 installed on the outside around the pipe, adjacent to each other without gaps, tape 3 for fixing the mat on pipe 1 and coating 4 in the form of a metal casing.

Лента 3 обвивает мат по винтовой Фиг. 16 (или в простейшем случае, круговой Рис 1 а) траектории, тем самым прижимает мат 2 к трубе 1 (Фиг. 1). Грибки 5, введенные в тело мата 2, препятствуют смещению ленты 3 по поверхности мата и одновременно являются опорами для покрытия 4. Количество грибков выбирается из условия достаточности механической прочности от давления металлической окожушки.Tape 3 wraps around the mat in a screw manner Fig. 16 (or in the simplest case, circular Fig. 1 a) trajectory, thereby pressing mat 2 to pipe 1 (Fig. 1). Fungi 5 introduced into the body of the mat 2 prevent the tape 3 from moving along the surface of the mat and at the same time act as supports for the coating 4. The number of fungi is selected from the condition of sufficient mechanical strength from the pressure of the metal casing.

Лента 3 выполнена многослойной с количеством слоев более одного, содержит установленные между слоем 5 и слоем 6 ленты (Фиг. 4) последовательно через равные промежутки грибки 7, таким образом, что расстояние между грибками обеспечивает равномерное распределение нагрузки антивандального покрытия.Tape 3 is made multi-layered with more than one layer and contains fungi 7 installed between layer 5 and layer 6 of the tape (Fig. 4) sequentially at equal intervals, so that the distance between the fungi ensures uniform distribution of the load of the anti-vandal coating.

Каждый из грибков Фиг 3, 4 имеет опору 8 (основание) и заостренную коническую шпильку 9, жестко связанные между собой, диаметр опоры 8 больше диаметра шпильки 9.Each of the fungi Figs 3, 4 has a support 8 (base) and a pointed conical pin 9, rigidly connected to each other, the diameter of the support 8 is greater than the diameter of the pin 9.

Монтаж производится следующим образом. На подготовленную поверхность трубы укладывается мат, который плотно обвивается лентой, которая жестко фиксирует мат на трубе посредством внедренных в тело мата грибков. Далее устанавливается антивандальное покрытие, которое закрепляется вокруг поверхности мата. При этом за счет использования грибков антивандальное покрытие равномерно точечно опирается на трубу.Installation is carried out as follows. A mat is placed on the prepared surface of the pipe, which is tightly wrapped with tape, which rigidly fixes the mat on the pipe by means of fungi embedded in the body of the mat. Next, an anti-vandal coating is installed, which is secured around the surface of the mat. At the same time, due to the use of fungi, the anti-vandal coating evenly rests pointwise on the pipe.

Такое техническое решение позволяет ускорить процесс монтажа увеличить механическую прочность, снизить слеживаемость утеплителя под защитным кожухом.This technical solution makes it possible to speed up the installation process, increase mechanical strength, and reduce caking of the insulation under the protective casing.

Таким образом, предложенное техническое решение за счет новой совокупности признаков, их взаимодействия между собой обеспечивает повышение эффективности тепловой изоляции, увеличения механической прочности, увеличение срока эксплуатации по сравнению с аналогами.Thus, the proposed technical solution, due to a new set of features and their interaction with each other, ensures an increase in the efficiency of thermal insulation, an increase in mechanical strength, and an increase in service life compared to analogues.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №34 688, МПК F16L 59/02, 20031. RF Patent No. 34 688, IPC F16L 59/02, 2003

2. Патент RU №121855, Е21В 17/00, F16L 59/00, 10.11.20122. Patent RU No. 121855, E21B 17/00, F16L 59/00, 11/10/2012

3. Патент RU 49167 F16L 9/14, Опубл. 10.11.20053. Patent RU 49167 F16L 9/14, Publ. 11/10/2005

Claims

A thermal insulation system containing a pipe for moving the coolant, heat-insulating mats installed on the outside around the pipe, adjacent to each other without gaps, means for fixing the mat on the pipe and an anti-vandal coating, characterized in that the means for fixing the mat on the pipe are made in the form of a flexible tape wrapping around pipe with a pre-installed mat, the tape is multi-layered with more than one layer, fungi are installed sequentially at equal intervals on the tape, fungi are installed between the layers of the tape at a distance between the fungi, ensuring uniform distribution of the load of the anti-vandal coating, the fungi are embedded in the body of the mat, each of the fungi has support (base) and a pointed conical pin, rigidly connected to each other, the diameter of the fungus support is greater than the diameter of the fungus pin, the fungus pins are fixed on the tape without moving relative to each other, the fungus pin is made conical with a support platform, the length of the fungus pin corresponds to the thickness of the mat in an unstressed state , the layers of the tape are fastened together, and the fungus is made of a material with low thermal conductivity, and the anti-vandal coating is made of metal sheets installed on the outside around the pipe on top of heat-insulating mats, adjacent to the mats, and resting with the surface facing the pipe on the supports of the fungi, while the sharp end of the fungal pins rests on the surface of the pipe.