ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СОТОКОМПОЗИТНАЯ СТЕНОВАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель - изотермическая сотокомпозитная стеновая панель - относится к области наземного строительства, а также к судам и прочим плавучим средствам, к оборудованию для них, и применяется при создании теплоизоляции в наземных и транспортировочных хранилищах.
Наиболее близким из известных является МНОГОСЛОЙНАЯ ПАНЕЛЬ, ИМЕЮЩАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ СВОЙСТВА (Патент RU 2627056, МПК E04C 2/24, 2017). Изобретение относится к области строительства, в частности к многослойной строительной панели, имеющей теплоизоляционные свойства. Технический результат изобретения заключается в повышении теплоизоляционных свойств панели. Панель содержит: основной слой из изоляционного материала, содержащий первую поверхность и вторую поверхность; первый усиливающий слой из металлического материала, соединённый с основным слоем по вышеуказанной первой поверхности; второй усиливающий слой из металлического материала, соединённый с основным слоем по вышеуказанной второй поверхности. Между первым и вторым усиливающими слоями она содержит слой, изготовленный из полимерного материала.
Недостатком вышеизложенного изобретения является значительный вес многослойной панели и проблемы коррозии при повреждении защитного слоя поверхности гальванизированного стального листа. Применяемый изоляционный материал не обеспечивает низкий уровень теплопроводности панели. Это недостатки панели ограничивают срок службы и сферу применения.
Известна ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИТНАЯ ФАСАДНАЯ ПАНЕЛЬ, СПОСОБ ЕЁ ПОДГОТОВКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЙ КОМПОЗИТНОЙ ФАСАДНОЙ ПАНЕЛИ (Патент RU 2651850, МПК E04C 2/296, 2014). Изобретение относится к теплоизоляционным композитным фасадным панелям. Теплоизоляционная композитная фасадная панель состоит из фасадного щита и каркаса, предпочтительно выполненного из металла, который необратимо фиксировать друг к другу через изоляционный слой. Изоляционный слой состоит из пенопласта, который в процессе вспенивания необратимо соединяет фасадную панель с каркасом. При этом пенопласт представляет собой вспененный полистирол полиуретан, состоящий из двух пластмасс: жесткого пенополиуретана и вспененного полистирола. Также описаны способ подготовки теплоизоляционных композитных фасадных панелей, варианты теплоизоляционной композитной фасадной панели и использование теплоизоляционной композитной фасадной панели. Технический результат состоит в разработке готовой к использованию теплоизолированной композитной панели и в разработке постоянного соединения фасадных панелей со слоем теплоизоляции и с системой фиксации панели.
Недостатком вышеизложенного изобретения является конструкционная сложность панели. Применение панели требует разработки специального соединения с системой фиксации панели. Применение в панели металлического фасадного щита и каркаса обеспечивает конструкции значительный вес и усложняет монтаж.
Известна ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ (Патент RU2144145, МПК Е04В 1/76, 1998) 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 котором 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 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% объёма панели. Вся поверхность панели закрывается защитным покрытием поз.6, которое выполнено из водостойкого картона, фибры, полимерной плёнки 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 усечённых конусов с одинаковым углом наклона "α" их образующих к основанию конуса либо иметь форму конгруэнтных усечённых пирамид.
Недостатком вышеизложенного изобретения является многоуровневый процесс изготовления, который ведёт к увеличению стоимости изделия. Изобретение требует разработки способа крепления, обеспечивающего герметизацию стыков панелей при монтаже.
Также известна конструкция СТЕНОВОЙ МНОГОСЛОЙНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЙ ПАНЕЛИ (Патент RU 2372454, МПК E04F 13/00, 2008) 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 слоя относительно 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.
Данная конструкция панели имеет не достаточную герметизацию стыков панелей при монтаже на каркас. Несмотря на созданные утепляющие свойства, наличие в панели металлических листов, не обеспечивает необходимые характеристиками по теплопроводности при отрицательной температуре.
Предложенная изотермическая сотокомпозитная стеновая панель может быть применена при создании различного вида стеновых (фасадных) поверхностей, включая жилые и хозяйственные модули, наземные хранилища, контейнеры, изотермические вагоны и различного вида транспортировочные конструкции с задачей поддержания температурных режимов. Данная разработка решает задачу создания и обеспечения эффективной теплоизоляции. Конструкция панели универсальна. Панель может применяться как внешняя изоляционная система, не несущая дополнительную нагрузку, так и внутренняя, силовая, с интеграцией в заданную конструкцию. Конструктивное исполнение, с улучшенными физико-техническими характеристиками, позволяет сформировать плоскость системы теплоизоляции и обеспечивает простоту монтажа панелей.
3
Изотермическая сотокомпозитная стеновая панель характеризуется тем, что она состоит из двух слоёв: первого - сотокомпозитного слоя толщиной от 10,0 мм до 40,0 мм, созданного из двух тонких и прочных облицовочных пластин из стекломата с применением в качестве сердцевины - бумажного сотопакетного заполнителя, и второго - пенополиуретанового слоя толщиной от 3,0 см до 15,0 см, более предпочтительным вариантом является от 6,0 до 10,0 см, созданного из пенополиуретанового листа с плотностью 50-250 кг/м, облицованного пластиной из стекломата с одной стороны.
Изотермическая сотокомпозитная стеновая панель выполнена в виде многослойной конструкции с организацией пенополиуретанового (поз.1 Фиг.1) и сотокомпозитного (поз.2 Фиг.1) слоёв, каждый из которых формируется независимым этапом в процессе производства панели.
Особенность конструкции сотокомпозитного слоя основана на технологии создания двух тонких прочных облицовочных пластин и применении в качестве сердцевины слоя - бумажного сотопакетного заполнителя.
Для изготовления сотокомпозитного слоя панели используется спрессованная бумажная сота (сотопакет) (поз. 2 Фиг.3). В процессе подготовки к применению сотопакет пропитывается специальным раствором в пропиточной машине, в зависимости от предъявляемых, в дальнейшем, требований к конечному изделию (огнестойкость, влагостойкость, др.).
После завершения процесса пропитки сотопакет растягивается, до заданных геометрических размеров, и высушивается термическим способом. После обработки сотопакет становится достаточно жестким и готов к дальнейшему применению.
На следующем этапе выбирается стекломат с заданной плотностью. Выбранный стекломат будет накладываться с двух сторон пропитанного и растянутого сотопакета. Стекломат нарезается в размер будущих панелей.
Для создания облицовочной поверхности напыление производится роботизированным комплексом на созданную заготовку специальным пенополиуретановым составом с обеих сторон.
Напыление выполняется в один слой, а количество проходов определяется размером панели при фиксированном соотношении компонентов и предварительно заданной производительности напылительной установки.
Процесс напыления происходит в два этапа:
1 этап процесса напыления. Заготовку размещают в фиксирующей рамке или специальной матрице. Сверху сотопакета укладывают стекломат и всё выравнивают относительно движения напылительной головки при напылении. На полученную поверхность наносится пенополиуретан.
2 этап процесса напыления. Заготовка переворачивается. Процесс 1 этапа повторяется для второй стороны заготовки.
Контролируемые параметры установки при процессе напыления следующие:
• tº компонентов в баках,
• tº напылительной головки,
• tº РВД,
• производительность,
• давление насосов,
• скорость движения напылительной головки при напылении.
По окончании напыления полученную заготовку помещают в предварительно нагретый пресс. Облицовочные поверхности для сотокомпозитного слоя формируются в прессе при контролируемом давлении и температуре с применением специального ограничителя высоты.
Нанесённый на стекломат специальный пенополиуретан вспенивается при нагреве и под давлением образует поверхность облицовочных пластин (поз.4 Фиг.3) сотокомпозитного слоя.
Особенность конструкции пенополиуретанового слоя, в целом, определяется созданием с рабочей стороны облицовочного слоя (поз.4 Фиг.4). Поверхность облицовочного слоя создается из стекломата путём специального пенополиуретанового напыления, с дальнейшим термостатированием созданной поверхности под давлением.
На первом этапе производства пенополиуретановый лист (поз.1 Фиг.4) заданной плотности нарезается в размер будущих панелей.
На втором этапе выбирается стекломат заданной плотности. Выбранный стекломат будет накладываться с одной стороны листа пенополиуретана. Стекломат нарезается в размер будущих панелей.
Для напыления на созданную заготовку пенополиуретанового листа используется роботизированный комплекс. Процесс начинается с выкладывания и выравнивания стекломата на пенополиуретановом листе по ходу движения напыления.
Напыление производится на созданную заготовку пенополиуретановым составом с одной стороны.
Напыление выполняется в один слой, количество проходов определяется размером панели при фиксированном соотношении компонентов и предварительно заданной производительности напылительной установки.
По окончании напыления полученную заготовку помещают в предварительно нагретый пресс. Слой облицовочной пластины формируется в прессе при контролируемом давлении с применением специального ограничителя высоты.
Нанесённый на поверхность стекломата специальный пенополиуретан вспенивается при нагреве и под давлением образует поверхность облицовочной пластины пенополиуретанового слоя.
Облой на полученных заготовках панели удаляется механическим путем.
Итоговая операция по производству панели начинается с подготовки специального композиционного клея. С помощью установки для нанесения клей равномерно наносим на необлицованную поверхность пенополиуретанового слоя (поз.3 Фиг.2). Аналогично клей наносится на облицованную поверхность сотокомпозитного слоя. Расход готовой композиции клея должен обеспечить после высыхания зазор между слоями не более чем 0,2 мм. Совмещаем заготовки панели и помещаем в предварительно нагретый пресс при заданном давлении. По завершении клеевого термопроцесса выключаем нагрев и в режиме поджатия оставляем панель на заданное программой время.
Изделие готово.
Выбор плотности стекломата, пенополиуретана и другие параметры зависят от предъявляемых требований к физико-механическим свойствам готового изделия.
Заявляемая совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели позволяет получить следующий технический и экономический результат:
• Стеновая панель, обеспечивающая эффективную теплоизоляцию;
• Хорошая адгезия соединения облицовочной поверхности и наполнителя обеспечивается применением в панели бумажного сотопакета;
• Технология не требует применения дополнительных, специальных листов для обшивки поверхностей панелей;
• Значительное снижение массы панели на квадратный метр изделия по сравнению с аналогами;
• Низкая цена панели обеспечивается применением бумажного сотопакета;
• Большая удельная прочность;
• Высокая жесткость и устойчивость при продольном сжатии;
• Не коррозирует;
• Производственный процесс для создания изотермических сотокомпозитных панелей имеет высокую степень автоматизации и основан на применении роботизированных комплексов и оборудования отечественного производства;
• Универсальной конструкции панели, возможность применения для внешних и внутренних систем теплоизоляции;
• Возможность формирования теплоизолирующей плоскости только одним данным типом панели;
• Получение теплоизолирующей поверхности с постоянным коэффициентом теплопроводности за счёт предложенной конструкции панели и выбора, применяемых в ней материалов;
• Снижение себестоимости при производстве за счет применения современных материалов и специальных конструкционных решений;
• Снижение трудозатрат при монтажных работах.
Приложение
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
Фиг. 1 - общий вид панели.
Фиг. 2 - разрез панели.
Фиг. 3 - конструкция сотокомпозитного слоя.
Фиг. 4 - конструкция пенополиуретанового слоя.