Теплоизоляционный мат с внутренними креплениями
THERMAL INSULATION MAT WITH INTERNAL FASTENERS

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к устройствам, служащим для теплоизоляции трубопроводов, а именно к теплоизоляционным матам.
Из уровня техники известны теплоизоляционные изделия, закрепляемые на трубопроводах хомутами SU 1663253 A1, 1991.07.15; RU 2016348 C1, 1994.07.15 RU 2419737 C2, 2011.05.27.
Известен теплоизолирующий модуль для труб, содержащий композитную теплоизоляционную оболочку с защитным покровным слоем и кромками, образующими продольные и поперечные тепловые замковые соединения типа выступ-впадина, отличающийся тем, что он выполнен в виде трансформируемой плиты с теплоизоляционным слоем из экструзиоиного пенополистирола и защитным покровным слоем из полимерцемента с армирующей сеткой, при этом в теплоизоляционном слое плиты выполнены продольные V-образные насечки, обеспечивающие сгибание плиты с возможностью полного оборачивания плиты вокруг утепляемой трубы, радиального расположения насечек и образования цилиндрической оболочки, замыкаемой посредством продольного теплового замкового соединения и закрепляемой на трубе с помощью полимерной или металлической ленты (RU 111242 U1, 10.12.2011).
Из уровня техники известны теплоизоляционные изделия не требующие дополнительного крепежа в виде проволоки бандажей и подобных приспособлений RU 198120 U1, 19.06.2020; RU 203703 U1, 16.04.2021.
Известно теплоизоляционное покрытие формируемое из размещаемых на внешней поверхности трубопровода сегментов, выполненных из жесткого пористого полимерного материала с низкой теплопроводностью, а также защитного покрытия, выполненного из полимерного материала или листового металла, закрепляемых с помощью размещенных на поверхности трубопровода хомутов. Парные хомуты, закрепляющие расположенные между ними сегменты 2 и защитное покрытие, содержат отдельные, соединяемые между собой сборочные элементы, выполненные из полимерного эластичного материала, содержащие основание в виде полосы, на внешней поверхности которой размещены Т-образные выступы, на одном конце содержащей сквозные отверстия, а на другом выступы, позволяющие соединять сборочные элементы в хомут. Для обеспечения обжатия хомутом) трубопрово1 между сборочными элементами, на противоположных сторонах трубопровода устанавливаются соединительные вставки из термоусаживаемого материала, сжимающиеся при нагреве и обеспечивающие натяжение хомута RU 2703897 C1, 22.10.2019.
Известен способ осуществления сборно-разборного теплоизоляционного покрытия трубопровода, заключающийся в нанесении на трубопровод теплоизоляции, выполненной в виде модульных элементов полной заводской готовности (полуцилиндров или сегментов) с двумя теплоизоляционными слоями и защитной покровной оболочкой, закрепляемых на трубах с помощью бандажей. (RU 2343340 C1, 10.01.2009)
Также известно теплоизоляционное покрытие подземного трубопровода для монтажа в трассовых условиях, включающее теплоизоляционный слой, выполненный из жестких сегментов и закрепленный на поверхности трубы с помощью стальных бандажных лент, нанесенную поверх теплоизоляционного слоя битумно-полимерную ленту, а также нанесенную поверх битумно-полимерной ленты защитную оболочку из скальных листов, закрепленную с помощью стальных бандажных лент патент RU 2622727, 19.06.2017.
Наиболее близким аналогом является теплизоляционный мат с креплением в виде внешнего хомута RU 2016348 С1, 15.07.1994.
Технической задачей является создание средства для изоляции трубопроводов с высокой степенью монтажной готовности.
Технический результат заключается в повышении скорости изолирования трубопроводов без использования дополнительно поставляемых крепежных приспособлений, (таких как вязальная проволока, бандажные ленты) надежном закреплении крепежных лент, повышение плотности прилегания теплоизоляционного слоя мата к поверхности трубопровода, улучшение плотности стыка торцевых сторон теплоизоляционного слоя, скрытое расположение крепежных полос и защита их от внешних воздействий и коррозии.
Технический результат достигается за счет того, что теплоизоляционный мат включает защитную гибкую оболочку, гибкие крепежные полосы и теплоизоляционный слой, причем крепежные полосы расположены и зафиксированы между теплоизоляционным слоем и гибкой оболочкой, каждая крепежная полоса с одной стороны имеет не закрепленную на гибкой оболочке свободную конечную часть, выступающую из-под теплоизоляционного слоя, при этом с другой стороны, каждая крепежная полоса имеет крепежную площадку.
Крепежные площадки расположены между теплоизоляционным слоем и гибкой оболочкой вдоль края гибкой оболочки и теплоизоляционного слоя.
Крепежные полосы закреплены на гибкой оболочке и/или на теплоизоляционном слое посредством клеевого соединения и/или крепежных элементов, при этом гибкая оболочка и теплоизоляционный слой, соединены между собой, предпочтительно, посредством сплошного или дискретного клеевого соединения.
Теплоизоляционный слой выполнен из упругого или упруго-податливого и/или сминаемого теплоизоляционного материала, предпочтительно, из волокнистого материала, преимущественно, из минеральной ваты.
Крепежные полосы выполнены в виде гибких металлических или пластиковых лент, при этом крепежные площадки выполнены в виде металлических или пластиковых пластинок, преимущественно, прямоугольной формы, расположенных перпендикулярно к крепежным полосам и неразъемно соединенные с ними.
Крепежная площадка каждой крепежной полосы выступает за пределы крепежной полосы, имеет большую ширину или поперечный размер по сравнению с шириной крепежной полосы.
Закрепленные на гибкой оболочке свободные конечные части каждой крепежной полосы имеют предварительно выполненные отверстия или керновые углубления для вхождения в них крепежных элементов.
Каждая крепежная площадка имеет предварительно выполненные отверстия или керновые углубления для вхождения в них крепежных элементов, при этом, предпочтительно, что упомянутые отверстия или керновые углубления выполнены, в том числе в месте перекрытия каждой крепежной площадкой конечной части крепежной ленты, а также в самой крепежной ленте в упомянутом месте перекрытия крепежной ленты.
Крепежные элементы, предпочтительно, представляют собой самонарезающиеся шурупы или винты (саморезы), либо выполнены в виде самофиксирующих элементов, типа клепок или защелок.
Теплоизоляционный мат свободный, не соединенный с теплоизоляционным слоем торцевой выпуск гибкой оболочки длина которого больше длины свободной конечной части каждой крепежной полосы, выступающей из-под теплоизоляционного слоя.
Теплоизоляционный слой расположен со смещением относительно гибкой оболочки и имеет торцевой выпуск, а также продольный выпуск не соединенные с теплоизоляционным слоем, причем продольный выпуск предназначен для оборачивания смежного теплоизоляционного мата и герметизации стыков смежных матов.
Теплоизоляционный слой выполнен сплошным, например, в виде гибкого мата из теплоизоляционного материала.
Теплоизоляционный слой выполнен наборным в виде удлиненных теплоизоляционных элементов, расположенных вплотную друг к другу, например полос, либо удлиненных брусков, либо ламелей из теплоизоляционного материала, предпочтительно, из волокнистого теплоизоляционного материала, например, из минеральной ваты, либо из пористого полимерного материала, например, пенополиуретана.
Крайние удлиненные теплоизоляционные элементы по всей их длине имеют выступы и/или впадины или уступы либо, что наиболее предпочтительно имеют скосы для образования тепловых замков в местах стыка торцевых сторон теплоизоляционного слоя.
Гибкая оболочка выполнена из комбинированного материала на основе тканого или нетканого полотна, предпочтительно, на основе стеклоткани или стеклохолста, герметизированная, например, полимерным слоем и/или фольгой, либо пропиткой, например на основе силикона, полиуретана.
Устройство поясняется чертежами.
На Фиг. 1 изображен изометрический вид устройства (расположено теплоизоляционным слоем вверх).
На Фиг. 2 изображено устройство в плане (расположено теплоизоляционным слоем вверх).
На Фиг. 3-4, 7-9 схемы монтажа устройства на трубу.
Теплоизоляционный мат выполнен прямоугольным в плане и включает защитную (изоляционную) гибкую оболочку 1, гибкие крепежные полосы 2 и теплоизоляционный слой 3, причем крепежные полосы 2 расположены и зафиксированы между теплоизоляционным слоем 3 и оболочкой 1.
Крепежные полосы 2 с одной торцевой стороны мата имеют не закрепленные на гибкой оболочке 1 свободные конечные части 4, выступающие из-под теплоизоляционного слоя 3, а с другой торцевой стороны, имеют крепежные площадки 5, прикрепленные к противоположным конечным частям крепежных полос 2.
Крепежные полосы 2 разнесены по ширине мата с определяемым расчетом расстоянием между ними (шагом) и примерно параллельны продольным сторонам теплоизоляционного иата.
При изготовлении теплоизоляционного мата крепежные полосы могут быть закреплены на гибкой оболочке 1 и/или на теплоизоляционном слое 3 посредством крепежных элементов и/или клеевых соединений (на чертежах условно не показаны). Предпочтительно, что крепежные полосы 2 с крепежными площадками 5, за исключением не закрепленных свободных конечных частей 4 крепежных полос 2 закреплены на гибкой оболочке 1, а теплоизоляционный слой 3 приклеен к гибкой оболочке 1. Таким образом, большая часть крепежных полос, включая закрепленные на их концах крепежные площадки 5 находятся между гибкой оболочкой 1 и теплоизоляционном слоем 3 и надежно закреплены между ними.
Крепежные площадки 5 расположены между теплоизоляционным слоем 3 и гибкой оболочкой 1 вдоль края 6 гибкой оболочки и теплоизоляционного слоя 3 (Фиг. 2).
Гибкая оболочка 1 и теплоизоляционный слой 2 могут быть соединены между собой, посредством дискретных клеевых соединений или предпочтительно, посредством сплошного клеевого соединения - клеевого полимеризованного слоя (на чертежах условно не показан) которой улучшает изоляционные свойства мата.
Теплоизоляционный слой 3 выполнен из упругого или упруго-податливого и/или сминаемого теплоизоляционного материала, предпочтительно, из волокнистого материала, преимущественно, из минеральной (каменной) ваты.
Гибкая оболочка 1 представляет собой тканое или нетканое полотно на полимерной основе, предпочтительно, армированное, например, стекловолокном и имеющее, по меньшей мере, один слой фольги, соединенный с полимерной основой и ламинированный полимерной пленкой.
Крепежные полосы 2 выполнены в виде гибких, преимущественно, металлических или пластиковых лент или полос, при этом крепежные площадки 5 выполнены в виде, предпочтительно, металлических или пластиковых пластинок, преимущественно, прямоугольной формы, расположенных перпендикулярно к крепежным полосам 2. Крепежные площадки 5 неразъемно соединены с конечными частями, преимущественно, концами 4 крепежных полос 2, например, посредством сварки, пуклевки, заклепок и т.д.
Наиболее предпочтительной формой крепежных площадок 5 является наиболее простая прямоугольная форма, однако могут быть использованы и другие формы, например, круглая, овальная или прямоугольная форма со скругленными краями. Предпочтительно, что ширина каждой из крепежных площадок 5 больше ширины крепежной полосы 2, по меньшей мере, в два раза и, так же как длина площадки выбирается исходя из условий экономии материала и достаточного удобства монтажа, с учетом допустимых перекосов крепежной полосы 2 в процессе монтажа теплоизоляционного мата на трубу 7, который будет описан ниже. Таким образом, крепежная площадка 5 каждой крепежной полосы 2 выступает за пределы крепежной полосы 2, имеет большую ширину или поперечный размер по сравнению с шириной крепежной полосы 2.
Предпочтительно, что не закрепленные на гибкой оболочке 1 свободные конечные части 4 каждой крепежной полосы 2 имеют предварительно выполненные отверстия 8 или керновые углубления для вхождения в них крепежных элементов 9.
Кроме того, предпочтительно, что крепежные площадки 5 также имеют предварительно выполненные отверстия 10 или керновые углубления для вхождения в них крепежных элементов. При этом, предпочтительно, что упомянутые отверстия 10 или керновые углубления выполнены, в том числе в месте перекрытия 11 (пересечения) каждой крепежной площадкой 5 конечной части крепежной ленты 2, а также в самой крепежной ленте в упомянутом месте перекрытия 11 (Фиг. 2-6).
Крепежные элементы 9, предпочтительно, представляют собой самонарезающиеся шурупы или винты (саморезы), либо выполнены в виде самофиксирующих элементов, типа клепок или защелок.
Теплоизоляционный мат имеет свободный, не соединенный с теплоизоляционным слоем 3 торцевой выпуск 12 гибкой оболочки 1 длина которого L больше длины l свободной конечной части 4 каждой крепежной полосы 5, выступающей из-под теплоизоляционного слоя 3. Что позволяет накрыть торцевым выпуском 12 стыки конечной части 4 ленты и крепежных площадок 5, а также стык 13 торцовых сторон теплоизоляционного слоя 3 и герметизировать их, например, клеевым составом и/или лентой 14 с липким внутренним слоем.
Теплоизоляционный слой 3 расположен со смещением относительно гибкой оболочки 1 и кроме торцевого выпуска 12, имеет продольный выпуск 15, который также не соединен с теплоизоляционным слоем 3, причем продольный выпуск 15 предназначен для оборачивания смежного теплоизоляционного мата и герметизации стыков смежных матов (Фиг. 9).
Теплоизоляционный слой 3 может быть выполнен сплошным, например, в виде гибкого мата (Фиг. 1-4).
Предпочтительно, что теплоизоляционный слой 3 выполнен наборным (Фиг. 5-10) в виде удлиненных теплоизоляционных элементов 16, расположенных вплотную друг к другу, например полос, либо удлиненных брусков, либо ламелей из теплоизоляционного материала, из волокнистого теплоизоляционного материала, предпочтительно, из минеральной ваты, либо из пористого полимерного материала, например, пенополиуретана.
Предпочтительно, что крайние удлиненные теплоизоляционные элементы 16 по всей их длине имеют выступы и/или впадины или уступы (на чертежах условно не показаны). Либо, что наиболее предпочтительно имеют скосы 17 и 18 (скошенные поверхности) для образования тепловых замков в местах стыка 13 торцевых сторон теплоизоляционного слоя, что позволяет наилучшим образом сформировать стык при погрешностях монтажа.
Устройство, в общем случае монтируют следующим образом. Теплоизоляционный мат оборачивают вокруг трубы 7, обеспечивая прилегание теплоизоляционного слоя 3 к внешней поверхности трубы 7, при этом крепежные полосы 2 располагаются поперек продольной оси трубы 7. После чего теплоизоляционный мат фиксируют на трубе монтажными ремнями или поясами (на чертежах условно не показаны) петлевая затяжка которых обеспечивают достаточно плотное прилегание торцевых сторон теплоизоляционного слоя 3 и их сжатие вместе с теплоизоляционным слоем 3. После первичной фиксации и затяжки монтажными ремнями в местах расположения крепежных площадок 5 закручивают в отверстия в концах 4 крепежных полос 2 крепежные элементы 9, приподнимая при этом выпуск 12 гибкой оболочки 1.
Поскольку крепежные площадки 5 расположены вдоль края гибкой оболочки и в каждой крепежной площадке 5 выполнено множество отверстий 8, то даже с учетом смещения крепежных полос от поперечного положения относительно оси трубы крепежный элемент 9 при закручивании попадает в одно из отверстий в площадке, фиксируя конечные части 4 гибкой ленты 2 с обеспечением формирования стыка торцов теплоизоляционного слоя 3. На свободных конечных частях 4 крепежных полос 2, предпочтительно выполняют ряд отверстий 8 для обеспечения необходимого натяжения, образованного крепежной полосой замкнутого пояса после натяжения гибкой ленты 2 и надежного фиксирования теплоизоляционного мата.
После того как все гибкие ленты 2 зафиксированы крепежными элементами 9 с образованием поясов внутреннюю сторону выпуска 12 гибкой оболочки 1 промазывают клеевым составом и закрывают им место стыка 13 и конечные части 4 крепежных полос, прижимая выпуск к внешней поверхности гибкой оболочки. Продольный край выпуска 12 дополнительно герметизируют липкой лентой 19, например, монтажным скотчем. Следующий мат монтируют аналогичным образом, стыкуя его с уже смонтированным матом, накрывая место стыка продольным выпуском 15 при необходимости про клеевая его и фиксируя липкой лентой 20.
Гибкая оболочка 1 может быть выполнена из комбинированного материала на основе тканого или нетканого полотна, предпочтительно, на основе стеклоткани или стекло холста, герметизированная, например, полимерным слоем и/или фольгой, либо пропиткой, например на основе силикона, полиуретана.
В результате полевых испытаний было зафиксировано улучшение изоляционных и эксплуатационных свойств мата, обеспечение удобства монтажа за счет оснащения изделия креплениями, обеспечение более плотного прилегания теплоизоляционного слоя к изолируемой трубе, по сравнению с фиксированием известных матов проволокой или скотчем, повышение теплоизоляционных свойств смонтированного устройства за счет обеспечения более плотного охвата трубы, обеспечиваемого полосами, и как следствие отсутствия провисаний, выполнение крепления скрытым и предотвращения коррозии крепежных элементов.