ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ КРИОГЕННЫХ ПРОДУКТОВ

Полезная модель теплоизоляционной панелидля 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
3
3
3
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/м с криогенными характеристиками по теплопроводности (ρ=50 кг/м, 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/м, 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.
Заявляемая совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели позволяет получить следующий технический и экономический результат:
возможность применения универсальной конструкции теплоизоляционной панели для внешней, не несущей дополнительную нагрузку теплоизоляции, и внутренней, с интеграцией в систему удержания криогенного продукта,
возможность формирования теплоизолирующей плоскости только одним, данным типом панели,
получение теплоизолирующей поверхности с постоянным коэффициентом теплопроводности за счет предложенной конструкции панели и выбора, применяемых в ней, материалов,
повышение надежности теплоизоляции, за счет применения в панелях специального изолирующего, стыкового замкового соединения,
снижение себестоимости при производстве за счет применения современных материалов и специальных конструкционных решений,
снижение трудозатрат при монтажных работах за счет простоты способа крепления и самой конструкции стыкового замка и крепления к изолируемым поверхностям.
Приложение
Сущность полезной модели поясняется чертежами
Фиг. 1 - Общий вид нижней панели.
Фиг. 2 - Общий вид верхней панели.
Фиг. 3 - Разрез панели.
Фиг. 4 - Разрез монтажного отверстия панели.
Фиг. 5 - Соединение панелей с использованием замкового соединения.
Фиг. 6 - Общий вид формируемой плоскости теплоизоляции.