МОДУЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к изделиям и конструкциям для тепловой изоляции трубопроводов с положительными и отрицательными температурами протекающих в них сред.
Уровень техники
Монтаж элементов теплоизоляции на трубопроводах проводят в несколько этапов. После очистки и подготовки поверхности трубопроводов на них наносят теплоизоляционный слой в виде матов из минеральной ваты, скорлупы из пенополистирола или других аналогичных материалов, которые фиксируют на трубах вязальной проволокой или полимерными стяжками. Затем эти материалы покрывают защитным слоем из оцинкованной или окрашенной стали, полимерной пленки, рубероида или фольги и закрепляют на трубах самонарезающими винтами, заклепками или бандажом. Описанный технологический процесс достаточно продолжительный и трудоемкий, неправильное его выполнение влечет снижение энергоэффективности тепловой изоляции, поэтому он требует высокой квалификации персонала. Кроме этого длительный контакт с теплоизоляционными материалами сопряжен с повышенной вредностью и необходимостью применения специальных средств защиты органов дыхания, зрения и кожи. Поэтому многие разработчики предпринимают попытки усовершенствовать описанный технологический процесс за счет создания новых устройств для теплоизоляции трубопроводов.
Известна сборно-разборная теплоизоляция для подземной и надземной бесканальной прокладки трубопроводов, отличающаяся тем, что она выполняется сборно-разборной, при этом межтрубное пространство заполняется съемными, скрепленными бандажами скорлупами, имеющими два слоя: внутренний - температурогасящий и наружный, обеспечивающий механическую прочность и дополнительную тепло- и влагозащиту, причем покровная оболочка свободно надвигается на скорлупы (см. заявку RU 2000106633 А, опубл. 10.04.2002 г.).
Недостатком данной конструкции является наличие дополнительной подвижной покровной оболочки, что усложняет монтаж, обслуживание и ремонт описанного устройства.
Известен узел теплоизоляции трубопроводов, содержащий установленный на параллельных сближенных трубопроводах слой теплоизоляционного материала, зафиксированного на поверхности труб общей наружной оболочкой из водонепроницаемого материала, и крепежные элементы из проволоки или стальной ленты, фиксирующей листы оболочки на трубопроводах, отличающейся тем, что он оснащен опорами, выполненными из деревянной доски, установленными на верхней поверхности трубопроводов и несущими закрепленные на них упоры для крепления нижней и боковых частей оболочки; при этом верхняя поверхность опор, выполненная двускатной, соединена с закрепленным на них жестким покрытием, соединенным с боковыми частями оболочки, а нижняя поверхность опор соединена с размещенной между трубопроводами плотиной из жесткого материала (см. заявку RU 2001131547 А, опубл. 20.06.2003 г.).
Недостатками описанного узла является сложность конструкции элементов крепления и наличие опор из деревянной доски, снижающих эксплуатационные качества узла в целом.
Известна теплоизоляционная конструкция, которая выполнена сборо-разборной, включающей съемные скорлупы, скрепленные бандажами, отличающаяся тем, что съемные скорлупы выполнены в виде сегментов из экструзионного пенополистирола, допускающего механическую обработку для придания необходимой формы скорлупы, сегменты объединены в конструкцию, образующую теплоизоляционную оболочку вокруг трубопровода и состоящую из N секторов, объединенных между собой в диаметральном направлении в замок, а бандажи выполнены в виде стягивающих лент, закрепленных затяжным устройством, снабженным стопором (см. патент RU 40433 U8, опубл. 27.08.2005 г.).
Известна теплоизоляционная оболочка для трубопроводов, не подвергающихся значительным временным и постоянным нагрузкам, выполненная сборно-разборной и содержащая набор N съемных сегментов из экструдированного вспененного полимерного материала, объединенных между собой в кольцо ответными выступами и пазами по торцам соседних сегментов и стянутых бандажами в виде металлических или полимерных лент, концы каждой из которых размещены в соответствующем зажимном узле, отличающаяся тем, что сегменты выполнены из экструдированного вспененного пенополистирола, а зажимной узел бандажей выполнен в виде запорной застежки из двух металлических фигурных рамок, поджатых одна к другой, между которыми протянуты концы лент (см. патент RU 97477 U1, опубл. 10.09.2010 г.).
Недостатками описанных конструкций являются сложность монтажа набора N съемных сегментов и применение бандажей. Неправильно подобранное количество съемных сегментов или их расположение приводит к нарушению теплоизоляционных свойств. А применяемые для фиксации бандажи, имеют сложную конфигурацию и не позволяют обеспечить надежную фиксацию на продолжительное время.
Известна быстросъемная тепловая изоляция, представляющая собой сборную конструкцию из блочных элементов, выполненных в виде охватывающих изолируемый объект коробов, скрепленных регулируемыми замками-защелками, содержащих наружный и внутренний металлические кожухи, между которыми размещен теплоизоляционный слой, и соединенных торцами, а между внутренним кожухом коробов и теплоизолируемым объектом выполнен зазор, отличающаяся тем, что короба имеют форму, повторяющую конфигурацию теплоизолируемого объекта, равномерность зазора поддерживается за счет пластинчатых пружин, расположенных на внутренней поверхности внутреннего кожуха в количестве и последовательности, определяемыми исходя из размера объекта, на стыке торцов коробов за счет внутренних загибов кожухов образуется прослойка теплоизоляционного слоя по всей протяженности теплоизолируемого объекта, наружный металлический кожух верхнего короба выступает за его торец в виде припуска с образованием козырька, при этом использованы замки-защелки в антивандальном исполнении (см. патент RU 185258 U1, опубл. 28.11.2018 г.).
Описанная быстросъемная тепловая изоляция имеет невысокую надежность, поскольку подразумевает использование пружин и замков-защелок, элементов с невысокой надежностью и сложностью обслуживания и ремонта.
Известно теплоизоляционное устройство для трубопровода, содержащее теплоизоляционный слой и защитное покрытие, размещенное снаружи теплоизоляционного слоя, причем теплоизоляционный слой содержит элементы, ограничивающие его деформацию при сжимающих нагрузках, отличающееся тем, что защитное покрытие выполнено секционным по длине трубопровода, при этом защитное покрытие выполнено гофрированным (см. патент RU 192200 U1, опубл. 06.09.2019 г.).
Недостатками описанного устройства является сложность его изготовления, а также высокая вероятность смятия гофрированных элементов при боковых механических нагрузках, что приводит к потере теплоизоляционных свойств.
Известно теплоизоляционное устройство для трубопровода, включающее теплоизоляционный слой из упруго-деформируемого материала, состоящее из двух частей защитное покрытие, размещенное снаружи теплоизоляционного слоя и выполненное гофрированным секционно по длине трубопровода, опорные элементы защитного покрытия, упирающиеся в трубопровод, отличающееся тем, что каждая секция защитного покрытия содержит три опорных элемента, один из которых размещен в верхней части теплоизоляционного устройства, а два других - по бокам теплоизоляционного устройства, каждый опорный элемент включает снабженную упирающимися в трубопровод П-образными металлическими скобами плоскую опору, на которой зафиксировано защитное покрытие, при этом плоская опора размещена продольно трубопроводу, а П-образные скобы размещены поперечно трубопроводу, причем теплоизоляционный слой из упруго-деформируемого материала выполнен сдвоенным в верхней части теплоизоляционного устройства (см. патент RU 203702 U1, опубл. 16.04.2021 г.).
Недостатками описанного устройства являются сложность монтажа, использование разных по конфигурации опорных элементов, что повышает ошибки при монтаже и снижает теплоизоляционные качества конструкции в целом.
Известным аналогом с наиболее близкой совокупностью существенных признаков и выделяемый автором как прототип является быстросъемное теплоизоляционное изделие для теплоизоляции трубопроводной арматуры, характеризующееся тем, что оно включает разъемно соединенные между собой части, каждая из которых имеет основу в виде незамкнутой теплоизоляционной оболочки, усиленной опорно-каркасными элементами, расположенными внутри оболочки у ее торцов, выполненными из теплоизоляционного материала, имеющего большую жесткость по сравнению с материалом оболочки, и неразъемно соединенными с оболочкой. С внешней стороны оболочки покрыты защитным слоем из гибкого материала, который соединяет части изделия с возможностью их поворота относительно друг друга (см. патент RU 192070 U1, опубл. 03.09.2019 г.).
Причинами, препятствующими получению технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, являются сложность монтажа и невысокая энергоэффективность. Эти недостатки проявляются в низкой жесткости композитной оболочки, которая не обеспечивает высокой механической прочности и целостности при многократной сборке-разборке изделия, а также в прямоугольной конфигурации замков системы «шип-паз», которые ломаются при разъединении половинчатой и ответной частей не под прямым углом при теплоизоляции круглых трубопроводов.
Описанный предшествующий уровень техники показывает необходимость разработки простого в изготовлении и монтаже модульного устройства для теплоизоляции трубопроводов с сохранением высокой энергоэффективности.
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат, который достигается заявляемой полезной моделью, заключается в упрощении монтажа модульного устройства для теплоизоляции трубопроводов с сохранением высокой энергоэффективности.
Технический результат достигается с помощью модульного устройства для теплоизоляции трубопроводов, содержащего разомкнутый цилиндрический корпус, во внутренней полости которого расположены дугообразные половинчатая и ответная теплоизоляционные части, характеризующегося тем, что корпус выполнен из жесткого листового материала и разомкнут за счет продольного разреза, который на противоположных сторонах имеет загибы под прямым углом и благодаря жесткости материала корпуса позволяет раскрыть модульное устройство, а торцы выполнены с зиг-углублениями; характеризующегося тем, что в закрытом состоянии модульного устройства половинчатая часть разъемно соединена с ответной частью за счет замка системы «шип-паз», имеющего округлую форму; характеризующегося тем, что в закрытом состоянии продольный разрез в нескольких местах перекрыт выпусками с прорезями, образованными вырезкой в одном из загибов, которые после монтажа модульного устройства на трубопроводе фиксируют внахлест противоположный край корпуса при помощи различных крепежных изделий.
Применение заявляемого модульного устройства для теплоизоляции трубопроводов обеспечивает быстрый, простой и безопасный для персонала монтаж при устройстве теплоизоляции и демонтаж при ремонте ее элементов с сохранением высокой энергоэффективности.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показан изометрический вид заявляемого модульного устройства для теплоизоляции трубопроводов в сборе на условном трубопроводе.
На Фиг. 2 представлено заявляемое модульное устройство для теплоизоляции трубопроводов в раскрытом состоянии с обозначением деталей и узлов.
На Фиг. 3 показана стыковка нескольких аналогичных заявляемых модульных устройств для теплоизоляции протяженных трубопроводов.
На Фиг. 4 показан вид сбоку модульного устройства для теплоизоляции трубопроводов.
На Фиг. 1, 2, 3 и 4 обозначены:
1 - корпус;
2 - загиб;
3 - половинчатая часть устройства;
4 - ответная часть устройства;
5 - продольный разрез;
6 - замок системы «шип-паз»;
7 - выпуски с прорезями;
8 - крепежные изделия;
9 - торец;
10 - зиг-углубления.
Осуществление полезной модели
Модульное устройство для теплоизоляции трубопроводов состоит из разомкнутого листового корпуса 1 цилиндрической формы. По краям корпус 1 имеет загибы 2 под прямым углом, в которые с одной стороны упирается дугообразная половинчатая часть 3, а с противоположной стороны - дугообразная ответная часть 4. Корпус 1 разомкнут за счет продольного разреза 5, который благодаря жесткости материала корпуса 1 позволяет раскрыть модульное устройство. В закрытом состоянии модульного устройства половинчатая часть 3 разъемно соединена с ответной частью 4 за счет замка 6 системы «шип-паз», имеющего округлую форму. Также в закрытом состоянии продольный разрез 5 в нескольких местах перекрывается выпусками 7 с прорезями, образованными вырезкой в одном из загибов 2. После монтажа модульного устройства на трубопроводе выпуски 7 через прорези фиксируются внахлест с противоположным краем корпуса 1 при помощи различных крепежных изделий 8 (самонарезающие винты, заклепки и др.). Основания половинчатой части 3 и ответной части 4 образуют торцы 9 с зиг-углублениями 10 для стыковки с аналогичными по конструкции модульными устройствами при значительной длине трубопроводов.
Корпус 1 может быть выполнен из листового оцинкованного металла или аналогичного по физико-механическим свойствам гибкого материала.
Половинчатая 3 и ответная 4 части изготовлены из теплоизоляционного материала с высокой плотностью (минеральная вата, пенополистирол и др.). Внутренний диаметр половинчатой 3 и ответной 4 частей соответствует диаметрам трубопроводов, с которыми проводятся теплоизоляционные работы.
В качестве опции в заявляемом устройстве, не влияющей на изобретательский уровень, могут быть установлены элементы системы оперативного дистанционного контроля (ОДК) увлажнения теплоизоляции.
Модульное устройство для теплоизоляции трубопроводов работает следующим образом. При проведении теплоизоляционных работ на подготовленный и очищенный трубопровод через продольный разрез 5 надевают за счет жесткости листового материала разомкнутый корпус 1. После этого половинчатую часть 3 плотно прижимают к ответной части 4, закрывая замок 6 системы «шип-паз» с округлой формой. При этом загибы 2 корпуса 1 сводят вместе и фиксируют крепежными изделиями 8 внахлест через прорези выпусков 7. Для теплоизоляции протяженных трубопроводов к торцу 9 зафиксированного модульного устройства устанавливают торец 9 аналогичного по конструкции модульного устройства, причем его можно подрезать на необходимую длину. Зиг-углубления 10 скрепляют модульные устройства между собой и исключают их расползание по длине трубопровода.
Таким образом, заявляемое модульное устройство для теплоизоляции трубопроводов плотно фиксируется на трубопроводе и обеспечивает его теплоизоляцию и защиту от механических воздействий. По мере необходимости при помощи элементов системы оперативного дистанционного контроля (ОДК) определяют увлажнение теплоизоляции. Если трубопроводы имеют большую протяженность, то используют необходимое количество заявляемых модульных устройств, проводят стыковку друг с другом их торцов 9 и подрезку под необходимую длину.
При проведении ремонтных работ на трубопроводах, замене элементов теплоизоляции или их контроле выполняют разборку заявляемого модульного устройства путем извлечения крепежных изделий 8 из выпусков 7 и раскрытия корпуса 1 и замка 6. По мере необходимости модульное устройство снимают с трубопровода через разрез 5, раздвигая корпус 1 за счет жесткости его материала.
В отличие от прототипа заявленное модульное устройство для теплоизоляции трубопроводов имеет:
- более простую конструкцию благодаря отсутствию опорно-каркасных элементов и недолговечных липких крепежных лент;
- разомкнутый листовой корпус цилиндрической формы с загибами, что придает более высокую жесткость конструкции при многократных монтажных/демонтажных работах, повышает степень защиты от внешних механических воздействий в процессе эксплуатации и позволяет легко заменять поврежденные теплоизоляционные элементы при монтаже или ремонте;
- округлую форму замка системы «шип-паз», которая обеспечивает плотное прилегание половинчатой и ответной частей при закрытом состоянии модульного устройства для минимизации «мостиков холода» и снижения теплопотерь, а также позволяет свободно раскрыть модульное устройство без поломки элементов замка при их расположении не под прямым углом относительно друг друга.
Применение заявленного модульного устройства для теплоизоляции трубопроводов сокращает продолжительность монтажа и упрощает процесс тепловой изоляции трубопроводов, а также снижает требования к квалификации обслуживающего персонала и повышает безопасность проведения монтажных работ с одновременным обеспечением высокой энергоэффективности тепловых сетей.