ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ (ВАРИАНТЫ)

Группа полезных моделей относится к машиностроению и строительству и может найти применение как элемент сборно-разборной оболочки для теплоизоляции труб, работающих в условиях разницы температур транспортируемого вещества и окружающей среды.
Известен теплоизоляционный элемент, выполненный из экструдированной плиты пенополистирола [патент на полезную модель РФ №40433, опубл. 15.06.04]. Такой элемент имеет форму сектора цилиндрической трубы, на продольных кромках которого выполнены продольные выступы и продольные впадины, образующие ответные элементы замкового соединения смежных элементов. Секторы замыкаются в теплоизолирующее кольцо вокруг трубы и стягиваются бандажами. Вдоль боковой поверхности трубы выкладывается несколько описанных элементов. Поскольку секторы изготавливаются из вспененной экструдированной плоской плиты, то форму им придают при помощи нагретой нихромовой проволоки, что усложняет процесс изготовления теплоизоляционных элементов.
В качестве прототипа выбран теплоизоляционный элемент, также выполненный из плиты пенополистирола [Патент на полезную модель РФ 64320, опубл. 27.06.07, МКИ F16L 59/00]. Его боковые продольные кромки снабжены продольными выступами и продольными впадинами для размещения соответствующего выступа соседнего элемента для образования замкового соединения. В отличие от описанного выше аналога, прототип имеет только одну радиусно закругленную поверхность - ту, которая обращена к трубопроводу. Поперечная гибкость элементу придается наличием продольных сужающихся прорезей, отходящих от внутренней поверхности элемента. Это обеспечивает охват изолируемой трубы за счет смыкания стенок прорезей. Основным недостатком прототипа является необходимость обработки внешних поверхностей элемента. Выступы на продольных кромках формируют фрезой. Это, с одной стороны, усложняет процесс изготовления, а, с другой стороны, может привести к образованию, так называемых мостиков холода, в случае низкой
точности фрезерования. Радиусное закругление формируется нагретой струной, что также усложняет технологию.
В основу полезной модели поставлена задача создания нового секционированного элемента для теплоизоляции трубопровода.
Технический результат - упрощение конструкции и повышение технологии изготовления изделия.
Задача решается тремя вариантами полезной модели.
В первом варианте элемент теплоизоляции трубопровода представляет собой фрагмент оболочки, выполненный из экструдированного листа или плиты из вспененного полимерного материала. Элемент имеет продольные прорези, отходящие от поверхности, обращенной к трубопроводу и частично разделяющие элемент на секторы. От прототипа элемент теплоизоляции отличается тем, что его боковые продольные стороны, сопрягаемые со сторонами соседних элементов, выполнены плоскими. В этом варианте сторона, обращенная к трубопроводу, может быть выполнена радиусно закругленной, но предпочтительно ее оставить плоской без обработки струной.
Во втором варианте элемент теплоизоляции трубопровода также представляет собой фрагмент оболочки, выполненный из экструдированного листа или плиты из вспененного полимерного материала и имеет продольные прорези, отходящие от поверхности, обращенной к трубопроводу и частично разделяющие элемент на секторы. От прототипа этот вариант отличается тем, что его сторона, обращенная к трубопроводу выполнена плоской. В этом варианте на боковых продольных кромках могут быть выполнены продольные выступы и пазы, образующие замковые соединения соседних элементов. Однако, предпочтительно, когда боковые продольные стороны элемента, сопрягаемые со сторонами соседних элементов, выполнены плоскими.
Третий вариант объединяет преимущества первого и второго варианта, поскольку и его сторона, обращенная к трубопроводу, выполнена плоской, и боковые продольные стороны элемента, сопрягаемые со сторонами соседних элементов, выполнены плоскими.
Более подробно сущность полезной модели поясняется примером реализации и иллюстрируется Фигурой, на которой представлен поперечный разрез
теплоизоляционного элемента - третий вариант (а также первый и второй варианты с учетом зависимых пунктов).

Заявленный элемент выполнен из экструдированного листа (плиты) вспененного полимерного материала, например, из пенополистирола (произведенного под товарным знаком ПЕНОПЛЭКС). Сторона 1 плиты, обращенная к трубе 2, оставлена плоской, без обработки. Ее боковые стороны 3 также выполнены плоскими. Боковые стороны могут быть выполнены наклонными к наружной плоскости 4, так, что при наложении на трубу располагаются в радиусной плоскости, что обеспечивает плотный контакт между соседними элементами. Возможен вариант исполнения, когда боковые плоскости не обрабатываются. В этом случае между соседними элементами устанавливают клиновидные уплотнительные элементы 5.
От внутренней поверхности 1 элемента отходят прорези (щели), не доходящие до верхнего края, таким образом, что между прорезью и внешней поверхностью остаются перемычки. Прорези частично разделяют элементы на практически равные секторы. Конфигурация прорезей может быть различной, например, прорезь может иметь сужающуюся (треугольную) форму, как это показано на Фигуре, или ступенчатую форму, и определяться из условия, чтобы при сборе элементов теплоизоляции на трубопроводе стенки 6 каждой прорези смыкались друг с другом и секторы элемента образовывали единое целое. Возможно исполнение прорезей любой другой конфигурации, например, такой, что стенки 7, 8 не смыкаются, а при наложении элемента на трубопровод образуются продольные узкие каналы.
При облицовке трубопровода для обеспечения теплоизоляции на его поверхность накладываются описанные выше фрагменты оболочки и стягивают бандажами. Элемент, по сути, является готовым блоком, состоящим из нескольких секторов. При этом секторы не полностью отделены друг от друга, и элемент сохраняет теплоизоляционные свойства оболочки. Секционированный элемент не сложно монтировать на трубопроводе, т.к. его угол охвата (центральный угол) меньше 180 град. и его не нужно надевать на трубу с натягом.
Верхняя и нижняя поверхности плит не подвергаются обработке, следовательно, верхний слой и нижний слой не имеет открытой пористости, что
улучшает теплоизоляцию и влагонепроницаемость. Минимальная механическая обработка нужна только для образования продольных каналов.
При облицовке трубы описанными элементами получается конструкция - цилиндр, вписанный в прямую многогранную призму. Поскольку заявляемый элемент является секционированным, то граней призмы значительно больше, чем теплоизоляционных элементов, а общеизвестно, что площадь зазора между многоугольником и вписанным в него окружностью тем меньше, чем больше сторон многоугольника. Таким образом, несмотря на то, что нет сопряжения «труба в трубе», как в прототипе, зазоры между оболочкой и теплоизолируемой трубой сведены к минимуму. Эти зазоры заполнены воздухом - средой, обладающей высокими теплоизолирующими свойствами, а потому наличие зазоров не ухудшает теплоизоляцию.
То обстоятельство, что боковые продольные стороны остаются плоскими, упрощает конструкцию, поскольку ступенчатое фрезерование значительно сложнее, чем фрезерование в плоскости под углом. При этом, как описано выше, возможны реализации, когда эти поверхности вообще могут не обрабатываться (см. применение клиновидных элементов). Сопряжение соседних элементов по смежным плоскостям уменьшает риск образования «мостиков холода».