ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ТРУБОПРОВОД

Полезная модель относится к теплоизоляции трубопроводов и может быть использована для транспортировки загрязненных жидкостей, например высоковязкой нефти.
Известна конструкция литой пенопластовой теплоизоляции труб с защитной оболочкой, выполненной путем заливки вспенивающейся композиции в полость, образованную наружной и внутренней поверхностями трубы, описанная в способе (авт.св. № 509762, опубл. 05.04.1976).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства относится то, что в известном устройстве для создания теплоизоляционного слоя применяется вспенивающаяся композиция с низкими теплоизоляционными свойствами.
Наиболее близкой конструкцией того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является конструкция теплогидроизолированной трубы для системы кондиционирования рудничного воздуха (UA 16548,опубл. 15.08.2006), включающая стальную трубу с соединительными фланцами, теплоизоляционный слой, гидрозащитное покрытие. Теплоизоляционный слой выполнен в виде полой эластичной оболочки, расположенной между соединительными фланцами соосно стальной трубе и оборудованной устройством для присоединения к источнику сжатого воздуха, причем внешний радиус оболочки на 30-40 мм больше внешнего радиуса стальной трубы. Гидрозащитное покрытие выполнено съемным, а соединительные фланцы оборудованы штуцерами. Данное устройство принято за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели - внутренний и внешний контуры трубопровода; размещенный между контурами воздушный теплоизоляционный слой; внешний контур трубопровода выполнен в форме цилиндра и изготовлен из теплоизоляционного материала.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве между внутренней стальной трубой и внешним каркасом по всему периметру на минимальных расстояниях размещены устройства крепления между данными трубами, в связи с чем между трубами через крепления будут возникать тепловые утечки, т.к. материал крепления обладает худшими по сравнению с воздухом теплоизоляционными свойствами. Кроме того, в известном устройстве в межтрубное пространство подается сжатый воздух, имеющий температуру среды, из которой он выдается, т.е. между сжатым воздухом и транспортируемым веществом происходит теплообмен, влияющий на температуру транспортируемого вещества.
Технический результат, которой обеспечивается при использовании полезной модели, заключается в повышении теплоизоляционных свойств трубопровода.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном теплоизоляционном трубопроводе, включающем внутренний и внешний контуры и размещенный между ними воздушный теплоизоляционный слой; внешний контур трубопровода выполнен в форме цилиндра и изготовлен из теплоизоляционного материала, согласно полезной модели внутренний контур трубопровода выполнен в виде многогранника, упирающегося вершинами граней во внешний контур трубопровода, а воздушный теплоизоляционный слой выполнен с возможностью обеспечения циркуляции воздуха, нагретого от транспортируемой жидкости.
Предпочтительнее выполнение внутреннего контура трубопровода в виде шестигранника.
При транспортировке негорючих, невоспламеняющихся жидкостей внутренний контур трубопровода может быть выполнен из термостекла (thermo glass).
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - внутренний контур трубопровода выполнен в виде многогранника, упирающегося вершинами граней во внешний контур трубопровода; воздушный теплоизоляционный слой выполнен с возможностью обеспечения циркуляции воздуха, нагретого от транспортируемой жидкости; внутренний контур трубопровода выполнен в виде шестигранника; при транспортировке негорючих, невоспламеняющихся жидкостей внутренний контур трубопровода выполнен из термостекла.
Благодаря уменьшению площади контактируемой поверхности внутреннего и внешнего контуров и циркуляции между данными контурами нагретого от транспортируемой жидкости воздуха, осуществляющего теплообмен с внутренним контуром, достигается заявленный технический результат: повышение теплоизоляционных свойств трубопровода.
Сущность устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен трубопровод во фронтальном сечении, на фиг. 2 - трубопровод в разрезе.
На фиг. 1, 2 показаны
1 - трубопровод;
2 - внутренний контур трубопровода 1;
3 - внешний контур трубопровода 1;
4 - воздушный теплоизоляционный слой;
5 - транспортируемая жидкость;
6 - устройство для открытия/снятия внешнего контура 3;
7 - правая часть внешнего контура 3;
8 - левая часть внешнего контура 3;
9 - осадок;
10 - кольцо подвеса.
Трубопровод 1 (фиг. 1, 2) состоит из двух контуров 2, 3. Внутренний контур 2 трубопровода 1 выполнен в виде многогранника, предпочтительно в виде шестигранника. Внешний контур 3 трубопровода 1 выполнен в форме цилиндра из теплоизоляционного материала. Между внутренним контуром 2 и внешним контуром 3 трубопровода 1 образуется воздушный теплоизоляционный слой 4. Внутренний контур 2 и внешний контур 3 трубопровода 1 соприкасаются только в вершинах многогранника, т.е. при этом воздушный теплоизоляционный слой 4 практически предотвращает теплопотери от транспортируемой жидкости 5. Воздушный теплоизоляционный слой 4 выполнен с возможностью обеспечения циркуляции воздуха, нагретого от транспортируемой жидкости 5 и осуществляющего теплообмен с внутренним контуром 2.
Внешний контур 3 трубопровода 1 защищает от теплового воздействия внешней среды. Внешний контур 3 трубопровода 1 может быть выполнен съемным. Внутренний контур 2 трубопровода 1 может быть выполнен из прозрачного материала, например оргстекла, через который визуально контролируется процесс транспортировки вещества 5 и степень загрязнения трубопровода 1. При транспортировке негорючих, невоспламеняющихся жидкостей внутренний контур 2 трубопровода 1 может быть выполнен из термостекла (thermo glass). Для открытия либо снятия части или всего внешнего контура 3 трубопровода 1 могут быть предусмотрены устройства для открытия/снятия 6. С помощью устройств для открытия/снятия 6 внешнего контура 3 трубопровода 1 открываются/снимаются правая 7 и/или левая 8 части внешнего контура 3 в зависимости от расположения трубопровода 1.
Вследствие разности скоростей течения транспортируемого вещества 5 и направления гравитационных сил внизу внутреннего контура 2 в нижних гранях многогранника (в грани шестигранника) будет образовываться осадок 9.
В зависимости от физико-химических свойств осадка 9 (от свойств транспортируемой жидкости 5) в трубопроводе 1 необходимо предусмотреть способ очистки трубопровода 1, например при помощи подачи жидкости под давлением, скреперного очистителя и т.д.
Для удобства открытия/закрытия частей 7 и 8 внешнего контура 3 трубопровода 1 наилучшим вариантом его расположения будет подвес, для чего предусмотрено кольцо подвеса 10.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
В устройстве предполагается циркуляция воздуха в воздушном теплоизоляционном слое 4. Воздух циркулирует в одном направлении между контуром 2 и, например, правой частью 7 трубопровода. После чего в одном конце трубопровода 1 через переходник (не показан) поступает в участок между внутренним контуром 2 и, например, левой частью 8 трубопровода 1, после чего движется в противоположном направлении в другой конец трубопровода 1. Циркуляция воздуха может обеспечиваться вентилятором (на чертеже не показан). Между транспортируемой жидкостью 5 и воздушным теплоизоляционным слоем 4 возникает взаимный теплообмен, при котором практически все отдаваемое тепло от транспортируемой жидкости 5 возвращается в виде тепла от циркулирующего между слоями 2 и 3 воздуха. Утечки тепла при этом практически отсутствуют, т.к. внешний контур 3 трубопровода 1 выполнен из теплоизоляционного материала.
При отсутствии вероятности возгорания транспортируемого вещества 5 (негорючие, невоспламеняющиеся и т.д.) внутренний контур 2 трубопровода 1 может быть выполнен из термостекла. В этом случае применять циркуляцию теплого воздуха в воздушном теплоизоляционном слое 4 необязательно.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить теплоизоляционные свойства трубопровода за счет уменьшения площади контактируемой поверхности внутреннего и внешнего контуров и циркуляции между данными контурами нагретого от транспортируемой жидкости воздуха, осуществляющего теплообмен с внутренним слоем.
По сравнению с прототипом, при одинаковом диаметре трубопровода (на расчетном участке в 10 м длины) и выполнении в предлагаемой полезной модели внутреннего контура 2 в виде шестигранника, объем воздушного теплоизоляционного слоя 4 на 19% больше и площадь соприкосновения деталей внутреннего 2 и внешнего 3 контуров меньше на 23%. Это свидетельствует о том, что предлагаемая полезная модель имеет лучшие по сравнению с прототипом теплоизоляционные свойства.