УСТРОЙСТВО ИЗОЛЯЦИИ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к огнестойкой, теплохладоизолирующей и конструкционно-теплоизоляционной изоляции инженерных сетей различного назначения и может быть использована в частности для изоляции труб, стыковых соединений и фасонных элементов трубопровода, кабелей различного назначения или их комбинаций, при расширении и реконструкции или строительстве новых узлов инженерных сетей при различных видах их прокладки - надземной, наземной, подземной.
Уровень техники
Из уровня техники известен трубопровод, состоящий из стальной трубы, наружной гидроизоляционной неразъемной оболочки из вспененного термопласта, например, вспененного полиэтилена, и теплоизоляционного слоя из жесткого термореактивного пенопласта (RU 1128680, МПК F16L 59/00, опубл. 20.01.1995, Акционерное общество "Полимерсинтез"). Недостатком известной конструкции является недолговечность и невысокая механическая прочность монолитной гидроизоляционной оболочки при ее эксплуатации из-за неспособности вспененного термопласта обеспечить достаточное сопротивление возникающим под воздействием статических осевых и радиальных нагрузок деформациям, а также пульсациям давлений, возникающих при движении жидкости или газа по трубопроводу.
Из патента RU 2000514 (МПК F16L 59/16, опубл. 07.09.1993, Акционерное общество "Сибтеплоизоляция") известна защитная оболочка теплоизоляции отводов трубопроводов, состоящая из двух пластмассовых полукорпусов, соединенных между собой замковым креплением, каждый полукорпус выполнен таким образом, что на его кромках стыков, с одной стороны симметрии, расположен выступ, с другой - канавка, а замковое соединение состоит из штырей и косых пазов, причем штыри выполнены совместно с выступами полукорпуса, а косые пазы с канавками. Недостатком известной защитной оболочки является ее сложность и высокая стоимость при изготовлении, монтаже и ремонте.
Из уровня техники известна магистраль тепловой сети (RU 33798 U1, МПК F16L 59/00, опубл. 10.11.2003, Цыро В.В.), включающая подающие теплоноситель трубы, расположенные в канале теплотрассы, внутри которых образовано гидроизоляционное покрытие, а свободное пространство в канале теплотрассы заполнено теплоизоляционной массой. Гидроизоляционное покрытие выполнено в виде отрезка полимерной трубы, диаметр которой меньше внутреннего диаметра трубы, или в виде полимерной оболочки, например, из полиэтилена низкого давления. В качестве теплоизоляционной массы пенобетон, который в канал теплотрассы вводят с помощью форсунки или путем заливки. Недостатком предложенной магистрали тепловой сети является ее недостаточная надежность при эксплуатации, так как используемая гидроизоляционная полимерная оболочка не способна сопротивляться образованию деформаций под воздействием статических осевых и радиальных нагрузок, а также пульсаций давлений, возникающих при движении теплоносителя по трубе.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство теплоизоляции трубопровода (RU 68092 F16L 59/12, F16L /59/14, опубл. 10.11.2007., Васильев B.C.). Устройство теплоизоляции трубопровода содержит трубу для подачи теплоносителя, теплоизолирующий материал из пенобетона и жесткое наружное защитное покрытие, смонтированное на центраторах из теплоизолирующего материала. В защитном покрытии имеются отверстия, закрытые гидрофобизирующим и паропроницаемым материалом. Предложенное устройство является недолговечным и недостаточно надежным при эксплуатации, так как используемое наружное покрытие является достаточно жестким и не способно сопротивляться образованию деформации под воздействием статических осевых и радиальных нагрузок, а также пульсаций давлений, возникающих при движении по трубопроводу жидкостей и газов.
Раскрытие полезной модели
Предлагаемая полезная модель направлена на создание нового устройства изоляции инженерных сетей, отличающегося высокой надежностью при его эксплуатации.
Технический результат заключается в увеличении эксплуатационной надежности, простоты монтажа, ремонтопригодности и срока службы устройства изоляции.
Дополнительным техническим результатом является расширение области применения устройства изоляции, которое в частности может использоваться для изоляции фасонных конструкционных элементов и стыковых соединений трубопровода и кабелей различного назначения.
Для достижения указанного технического результата предложено устройство изоляции инженерных сетей, содержащее, по меньшей мере, один элемент инженерных сетей, размещенный с зазором внутри несъемной оболочки, причем полость между указанным элементом и оболочкой заполнена монолитным неавтоклавным пенобетоном. От прототипа предложенное устройство отличается тем, что несъемная оболочка представляет собой гибкую оболочку, закрытую торцевыми заглушками.
Элемент инженерных сетей предпочтительно размещен, по меньшей мере, на одной опоре и/или, по меньшей мере, на двух центраторах. Центраторы предпочтительно выполнены в виде пояса, стянутого к элементу инженерных сетей замком.
Элемент инженерных сетей может представлять собой трубу, которая может быть выполнена гофрированной, фасонный конструкционный элемент или стыковое соединение трубопровода, а также кабель, а на оболочку могут быть дополнительно нанесены гидроизоляционные и/или гидрофобизирующие покрытия.
Гибкая оболочка может быть выполнена в виде гофрированной оболочки из однослойного или многослойного металлического, неметаллического или композиционного материала.
Кроме того, гибкая оболочка может быть выполнена в виде оболочки, изготовленной, по меньшей мере, из одного рулонного материала, представляющего собой металлический, неметаллический или композиционный материал. Неметаллический материал может быть выбран из группы, включающей в себя материалы на основе натуральных волокон, синтетических волокон, геосинтетических материалов и материалов на основе битумного связующего.
Оболочка может быть дополнительно снабжена слоем-каркасом в виде сетки.
Гибкая оболочка устройства, ввиду способности материала сопротивляться образованию деформаций, способствует более надежной работе конструкции устройства при воздействии статических осевых и радиальных нагрузок, при этом в сочетании с превосходной адгезией используемого монолитного неавтоклавного пенобетона к любым поверхностям изолируемые элементы прочно удерживаются внутри оболочки, образуя надежную и прочную конструкцию. Многочисленные воздушные пузырьки материала пенобетона дополнительно смягчают колебания при деформациях и предотвращают разрушение конструкции. Выполненное таким образом устройство изоляции инженерных сетей, способно при эксплуатации сохранять прочность и плотность при многоцикловых деформациях сжатия, изгиба и их комбинаций под воздействием внутреннего или внешнего давления, температуры и механических нагрузок.
Кроме того, использование гибкой оболочки позволяет использовать заявленное устройство не только для изоляции прямых участков трубопровода, но также фасонных элементов и стыковых соединений трубопровода.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 - изображен поперечный разрез линейной части элемента инженерных сетей в несъемной гибкой оболочке в зоне крепления центраторов;
На Фиг.2 - изображен поперечный разрез линейной части элемента инженерных сетей в несъемной гибкой оболочке в зоне крепления торцевой заглушки.
На Фиг.3 - изображен продольный разрез линейной части трубы в несъемной гибкой гофрированной оболочке.
На Фиг.4 - изображен поперечный разрез линейной части трубы с несъемной гибкой оболочкой, изготовленной рулонного материала, с полимерным гидроизоляционным и/или гидрофобизирующим покрытием в зоне крепления центраторов.
На Фиг.5 - изображен поперечный разрез линейной части трубы с несъемной гибкой оболочкой, изготовленной из рулонного материала, с дополнительным слоем-каркасом.
На Фиг.6 - изображен продольный разрез фасонного конструкционного элемента (отвода) с несъемной гибкой оболочкой.
На Фиг.7 - изображен поперечный разрез узла инженерных сетей, состоящего из группы трубопроводов и кабелей, в гибкой оболочке.
На Фиг.8 - изображен продольный разрез трубы в гибкой гофрированной оболочке.
На Фиг.9 - изображен продольный разрез гофрированной трубы в многослойной гибкой гофрированной оболочке.
На Фиг.10 - изображен продольный разрез узла инженерных сетей, состоящего из гофрированных труб, в гибкой гофрированной оболочке.
На Фиг.11 - изображен продольный разрез стыка фасонного конструкционного элемента с прямолинейным участком трубопровода в гофрированной гибкой оболочке.
Осуществление полезной модели
Устройство изоляции инженерных сетей состоит, по меньшей мере, из одного элемента 1 инженерных сетей, размещенного с зазором в гибкой оболочке 2 закрытой торцевыми заглушками 3, причем полость, расположенная между указанным элементом 1 и оболочкой 2, заполнена монолитным пенобетоном 4 (Фиг.1, 2).
Гибкая оболочка 2, выполняющая функцию формы, защитного покрытия и гидроизоляции, может быть выполнена в виде однослойной гофрированной оболочки 5 (Фиг.3) или многослойной гофрированной оболочки 6 (Фиг.8, 10) из металлических, неметаллических и композиционных материалов. Гофрированная оболочка, в отличие от прототипа, ввиду способности гофрированного материала сопротивляться образованию деформаций, способствует более надежной работе конструкции устройства при воздействии статических осевых и радиальных нагрузок, а также пульсаций давлений, образовывающихся, например, при движении по инженерным сетям жидкостей и газов. Например, при использовании гофрированных оболочек 5 отпадает необходимость отдельно изолировать такие элементы инженерных сетей как некоторые виды фасонных элементов, таких как отводы, а затем стыковать их к линейной части трубопровода, так как оболочка одевается, например, сразу на трубу 12 и отвод 14 и стыковое соединение 16 (фиг.10), и заполняется пенобетоном, что, в отличие от прототипа, значительно быстрее и дешевле. Кроме того, изолирование таким способом стыковых соединений, являющихся самым слабым местом трубопроводов, позволяет убрать на стыковых соединениях «мостики холода» и продлить срок эксплуатации трубопровода.
Гибкая оболочка может представлять из себя оболочку 2, предварительно изготовленную, по меньшей мере, из одного рулонного материала (Фиг.4, 5). Рулонные материалы представляют собой композиционные материалы, например, полимерные пленки (полиэтиленовая, полипропиленовая, поливинилхлоридная, пленка винипластовая каландрированная, пленка из вторичного поливинилхлоридного сырья поликарбонатная пленка), геосинтетические рукава с пропиткой их связующим с последующим отвердением и образованием пластика, неметаллические материалы, например, ткани из натуральных или синтетических волокон, нетканые материалы на основе натуральных или синтетических волокон, профилированные геомембраны или иные геотекстильные материалы, рулонные материалы на основе битумного связующего (рубероид, изолон, изол, пергамин кровельный, стеклорубероид, фольгоизол, фольгорубероид, полимерно-битумная лента), металлические материалы, например, металлическая фольга, ленты из алюминия и алюминиевых сплавов, фольга алюминиевая дублированная для теплоизоляционных конструкций, фольга алюминиевая для технических целей, любые их комбинации или иные гибкие материалы, удовлетворяющие требованиям нормативно-технической документации (НТД) на теплоизоляцию трубопроводов.
В местах нахлестов 8 рулонные материалы оболочки 2 замоноличиваются методом прогрева, проливки, пропитки, проклейки, напыления или иными способами (Фиг.4, 5). Для придания дополнительной жесткости оболочке 2 при необходимости используется дополнительный слой-каркас 9 из сетки стальной плетеной одинарной с квадратными или ромбическими ячейками, сетки проволочной тканой с квадратными ячейками, сетки проволочной крученой с шестиугольными ячейками, сетка сварной для теплоизоляции, металлической или пластиковой сетки, расположенный на центраторах (Фиг.5). Этот вид оболочки пригоден для изоляции линейных трубопроводов и их стыков, групп трубопроводов, кабелей и групп кабелей, а также фасонных элементов инженерных сетей всех видов. Выполненная таким образом оболочка 2, в отличие от прототипа, способна сохранять прочность и плотность при многоцикловых деформациях сжатия, изгиба и их комбинаций под воздействием внутреннего или внешнего давления, температуры и механических нагружений. Кроме того, использование гибких рулонных материалов позволяет избежать воровства листовых материалов оболочки 2 с теплотрасс, особенно в сельских районах. Для дополнительной гидроизоляции оболочки 2 из рулонных материалов применяются полимерные гидроизоляционные и гидрофобизирующие покрытия 10 (Фиг.4), что значительно снижает стоимость оболочки по сравнению с дорогостоящей из полимерных или пластиковых труб и позволяет использовать ее для подземной бесканальной прокладки повсеместно. Полимерные гидроизоляционные и гидрофобизирующие покрытия 10 могут также применяться для гидроизоляции гофрированной оболочки 5 (на чертежах не показано).
Элемент 1 инженерных сетей размещен, по меньшей мере, на одной опоре (на чертежах не показано) или, по меньшей мере, на двух центраторах 11 (Фиг.1, 4). Центраторы 11 могут быть выполнены из пластика, алюминия или алюминиевых сплавов, оцинкованной стали, стали с полимерным покрытием, проката тонколистового кровельного, пористого материала или любых других материалов любой конфигурации. Предпочтительно применяются пластиковые центраторы заводского изготовления. Корпуса центраторов 11 выполнены в виде пояса, стянутого к трубе замком. Их количество, а также расстояние между смежными центраторами 11, выбираются исходя из условия несминаемости оболочки 2 частью массы элемента 1 инженерных сетей, приходящейся на один центрирующий элемент. Высота центраторов 11 определяется теплотехническим расчетом высоты изоляционного слоя.
Элемент 1 инженерных сетей может представлять собой трубу 12 (Фиг.3, 8), которая может быть выполнена в виде гофрированной трубы 13, фасонный конструкционный элемент 14 трубопровода (Фиг.7), стыковое соединение 16 (Фиг.10), кабель (на чертежах не показано) и другие элементы инженерных сетей или любую их возможную комбинацию. Гофрированная форма труб обеспечивает самокомпенсацию труб, поэтому дополнительных компенсаторов и неподвижных опор не требуется. Применение гофрированных труб и гофрированных оболочек позволяет проходить повороты трассы без фасонных изделий.
В оболочке 2 может быть расположено несколько труб 12 (Фиг.8), кабелей (на чертежах не показано) различного назначения и других элементов инженерных сетей в единой конструкции - от двух и более. Расположение, по меньшей мере, двух элементов инженерных сетей в одной оболочке позволяет значительно снизить стоимость строительства таких технических узлов при минимальных тепловых потерях, повысить их надежность и долговечность при любом характере рельефа с минимальным тепловым воздействием на окружающую среду, что соответствует последним экологическим требованиям.
Изоляцию инженерных сетей осуществляют следующим способом.
Элемент 1 инженерных сетей устанавливают внутри оболочки 2 на центраторы 11 и/или, по меньшей мере, одну опору (на чертежах не показано) концентрично и с зазором (Фиг.1). В качестве центраторов 11 предпочтительно используются пластиковые центраторы заводского изготовления, корпуса которых выполнены в виде пояса, стянутые к элементу 1 замком, что значительно повышает скорость и качество сборки оболочки 2. После чего, устанавливают торцевые заглушки 3 и заполняют полость между элементом 1 и несъемной оболочкой 2 монолитным пенобетоном 4 (Фиг.1). При этом заполнение полости между элементом 1 и оболочкой 2 осуществляется в заливочные отверстия 15 в оболочке 2 (Фиг.1). Заливку пенобетона 4 производят после герметизации оболочки 2 любым известным для трубопроводов способом и установки торцевых заглушек 3. Заливка производится последовательно, и вытесняемый воздух выходит через указанные отверстия 15. Предпочтительно используют неавтоклавный пенобетон минимальной плотности, какую позволяют получать современные технологии. Используемый монолитный пенобетон 4 снижает нагрузку на грунт и является теплоизолирующим. Слой пенобетона 4 благодаря своей превосходной адгезии к любым поверхностям прочно удерживает элемент 1 внутри оболочки 2, образуя надежную и прочную конструкцию.
Данное устройство изоляции может использоваться при строительстве новых, расширении и реконструкции всех узлов инженерных сетей различного назначения, в частности, при различных видах прокладки трубопроводов надземной, наземной, подземной, в проходных и непроходных каналах с температурой теплоносителя от 300°С и выше, а также для трубопроводов, транспортирующих хладагенты, с температурой носителя до минус 180°С, различного оборудования любых форм и из любых материалов, технических узлов, используемых в различных отраслях промышленности и строительства.
В случае изоляции двух и более элементов 1 инженерных сетей, например, нескольких труб 12 (Фиг.7, 8), кабелей (на чертежах не показано) или их любой возможной комбинации (на чертежах не показано), элементы 1, например, трубы 12 укладывают в одной оболочке 2 на специальные опоры (на чертежах не показано). Затем оболочку 2 через заливочные устройства заполняют смесью изоляционного пенобетона 4 оптимальной плотности. Данное устройство изоляции удобно при сооружении подземных магистральных инженерных сетей при размещении в одной оболочке 2 трубопроводов и кабелей различного назначения.
Гибкая оболочка 2 устройства, ввиду способности материала сопротивляться образованию деформаций, способствует более надежной работе конструкции устройства при воздействии статических осевых и радиальных нагрузок, при этом в сочетании с превосходной адгезией используемого монолитного неавтоклавного пенобетона 4 к любым поверхностям изолируемые элементы 1 прочно удерживаются внутри оболочки 2, образуя надежную и прочную конструкцию. Многочисленные воздушные пузырьки материала пенобетона 4 дополнительно смягчают колебания при деформациях и предотвращают разрушение конструкции. Выполненное таким образом устройство изоляции инженерных сетей, способно, в отличие от прототипа, при эксплуатации сохранять прочность и плотность при многоцикловых деформациях сжатия, изгиба и их комбинаций под воздействием внутреннего или внешнего давления, температуры и механических нагрузок.
При реализации заявленной полезной модели обеспечивается возможность получения непосредственно на объекте монолитно-бесшовной энергоэффективной, пожаробезопасной, шумозащитной, сейсмостойкой и экологичной конструкции изоляции всех технических узлов инженерных сетей, эксплуатируемых в широком диапазоне температур. Легкость монтажа дает возможность вести работы на любой местности, в районах со сложными климатическими условиями, в сейсмоопасных районах, а также в стесненных городских условиях.