Теплоизоляционная конструкция

Полезная модель относится к области теплотехники и предназначена для использования в качестве тепловой изоляции на горячих поверхностях различного назначения, в том числе на трубопроводах и оборудовании систем теплоснабжения, горячего и холодного водоснабжения, нефтепроводах, газопроводах, паропроводах, ограждающих конструкциях зданий и сооружений.
Известна теплозвукоизоляционная панель, включающая взаимосвязанные между собой наружные из листов и внутренние из ячеистых сотопластов слои (см. патент на изобретение № RU 2009117089 А, Е04С 2/00, опубл. 20.11.2010). В состав теплозвукоизоляционной панели входят дифференцированные теплозвуковые элементы, расположенные и связанные между собой по внутренним поверхностям ячеек сотопластов. Теплозвуковые элементы выполнены в виде горизонтальных элементов, кромок ячеек и внутренних плоскостей наружных листов слоев панели, а последние слои, кромки ячеек и горизонтальные элементы жестко соединены между собой составами из групп пенополиуретанов.
Недостатками такого решения является сложность при изготовлении, невысокая температура применения и низкая гибкость панелей, что делает их применение на тепловом и энергетическом оборудовании практически невозможным.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является теплоизоляционное покрытие, состоящее из теплоизолирующего и экранирующего слоя (см. патент на полезную модель № RU 160985 U1, Е04В 1/76, опубл. 10.04.2016). Теплоизоляционное покрытие содержит теплоизоляционный слой, нанесенный на экранирующий слой, который содержит металл с высоким коэффициентом отражения и прилегает к теплоизолируемой поверхности. Материал теплоизоляционного слоя выполнен из вспененного материала, образующего полости. Теплоизоляционный слой расположен на теплоизолируемой поверхности и выполнен из вспененного связующего материла образующего полости и микросфер, скрепленный с экранирующим слоем, размещенным на теплоизоляционном слое со стороны теплоизолируемой поверхности. Для создания теплоизоляционного слоя используются связующие на органосиликатной, кремнийорганической, эпоксидной, полиуретановой, силикатноэмалевой, акриловой основах со вспенивателем и катализатором отверждения. Экранирующий слой выполнен из материала, содержащего металл с высоким коэффициентом отражения. Экранирующий слой, непосредственно прилегает к теплоизолируемой поверхности.
Недостатком такого решения является низкая прочность на разрыв теплоизоляционного покрытия и невысокий предел прочности при изгибе.
Технической задачей полезной модели является повышение прочностных характеристик теплоизоляционной конструкции.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности теплоизоляционных и механических свойств теплоизоляционной конструкции, повышении ее эластичности.
Это достигается тем, что в известная теплоизоляционная конструкция расположенная на теплоизолируемой поверхности и содержащая теплоизоляционный слой, выполненный из связующего материала, вспениватель, катализатор отверждения и микросферы, экранирующий слой, содержит металл с высоким коэффициентом отражения снабжена стеклотканевым сотопластом с толщиной 0,1-0,15 мм, который одной стороной прилегает к теплоизолируемой поверхности, а другой стороной к теплоизоляционному слою, в котором в качестве связующего выбран полисилоксановый компаунд, микросферы выполнены из натрийборсиликатного стекла и полые внутри, катализатором отверждения является вулканизатор в виде γ-аминопропилтриэтоксисилана, а вспениватель в виде бензолсульфонила гидразида, при этом экранирующий слой расположен на противоположной стеклотканевому сотопласту стороне теплоизоляционного слоя.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена теплоизоляционная конструкция.
Теплоизоляционная конструкция содержит стеклотканевый сотопласт 1, одна сторона которого прилегает к теплоизолируемой поверхности 2, а другая сторона к гибкому теплоизоляционному слою 3. Гибкий теплоизоляционный слой выполнен из вспененного материала с микросферами. На противоположной сотопласту стороне гибкого теплоизоляционного слоя 3 расположен экранирующий слой 4, содержащий металл с высоким коэффициентом отражения, например, фольгу.
Теплоизоляционная конструкция работает следующим образом.
Стеклотканевый сотопласт 1, связанный с теплоизоляцинным слоем 2 посредством адгезионных связей, выполняет первичную теплоизоляционную функцию и повышает механические характеристики теплоизоляционной конструкции. Гибкий теплоизоляционный слой 2, содержащий в своем составе полые микросферы, выполняет основную теплоизолирующую функцию, за счет малого коэффициента теплопроводности. Экранирующий слой 3 уменьшает лучистую составляющую процесса теплообмена, вследствие чего снижается эффективный коэффициент теплопроводности теплоизоляционной конструкции, и обеспечивает механическую защиту гибкого теплоизоляционного слоя 2.
Теплоизоляционная конструкция выполняется следующим образом. Для изготовления теплоизоляционной конструкции используют прямоугольный кондуктор, расположенный на твердой поверхности, с полиэтиленовой пленкой, которая предотвращает прилипание теплоизоляционного слоя 3 к кондуктору до его вулканизации. Полиэтиленовую пленку обрабатывают антиадгезионным составом ВС-М (разделительной смазкой). На пленке в кондукторе располагается экранирующий слой 4, например, фольга. На поверхности экранирующего слоя 4 располагается теплоизоляционный слой 3, в виде смеси, равномерно распределенной с помощью шпателя на поверхности экранирующего слоя 4, состоящей из полисилоксанового компаунда, используемого в качестве связующего, полых стеклянных микросфер, из натрийборсиликатного стекла, вулканизатора в виде γ-аминопропилтриэтоксисилана и вспенивателя - бензолсульфонила гидразида. Через 10-15 минут после заполнения кондуктора на не до конца отвержденную поверхность теплоизоляционного слоя 3 укладывают сотопласт 1, посредством его вдавливания. Стеклотканевый сотопласт 1 представляет собой гибкие соты диаметром 5±0,2 мм, изготовленные на основе стеклоткани толщиной 0,1÷10,15 мм. Большая толщина стеклоткани приводит к снижению гибкости стеклотканевого сотопласта 1 и, как следствие, к снижению гибкости теплоизоляционной конструкции. Вулканизация теплоизоляционного слоя 3 проходит при комнатной температуре в течение 24 часов. В процессе вулканизации между теплоизоляционным слоем 3, экранирующим слоем 4 и стеклотканевым сотопластом 1 образуются прочные адгезионные связи. По окончании вулканизациии теплоизоляционного слоя 3, готовую теплоизоляционную конструкцию извлекают из кондуктора.
Опытным путем установлено, что теплоизоляционная конструкция имеет низкий коэффициент теплопроводности, не превышающий 0,08 Вт/м*С при температуре 300°С, а также низкое влагопоглощение - до 0,15% об. за 24 часа. Использование стеклотканевого сотопласта позволяет повысить эластичность теплоизоляционной конструкции толщиной 15 мм до 1 мм, а толщиной 30 мм до 12 мм.
Использование полезной модели обеспечивает повышение теплоизолирующих свойств известного теплоизоляционного покрытия, повышении эластичности и механических характеристик.