Теплоизоляционное изделие

Техническое решение относятся к области строительства, а именно к устройствам, служащим для теплоизоляции криволинейных поверхностей, преимущественно, поверхностей трубопроводов. Технический результат заключается в значительном снижении конвективных теплопотерь в волокнистом теплоизоляционном материале за счет того, что внутренняя поверхность образована чередующимися выступами и впадинами, расположенными с наклоном к внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала, что, во-первых, обеспечивает более плотный контакт между стенками впадин, а во-вторых исключает возможность распространения тепла радиально относительно теплоизолируемой трубы. Теплоизоляционное изделие, характеризующееся тем, что оно состоит из слоя 1 волокнистого теплоизоляционного материала или включает слой волокнистого теплоизоляционного материала, который имеет внутреннюю поверхность 2, предназначенную для примыкания к теплоизолируемой поверхности 3, и внешнюю поверхность 4, причем внутренняя поверхность образована чередующимися выступами 5 и впадинами 6, расположенными с наклоном к внешней поверхности 4 слоя теплоизоляционного материала. 1 н.п. ф-лы, 21 з.п. ф-лы, 10 илл.

Техническое решение относятся к области строительства, а именно к устройствам, служащим для теплоизоляции криволинейных поверхностей, преимущественно, поверхностей трубопроводов.

Из уровня техники известен теплоизоляционный элемент, включающий экранирующий и прокладочный слои, отличающийся тем, что экранирующий слой выполнен морщинистым. Экранирующий слой выполнен в виде металлической фольги. Морщины на экранирующем слое выполнены как в продольном, так и в поперечном направлении (RU 10747 U1, E04B 1/78, 16.08.1999).

Также из уровня техники известен также защитный кожух теплоизоляции трубопровода, состоящий из цилиндрической оболочки с ребрами жесткости и устройства ее закрепления на теплоизоляции, отличающийся тем, что ребра выполнены продольными на внутренней поверхности оболочки и по свободным кромкам ребер установлены соединяющие их между собой гибкие связи (RU 15215 U1, F16L 59/00, 27.09.2000).

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является теплоизолирующий модуль для труб, содержащий композитную теплоизоляционную оболочку с защитным покровным слоем и кромками, образующими продольные и поперечные тепловые замковые соединения типа выступ-впадина. Модуль выполнен в виде трансформируемой плиты с теплоизоляционным слоем из экструзионного пенополистирола и защитным покровным слоем из полимерцемента с армирующей сеткой, при этом в теплоизоляционном слое плиты выполнены продольные V-образные насечки, обеспечивающие сгибание плиты с возможностью полного оборачивания плиты вокруг утепляемой трубы, радиального расположения насечек и образования цилиндрической оболочки, замыкаемой посредством продольного теплового замкового соединения и закрепляемой на трубе с помощью полимерной или металлической ленты (RU 111242 U1, F16L 59/02, 10.12.2011).

Недостатками наиболее близкого аналога является то, что впадины (прорези) выполнены радиальными, что не обеспечивает плотного контакта между их стенками после монтажа изделия и приводит к дополнительным теплопотерям за счет теплопереноса внутри имеющихся зазоров (стыков стенок впадин).

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение является улучшение степени теплозащиты теплоизолируемых объектов.

Поставленная задача решается за счет того, что теплоизоляционное изделие, состоит из слоя волокнистого теплоизоляционного материала или включает слой волокнистого теплоизоляционного материала, который имеет внутреннюю поверхность, предназначенную для примыкания к теплоизолируемой поверхности, и внешнюю поверхность, причем внутренняя поверхность образована чередующимися выступами и впадинами, расположенными с наклоном к внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала.

Предпочтительно, что каждая впадина выполнена сужающейся от внутренней поверхности к внешней поверхности и/или имеет две соприкасающиеся с образованием остроконечной вершины стенки.

Предпочтительно, что выступы и впадины имеют стенки, каждая из которых полностью или, по крайней мере, частично расположена под углом к внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала.

Предпочтительно, что каждая впадина имеет две стенки, при этом, по меньшей мере, одна стенка, либо ее часть и/или касательная к, по меньшей мере, одной стенке расположена под углом к внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала.

Стенки впадин могут быть выполнены прямолинейными.

Стенки впадин могут быть выполнены криволинейными.

Предпочтительно, что впадины имеют зубчатый профиль.

Предпочтительно, что впадины представляют собой прорези.

Предпочтительно, что впадины представляют собой каналы.

Предпочтительно, что впадины выполнены клиновидными.

Предпочтительно, что выступы в поперечном сечении выполнены трапецевидными.

Предпочтительно, что выступы выполнены пирамидальными, либо в виде усеченных пирамид.

Предпочтительно, что волокнистым материалом является минеральная вата.

Предпочтительно, что волокнистым материалом является каменная вата, предпочтительно, базальтовая вата

Волокнистым материалом может являться стекловата.

Предпочтительно, что теплоизоляционное изделие оно выполнено из базальтовой ваты имеющей плотность 50-120 кг/м³.

Предпочтительно, что теплоизоляционное изделие представляет собой жесткий, либо полужесткий или гибкий мат или плиту.

Предпочтительно, что для образования стыка торцы выступов мата или плиты имеют скосы, расположенные под углом к внешней поверхности или скругления, касательные к которым расположены под углом к внешней поверхности.

Глубина впадин может составлять 0,1-0,95 от толщины слоя волокнистого теплоизоляционного материала.

Предпочтительно, что теплоизоляционное изделие дополнительно включает внешний слой.

Предпочтительно, что внешний слой соединен с внешней поверхностью слоя теплоизоляционного материала.

Предпочтительно, что внешний слой выполнен из газонепроницаемого и/или паронепроницаемого материала.

Предпочтительно, что внешний слой выполнен из композитного материала включающего слои полимера и/или фольги.

Технический результат заключается в значительном снижении конвективных теплопотерь в волокнистом теплоизоляционном материале за счет того, что внутренняя поверхность образована чередующимися выступами и впадинами, расположенными с наклоном к внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала, что, во-первых, обеспечивает более плотный контакт между стенками впадин, а во-вторых препятствует распространению тепла радиально относительно теплоизолируемой трубы, (тепловой поток стремится распространится радиально, стыки же расположены под углом к направлению теплового потока, и образуют «тепловые замки»).

На фиг.1 показан изометрический вид теплоизоляционного изделия, выполненного в виде листа, мата или плиты с частичными (не сквозными) прорезями, обозначающими разделение листа на отдельные сегменты и обеспечивающими целостность изделия.

На фиг.2 увеличенный фрагмент теплоизоляционного изделия с выемками, имеющими криволинейные стенки.

На фиг.3 трапециевидными выступами и клиновидными впадинами, имеющими прямолинейные стенки.

На фиг.4 увеличенный фрагмент теплоизоляционного изделия с выступами в виде усеченных пирамид, торцы выступов которых имеют наклон к внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала.

На фиг.5 увеличенный фрагмент теплоизоляционного изделия с выемками, имеющими стенки ломаного сечения.

На фиг.6 схема монтажа изделия на теплоизолируемую поверхность.

На фиг.7 смонтированное на трубопроводе изделие с выемками, имеющими криволинейные стенки

На фиг.8 смонтированное на трубопроводе изделие с выемками, имеющими прямолинейные стенки.

На фиг.9, 10 схемы распространения теплового потока в изделиях с наклонными впадинами и с впадинами без наклона (соответственно).

Теплоизоляционное изделие, внутренняя поверхность которого образована чередующимися выступами и впадинами выполнено в виде мата или плиты и состоит из слоя 1 волокнистого теплоизоляционного материала или включает слой волокнистого теплоизоляционного материала, который имеет внутреннюю поверхность 2, предназначенную для примыкания к теплоизолируемой поверхности 3, и внешнюю поверхность 4.

Внутренняя поверхность теплоизоляционного изделия образована чередующимися выступами 5 и впадинами 6, расположенными с наклоном к внешней поверхности 4 слоя теплоизоляционного материала.

Каждая впадина 6 выполнена сужающейся от внутренней поверхности к внешней поверхности и имеет две соприкасающиеся с образованием остроконечной вершины 7 стенки 8.

Стенки впадины полностью (фиг.3, 4) или, по крайней мере, частично (фиг.5) расположены под углом к внешней поверхности 4 слоя теплоизоляционного материала.

В случае, когда стенки 8 впадин выполнены криволинейными, касательные 9 к стенкам расположены под углом к внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала (фиг.2).

Стенки 8 впадин могут быть выполнены прямолинейными или криволинейными.

Впадины выполнены в виде несквозных прорезей (каналов) в слое 1 волокнистого теплоизоляционного материала и могут иметь зубчатый или клиновидный профиль, выступы при этом выполнены трапецевидными или пирамидальными, либо в виде усеченных пирамид.

Глубина впадин может составлять 0,1-0,95 от толщины слоя волокнистого теплоизоляционного материала. Предпочтительно, глубина составляет 0,5-08 от толщины слоя волокнистого теплоизоляционного материала.

Торцы 10 выступов мата или плиты для образования стыка 11 имеют скосы, расположенные под углом к внешней поверхности или скругления, касательные к которым расположены под углом к внешней поверхности для лучшей аппроксимации цилиндрической внешней поверхности трубопровода (фиг.4).

Волокнистым материалом теплоизоляционного слоя 1 является минеральная вата (каменная шерсть), предпочтительно, из базальтовых волокон, пропитанных отвержденным полимерным связующим (смолой).

В качестве волокнистого материала может быть применена стекловата и другие материалы.

В предпочтительном варианте используется базальтовая вата, имеющая плотность 50-120 кг/м ³.

Теплоизоляционное изделие, предпочтительно, представляет собой прямоугольный в плане жесткий, либо полужесткий или гибкий мат или плиту.

Теплоизоляционное изделие может дополнительно включать внешний слой 12, который соединен с внешней поверхностью слоя теплоизоляционного материала, и выполнен из газонепроницаемого и/или паронепроницаемого материала, экранирующего лучистую составляющую тепла, например, из композитного материала, состоящего из слоев фольги и полимера.

Устройство изготавливают из цельного мата или плиты путем выпиливания в нем впадин 6. До монтажа, в транспортном положении устройство имеет форму плоского листа (мата), что обеспечивает удобство его транспортировки.

При монтаже на трубопровод (фиг.6) изделие оборачивают вокруг теплоизолируемой поверхности трубы за счет имеющихся выемок (прорезей, каналов) изделие принимает форму, близкую к сегментированному цилиндру (фиг.7-8), соединяют торцы 10 выступов, образуя стык 11, наклонный к внешней поверхности трубы (перпендикуляру, проведенному к данной поверхности). Фиксируют стык с помощью клейкой ленты 13.

При этом образование зазоров в местах стыков сведено к минимуму за счет плотного сопряжения боковых поверхностей выступов, при этом стыки расположены под углом к радиальному распространению теплового потока 14 (фиг.9), что приводит к образованию «теплового замка» в месте стыка за счет уменьшения конвективного теплопереноса.

Использование заявленного технического решения обеспечивает снижение теплопотерь до 5-7% и более, по сравнению с изделием, выполненным из аналогичного материала с впадинами (прорезями), не имеющими наклона к внешней поверхности изделия до его монтажа (фиг.10).

1. Теплоизоляционное изделие, внутренняя поверхность которого образована чередующимися выступами и впадинами, отличающееся тем, что оно состоит из слоя волокнистого теплоизоляционного материала или включает слой волокнистого теплоизоляционного материала, который имеет внутреннюю поверхность, предназначенную для примыкания к теплоизолируемой поверхности, и внешнюю поверхность, причем внутренняя поверхность образована чередующимися выступами и впадинами, расположенными с наклоном к внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала.

2. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что каждая впадина выполнена сужающейся от внутренней поверхности к внешней поверхности и/или имеет две соприкасающиеся с образованием остроконечной вершины стенки.

3. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что выступы и впадины имеют стенки, каждая из которых полностью или, по крайней мере, частично расположена под углом к внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала.

4. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что каждая впадина имеет две стенки, при этом, по меньшей мере, одна стенка, либо ее часть и/или касательная к, по меньшей мере, одной стенке расположена под углом к внешней поверхности слоя теплоизоляционного материала.

5. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что стенки впадин выполнены прямолинейными.

6. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что стенки впадин выполнены криволинейными.

7. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что впадины имеют зубчатый профиль.

8. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что впадины представляют собой прорези.

9. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что впадины представляют собой каналы.

10. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что впадины выполнены клиновидными.

11. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что выступы в поперечном сечении выполнены трапециевидными.

12. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что выступы выполнены пирамидальными либо в виде усеченных пирамид.

13. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что волокнистым материалом является минеральная вата.

14. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что волокнистым материалом является каменная вата, предпочтительно базальтовая вата.

15. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что волокнистым материалом является стекловата.

16. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено из базальтовой ваты имеющей плотность 50-120 кг/м³.

17. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что оно представляет собой жесткий, либо полужесткий или гибкий мат или плиту.

18. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что глубина впадин может составлять 0,1-0,95 от толщины слоя волокнистого теплоизоляционного материала.

19. Теплоизоляционное изделие по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно включает внешний слой.

20. Теплоизоляционное изделие по п.18, отличающееся тем, что внешний слой соединен с внешней поверхностью слоя теплоизоляционного материала.

21. Теплоизоляционное изделие по п.18, отличающееся тем, что внешний слой выполнен из газонепроницаемого и/или паронепроницаемого материала.

22. Теплоизоляционное изделие по п.18, отличающееся тем, что внешний слой выполнен из композитного материала, включающего слои полимера и/или фольги.