Теплоизоляционное каркасное кольцо

Полезная модель относится к строительству, а именно - к конструктивным элементам теплоизоляционных конструкций трубопроводов, газоходов и воздуховодов. Технический результат, который может быть получен в результате осуществления настоящей полезной модели состоит в увеличении производительности труда при монтаже изделия, а также сокращении теплопотерь при эксплуатации конструкции тепловой изоляции, и достигается за счет того, что известное теплоизоляционное каркасное кольцо выполнено из теплоизоляционного материала плотностью свыше 90 кг/м³.

Полезная модель относится к строительству, а именно - к конструктивным элементам теплоизоляционных конструкций трубопроводов, газоходов и воздуховодов, расположенных в зданиях, сооружениях и на открытом воздухе с температурой содержащихся в них веществ от минус 180 до 600°С, в том числе трубопроводов тепловых сетей при всех способах прокладки.

При осуществлении теплоизоляции трубопроводов материалами, не имеющими жесткой пространственной структуры, для предотвращения деформации и сползания теплоизоляционного слоя в процессе эксплуатации создают специальную конструкцию тепловой изоляции ("СНиП 41-03-2003. ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ" - приняты и введены в действие Постановлением Госстроя РФ от 26.06.2003 N 114), в которой для крепления покровного теплоизоляции используют специальные каркасные (опорные) кольца.

Из уровня техники известны следующие изделия аналогичного назначения, каждое из которых можно принять за прототип для заявленной полезной модели:

1. конструкция каркасного кольца для покровного слоя трубопровода - стр.10/42 «Теплоизоляция трубопроводов, резервуаров и емкостей» - перевод «Техническая изоляция», июнь 2005 г. ЗАО «Парок» отдельных глав финских стандартов SFS 3978;

2. конструкция опорного кольца - стр.102 рис.8.4. ТР 12220-ТИ.2001 (Теплоизоляционные изделия URSA в конструкциях тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов, АО «Теплопроект», Москва, 2001 г.).

К причинам, препятствующим достижению нижеуказанного технического результата при использовании известных устройств, можно отнести то, что известные устройства изготовлены из металлической пластины (ленты) с дистанционными стержнями-фиксаторами, с помощью которых осуществляется крепление колец к поверхности изолируемого оборудования.

Общим недостатком применяемых каркасных колец является также достаточно высокая стоимость их изготовления и монтажа, а также либо их низкая теплостойкость (при изготовлении из полимерных материалов), либо создание «тепловых мостиков» (за счет высокого коэффициента теплопроводности стали/алюминия), что приводит к значительным тепловым потерям и снижению энергоэффективности теплоизолирующей конструкции (системы).

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель заключается в модернизации конструкции тепловой изоляции с обеспечением ее механической прочности и эксплуатационной надежности.

Основной технический результат, который может быть получен в результате осуществления настоящей полезной модели состоит в увеличении производительности труда при монтаже изделия, а также сокращении теплопотерь при эксплуатации конструкции тепловой изоляции.

Данный технический результат достигается за счет того, что известное теплоизоляционное каркасное кольцо выполнено из теплоизоляционного материала плотностью свыше 90 кг/м³.

Сырьем для их производства заявляемого каркасного кольца служат теплоизоляционные материалы, имеющие жесткую пространственную структуру (прочность на сжатие при 10% деформации не менее 25 Кпа). К таким материалам относятся: пеностекло, минеральная вата плотностью свыше 90 кг/м³, теплоизоляционный картон из базальтового или муллито-кремнеземистого волокна. При меньшей плотности теплоизоляционные материалы (сырье для кольца) не могут иметь достаточной жесткости и будут продавливаться под весом покровного слоя из металла (металлического кожуха).

Теплоизоляционное установочное каркасное кольцо, изготовленное из теплоизоляционного материала указанной плотности способно воспринимать на себя нагрузку покровных металлических материалов, предотвращать деформацию основного слоя теплоизоляции, выполненного, например, из матов теплоизоляционного материала.

Толщина (расстояние между внутренним и наружным диаметром кольца) кольца должна соответствовать толщине основного теплоизоляционного слоя (слой сплошной теплоизоляции на трубопроводе, выполненный из матов или аналогичных материалов), внутренний диаметр - внешнему диаметру изолируемого изделия, а ширина в зависимости от рабочей нагрузки может составлять от 40 до 150 мм.

Покровный материал (на основе стальных, алюминиевых или стеклопластиковых листов) устанавливается непосредственное на каркасные кольца с необходимым нахлестом (в соответствии с существующими техническими рекомендациями) и присоединяется крепежными элементами непосредственно к материалу колец. При вертикальном размещении трубопровода данное обстоятельство дополнительно предотвращает сползание основного слоя из теплоизоляционных матов за счет жесткой фиксации колец относительно металлической оболочки.

Опорные кольца, приведенные в качестве аналогов, изготавливаются из пластика (при температурах теплоносителя до 90 град.С) или из того же материала, что и изолируемая поверхность (при более высоких температурах) и требуют обязательного крепления, как правило, путем сварки шпилек кольца к изолируемой поверхности, а также при температуре свыше 250 градусов С еще и изоляции от покровного слоя.

Предлагаемая же конструкция каркасного кольца согласно заявляемой полезной модели проста в изготовлении (круг цельный или составной), не требует ни фиксации на изолируемой поверхности, ни его изоляции от покровного слоя, за счет чего увеличивается скорость монтажа изделия по сравнению с обычной схемой на 20-30%, а плотность материала позволяет осуществлять надежное крепление к нему покровного слоя теплоизоляции.

Одно из основных преимуществ кольца из теплоизоляционного материала - сокращение общих теплопотерь примерно на 1-2%, а также возможность их многократного использования.

Предлагаемое кольцо может изготавливаться из 2-х и более элементов, соединенных друг с другом в кольцо при помощи теплофиксирующих замков.

На чертежах представлены:

фиг.1 - теплоизоляционное каркасное кольцо, состоящее из 2-х соединенных между собой элементов;

фиг.2 - теплоизоляционное каркасное кольцо, состоящее из 4-х соединенных между собой элементов.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата, приводятся на примере конкретной конструкции полезной модели для изоляции горизонтального трубопровода.

Пример

Данные изолируемой конструкции:

Горизонтальный трубопровод с внешним диаметром изолируемой поверхности - 426 мм.

Температура внешней поверхности трубопровода - 300 град.С.

Теплоизоляционный (основной) слой: изделия в форме матов из каменной ваты толщиной 100 мм.

Толщина изоляционного слоя составляет - 100 мм

Каркасное кольцо 1 выполняется из каменной ваты плотностью 150 кг/м³ и является составным: собирается из четырех элементов (часть круга, ограниченная отрезками 2-х радиусов и расположенными между ними отрезками окружностей) 2, которые соединяются друг с другом с помощью теплофиксирующих замков 3.

Размеры кольца:

- наружный диаметр - 526 мм

- внутренний диаметр - 426 мм

- толщина кольца - 100 мм

- ширина кольца - 90 мм

Каркасное кольцо изготавливается из теплоизоляционной плиты на основе каменной ваты методом контурной резки на автоматической установке контурной резки PROFILEMATIC. Кольцо состоит из четырех элементов, соединенных при помощи теплофиксирующие замки.

Монтаж теплоизоляционной конструкции осуществляется следующим образом:

1) Производится монтаж основного слоя теплоизоляции матами на основе каменной ваты толщиной 100 мм. Полученный слой крепится проволочным бандажом во избежание самопроизвольного раскрытия материала.

2) Следуя вдоль изолируемого трубопровода встык с основным слоем теплоизоляции, производится монтаж каркасного теплоизоляционного кольца путем последовательного соединения его элементов с помощью теплофиксирующих замков.

3) На следующем за кольцом участке трубопровода также производится монтаж основного слоя теплоизоляции из теплоизоляционных матов

4) После того как осуществлен монтаж нескольких участков теплоизоляции, начинается монтаж покровного металлического слоя (металлического кожуха), отдельные части (далее - сегменты) которого крепятся между собой саморезами (продольные и поперечные стыки), а также производится крепление саморезами покровного слоя к каркасным теплоизолирующим кольцам. Длина сегментов металлического покровного слоя рассчитывается таким образом, чтобы, как минимум, в одном месте данный сегмент металлического покровного слоя опирался (крепился) к каркасному теплоизоляционному кольцу.

Покровный материал (на основе стальных, алюминиевых, стеклопластиковых листов) устанавливается непосредственное на каркасные кольца с необходимым нахлестом (в соответствии с существующими техническими рекомендациями) и крепится саморезами непосредственно к материалу колец. При вертикальном размещении трубопровода данное обстоятельство дополнительно предотвращает сползание основного слоя из теплоизоляционных матов за счет жесткой фиксации колец относительно металлической оболочки.

1. Теплоизоляционное каркасное кольцо, отличающееся тем, что оно выполнено из теплоизоляционного материала плотностью свыше 90 кг/м³.

2. Каркасное кольцо по п.1, отличающееся тем, что толщина кольца равна толщине основного теплоизоляционного слоя, а внутренний диметр - внешнему диаметру изолируемого изделия.

3. Каркасное кольцо по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно состоит из нескольких соединенных между собой элементов.

4. Каркасное кольцо по п.2, отличающееся тем, что элементы кольца соединяют друг с другом при помощи теплофиксирующих замков.