сборная теплоизоляционная конструкция

Формула изобретения

Сборная теплоизоляционная конструкция, содержащая охватывающую трубопровод цилиндрическую оболочку из расположенных последовательно по его длине и соединенных между собой секций, каждая из которых выполнена из состыкованных между собой по соответствующим сопрягаемым граням теплоизолирующих элементов, образующих полый цилиндр с направляющими его внешней и внутренней поверхностями в виде соосно расположенных трубопроводу N-угольников, отличающаяся тем, что каждая секция выполнена из двух комплектов теплоизолирующих элементов, при этом первый комплект включает N уголковых теплоизолирующих элементов, которые выполнены с двумя сопрягаемыми гранями, расположенными относительно друг друга под углом 360°/N, с обращенной к оси трубопровода его вершиной, второй комплект включает K=m·N элементов, где m=1, 2, 3 М, теплоизолирующих элементов, имеющих форму прямой призмы с прямоугольным основанием и расстоянием L между сопрягаемыми гранями, равным L= D·tg(180°/N), где D - шаг изменения диаметра окружности, вписанной во внутренний N-угольник поперечного сечения упомянутых выше секций, уголковые теплоизолирующие элементы расположены под углом 360°/N относительно друг друга и на одинаковом расстоянии от оси трубопровода, которое в (1,0-1,15)·[2cos(180°/N)]^-1 раз больше внешнего диаметра трубопровода, при этом сопрягаемые грани каждого уголкового теплоизолирующего элемента расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через ось трубопровода и вершину угла между сопрягаемыми гранями соответствующего уголкового теплоизолирующего элемента, а между расположенными напротив друг друга сопрягаемыми гранями каждой пары расположенных рядом уголковых теплоизолирующих элементов размещено с обеспечением фиксации относительно друг друга одинаковое количество m относящихся ко второму комплекту теплоизолирующих элементов, состыкованных между собой и с соответствующей им парой уголковых теплоизолирующих элементов по сопрягаемым граням.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоизоляционной технике, а более конкретно к конструкциям теплоизоляции трубопроводов и цилиндрических сосудов.

Из достигнутого уровня техники известна сборная теплоизоляционная конструкция, содержащая плотно охватывающую трубопровод цилиндрическую оболочку из расположенных последовательно по его длине и соединенных между собой секций, каждая из которых выполнена из состыкованных и соединенных между собой N-теплоизолирующих элементов с поперечным сечением в форме кольцевого сектора (см. патент RU - U1 - № 40433, 2004).

Недостаток описанной выше сборной теплоизоляционной конструкции заключается в том, что выполнение теплоизолирующих элементов с поперечным сечением в форме кольцевого сектора не обеспечивает ее унификации, поскольку для каждого типоразмера трубопровода необходимо изготавливать теплоизолирующие элементы с размерами, соответствующими его внешнему диаметру, вследствие необходимости обеспечения плотного прилегания упомянутых выше теплоизолирующих элементов к внешней поверхности трубопровода.

Известна также сборная теплоизоляционная конструкция, взятая в качестве прототипа и содержащая охватывающую трубопровод цилиндрическую оболочку из расположенных последовательно по его длине и соединенных между собой секций, каждая из которых выполнена из состыкованных и соединенных между собой N одинаковых теплоизолирующих элементов, имеющих форму прямой призмы с сопрягаемыми при состыковке теплоизолирующих элементов между собой гранями, которые расположены под углом 180° (0,5-N^-1) к поверхности внешней грани упомянутой выше призмы и соответствуют боковым сторонам ее трапецеидального основания (см. авторское свидетельство SU - A - № 731168, 1978).

Благодаря выполнению каждой секции (оболочки сборной теплоизоляционной конструкции) в виде полого цилиндра с направляющими его внешней и внутренней поверхностей в виде соосно расположенных N-угольников позволяет использовать одни и те же теплоизолирующие элементы для теплоизоляции трубопроводов, внешний диаметр которых находится в диапазоне от 0,95 до 1,0 диаметра окружности, вписанной в N-угольник, являющийся направляющей внутренней цилиндрической поверхности каждой секции.

Недостаток прототипа заключается в том, что он не обеспечивает возможности использования одних и тех же теплоизолирующих элементов для трубопроводов с существенно различающимися внешними диаметрами.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по обеспечению унификации сборной теплоизоляционной конструкции. Достигаемый при этом технический результат заключается в возможности изготовления сборной теплоизоляционной конструкции для трубопроводов различного диаметра с помощью только двух комплектов теплоизолирующих элементов.

Поставленная задача решена тем, что в сборной теплоизоляционной конструкции, содержащей охватывающую трубопровод цилиндрическую оболочку из расположенных последовательно по его длине и соединенных между собой по соответствующим сопрягаемым граням теплоизолирующих элементов, образующих полый цилиндр с направляющими его внешней и внутренней поверхностями в виде соосно расположенных трубопроводу N-угольников, согласно изобретению каждая секция выполнена из двух комплектов теплоизолирующих элементов, при этом первый комплект включает N уголковых теплоизолирующих элементов, которые выполнены с двумя сопрягаемыми гранями, расположенными друг относительно друга под углом 360°/N, с обращенной к оси трубопровода его вершиной, второй комплект включает К=m·N элементов, где m=1, 2, 3 М, теплоизолирующих элементов, имеющих форму прямой призмы с прямоугольным основанием и расстоянием L между сопрягаемыми гранями, равным L= D·tg(180°/N), где D - шаг изменения диаметра окружности, вписанной во внутренней N-угольник поперечного сечения упомянутых выше секций, уголковые теплоизолирующие элементы расположены под углом 360°/N друг относительно друга и на одинаковом расстоянии от оси трубопровода, которое в (1,0-1,15)·[2cos(180°/N)]^-1 раз больше внешнего диаметра трубопровода, при этом сопрягаемые грани каждого уголкового теплоизолирующего элемента расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через ось трубопровода и вершину угла между сопрягаемыми гранями соответствующего уголкового теплоизолирующего элемента, а между расположенными напротив друг друга сопрягаемыми гранями каждой пары расположенных рядом уголковых теплоизолирующих элементов размещено с обеспечением фиксации друг относительно друга одинаковое количество m относящихся ко второму комплекту теплоизолирующих элементов, состыкованных между собой и с соответствующей им парой уголковых теплоизолирующих элементов по сопрягаемым граням.

Преимущество предложенной сборной теплоизоляционной конструкции перед прототипом заключается в том, что каждая ее секция (вне зависимости от диаметра трубопровода) может быть сформирована с помощью одного и того же типоразмера уголковых теплоизолирующих элементов (первого комплекта из N теплоизолирующих элементов) и зависящего от внешнего диаметра трубопровода количества К=m·N теплоизолирующих элементов второго комплекта. Это обеспечивает высокую унификацию сборной теплоизоляционной конструкции.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения ожидаемого технического результата указанной выше совокупностью существенных признаков.

На фиг.1 изображена сборная теплоизоляционная конструкция, вид сбоку, частичный разрез; на фиг.2, 3, 4 и 5 - поперечное сечение уголковых теплоизолирующих элементов (первого комплекта); на фиг.6 - поперечное сечение теплоизолирующих элементов второго комплекта; на фиг.7 - поперечные сечения секций с N=6 для различных диаметров (D₁, D₂ и D₃) трубопровода.

Сборная теплоизоляционная конструкция содержит охватывающую трубопровод 1 цилиндрическую оболочку 2, выполненную из расположенных последовательно по длине трубопровода 1 секций 3, которые соединены между собой с помощью замковых приспособлений, обычно используемых в данной области техники (фиг.1). Каждая секция 3 выполнена из состыкованных между собой по соответствующим сопрягаемым граням двух комплектов теплоизолирующих элементов, образующих полый цилиндр с направляющими его внешней и внутренней поверхностей в виде соосно расположенных трубопроводу 1 многоугольников с одинаковым числом углов - N=3, 4, 5, 6, .

Первый комплект включает N одинаковых уголковых теплоизолирующих элементов 4 (фиг.2), которые выполнены с двумя сопрягаемыми гранями 5 и 6, расположенными под углом друг относительно друга. Уголковые теплоизолирующие элементы 4 могут иметь призматическую (прямую) форму (фиг.2 и 3) с многоугольной, предпочтительно треугольной формой основания, или с, по крайней мере, одной гранью в виде криволинейной цилиндрической поверхности (фиг.4 и 5).

Второй комплект включает К=m·N, где m=1, 2, 3, , М (иными словами, целые положительные числа) одинаковых теплоизолирующих элементов 7 (фиг.6), которые имеют форму прямой призмы с прямоугольным основанием и с расположенными напротив друг друга и параллельными между собой сопрягаемыми гранями 8 и 9.

Таким образом, общее число теплоизолирующих элементов 4 и 7 в каждой секции 3 зависит от числа N углов у соосно трубопроводу 1 расположенных многоугольных направляющих внешней и внутренней поверхностей каждой секции 3, имеющих форму полого цилиндра, и равно (m+1)·N, где m=1, 2, 3, , М. Упомянутый выше угол между сопрягаемыми гранями 5 и 6 теплоизолирующих элементов 4 равен =360°/N, и расстояние L между сопрягаемыми гранями 8 и 9 теплоизолирующих элементов 7 определяется из соотношения L= D·tg(180°/N), где D - шаг изменения диаметра окружности, вписанной во внутренний N-угольник поперечного сечения секций 3, который выбирается, исходя из равномерного ряда внешних диаметров соответствующих трубопроводов.

Уголковые теплоизолирующие элементы 4 расположены под углом =360°/N друг относительно друга (на фиг.7, N=6 и, следовательно, =60°) и на одинаковом расстоянии R от оси 10 трубопровода 1, которое в (1,0-1,15)·[2cos(180°/N)]^-1 раз больше внешнего диаметра D трубопровода 1 (на фиг.7 D=D ₁ или D=D₂, или D=D₃), при этом вершина угла (угла между сопрягаемыми гранями 5 и 6 уголковых теплоизолирующих элементов 4) обращена к оси 10. Здесь необходимо отметить, что верхняя граница диапазона изменения R выбрана исходя из тех соображений, что при R>1,15·[2cos(180°/N)]^-1 неоправданно увеличиваются размеры теплоизоляционной конструкции, а следовательно, и ее стоимость. Кроме того, сопрягаемые грани 5 и 6 каждого уголкового теплоизолирующего элемента 4 расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через ось 10 трубопровода 1 и вершину угла между сопрягаемыми гранями 5 и 6 соответствующего уголкового теплоизолирующего элемента 4. Между расположенными напротив друг друга сопрягаемыми гранями 5 и 6 каждой пары расположенных рядом уголковых теплоизолирующих элементов 4 размещено (с обеспечением фиксации друг относительно друга) одинаковое количество m теплоизолирующих элементов 7, относящихся ко второму комплекту теплоизолирующих элементов, состыкованных между собой и с соответствующей парой уголковых теплоизолирующих элементов по сопрягаемым граням 6, 8 или 5, 9, например, с помощью известных замковых соединений.

На представленном чертеже (фиг.7) для трубопровода диаметром D₁ число теплоизолирующих элементов равно К=m·N=2·6=12; для трубопровода с диаметром D₂ -K=m·N=4·6=24, а для трубопровода с диаметром D ₃-K=m·N=7·6=42.

В большинстве практически важных случаях N=4, 6, 8 или 12, то есть угол соответственно равен 90°, 60°, 45° и 30°. Иными словами, 3-4 вида теплоизолирующих элементов 4 позволят полностью унифицировать сборные теплоизоляционные конструкции для трубопроводов любых диаметров.

Сборка теплоизоляционной конструкции может осуществляться различным образом в зависимости от используемых элементов для фиксации теплоизолирующих элементов 4 и 7 друг относительно друга. Для этого могут быть использованы известные в данной области техники соединительные стержни, бандажи, замки, а также натяжные и другие соединительные элементы.

Теплоизолирующие элементы 4 и 7 могут быть изготовлены из нержавеющего тонколистового материала, в полостях которых размещен объемный теплоизолирующий слой, например, на основе минеральных волокон.

Промышленная применимость изобретения подтверждается возможностью реализации его с использованием известных материалов и технологического оборудования.