Теплоізоляційний багатошаровий матеріал

Изобретение Относится к многослойным волокнистым материалам, используемым для теплоизоляции. Известен нетканый многослойный материал, содержащий слой холстопрошивного полотна из натуральных, химических волокон или смесей, прошитых химическими нитями, скрепленный иглопрокалыванием с, по крайней мере, одним слоем волокнистого холста из натуральных химических волокон или их смесей, имеющий дополнительно слой холстопрошивного полотна из натуральных, химических волокон или их смесей, при этом слой волокнистого холста составляет 20-12 м.ч. от массы нетканого материала и расположен между слоями холстопрошивных полотен, причем содержание прошивных нитей в холстопрошивном полотне и волокнистом холсте составляет 6-21 м.ч. о т массы нетканого материала [1]. Известный материал, полученный иглопробивным способом, обладает недостаточными теплоизоляционными свойствами вследствие его достаточно высокой плотности. Применение химических нитей при прошиве холста не позволяет использовать материал для теплоизоляции при повышенных температурах, так как при таких температурах нити будут плавиться. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является нетканый многослойный материал, содержащий по меньшей мере два слоя из холстопрошивных полотен из натуральных волокон и расположенный между ними слой волокнистого холста из натуральных волокон, прошитых нитями между собой, причем слой волокнистого холста составляет 40-80 м.ч. от массы нетканого материала при соотношении плотностей внутреннего и наружного слоев 1:2-1 ;3,при этом содержание прошивных нитей в нетканом материале составляет от 15 до 25 м.ч. от массы материала [2]. В некоторых случаях этот материал недостаточно эффективен. Так, при теплоизоляции поверхностей с высокой температурой (300-700°С), например, труб с паром высокого давления. Наружная температура теплоизоляции достигает 100°С и выше, что недопустимо по условиям безопасности. В случае подачи по трубам нефти и нефтепродуктов температура изолируемой поверхности не должна быть .ниже 80°С, так как при более низкой температуре некоторые фракции нефтепродуктов твердеют, оседают на вн утренней поверхности трубы, что приводит к постепенному сужению диаметра и, как следствие, к повышению сопротивления движению нефти. Положение усугубляется тем, что такие трубопроводы расположены, в основном, в северных районах страны. Изобретение направлено на разработку теплоизоляционного многослойного материала с улучшенными теплоизоляционными свойствами. Поставленная цель достигается тем, что материал снабжен слоем электропроводных лент, расположенных между слоем холстопрошивного полотна и одной стороной волокнистого холста. Расстояние между электропроводными лентами равно 1-2 ширины ленты, а соотношение плотностей волокнистого, электропроводного и холстопрошивного слоев составляет (2:0,5;3)-(2:1,5;4). Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является улучшение теплоизоляционных свойств материала и расширение области его применения. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором в аксонометрии показан образец предложенного материала. Теплоизоляционный многослойный материал, содержащий два наружных слоя холстопрошивных полотен 1 и внутренний слой волокнистого холста 3. дополнительно снабжен слоем электропроводных лент 2. расположенным между слоем холстопрошивного полотна и одной стороной волокнистого холста. Работает теплоизоляционный многослойный материал следующим образом. В случае изоляции высокотемпературных объектов тепло передается через слой холстопрошивного полотна 1 и нагревает электропроводные ленты 2. Это тепло по лентам канализируется, что создает выгодные условия для уменьшения толщины волокнистого холста 3. Отведенное тепло может быть использовано для технических нужд (обогрев помещений и т.д.), что позволяет получить соответствующий экономический эффект. При этом температура на наружной поверхности изоляции понижается, Следовательно, теплопотери уменьшаются. В случае изоляции объектов, нуждающи хся в поддержании фиксированной температуры, электропроводные ленты могут нагреваться до требуемой температуры, создавая тем самым нужный температурный режим. Были проведены испытания предложенного многослойного теплоизоляционного материала, которые показали, что применение электропроводных лент в 1,5-2 раза снижает температур у на наружной поверхности теплоизоляции. Выбор соотношения плотностей слоев, из которых состоит многослойный материал, обоснован приведенными в таблице экспериментальными данными. Из таблицы видно, что применение электропроводного слоя из углеграфитовы х полос снижает температуру на наружной поверхности изоляции, значительно повышает прочность, что важно при монтаже и эксплуатации теплоизоляции, при незначительном увеличении веса. Наиболее эффективным соотношением плотностей слоев, как видно из приведенных данных, является (2:0,5:3)-(2:1,5:4). Предложенный теплоизоляционный многослойный материал позволяет канализировать тепло по направлению, параллельному теплоносителю, Улучшение теплоизоляционных свойств достигнуто за счет регулирования теплообмена между электропроводными лентами и изолируемой поверхностью. В качестве материала электропроводных лент могут быть использованы все токопроводящие материалы, например углеграфитовые, металлические и другие. Эти материалы могут быть выполнены в виде тканей, сеток, пластин и т.д. Расстояние между электропроводными лентами, принятое равным 1-2 ширины ленты, обосновано проведенными экспериментальными исследованиями. Так, например. при использовании в качестве электропроводных лент углеграфито вых полос шириной 5 см расстояние между ними не должно превышать 10 см. При расстоянии более чем 10 см наблюдается увеличение перепада температур, что нежелательно для некоторых видов теплоизолируемых поверхностей (например, трубопроводы с низкими фракциями нефтепродуктов) и требует увеличения энергетических затрат при достижении того же эффекта. При расстоянии между электропроводными лентами менее 5 см достигается тот же эффект при значительном увеличении расхода материала и, как следствие. увеличении энергозатрат. Прохождение через электропроводные ленты электрического тока вызывает их нагрев. Количество выделяемого при этом тепла может регулироваться в широком диапазоне. Это способствует поддержанию требуемого температурного режима в теплоизолируемом объекте (например, в нефтепроводах). Это дает возможность экономить определенное количество тепла и использовать его для химических целей. Таким образом использование в теплоизоляционном многослойном материале электропроводных лент расширяет область применения теплоизоляционного многослойного материала, повышает надежность и эффективность теплоизоляции, снижает ее материалоемкость.