Тепловая изоляция
Изобретение может быть использовано для защиты аппаратуры при криогенной температуре .от притока тепла из окружающей среды. Цель изобретения - повышение эффективности теплоизоляции путем уменьшения теплового потока через сотовую конструкцию. Конструкция выполнена в виде нескольких контактирующих между собой слоев, ячейки 4,5 которых смещены относительно друг друга на половину ячейки. Ячейки 4,5 имеют поперечное сечение в виде правильного шестиугольника. Незначительная площадь контакта между слоями создает большое термическое сопротивление для теплового потока. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
I (я)5 F 16 L 59/00, 59/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ф
° °
Ою
ЪГ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4747863/29 (22) 11.10.89 (46) 23.09.91. Бюл. hh 35 (71) Отделение физико-технических проблем транспорта на сверхпроводящих магнитах Института геотехнической механики
АН УССР (72) Н.Ф.Линский, Л.M,Ñòàðèêoâ и А.М.Бобришов (53) 621.643: (088.8) (56) Теплопередача при низких температурах./ Под ред. У.Фроста.— М.; Мир, 1977, с. 46, рис. 2 13.
Я2„, 1679129 А1 (54) ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ (57) Изобретение может быть использовано для защиты аппаратуры при криогенной температуре.от притока тепла из окружающей среды. Цель изобретения — повышение эффективности теплоизоляции путем уменьшения теплового потока через сотовую конструкцию, Конструкция выполнена в виде нескольких контактирующих между собой слоев, ячейки 4,5 которых смещены относительно друг друга на половину ячейки.
Ячейки 4,5 имеют поперечное сечение. в виде правильного шестиугольника. Незначительная площадь контакта между слоями создает большое термическое сопротивление для теплового потока. 1 з,п, ф-лы, 2 ил.
1679129
Изобретение относится к устройствам тепловой защиты и может применяться в различных отраслях народного хозяйства.
Преимущественная область использования — защита аппаратуры и оборудования при криогенной температуре от притока тепла из окружающей среды.
Целью изобретения является повышение эффективности теплоизоляции путем уменьшения теплового потока через сотовую конструкцию, На фиг.1 представлена конструкция тепловой изоляции, разрез; на фиг.2 — дан разрез А — А на фиг.1.
Тепловая изоляция содержит несколько, например, два слоя 1 и 2 сотовой конструкции, Соты 3 в поперечном сечении имеют форму правильного шестиугольника (в принципе возможна любая форма) и могут быть изготовлены, например, из стеклопластика на фенольной смоле, Слой 1 и слой 2 контактируют непосредственно между собой и расположены так, что их ячейки 4 и 5 смещены относительно друг друга на половину ячейки (см. фиг,2). С наружных сторон слоев 1 и 2 выполнены облицовки 6,7, например, в виде клея и слоя нейлона, пропитанного фенольной смолой, облицовки 6,7 покрыты герметизирующим слоем 8,9, например, теуларовой пленкой.
Ячейки 4 и 5 сотовой арматуры, в зависимости от назначения теплоизоляции, могут быть либо вакуумированы, либо заполнены пенополиуретаном низкой плотности, либо газом, например, гелием, 10 — защищаемый объект, Выполнение арматуры в виде нескольких слоев, ячейки которых смещены относительно друг друга, значительно уменьшают площадь, через которую тепловой поток путем теплопроводности передается от одного слоя к другому, Это приводит к уменьшению суммарного количества тепла, переданного через тепловую изоляцию за счет теплопроводности и тем самым повышает ее эффективность. Это можно показать на частном примере, Пусть соты арматуры имеют квадратную форму в поперечном сечении с длиной стороны I;20 мм и толщиной стенки b=1 мм, Тогда площадь поперечного сечения стенки, приходящаяся на одну ячейку, через которую идет тепловой поток равна 4Ь=80 мм, при условии, что арматура выполнена однослойной (конструкция прототипа). Если же не изменяя общую высоту арматуры и размеры ее ячеек выполнить ее, например, двухслойной и сместить слои относительно друг друга таким образом, чтобы были смещены относительно друг друга ячейки этих слоев. тогда
4G
5ц площадь контакта между слоями, приходящаяся на одну ячейку, будет равна 4б =-4 мм . Но
2 так как эта площадь определяет тепловой поток через арматуру, то, следовательно, в последнем случае тепловой поток будет примерно в 20 раз меньше по сравнению с прототипом. Аналогичный результат получается и для другой формы сот. Независимо от формы сот арматуры тепловой поток через нее, для предлагаемой конструкции, в
1 общем случае, примерно в — раз меньше по
d сравнению с прототипом (t — характерный размер ячейки; б — толщина стенки). Если же соты выполнены с поперечным сечением в виде правильного шестиугольника и слои смещены вдоль одной из диагоналей на половину ячейки, то эффективность тепловой изоляции еще более повышается, Это объясняется тем, что при произвольном смещении каждая ячейка одного слоя контактирует с ячейкой другого либо в четырех точках, если ячейки смещены относительно друг друга без поворота сечения, либо в шести точках, если центры поперечных сечений совпадают, а сами поперечные сечения повернуты относительно друг друга. При смещении слоев вдоль одной из диагоналей поперечного сечения на половину ячейки контакт осуществляется только в трех точках. Это приводит к снижению теплового потока через арматуру.
Работает тепловая изоляция следующим образом. Нагревается слой 8 и облицовка 6, далее тепло передается частично радиацией (если ячейки 4,5 вакуумированы), а частично путем теплоп роводности по стенкам слоев 1 и 2 арматуры к облицовке 7 и затем путем теплопроводности через слой 9 к объекту 10. Незначительная площадь контакта между слоями 1 и 2 создает большое термическое сопротивление для теплового потока, проходящего через стенки сотовой арматуры. Это увеличивает время нагрева объекта 10, т.е. повышается эффективность теплозащиты.
Применение предлагаемой тепловой изоляции в криогенной технике и других областях народного хозяйства позволит значительно снизить тепловые потоки к защищаемому объекту при неизменных остальных характеристиках теплоизоляции (ее веса, стоимости, прочности и т.ll.), Это приводит к увеличению ресурса работы защищаемых объектов и следовательно к повышению эффективности их использования.
Формула изобретения
1. Тепловая изоляция, содержащая сотовую конструкцию, герметизирующие слои
1679129
Ф 1 Ф 8 б
Составитель А.Шадрин
Тех ред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец
Редактор Л,Лашкова
Заказ 3197 Тираж 428 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 и облицовку, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ее эффективности, сотовая конструкция выполнена в виде нескольких контактирующих между собой слоев, ячейки которой смещены друг относительно друга.
2, Изоляция поп.1,отлича ющаяс я тем, что ячейки конструкции выполнены с поперечным сечением в виде правильного шестиугольника, а слои смещены вдоль
5 одной из его диагоналей на половину ячейки.
