Теплозащитная панель

 

О П И С А Н И Е оц 56095

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 06.10.75 (21) 21 77755/33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) M. KJl.в

E 04 В 1/94, F 16 L 59/06

Государственный комнтет

Совета Мнннстров СССР оо делан изобретений н открытий (43) Опубликовано 05.06.77Бюллетень № 2 1 р3) уд1 69986 (088.8) (45) Дата опубликования описании 03.08.77 (72) Авторы изобретения

В. А. Андреев, И. Ю. Куликов и В. А. Петрашев (71) Заявитель (54) ТЕПЛОЗАШИТНАЯ ПАНЕЛЬ

Изобретение относится к области тепловой-зашиты и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве теплозащиты от переменной тепловой нагрузки.

Известны теплозащитные панели в виде монолитных, пористых и волокнистых материалов (11, 121.

Известные теплэзашитные панели обладают низкэй теплопроводностью, малым весом и высэкой технологичностью, причем изоляционные свойства этих панелей практически не изменяются при колебаниях температуры.

Однако изоляция подобного типа способна лишь снижать тепловой поток от горячего источника, но не поглощать его. Для поддержания защищаемого объекта при поотоянной температуре необходимо ввести в теплозашитную конструкцию поглотитель тепла.

Из известных панелей наиболее близкой к изобретению является теплозащитная панель, поглотитель тепла в которой вещество с высокэй теплотой плавления 13).

Процесс плавления сопровождается поглощением большого количества тепла при постоянной температуре. Как правило, плавкая теплозащита выполняется двухслойнойслой изоляции и слой плавкого материала.

Первый слой предназначен для снижения теплового потока, второй — для его поглощения. Длительность действия тепловой нагрузки и ее величина определяют параметр ры плавкой теплозащиты. Теплозащитные конструкции, использующие эффект плавления, абсолютно надежны, не требуют никакого обслуживания при эксплуатации, долговечны. 5 Однако многэразовое применение плавкой теплозащиты возможно только при услэвии полного восстановления (кристаллизации) плавкогэ материала в промежутке между действиями тепловой нагрузки. ОтЯ . вод, также как и подвод тепла от плавкого слоя, осуществляется через слой изоляции, который препятствует этому. Таким образом, при действии тепловой нагрузки (рабочий период) низкая теплэпроводность изоляции явЛяется положительным факто560953 ром, а при сбросе rerr.rà (периэд регенерации — отрицательным. Имеет место явное техническое противоречие: внешний слой плавкой теплозащиты должен обладать то высокими изоляционными свойствами (чтобы препятствовать быстрому расплавлению плавкого материала), то низкими изоляционными свойствами (чтобы способствовать интенсивной регенерации плавкого материала). Ни одна из известных теплоизоляций не обладает указанными свойствами.

Белью изобретения является устранение указанного технического противоречия, т.е. значительное увеличение интенсивнос ти режима регенерации при сохранении высоких теплоизоляционных свойств слоя изоляции плавкой теплоза циты в рабочем режиМ8.

Ддя достижения указаннэй цели тепло» защитная панель, включающая легкоплавкий слой и пористый теплоизоляционный слой, заключена в герметичную эластичную оболочку, разделенную герметичной перегородкой, размещенной между слоями. А пористый теплоизоляционный слой выполнен с газовым наполнителем, температура насыщения которого равна температуре плавления легкоплавкс о материала.

Для повышения надежности работы панели герметичная оболочка, ограничивающая теплоизолчционный слой, разделена системой герметичных перегородок.

Количество газообразного наполнителя удовлетворяет условию: объем напэлнителя при температуре насыщения равен объему теплоизоляциэнногэ слоя в свободном сос; оянни.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Теплэзашитная панель содержит эл;,стичную герметичную оболочку 1 с герметичной перегородкой 2. В одной части панели находится плавкое вещество 3, а дру гая заполнена теплоизоляционным материалом 4 и газообразным наполнителем 5.

Система герметичных перегородок б осуществляет дополнительное разделение.

Панель работает следующим образом.

Когда температура окружающей среды опускается ниже температуры плавления плавкого вещества 3, а значит и температуры насьпцения наполнителя 5, давление насыщенных паров наполнителя становится меньше давления окружающей среды. Под действием возникшего перепада давления теплоизэляционный материал 4 сжимается до тех пор, пока весь газ не превратится в жидкость. Когда же температура окружающей среды поднимается выше темпера-; туры плавления плавкэго вещества Э, а значит и температуры паров наполнителя 5, давление насьпценных паров становится больше давления окружающей среды. Под действием возникающего перепада давления теплэизэляционный материал 4 расширяется до тех пор, пока вся жидкэсть не превратится в пар. Дальнейшее расширение происходит очень медленно (обычно расшир рение газов) и на работу панели существенного влияния не оказывает.

Таким образом, в рабочем периоде (температура внешней среды выше температуры плавления плавкого вещества) наполни@ тель находится в газоэбразном состоянии; а изоляционный материал расширен.

Б регенеративном периоде (температура внешней среды ниже температуры плавления плавкогэ вещества) наполнитель находится в жидкой фазе, а изоляционный материал сжат. Поскольку теплопроводность жидкэй фазы для большинства веществ примерно в десять раз выше теплопровэдности газообразной фазы, а объемная плотность газа меньше объемной плотности жидкости при тэ: же температуре в 5001000 раз, то теппоизэляционные свойства слоя изоляции меняются при переходе от режима регенерации к рабочему- режиму в 5000-10000 раз, причем изменение теплэвэго сопротивления происходит самоп р э из в эль н о.

Скачкообразное уменьшение теплового сопротивления изоляции при понижении температуры экружаюшей среды позволяет значительно расширить диапазон применения плавкой теплэзашиты. В известных конструкциях для регенерации плавкэго веществ ва требовалось много времени, поскольку сбросу тепла препятствовала изоляция. В предлагаемой же конструкции этот недосчаток устранен за счет интенсификации отвода тепла эт плавкогo. слоя.

Формула изобретения

1. Теплэзашиткая панель, включающая

50 легкоплавкий слой и пористый теплоизоляции онный слой, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса регенерации плавкэгэ слоя при сохранении теплэизоляциэннь1х свэйств панели

55 в рабочем режиме, панель пэмещена в герметичную эластичную оболочку, разделенную герм тичной перегородкой, размещен ной между слоями, а пористый теплоизоляционный слой выполнен с газэобразным на60 полнителем, температура насыщения ко560953

Составитель E. Чернявская

Редактор И. Квачадзе Гехред И. Асталощ Корректор

H. Бутакава

Заказ 1 6 75/ 14 1 Тираж 881 Подписное

LlHHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 торого равна температуре плавления легкоплавкого материала.

2. Теплозащитная панель по п. 1, о т личаюшаяся тем, что,сцелью повышения надежности работы, герметичная оболочка, о раничнваюшая теплоиэоляционный слой; разделена герметичными перегородками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Дульнев Г. Н. Теплопроводность смесей композиционных материалов, М., "Энергия", 1974, с. 35.

6 2. Факторович А. М. Краткий справоч- ник по тепловой изоляции, Гостопиэдат, М., 1962, с. 42.

3. Коленко E. Д. ТеРмоэлектРические охлаждающие приборы, AH СССР, 1963, р с. 18.