PL183680B1 - Termoizolacyjna płyta - Google Patents

Abstract

1 . Termoizolacyjna plyta, o budowie wielowarstwowe- go pakietu z materialów o wlasciwosciach termoizolacyjnych, zlozona z co najmniej dwóch warstw materialowych oddzielo- nych szczelina, zamknieta szczelnie na obrzezach plyty, w której sasiadujace powierzchnie warstw materialowych pokryte sa powloka z materialu gazoszczelnego o wysokim wspólczynniku odbicia oraz w której warstwy materialowe ustalone sa wzgle- dem siebie poprzez zespoly dystansowe, utworzone przez zaze- bione ze soba wystepy 1 wneki wykonane na obu sasiadujacych powierzchniach warstw materialowych, oddzielone szczelina, z usytuowanym zygzakowato miedzy wierzcholkami wystepów obu warstw materialowych elementem ciegnowym, majacym postac siatki z wysokowytrzymalego wlókna, zwlaszcza arami- dowego, folii lub siatki wlókien zatopionych w folii, a ponadto plyta wyposazona jest w króciec ssacy, szczelnie polaczony z powloka, wyprowadzony przez warstwe materialowa na ze- wnatrz 1 zakonczony elementem odcinajacym zas w szczelinie miedzy warstwami materialowymi wytworzona jest wysoka próznia, znamienna tym, ze ma obrzeza, które formuja zakladke (6) wykonana z materialowej warstwy (1) zakonczonej wneka (4), zakladka (6) ma powierzchnie wklesla wzgledem plaszczy- zny srodkowej a foliowy ciegnowy element (5) zamocowany jest szczelnie do czolowej powierzchni (7) zakladki (6) oraz odrebnie do kazdego wierzcholka wystepów (3) wewnatrz plyty PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest płaska termoizolacyjna płyta o bardzo niskim współczynniku przenikania ciepła. Podstawowymi dziedzinami jej wykorzystania jest budownictwo, energetyka i chłodnictwo. Rozwiązanie płyty może być również stosowane do termicznej izolacji różnych urządzeń technologicznych, zwłaszcza w izotermicznych zbiornikach stacjonarnych i transportowych, a także w sprzęcie przenośnym, na przykład w lodówkach, zamrażarkach, skrzyniach samochodów i wagonów-chłodni.

Znane są rozwiązania płyt mających budowę wielowarstwowego pakietu materiałów o właściwościach termoizolacyjnych, w którym warstwy materiałowe bezpośrednio nie stykają się ze sobą, przedzielone są szczeliną lub szczelinami powietrznymi. W celu ograniczenia promieniowania cieplnego powierzchnie warstw materiałowych wydzielających szczelinę powietrzną pokryte są powłokami z materiału o wysokim współczynniku odbicia.

Jedno z takich rozwiązań przedstawione jest w polskim opisie patentowym nr 155 160. Warstwy materiałowe płyty ustalone są sztywno w odstępach względem siebie przez zespół dystansowy złożony z wielu rozstawionych na powierzchni łączników. W rozwiązaniu takim ciepło transportowane jest przez, szczeliny powietrzne na drodze konwekcji przewodnictwa ośrodka gazowego i promieniowania, a ponadto istotny strumień ciepła przenika przez konstrukcję łączników.

Najwyższe parametry termoizolacyjności wykazują elementy, w których droga transportu ciepła przedzielona jest szczeliną próżniową oraz której ścianki pokryte są metalem o znacznym współczynniku odbicia, przykładowo powłoką srebrną lub glinową.

183 680

Stosowanie tej zasady konstrukcyjnej ograniczone jest przez znaczne parcie ciśnienia atmosferycznego na ścianki szczeliny próżniowej. Dlatego dotychczas znane rozwiązania ze szczeliną próżniową mają kształt współosiowych brył obrotowych, najbardziej wytrzymałych na parcie ciśnienia atmosferycznego. Wykonanie płaskiego, panelowego elementu termoizolacyjnego ze szczeliną próżniową wymaga zastosowania rozpierających zespołów dystansowych, rozmieszczonych między ściankami warstw materiałowych. Dla płyt o praktycznie wymaganych wymiarach trudność techniczna wynika z faktu, że sumaryczny przekrój zespołów dystansowych - wykonanych według znanych rozwiązań technicznych oraz zapewniających zdolność przenoszenia nacisku 10 kN/m² - musi stanowić istotnie duży procent ogólnej powierzchni. W wyniku tego zespoły dystansowe przenosiłyby drogą kondukcji znaczny strumień ciepła, radykalnie pogarszając termoizolacyjność płyty i przekreślając sens stosowania szczeliny próżniowej w płytach.

Znane są rozwiązania płyt termoizolacyjnych, których idea opiera się na przyjętym założeniu. że konstrukcja zespołu dystansowego zapewnić ma konwersję sił ściskających na siły rozciągające z wykorzystaniem układu podobnego do wiszącego mostu. Nośność wynikająca z wytrzymałości na rozciąganie elementów cięgnowych zależy wyłącznie od najmniejszego przekroju poprzecznego a praktycznie nie zależy od długości. Uwarunkowania te są zgodne z działaniami powodującymi zredukowanie strumienia ciepła przepływającego przez dany element - zmniejszenie przekroju poprzecznego i wydłużenie drogi przepływu ciepła.

W znanej z opisu patentowego US 5 271 980 płycie termoizolacyjnej szczelina między warstwami materiałowymi utrzymywana jest przez zespoły dystansowe. Zespoły te mają postać zazębiających się ze sobą występów i wnęk, wykonanych na obu sąsiadujących powierzchniach warstw materiałowych, oddzielonych szczeliną przez element cięgnowy naprężony zygzakowato między wierzchołkami występów obu warstw. Element cięgnowy ma postać siatki z wysokowytrzymałego włókna, folii lub siatki włókien zatopionych w folii. Płyta wyposażona jest w króciec ssący, szczelnie wyprowadzony przez warstwę materiałową na zewnątrz i zakończony elementem odcinającym, przez który w szczelinie wytwarzana jest próżnia.

Podobne rozwiązanie przedstawia opis patentowy US 4 317 854. Zespół dystansowy również wykorzystuje element cięgnowy, utwierdzony na brzegach płyty i naprężony w szczelinie między warstwami oddziaływaniem próżni, opierając się przemiennie na wierzchołkach uzębienia powierzchni obu warstw materiałowych.

W obu opisanych rozwiązaniach warstwy materiałowe i element cięgnowy są na obrzeżach płyt zwarte ze sobą i szczelnie połączone przez sklejanie lub zgrzanie - co w warunkach składania płyt w większe powierzchnie izolowane stanowi strefy mostków cieplnych czyli zwiększonego przepływu ciepła.

W jeszcze innym rozwiązaniu według opisu patentowego US 5 011 729 płytę tworzą dwie elastyczne powłoki zewnętrzne, utrzymywane w odstępie próżniowej szczeliny przez zespół dystansowy, który stanowi sztywny szkielet o konstrukcji układu kratowego. Siły parcia oddziaływujące na powłoki przenoszone są przez poprzeczne kolumny o zakończeniach półkulistych. W celu ograniczenia przepływu ciepła przez kolumny wykonane są one z dwóch elementów osiowo stykających się za pośrednictwem szklanej kulki. Zestaw kolumny utrzymywany jest w położeniu współosiowym przez zewnętrzne tulejki centrujące. Brzegi płyty wyznaczone konstrukcją szkieletu mają ścianki prostopadłe do płaszczyzny płyty.

Płyta termoizolacyjna według wynalazku również ma budowę wielowarstwowego pakietu z materiałów o właściwościach termoizolacyjnych i złożona jest z co najmniej dwóch warstw materiałowych oddzielonych szczeliną, zamkniętą szczelnie na obrzeżach płyty zaś sąsiadujące powierzchnie warstw materiałowych pokryte są powłoką z materiału gazoszczelnego o wysokim współczynniku odbicia a warstwy materiałowe ustalone są względem siebie poprzez zespoły dystansowe. Zazębione ze sobą występy i wnęki wykonane na obu sąsiadujących powierzchniach warstw materiałowych i są oddzielone szczeliną. Między wierzchołkami występów obu warstw materiałowych usytuowany jest zygzakowato element cięgnowy, mający postać siatki z wysokowytrzymałego włókna, zwłaszcza aramidowego, folii lub siatki włókien zatopionych w folii a ponadto płyta wyposażona jest w króciec ssący, szczelnie połączo4

183 680 ny z powłoką, wyprowadzony przez warstwę materiałową na zewnątrz i zakończony elementem zamykającym. W zamkniętej obrzeżami szczelinie między warstwami materiałowymi wytworzona jest wysoka próżnia.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że płyta ma obrzeża, które formują zakładkę wykonaną z warstwy materiałowej zakończonej wnęką, zakładka ma powierzchnię wklęsłą względem płaszczyzny środkowej a foliowy element cięgnowy zamocowany jest szczelnie do powierzchni czołowej zakładki oraz odrębnie do każdego wierzchołka występów wewnątrz płyty.

Korzystne rozwinięcie wynalazku polega na tym, że folia stanowiąca element cięgnowy jest obustronnie pokryta powłoką z materiału o wysokim współczynniku odbicia. W odmianie wykonania płyta w szczelinie pomiędzy warstwami materiałowymi ma ekran przeciwdziałający promieniowaniu cieplnemu, który stanowi pakiet arkuszy metalizowanej folii, połączonych ze sobą punktowo z zachowaniem submikronowych odstępów, przeszytych włóknami polimerowymi i połączonych w miejscach przeszycia z tymi włóknami.

Wynalazek oferuje rozwiązanie, które pod względem konstrukcyjnym jest bardziej skomplikowane od dotychczas znanych, wymaga wyższego poziomu technologicznego - ale uzyskany efekt wzrostu izolacyjności jest niewspółmiernie wysoki. Płyta według wynalazku, umożliwia osiągnięcie współczynnika przenikania ciepła o wartości znacząco niższej od parametrów dotychczas najlepszych materiałów izolacyjnych.

Pełne zrozumienie wynalazku umożliwi opis przykładowego wykonania płyty przedstawionego na rysunku, na którym pokazano przekrój poprzeczny przez zestaw płyt, z uzębionymi warstwami materiałowymi.

Płyta posiada dwie materiałowe warstwy 1, usytuowane względem siebie w odstępie stanowiącym szczelinę 2. Każda z materiałowych warstw 1 wykonana jest przez pokrycie sztywną pianką poliuretanową powłoki z wysokowytrzymałej folii termoplastycznej PET, o grubości 0,5 mm, laminowanej obustronnie folią aluminiową. Piankę poliuretanową - oprócz wysokiej termoizolacyjności - cechuje korzystna dla tej technologii duża adhezja do folii aluminiowej oraz niska temperatura polimeryzacji ze stanu ciekłego.

Funkcję zespołu dystansowego pełnią zazębione ze sobą - zaopatrzone w występy 3 i wnęki 4 - ściany warstw materiałowych 1. Materiałowe warstwy 1 utrzymywane są w odstępie i zabezpieczone przed implozją przez naprężony zygzakowato cięgnowy element 5, stykający się przemiennie z wierzchołkami sąsiadujących występów 3 obu warstw, i zamocowany na tych wierzchołkach. Cięgnowy elementy stanowi siatka z włókien kevlaru, pokryta obustronnie metalizowaną folią polimerową, pełniącą, jednocześnie w tym wykonaniu funkcję ekranu przeciwdziałającego promieniowaniu cieplnemu.

W tym wykonaniu płyty powłoka materiałowej warstwy 1 formowana jest metodą głębokiego wytłaczania podciśnieniowego na gorąco, z pokrytego folią aluminiową arkusza sztywnego polimeru lub wytłaczana z metalowej blachy.

Zakończona wnęką 4 materiałowa warstwa 1 ma na obrzeżu zakładkę 6, o powierzchni wklęsłej względem płaszczyzny środkowej. Foliowy cięgnowy element 5 przyklejony jest szczelnie do czołowej powierzchni 1 zakładki 6. W złączu utworzonym po dosunięciu do siebie dwóch płyt o odwrotnie skierowanych zakładkach 6, strumień ciepła przepływać musi przez pas folii o niewielkim przekroju poprzecznym i znacznej długości.

Materiałowe warstwy 1 obłożone są z zewnątrz osłonowymi warstwami 8 z twardego tworzywa lub blachy.

Z powłokąjednej materiałowej warstwy 1 połączona jest szczelnie rurka ssącego króćca 9, wyprowadzona na zewnątrz - gdzie zakończona jest zamykającym elementem 10 w postaci zacisku. Ssący króciec 9 z zamykającym elementem 10 umożliwia przeprowadzenie kończącej montaż czynności odessania powietrza i wytworzenia próżni w szczelinie 2, a ponadto pozwala na eksploatacyjną kontrolę i podtrzymanie próżni. Przez ssący króciec 9 wsunięty jest do szczeliny 2 elastyczny nośnik porowaty, nasycony pochłaniaczem gazu - silikożelem, zeolitami oraz węglem aktywowanym.

W płaszczyźnie środkowej szczeliny 2 może znajdować się ekran przeciwdziałający promieniowaniu cieplnemu, wykonany z pakietu kilkudziesięciu nie stykających się ze sobą

183 680 równoległych arkuszy metalizowanej folii, o grubości od 3 do 5 pm, połączonych ze sobą punktowo z zachowaniem submikronowych odstępów, poniżej 0,1 pm, przeszytych bardzo cienkimi włóknami polimerowymi i połączonych w miejscach przeszycia z tymi włóknami.

Po dociśnięciu płyt i uszczelek do siebie, do ssącego króćca 9 podłączona zostaje pompa próżniowa. Wytworzona w złączu próżnia powoduje zmniejszenie przepływającego tą strefą strumienia ciepła a jednocześnie wywołuje silny docisk płyt do siebie. W razie konieczności demontażu osłony z płyt termoizolacyjnych wystarczy zapowietrzyć złącze przez zamykający element 10.

183 680

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Termoizolacyjna płyta, o budowie wielowarstwowego pakietu z materiałów o właściwościach termoizolacyjnych, złożona z co najmniej dwóch warstw materiałowych oddzielonych szczeliną, zamkniętą szczelnie na obrzeżach płyty, w której sąsiadujące powierzchnie warstw materiałowych pokryte są powłoką z materiału gazoszczelnego o wysokim współczynniku odbicia oraz w której warstwy materiałowe ustalone są względem siebie poprzez zespoły dystansowe, utworzone przez zazębione ze sobą występy i wnęki wykonane na obu sąsiadujących powierzchniach warstw materiałowych, oddzielone szczeliną, z usytuowanym zygzakowato między wierzchołkami występów obu warstw materiałowych elementem cięgnowym, mającym postać siatki z wysokowytrzymałego włókna, zwłaszcza aramidowego, folii lub siatki włókien zatopionych w folii, a ponadto płyta wyposażona jest w króciec ssący, szczelnie połączony z powłoką, wyprowadzony przez warstwę materiałową na zewnątrz i zakończony elementem odcinającym zaś w szczelinie między warstwami materiałowymi wytworzona jest wysoka próżnia, znamienna tym, że ma obrzeża, które formują zakładkę (6) wykonaną z materiałowej warstwy (1) zakończonej wnęką (4), zakładka (6) ma powierzchnię wklęsłą względem płaszczyzny środkowej a foliowy cięgnowy element (5) zamocowany jest szczelnie do czołowej powierzchni (7) zakładki (6) oraz odrębnie do każdego wierzchołka występów (3) wewnątrz płyty.
2. 2. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że folia stanowiąca cięgnowy element (5) jest obustronnie pokryta powłoką z materiału o wysokim współczynniku odbicia.
3. 3. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że w szczelinie (2) pomiędzy materiałowymi warstwami (1) ma ekran przeciwdziałający promieniowaniu cieplnemu, który stanowi pakiet arkuszy metalizowanej folii, połączonych ze sobą punktowo z zachowaniem submikronowych odstępów, przeszytych włóknami polimerowymi i połączonych w miejscach przeszycia z tymi włóknami.