Трубы сэндвич размеры: Сэндвич труба для дымохода: размеры, особенности

Содержание

Трубы для дымохода из нержавейки сэндвич

Трубы для дымохода из нержавейки по типу сэндвич это эффективное отведение дыма из очага горения и предотвращение образования конденсата. Цена и размеры отрезков длиной 50 и 100 см определяется рядом параметров:

 

  • внутреннее сечение 11 — 30 см;
  • внешний диаметр 20 — 43 см.
  • толщина теплоизоляции (из вермикулита, базальта или керамоваты) 2,5 – 10 см;
  • внешнее исполнение — оцинкованное, полированное и покрытое порошковой краской.

 

Важно! Приобретая сэндвич-трубы, следует учесть поперечное сечение выхода патрубка из котла, дымоходная конструкция должна одеваться на него.

 

 

Конструктивные особенности

 

Сэндвич трубы представлены двумя патрубками с разницей в поперечном сечении. Канал с меньшим диаметром размещен внутри конструкции с большим сечением. Образованный между трубами промежуток наполнен огнестойкой теплоизоляцией.

Для тепловой защиты используют вермикулит, базальт или керамовату.

 

Трубы с меньшим диаметром

 

Марки стали:

 

  • 409. Хорошо выдерживают высокий уровень температуры и коррозии. Включения титана в состав способствует применению материала для создания внутренних труб дымоотводов, устанавливаемых на твердотопливных агрегатах (каминах, печах, топках). При достижении высоких температурных режимов титан исключает сгорание углерода и образование межкристаллитной коррозии. Для жидкотопливных и газовых агрегатов исключено применение стали марки 409, что объясняется низкой стойкости к кислотным составам.
  • 321. Противостоит кислотным и термическим воздействиям, благодаря включению молибдена и титана, позволяющим использовать конструкции в агрессивной среде при температуре 750-850°С. К дополнительным плюсам относят пластичность материала.
  • 304. Устойчивые к кислоте характеристики уступают маркам 316, 316L. Это объясняется низким содержанием никелевого состава и отсутствием молибдена.
    Недорогая марка стали обеспечивает устойчивость к межзерновой коррозии при температурных режимах от 400 гр.

 

 

Внешние трубы

 

Для каналов большего сечения (внешнего кожуха) применяют конструкции, способные справиться с негативным действием атмосферных факторов. Назначение внешнего кожуха заключается в удержании утеплителя и обеспечении его сухого состояния. Для изготовления внешних элементов используется оцинкованные или нержавеющие стальные полотна, медь. Важно учесть декоративные характеристики, трубы часто тонируют кварцевым порошком, оттенок которого подбирают согласно таблице RAL.

 

 

Теплоизоляция

 

Разработка утеплителя производится на основе 3-х типов материала:

 

  • Вспученный вермикулит, полученный путем печного обжига измельченного минерала. Его объемный вес варьирует от 30 до 100 кг/м куб. Вермикулит обеспечивает высокие теплозащитные свойства, выступая в качестве засыпки, заполнителя для бетонных блоков и добавки в раствор декоративной штукатурки. Предельный температурный режим использования вермикулита варьирует в пределах -250 до +1150 гр., коэф. тепловой проводимости от 0,041 до 0,0621 Вт/м.К. Это определяет легкий вес и высокие теплоизоляционные свойства дымоходов сэндвич.

 

 

  • Базальтовую изоляцию получают путем плавления горной породы без включения инородных составов. Минеральные и стекловатные изоляционные материалы получают из тонких базальтовых волокон с применением связующего. Их температурный режим составляет 600 гр. Базальтовый утеплитель отличается большим весом, относительно вермикулита, но имеют низкую стоимость.
  • Керамовату производят из высококлассного сырья: алюминиевого, кремниевого и циркониевого оксида (при эксплуатации в высокотемпературном режиме) по технологии раздува или скоростного центрифугирования. Волокна отличаются высокой стойкостью к термическим, механическим и агрессивным воздействиям. Их применяют для производства изделий из керамики, теплозащитных и термокомпенсационных материалов. Объемный вес ватты 30—100 кг/м3. Коэф. тепловой проводимости 0,0351 — 0,301 Вт/(м*гр.). Максимальный температурный режим 1260 гр. Стоимость выше базальтовых составов.

 

 

Назначение утепленных труб

 

Дымовые трубы сэндвич широко применяют в строительной сфере, благодаря ряду характеристик:

 

  • Теплые трубы способствуют снижению объема конденсата и обеспечению стабильной тяги. Минимальное количество конденсата влияет на увеличение срока эксплуатации, а стабильная тяга обеспечивает правильную работу агрегата.
  • Изделия применяют с целью достижения максимального уровня пожарной безопасности в помещении, где дымоходная труба проходит по центру дома и перекрытия, стеновые или кровельные материалы.
  • Сэндвич трубы способствуют воплощению дизайнерских идей, что объясняется широким выбором материала, используемого для создания наружного кожуха.

 

 

Положительные характеристики

 

Ниже рассмотрены главные критерии выбора утепленных труб:

 

  • Легкий вес изделий позволяет сэкономить средства на обустройстве кирпичного или керамического основания.
  • Монтажные работы по возведению дымовой трубы выполняют в любой сезон.
  • Устройство используется с котлами, работающими на любом типе топлива.
  • Для достижения высокой прочности конструкций многие производители добавляют титан. При эксплуатации изделий в жёстких температурных режимах рекомендуется подбирать модели с толщиной стенок до 1 мм, они не теряют эксплуатационных характеристик при температуре до 650ºС.
  • Простота монтажа объясняется большим количеством соединений, обладающих качествами, аналогично трубам. Двустенные конструкции выступают в качестве универсального материала, обеспечивающего монтаж дымоотводов любой конфигурации.
  • Продукция рассчитана на эффективное снижение теплопотерь, противостояние конденсату.
  • Внутренняя поверхность канала защищена от действия внешних погодных условий.
  • Не создает гудения при тяге, относится к серии экологически чистой продукции.

 

 

Принцип устройства дымовой трубы

 

Для простоты монтажа конструкций, производители предлагают большой выбор фасонных элементов для стыковки и поворота деталей:

 

  • Основные дымоходные трубы выполняют отрезками длиной 50 и 100 см.
  • Горизонтальные элементы (лежаки) соединяют ревизионными тройниками для удаления засоров.
  • Тройниковые элементы для сбора конденсата и внутренней чистки каналов в начале вертикального отрезка размещают устройства (после выхода дымовой трубы наружу). Один выход тройникового элемента обеспечивает возможность открывания с помощью резьбы для удаления конденсата.
  • Уголковые соединения для поворота дымоходной линии на 90º разрабатывают из материалов, аналогичных трубе и утепляют слоем изолятора.
  • Компенсатор для обеспечения плавности перехода между линейными параметрами трубопровода при смене температурных режимов. В многоэтажных помещениях устанавливают на всех перекрытиях, а в 1-этажных — над кровлей.
  •  Примыкающая к крыше конструкция, созданная как один узел, обеспечивающий выход канала.
  • Узел для удаления течи на выходе крыши. Установка производится вокруг дымовой трубы.
  • Наконечник для предотвращения попадания осадков и мусора в канал.

 

 

Расчет диаметра

 

Сэндвич труба подбирается по уровню производительности отопительного оборудования:

 

  • Для агрегатов мощностью до 3,5 кВт параметры внутреннего патрубка варьируют от 80 мм.
  • При 3,5–5,2 кВт – от 95 мм.
  • Для приборов с повышенными показателями мощности — от 110 мм.

 

Толщина теплоизоляции составляет 2,5; 3; 5 и 10 см – увеличение стоимости пропорционально размерам.

 

 

Виды и параметры соединительных деталей

 

К выбранной трубе подбирают соединительные элементы с соответствующими параметрами:

 

  • Дымоотвод-конвектор 12, 15, 20 см — обеспечивает отвод продуктов горения;
  • Колено 12, 15, 20 см — включает несколько сваренных под углом элементов, способствующих смену направления дымовой трубы;
  • Тройниковые соединения 12, 15, 20 см — отводит газ и конденсат;
  • Ревизия 12, 15, 20 см — позволяет чистить дымовую трубу от сажи;
  • Переходник 12, 15, 20 см — обеспечивает стыковку отдельных деталей;
  • Кагла 12, 15, 20 см — способствует регулированию тяги;
  • Флюгер 12, 15, 20 см — защитное устройство, предотвращающее негативное воздействие осадков и ветра;
  • Конус 12, 15, 20 см — защищает от атмосферных осадков;
  • Розетта 12, 15, 20 см — декоративный элемент;
  • Грибок 12, 15, 20 см — оцинкованная стальная верхушка дымовой трубы.

 

 

Правила установки труб сэндвич

 

  • Размещение дымохода производится на расстоянии 25 см и более до горючих материалов. Для сокращения этого параметра до 5 -10 см применяют гильзы с дополнительной изоляционной прослойкой.
  • Для проведения через перекрытия применяют специальные проходные гильзы.
  • Не допускается образование стыков в перекрытиях или стеновых поверхностях.
  • При монтаже теплоизолированной дымоходной трубы применяют достаточное количество креплений. Исключено подвешивание за кронштейн или образование упора в предварительно возведенное основание. Для перехода с одностенной в утепленную конструкцию и обратно применяют служат специальные переходники.

 

Правильное проведение сэндвич труб через перекрытие

 

Для проведения дымовой трубы через кровлю необходимо с внутренней стороны кровли сделать проем, закрепить оцинкованный стальной лист, а снаружи соорудить крышную разделку. Следующую деталь трубы размещают после присоединения фартука (с использованием сварки).

 

Дымоотвод размещают над кровлей на заданной высоте:

 

  • При соблюдении отрезка до конька 1500 мм, высота трубы над ним 500 мм;
  • При удаленности 1500 — 3000 мм, дымоотвод не ниже конька;
  • При промежутке от 3000 мм — трубопровод ниже конька до условного отрезка, отведенного под углом в 10 градусов к линии горизонта.

 

 

Монтаж труб производят двумя способами:

 

  • по дыму;
  • по конденсату.

 

При сборке устройства по дыму исключено проникновение угарных газов в помещение, благодаря фиксации тройников. При выборе методики «по конденсату», образовавшаяся в результате разницы температур жидкость стекает вниз по трубе. Подобное устройство исключает монтаж тройников. Оптимальным вариантом выступает монтаж внутренней части трубы по конденсату, а наружной — по дыму. Дымовые трубы соединяют фланцевым и байонетным способом. Хорошо используется технология «мостик холода».

 

Каталог с ценами

 

 

Видео

 

Комплектующие для дымоходов (сендвич) из нержавеющей стали | каталог

8 (4922) 37-06-41пн-пт: 9:00 — 18:00
сб: 9:00 — 17:00
вс: выходной

Обратный звонок

Комплектующие для дымоходов: большой выбор комплектующих для дымоходов в наличии и на заказ. Применяйте фильтры для поиска нужной позиции или получите онлайн консультацию по выбору комплектующих для дымоходных систем.

Каталог комплектующих для дымоходов. Такое разнообразие изделий и вариантность систем дымоотведения соответствуют всем предъявляемым требованиям безопасности, а также помогают воплощать даже самую сложную задачу, связанную с проектированием и монтажом дымохода.

Важно отметить, что как бы не было велико желание сэкономить на обустройстве дымохода, пожарная безопасность в этом деле превыше всего. Всем известно, что случайно вылетевшая из трубы искра может стать причиной пожара. Наиболее безопасными в этом отношении вариантами всегда считались кирпичные, керамические и асбестоцементные варианты, громоздкие и дорогие. Современный строительный рынок предоставляет достойную альтернативу – сэндвич-дымоходы из нержавеющей стали. Они не уступают ни по сроку эксплуатации, ни в безопасности более дорогостоящим аналогам, их отличает простой монтаж, разнообразие элементов, с помощью которых создают дымоход любой конфигурации.

Подбор комплектующих для дымоходов и их цена основывается на трех параметрах: толщина, диаметр и форма. Наиболее удобной формой считают цилиндрическую. Диаметр выбирают, исходя из размера вводного патрубка отопительного котла и проектной силы тяги внутри дымоходной системы.

Очевидный плюс металлического дымохода – то, что его собирают из доборных элементов, соединяя которых можно получить трубу практически любой геометрии и длины. Перед походом в магазин достаточно набросать схему будущего дымохода и подобрать нужные элементы из представленного ассортимента:

  1. Прямые цилиндрические отрезки. В основном трубы для дымохода составляют именно из этих элементов. Они бывают разной длины, для более простого подбора и монтажа системы.
  2. Отводы на 45 градусов и 90 градусов. Это поворотные элементы дымохода, которые нужны, чтобы придать ему нужную форму, например, развернуть трубу, обогнуть препятствие или вывести через стену.
  3. Тройники на 45 градусов и 90 градусов. Эти элементы каналов дымохода используют для соединения двух различных приборов и для установки сборника конденсата.
  4. Ревизия. Это части дымохода с небольшой заслонкой или дверцей, необходимые для контроля за состоянием внутренней поверхности труб и их последующей прочистки.

На нашем сайте представлен широкий ассортимент комплектующих для дымоходов. Цены вас приятно порадуют!

Сэндвич дымоходы заказать в Екатеринбурге

Дымоходы двустенные (СЭНДВИЧ) — комплектующие, материалы, размеры
  Изображение Материал Назначение Гарантия
Адаптер котла ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Адаптер котла ТЕРМО используется для стыковки газогенераторной установки и утепленной системы дымоотведения. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350 / 400 / 450

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410 / 460

Длина (мм) 300
Труба ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Труба термо
предназначена для отвода дыма и газов на прямых участках
1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350 / 400 / 450

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410 / 460

Длина (мм) 250 / 500 / 1000
Труба телескопическая Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Труба телескопическая предназначена для отвода дымовых газов на горизонтальных участках газоходов. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350 / 400

D: 160 / 200 / 210 / 22 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410 / 460

Длина (мм) 320-400 / 400-560 / 570-900
Дроссель-клапан ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Дроссель-клапан ТЕРМО предназначен для регулирования тяги внутри дымового канала. 1 год
Диаметр (мм)

d: 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

Длина (мм) 250 / 260 / 265 / 270 / 280 / 290 / 300 / 310 / 330 / 350 / 400 / 450 / 500
Отвод 45 ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Отвод 45 ТЕРМО позволяет изменять направление дымовой трубы в случаях, когда необходимо обойти препятствие или повернуть дымоход в нужном направлении. 1 год
Диаметр (мм)

d: 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

Длина (мм)

B: 235 / 242 / 250 / 264 / 278 / 322 / 357

B1: 208 / 215 / 223 / 237 / 251 / 287 / 322 / 357

A: 71 / 74 / 77 / 82 / 88 / 103 / 118 / 132

A1: 98 / 101 / 115 / 130 / 145 / 159

Отвод 90 ТЕРМО Нержавеющая сталь Отвод 90 ТЕРМО позволяет изменять направление дымовой трубы в случаях, когда необходимо обойти препятствие или повернуть дымоход в нужном направлении. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

Длина (мм)

A: 181 / 225 / 236 / 247 / 269 / 291 / 343 / 393 / 443

В: 231 / 275 / 286 / 297 / 319 / 341 / 393 / 443 / 493

Переход МОНО — ТЕРМО Нержавеющая сталь Переход МОНО — ТЕРМО используется для перехода с неутепленной на утепленную системы дымоотведения и, как правило, при переходе с меньшего диаметра на больший. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

Длина (мм) 300
Переход ТЕРМО-ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Переход ТЕРМО-ТЕРМО используется в местах соединения частей дымоходной системы с разными диаметрами, как правило, при переходе с меньшего диаметра на больший. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

d1: 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350 / 400

D1: 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410 / 460

Длина (мм) 300
Переход ТЕРМО-МОНО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Переход ТЕРМО-МОНО используется для перехода с двустенных на одностенные дымоходы. 1 год
Диаметр (мм)  
Длина (мм)  
Тройник 45 ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Тройник 45 ТЕРМО предназначен для изменения направления дымового канала на угол 45°. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

Длина (мм)

L: 406 / 465 / 478 / 492 / 520 / 548 / 620 / 690 / 760

A: 200 / 235 / 243 / 252 / 269 / 286 / 329 / 371 / 414

B: 73 / 82 / 84 / 86 / 90 / 94 / 105 / 115 / 125

Тройник (или ревизия) 90 ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Тройник (или ревизия) 90 ТЕРМО предназначен для изменения направления дымового канала на угол 90°. Ревизия оснащена дополнительным элементом — заглушкой. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

Длина (мм)

L: 340 / 380 / 390 / 400 / 420 / 440 / 490 / 540 / 590

A: 170 / 190 / 195 / 200 / 210 / 220 / 245 / 270 / 295

B: 120 / 140 / 145 / 150 / 160 / 170 / 195 / 220 / 245

Крестовина Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Заглушка ТЕРМО используется для организации обслуживания дымохода. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

Длина (мм)

L: 340 / 380 / 390 / 400 / 420 / 440 / 490 / 540 / 590

A: 170 / 190 / 195 / 200 / 210 / 220 / 245 / 270 / 295

B: 120 / 140 / 145 / 150 / 160 / 170 / 195 / 220 / 245

Заглушка ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Заглушка ТЕРМО используется для организации обслуживания дымохода. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

Длина (мм) 100
Заглушка с конденсатоотводом ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Заглушка с конденсатоотводом ТЕРМО используется для отвода конденсата. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

Длина (мм) 100
Окончание коническое ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Окончание коническое ТЕРМО используется для предохранения двустенных дымоходов от атмосферных осадков, является завершающим элементом дымового канала. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410

Длина (мм) 200
Зонт ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Зонт ТЕРМО используется для предохранения двустенных дымоходов от атмосферных осадков, является завершающим элементом дымового канала. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350 / 400 / 45

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410 / 460 / 510

Длина (мм)

A: 220 / 265 / 275 / 285 / 305 / 350 / 400 / 450 / 500 / 550 / 600

L: 305 / 315 / 330 / 350 / 380 / 400 / 430 / 450 / 490

Дефлектор ТЕРМО Нержавеющая сталь AISI 430, AISI 304, AISI 321 Дефлектор ТЕРМО используется для предохранения дымохода от атмосферных осадков и порывов ветра, является завершающим элементом дымового канала. 1 год
Диаметр (мм)

d: 80 / 100 / 110 / 115 / 120 / 130 / 140 / 150 / 160 / 180 / 200 / 250 / 300 / 350 / 400 / 450

D: 160 / 200 / 210 / 220 / 240 / 260 / 310 / 360 / 410 / 460 / 510

Длина (мм)

L: 310 / 315 / 330 / 335 / 360 / 390 / 420 / 450 / 480 / 500 / 540

A: 260 / 340 / 360 / 375 / 405 / 435 / 510 / 590 / 670 / 730 / 800

Труба сэндвич для дымохода диаметром от 120 до 300 мм, от «Комфорт Гид»

Труба сэндвич для дымохода

Многие застройщики теряются при изучении вопроса, какой должна быть труба сэндвич для дымохода, диаметр, марка стали, как её монтировать, стоимость. Особенно всех интересует перед выбором и покупкой цена всех работ в комплексе. Способов исполнения двойніх газоходных труб не много, это (внутренняя+внешняя труба):

  1. Нержавейка +нержавейка.

  2. Нержавейка +оцинкованная сталь.

  3. Нержавейка+ чёрная сталь окрашенная полимерным покрытием.

В первом примере дымоходы из нержавеющих сталей не требуют постоянного ухода или замены. Они долговечные и служат больше гарантийного срока в несколько раз.

Второй вариант это средняя ценовая категория. Здесь применены внутренняя труба нержавейки и внешняя оцинкованная. Понятное дело, что внешний кожух из оцинкованной стали имеет меньшее время эксплуатации. И с течением времени придётся его зменять или окрашивать для защиты от коррозии.

В третьем варианте применяется внешний кожух из чёрного металла покрытый полимерными. порошковыми покрытиями. Этот вариант применяется в случае, если газоход проходит по фасаду здания и оцинковка или нержавейка выглядит нелепо, портит внешний вид.

Что надо знать о сечении сэндвич дымоходов и других характеристиках и особенностях

Производители этих изделий делают диаметры труб с градацией 10 мм. При подборе труб для своих обогревательных приборов необходимо помнить такие правила:

  1. Сэндвич трубы в большинстве случаев используются извне строений. Это связано с большой теплопроводностью металла. При сжигании топлива при низких уличных температурах на стенках дымохода может образовываться конденсат. Это смолистые вещества в составе которых находятся помимо смол, ещё и кислоты, разрушающие его стенки. Для предупреждения этого явления между трубами установлен заполнитель из базальтовой ваты, выдерживающий высокие температуры.

  2. Труба сэндвич значительно легче капитальных кирпичных или бетонных каналов. Конструкция удерживающая дымоходы на фасадах зданий лёгкая и не даёт больших нагрузок. Установка и монтаж происходит за один рабочий день, максимум два.

  3. При подсоединении нескольких отопительных систем к центральной трубе правило суммирования диаметров не действует. Каким должно быть сечение общего дымохода определяется сложными инженерными расчётами.

  4. Для производства сэндвич труб используются разные марки нержавейки. Чем больше легирующих присадок никеля, хрома, молибдена, марганца, тем изделия из них дороже. Однако высоколегированные стали более кислотоустойчивые и служат дольше.

  5. Монтаж сэндвич труб проходит быстро. Все соединения стандартизированы под один размер. Несмотря на отсутствие сварных соединений они абсолютно герметичные и никакой опасности для людей от дымоходных газов быть не может.

  6. Купите в нашем интернет-магазине не только трубу сэндвич, но и все необходимые комплектующие материалы на нашем сайте по цене от национального производителя.

Если перед вами стоит вопрос как быстро и правильно установить обогревательный прибор и систему отвода дымовых газов обратитесь в компанию «Комфорт Гид». Установку и монтажные работы, а также расценки расценки можно посмотреть здесь.

Помните от правильного устройства газоотводящих труб, уплотнений зависит не только пожарная безопасность, но и жизнь.

 

 

Отличительные черты трубы 

 

 

 

Почему выгодно покупать у «Комфорт Гид»?

Заказывайте у нас высококачественные сэндвич трубы для ваших дымоходов. «Комфорт Гид» приготовил для вас лучшие условия для совершения покупки!

 

 

Как купить сэндвич трубу для дымохода в интернет-магазине?

 

Заказ на сайте или по телефону

Звонок менеджера в течение 30 минут

Предоплата или оплата наложенным платежом

Доставка транспортной компанией или самовывоз

Прайс лист(нажмите чтобы узнать подробнее).

 

Сэндвич-трубы для дымоходов: размеры и монтаж




Очень часто неправильно устроенный печной дымоход создает пожарную опасность в жилом доме. Продукты сгорания топлива не полностью удаляются из помещений и вызывают отравление организма угарным газом. Иногда из-за пренебрежения технологическими особенностями работы возникает задымление и получается обратная тяга.

Стальные дымоходы и их свойства

Существует множество разновидностей материалов для строительства дымохода в частных домах.Трубы делятся в зависимости от назначения и функциональных возможностей.

Дымоход Сэндвич

Утепленные двухслойные трубы позволяют максимально быстро прогреть салон и способствуют эффективному отводу дыма от очага горения. Их устраивают снаружи здания в тех случаях, когда нет возможности провести внутреннюю разводку дымохода.

Монтаж дымохода-сэндвича можно заказать у специализированных строителей, но если разобраться во всех тонкостях технологии, то дымовой канал можно установить самостоятельно.

Положительные характеристики сэндвича для печного дымохода

Как выбрать сэндвич для дымохода

При приобретении элементов дымоудаления необходим заводской сертификат с описанием его характеристик, включающих в себя наименование категорий котлов для возможного подключения, гарантийный срок и виды топлива. При отсутствии сертификата воспользуйтесь правом покупки в другом месте.

Для мастеров, желающих создать дымоудаление своими руками, должна быть подробная инструкция .

Обратите внимание на нержавеющую сталь, из которой изготовлен сэндвич. Качество этого материала влияет на срок службы и устойчивость к высоким температурам.

Теплоизолятор внутри полости должен выдерживать без деформации до 650º.

Для твердотопливных котлов, изделий с лазерной сваркой швов и внутренней трубой из нержавеющей стали . Для котлов, работающих на газовом топливе, допускается соединение элементов методом вальцевания с полостью внутри каждого оцинковки.

Внешние элементы могут быть изготовлены из оцинкованной стали, полиэстера, латуни, нержавеющей стали.

Размеры бутербродов из нержавеющей стали

При покупке труб необходимо учитывать диаметр выхода патрубка из котла. Соответствующий показатель трубы не должен быть меньше его. Сэндвич-трубу следует надеть на выход.

Особенности установки дымоходов

Двустенные сэндвичи решают проблему конденсата на стенках дымохода в холодное время года за счет утеплителя, входящего в конструкцию.Такая изоляция предотвращает образование нагара на внутренней поверхности и увеличивает срок службы.

Для облегчения монтажа сборной конструкции выпускаются фитинги для соединения, поворота канала и других функций.

Разновидности элементов для сборки

  1. Основную длину дымохода выполняют длиной 1 и 0,5 м.
  2. Горизонтальные участки (постели) соединяются с помощью ревизионных тройников для исключения засорения трубы.
  3. Тройник для сбора конденсата и очистки внутренней полости устанавливается в начале вертикального участка канала. Зачастую это происходит сразу после выхода дымохода наружу здания. Один из выходов тройника выполнен на резьбе для отвода конденсата.
  4. Уголки для устройства поворота дымохода на 90º выполнены из трубных материалов и утеплены слоем утеплителя.
  5. Компенсатор для плавного изменения линейных размеров сэндвича при изменении температуры.В многоэтажных домах его устанавливают на каждом этаже, а в одноэтажных над этажом.
  6. Конструкция примыкания к кровле выполнена как единое целое и служит для формирования выхода канала дымохода на крышу.
  7. Узел для устранения протечек в водосбросе кровли. Монтаж осуществляется вокруг дымохода.
  8. Наконечник для защиты отверстий каналов от мусора, снега и пыли.

Как правильно собрать дымоход

Наружная сборка .Первый шаг – горизонтальный отрезок трубы от котла. Стальной сэндвич крепится к трубе дымохода с помощью сборных элементов, которые скрепляются между собой хомутами и обжимаются. Посередине расстояния горизонтального участка вставляется тройник для ревизии.

Соединение последующей трубы осуществляется путем надевания ее на предыдущую. Нельзя менять приказ иначе в комнату попадет дым.

Горизонтальная часть трубы опущена от котла на 3-5 см, чтобы конденсат не попадал в котел.

В проходе сэндвича через стену утеплитель выполнен из негорючих материалов. Если труба проходит через деревянную стену, то ее дополнительно оборачивают слоем асбеста. В кирпичных, бетонных и глиняных стенах достаточно изолировать щель монтажной пеной для наружных работ.

Невозможно соединить сэндвич-трубы в месте выхода через стену. Если вы случайно попали в это место, то делается резка трубы до прохода, после чего целая секция бутерброда встраивается в стену.

После выхода дымохода из стены на улицу сразу ставят тройник для сбора конденсата, потом устраивают трубу подворотом вверх. Сэндвич крепится к стене путем прикрепления его к несущей ферме, которая крепится дюбелями или анкерами .

Дымоход монтируется на высоту над крышей не менее 0,5 м. Трубу закрепляют через каждые пару метров, но иногда дымоход крепят чаще, чтобы не допустить искривления и провисания дымохода.

Высота трубы над крышей напрямую зависит от близости конька выхода дымохода к поверхности. Если труба возвышается более чем на 2 м, то дополнительно крепят ее к крыше металлическим тросом для придания прочности конструкции.

Устройство внутреннего дымового канала

Все соединения выполняются так же, как и при внешнем монтаже, только особое внимание необходимо уделить проходу дымохода через крышу.

Иногда для обустройства места прохода требуется изменение конструкции обрешетки крыши.Мешающие бруски вырезаются и переносятся на другое место. Если говорить о мешающих балках и стропилах, то ломать их не рекомендуется. При этом точка выхода трубы смещается. Это касается варианта, когда дымоход уже сделан в готовом здании. В новостройках таких проблем возникнуть не должно.

Снизу на подготовленный проход подставляется труба, а сверху кладется труба. специальный раструбный элемент , который крепится к кровле саморезами.Стык с кровлей обрабатывается мастикой.

Элемент, в свою очередь, служит опорой для надевания наружной трубы. По периметру вся эта конструкция увенчана специальной юбкой из нержавеющей стали. Загружается сборка с установкой заглушки дымохода . После этого проводится испытание на тягу.

При монтаже дымохода из сэндвич-трубы необходимо учитывать все мелочи, чтобы потом не терпеть неприятности от дыма или угарного газа.особое внимание следует уделить тщательной герметизации стыков и согласованию труб по диаметру.

При соблюдении всех правил монтажа дымоход прослужит верой и правдой долгое время.

Патент США на способ формирования тепловой трубы из облегченной сэндвич-панели. Патент (Патент № 9,797,661, выдан 24 октября 2017 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Эта заявка является подразделением заявки на патент США Сер. Нет.12/383,378, поданной 23 марта 2009 г. и озаглавленной «ТЕПЛОВАЯ ТРУБА ДЛЯ ЛЕГКИХ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ», полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к тепловой трубе и способу ее изготовления, а более конкретно, к тепловой трубе из легкой сэндвич-панели и способу ее изготовления.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Тепловая труба представляет собой механизм передачи тепла, который может передавать большое количество тепла при очень небольшой разнице температур между его горячей частью (или областью с более высокой температурой) и ее холодной частью (или областью с более низкой температурой). ).Внутри тепловой трубы, в горячей части, рабочая жидкость испаряется в пар, а пар течет через паровую область внутри тепловой трубы и конденсируется на холодной части в жидкость. Затем жидкость перемещается через жидкую область внутри тепловой трубы (например, под действием силы тяжести и/или капиллярного действия) обратно в горячую часть для повторного испарения для повторения цикла теплопередачи. Поскольку тепловые трубы не содержат механических движущихся частей, они обычно требуют минимального обслуживания. Кроме того, как механизм теплопередачи, тепловая трубка имеет гораздо более высокую эффективность передачи тепла и является гораздо лучшим проводником тепла, чем эквивалентный цельнометаллический блок (или труба).

Более подробно, типичная тепловая трубка состоит из герметичного корпуса (или трубы), изготовленного из материала с высокой теплопроводностью, такого как медь или алюминий. Запаянную трубу откачивают для создания вакуума, а затем часть трубы заполняют рабочей жидкостью (или теплоносителем). Из-за частичного вакуума, который близок или ниже давления паров жидкости, часть жидкости будет находиться в жидкой фазе, а часть будет в газовой фазе.

Внутри стенок трубы может быть предусмотрена структура фитиля для оказания капиллярного давления на жидкую фазу рабочей жидкости, чтобы вернуть ее обратно в горячую часть.Типичная структура фитиля может быть сформирована из пенопласта, имеющего произвольную конфигурацию ячеек или сотовую структуру. Таким образом, трудно или даже невозможно изготовить поры малого диаметра с высоким коэффициентом удлинения и пористостью желаемых размеров. Кроме того, трудно спроектировать тепловую трубу, которая может иметь как высокие структурные характеристики, так и высокие тепловые характеристики.

Таким образом, существует потребность в тепловых трубах, которые можно было бы легко изготовить, чтобы они имели поры малого диаметра с высоким коэффициентом удлинения и пористостью желаемых размеров, спроектированные как для высоких структурных характеристик, так и для высоких тепловых характеристик, и адаптированные для разнообразные приложения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аспекты вариантов осуществления настоящего изобретения направлены на конкретно конструкционную тепловую трубу, которая может быть легко изготовлена ​​так, чтобы иметь поры малого диаметра с высоким коэффициентом удлинения с пористостью желаемых размеров, предназначенные как для высоких структурных характеристик, так и а также высокие тепловые характеристики и / или быть адаптированы для различных применений.

Аспекты вариантов осуществления настоящего изобретения направлены на набор конструкций для изготовления тепловых труб, которые имеют высокую теплопроводность, низкую плотность и специальные механические свойства (например,грамм. жесткость и прочность). Определенные аспекты вариантов осуществления изобретения также предоставляют наборы параметров для каждого набора конструкций. Кроме того, некоторые аспекты вариантов осуществления изобретения предусматривают специальные конструкционные конструкции тепловых труб, которые отделяют высокое капиллярное давление от повышенных потерь давления на трение.

Вариант осуществления настоящего изобретения создает тепловую трубу, состоящую из легких многофункциональных материалов, для применений с комбинированными конструктивными и тепловыми требованиями.Здесь материалы имеют набор свойств материала (плотность, модуль сжатия, прочность на сжатие и максимальный тепловой поток), которые могут быть разработаны для обеспечения желаемых структурных и тепловых характеристик.

Более конкретно, вариант осуществления настоящего изобретения предлагает тепловую трубу из сэндвич-панелей для передачи тепла между областью с более высокой температурой и областью с более низкой температурой. Тепловая труба сэндвич-панели включает в себя: первый лицевой лист; второй лицевой лист; трехмерный упорядоченный сердечник микрофермы с открытыми ячейками между первым лицевым листом и вторым лицевым листом; и рабочей жидкостью в упорядоченном ячеистом микрофермовом ядре.Трехмерное упорядоченное ядро ​​микрофермы с открытыми ячейками включает в себя паровую область и жидкостную область, при этом паровая область предназначена для транспортировки паровой фазы рабочей жидкости из области более высокой температуры в область более низкой температуры, а жидкая область предназначен для транспортировки части жидкой фазы рабочей жидкости из области с более низкой температурой в область с более высокой температурой.

В одном варианте осуществления сердцевина трехмерно упорядоченной микрофермы с открытыми ячейками включает металлический материал трехмерной упорядоченной микрофермы с открытыми ячейками.

В одном варианте осуществления трехмерно упорядоченная сердцевина микрофермы с открытыми ячейками включает в себя множество механических элементов, имеющих трехмерный порядок со шкалой размеров от примерно 30 мкм до примерно 5 мм для увеличения отношения площади поверхности к объему. из трехмерного упорядоченного материала микроферм с открытой ячеистой структурой.

В одном варианте осуществления сердцевина микрофермы с открытыми ячейками с трехмерным упорядочением включает множество механических элементов, имеющих трехмерный порядок со шкалой размеров от примерно 30 мкм до примерно 1 мм для увеличения отношения площади поверхности к объему. из трехмерного упорядоченного материала микроферм с открытой ячеистой структурой.

В одном варианте осуществления паровая область имеет размер элементарной ячейки больше, чем размер жидкой области.

В одном варианте осуществления область жидкости включает первый внешний слой и второй внешний слой, а область пара включает внутренний слой между первым внешним слоем и вторым внешним слоем. Внутренний слой может иметь размер элементарной ячейки больше, чем у первого и второго внешних слоев.

В одном варианте осуществления трехмерно упорядоченная сердцевина микрофермы с открытыми ячейками представляет собой один слой, имеющий по существу идентичные элементарные ячейки с каналами, прорезанными в нем в качестве паровой области трехмерной упорядоченной сердцевины микрофермы с открытыми ячейками. Жидкая область может состоять из остальных частей одного слоя, отличных от каналов.

В одном варианте осуществления сэндвич-панель дополнительно включает сетчатую структуру для отделения области пара от области жидкости. Сетчатая структура может быть сеткой. Сетка может представлять собой проволочную сетку из нержавеющей стали.

В одном варианте осуществления трехмерное упорядоченное ядро ​​микрофермы с открытыми ячейками конфигурируется с точки зрения количества элементарных ячеек в жидкой области, длины основания элементарной ячейки, эффективного модуля сжатия, прочности на сжатие, распорки. радиус, угол опоры, максимальный тепловой поток, плотность, эффективная теплопроводность, жесткость на изгиб и прочность на изгиб.

В одном варианте осуществления трехмерный упорядоченный сердечник микрофермы с открытыми ячейками включает металл (например, алюминий, никель, медь, титан, сталь, нержавеющую сталь, бронзу, тантал, вольфрам, рений, цирконий и/или ниобий), полимер (например, политиолен), керамика (например, карбид кремния, нитрид кремния и/или алмаз), стекло (например, оксид кремния) или их комбинация.

В одном варианте осуществления первый и второй лицевые листы включают металл (например, алюминий, никель, медь, титан, сталь, нержавеющую сталь, бронзу, тантал, вольфрам, рений, цирконий и/или ниобий), полимер ( например, политиолен), керамика (например, карбид кремния, нитрид кремния и/или алмаз), стекло (например, оксид кремния) или их комбинация.

В одном варианте рабочая жидкость включает гелий, азот, воду, аммиак, ацетон, толуол, углеводороды (например, бутан, пентан, гексан, гептан и/или октан), фторированные углеводороды (например, перфтор(метилциклогексан)) , спирт (например, метанол и/или этанол), расплавленный металл (например, натрий, литий, калий, цезий, висмут, свинец, ртуть и/или серебро) или их комбинацию.

В одном варианте осуществления трехмерно упорядоченная сердцевина микрофермы с открытыми ячейками включает в себя: множество первых элементов фермы, образованных множеством первых самораспространяющихся полимерных волноводов и проходящих вдоль первого направления; множество вторых элементов фермы, образованных множеством вторых самораспространяющихся полимерных волноводов и проходящих во втором направлении; и множество третьих элементов фермы, образованных множеством третьих самораспространяющихся полимерных волноводов и проходящих вдоль третьего направления. Первая, вторая и третья заказанные элементы фермы взаимопроникают друг на друга при множестве узлов с образованием непрерывного материала.

В одном варианте осуществления трехмерное упорядоченное открытое ядро ​​микро-фермы включает в себя: первый трехмерный узор; и второй трехмерный рисунок, отличающийся от первого трехмерного рисунка. Первый и второй трехмерные узоры могут иметь порядок в трех измерениях. В одном варианте осуществления трехмерное упорядоченное открытоячеистое ядро ​​микрофермы дополнительно включает в себя: множество первых элементов фермы, образованных множеством первых самораспространяющихся полимерных волноводов первого трехмерного рисунка и проходящих вдоль первого направления; множество вторых элементов фермы, образованных множеством вторых самораспространяющихся полимерных волноводов первого трехмерного рисунка и проходящих вдоль второго направления; множество третьих элементов фермы, образованных множеством третьих самораспространяющихся полимерных волноводов первого трехмерного рисунка и проходящих вдоль третьего направления; множество четвертых элементов фермы, образованных множеством четвертых самораспространяющихся полимерных волноводов второго трехмерного рисунка и проходящих вдоль четвертого направления; множество пятых стержневых элементов, образованных множеством пятых самораспространяющихся полимерных волноводов второго трехмерного рисунка и проходящих вдоль пятого направления; множество шестых элементов фермы, образованных множеством шестых самораспространяющихся полимерных волноводов второго трехмерного рисунка и проходящих вдоль шестого направления; и интерфейс, в котором первый, второй и третий элементы фермы проникают друг в друга во множестве первых узлов, образуя первый сплошной материал, при этом четвертый, пятый и шестой элементы фермы проникают друг в друга во множестве вторых узлов для образуют второй непрерывный материал, и при этом интерфейс включает в себя множество третьих узлов для соединения первого непрерывного материала со вторым непрерывным материалом

В одном варианте осуществления тепловая труба сэндвич-панели дополнительно включает в себя ограничитель края панели для соединения первого и второго вместе, первое соединение между трехмерным упорядоченным сердцевиной микрофермы с открытыми ячейками и первым лицевым листом и/или второе соединение между трехмерным упорядоченным сердцевиной микрофермы с открытыми ячейками и вторым лицевым листом.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ изготовления тепловой трубы из сэндвич-панелей для передачи тепла между областью с более высокой температурой и областью с более низкой температурой. Способ включает: формирование трехмерной упорядоченной микроферменной конструкции, определяемой открытоячеистой полимерной микроферменной конструкцией; формирование трехмерного упорядоченного ядра микрофермы путем формирования паровой области и жидкой области в трехмерной упорядоченной микроферменной структуре, при этом паровая область предназначена для транспортировки паровой фазы рабочей жидкости из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой и область с жидкостью предназначены для транспортировки части жидкой фазы рабочей жидкости из области с более низкой температурой в область с более высокой температурой; формируют первый лицевой лист и второй лицевой лист, причем каждый из первого и второго лицевых листов имеет площадь, превышающую площадь трехмерного упорядоченного сердечника микрофермы; склеивание первого и второго лицевых листов по периметру тепловой трубы, чтобы окружить трехмерный упорядоченный сердечник микрофермы; подачу рабочей жидкости в тепловую трубу через входное отверстие тепловой трубы; и герметизация входа.

В одном варианте осуществления формирование трехмерной упорядоченной микроструктурной сердцевины включает: закрепление объема фотомономера; закрепление маски между по меньшей мере одним источником коллимированного света и объемом фотомономера, при этом маска имеет множество отверстий; направление коллимированного светового луча от по меньшей мере одного коллимированного источника света на маску в течение периода времени экспонирования, так что часть коллимированного светового луча проходит через маску и направляется множеством отверстий в фотомономер с образованием множество волноводов через часть объема фотомономера; и удаление любого неотвержденного фотомономера, чтобы оставить открытую ячеистую полимерную микроструктуру фермы, имеющую множество элементов фермы, образованных множеством волноводов.

В одном варианте осуществления паровая область сформирована так, что размер элементарной ячейки больше, чем у жидкой области.

В одном варианте осуществления область жидкости сформирована так, что включает первый внешний слой и второй внешний слой, а область пара сформирована как внутренний слой между первым внешним слоем и вторым внешним слоем. Внутренний слой может быть выполнен с размером элементарной ячейки больше, чем у первого и второго внешних слоев.

В одном варианте осуществления трехмерная упорядоченная сердцевина микрофермы с открытыми ячейками сформирована в виде единого слоя, имеющего по существу идентичные элементарные ячейки с прорезанными в нем каналами, как паровая область трехмерной упорядоченной микрофермы с открытыми ячейками. основной.

В одном варианте осуществления формирование трехмерного упорядоченного микростержня включает формирование сетчатой ​​структуры для отделения области пара от области жидкости.

В одном варианте осуществления при формировании трехмерного упорядоченного ядра микрофермы трехмерное упорядоченное ядро ​​микрофермы конфигурируется с точки зрения количества его элементарных ячеек в жидкой области, длины его основания элементарной ячейки, его эффективный модуль сжатия, его прочность на сжатие, его радиус распорки, его угол распорки, его максимальный тепловой поток, его плотность, его эффективная теплопроводность, его жесткость на изгиб и его прочность на изгиб.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ изготовления тепловой трубы из сэндвич-панелей для передачи тепла между областью с более высокой температурой и областью с более низкой температурой. Способ включает: формирование трехмерной упорядоченной микроферменной конструкции, определяемой открытоячеистой полимерной микроферменной конструкцией; формирование трехмерного упорядоченного ядра микрофермы путем формирования паровой области и жидкой области в трехмерной упорядоченной микроферменной структуре, при этом паровая область предназначена для транспортировки паровой фазы рабочей жидкости из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой и область с жидкостью предназначены для транспортировки части жидкой фазы рабочей жидкости из области с более низкой температурой в область с более высокой температурой; формируют первый лицевой лист и второй лицевой лист, причем каждый из первого и второго лицевых листов имеет площадь, превышающую площадь трехмерного упорядоченного сердечника микрофермы; приклеивание первого лицевого листа к трехмерному упорядоченному сердечнику микрофермы; приклеивание второго лицевого листа к трехмерному упорядоченному сердечнику микрофермы; приклеивание первого и второго лицевых листов к ограничителю края панели; заполнение тепловой трубы рабочим телом через входное отверстие тепловой трубы; и герметизация входа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи вместе с описанием иллюстрируют примерные варианты осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов настоящего изобретения.

РИС. 1 представляет собой схематический вид в перспективе части конструкции согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

РИС. 2 представляет собой схематический вид в перспективе конструкции согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

РИС. 3 представляет собой схематическое представление системы для формирования структуры варианта осуществления настоящего изобретения из множества волноводов, созданных с использованием одного коллимированного луча или множества коллимированных лучей через множество апертур.

РИС. 4 a иллюстрирует пример шаблона квадратной маски (или шаблона апертуры квадратной маски) согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

РИС. 4 b иллюстрирует пример шаблона шестиугольной маски (или шаблона шестиугольной апертуры маски) согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

РИС. 5 представляет собой блок-схему процесса формирования одного или нескольких полимерных волноводов конструкции согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

РИС. 6 представляет собой схематический вид в перспективе, показывающий соответствующие направления, вдоль которых проходят элементы фермы конструкции варианта осуществления настоящего изобретения.

РИС. 7 a , 7 b , 7 c и 7 d схематически иллюстрируют четыре конструкции тепловых труб из сэндвич-панелей, в которых используется микроразмерный сердечник фермы и лицевые листы.

РИС. 8 схематично показана элементарная ячейка микрофермы с обозначенными соответствующими размерами, используемая для изготовления конструкций, показанных на фиг. 7А, 7В, 7С и 7D.

РИС. 9 представляет собой график, показывающий характеристики в пространстве с 4 критериями конструкции с тепловыми трубами из сэндвич-панелей, показанной на фиг. 7D с алюминиевыми лицевыми листами, полимерным микрофермовым сердечником, водной рабочей жидкостью и проволокой из нержавеющей стали 500 меш.

РИС. 10 a , 10 b , 10 c и 10 d иллюстрируют улучшенные размеры конструкции тепловых труб из сэндвич-панелей на фиг.7D с алюминиевыми лицевыми листами, полимерным микрофермовым сердечником, водной рабочей жидкостью и проволокой из нержавеющей стали 500 меш.

РИС. 11 представляет собой график, показывающий рабочие характеристики конструкционной тепловой трубы для различных рабочих жидкостей с алюминиевыми лицевыми листами, полимерным микрофермовым сердечником, проволокой из нержавеющей стали 500 меш и прочностью на сжатие ≥1 МПа.

РИС. 12 a , 12 b , 12 c и 12 d иллюстрируют графики, показывающие улучшенные размеры конструкционной тепловой трубы для различных рабочих жидкостей с алюминиевыми лицевыми листами, полимерным микрофермовым сердечником, проволокой из нержавеющей стали 500 меш, и прочность на сжатие ≥1 МПа.

РИС. 13 представляет собой график, показывающий рабочие характеристики конструкционной тепловой трубы для различных сердечников из материала микрофермы с алюминиевыми лицевыми листами, водной рабочей жидкостью, проволокой из нержавеющей стали 500 меш и прочностью на сжатие ≥1 МПа.

РИС. 14 a , 14 b , 14 c и 14 d иллюстрируют графики, показывающие улучшенные размеры конструкционной тепловой трубы для различных сердечников из материала микрофермы с алюминиевыми лицевыми листами, рабочей жидкостью на воде, проволокой из нержавеющей стали 500 меш. , и прочность на сжатие ≥1 МПа.

РИС. 15 a представляет собой вид сверху конструкционной тепловой трубы, а на фиг. № 15 b — структурная тепловая трубка в разрезе.

РИС. 16 иллюстрирует способ изготовления тепловой трубы, состоящей из сэндвич-панелей с микростержневым сердечником, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

РИС. 17 a и 17 b схематически иллюстрирует тепловую трубу из сэндвич-панелей в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

РИС. 18 a , 18 b , 18 c и 18 d представляют собой цветные изображения различных поколений (т. .

РИС. 19 a , 19 b , 19 c и 19 d схематически иллюстрируют испытательную установку и данные для снижения характеристик теплопередачи негерметичной, неработающей тепловой трубы, тепловой трубы в начальной стадии выгорания. и функционирующую тепловую трубу согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В нижеследующем подробном описании в качестве иллюстрации показаны и описаны только некоторые примерные варианты осуществления настоящего изобретения. Как будет понятно специалистам в данной области техники, описанные примерные варианты осуществления могут быть изменены различными способами без отхода от сущности или объема настоящего изобретения. Соответственно, чертежи и описание следует рассматривать как иллюстративные по своему характеру, а не ограничивающие.

В контексте вариантов осуществления настоящего изобретения трехмерная упорядоченная микроструктура называется упорядоченной трехмерной структурой в микрометровом масштабе.В одном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрена тепловая труба с фитильной структурой, состоящей из трехмерной упорядоченной микроструктуры. Здесь тепловой трубой может быть легкая тепловая труба из сэндвич-панелей.

В одном варианте осуществления механические элементы трехмерной упорядоченной микроструктуры имеют трехмерный порядок в масштабе (т.е. расстояние от одного узла до другого узла) от 30 мкм до 5 мм. В другом варианте механические элементы трехмерной упорядоченной микроструктуры имеют трехмерный порядок в масштабе (т.е., расстояние от одного узла до другого узла) от 30 мкм до 1 мм.

Ссылаясь на ФИГ. 1 и 2, трехмерная упорядоченная микроструктура с открытыми ячейками 10 согласно варианту осуществления настоящего изобретения представляет собой самонесущую конструкцию. В одном варианте осуществления настоящего изобретения эта трехмерная упорядоченная открытоячеистая микроструктура 10 может использоваться в качестве трехмерной упорядоченной микроструктуры для определения (или получения) окончательной формы и размеров трехмерного композитного материала.Микроструктура 10 включает первые элементы 12 фермы, вторые элементы 14 фермы и третьи элементы 16 фермы. Первые элементы фермы 12 определяются первыми самораспространяющимися полимерными волноводами и проходят вдоль первого направления А. Вторые элементы фермы 14 определяются вторыми самораспространяющимися полимерными волноводами и проходят вдоль второго направления В. Третий Элементы фермы 16 определяются третьими самораспространяющимися полимерными волноводами и проходят в третьем направлении C.Со ссылкой на фиг. 1 и 2, элементы фермы 12 , 14 , 16 взаимопроникают друг в друга в узлах 18 , образуя сплошной материал с трехмерным порядком микроструктуры и имеющий множество трехмерных упорядоченных пор (или пространства), определяемые (или между) элементами фермы 12 , 14 , 16 и узлами 18 . Здесь, в одном варианте осуществления настоящего изобретения, трехмерные упорядоченные поры (или пространства) могут быть использованы как для обеспечения высоких структурных характеристик, так и для высоких тепловых характеристик, и/или могут быть приспособлены для различных применений.

В одном варианте элементы фермы 12 , 14 , 16 содержат фотополимерный материал. В одном варианте осуществления элементы фермы 12 , 14 , 16 представляют собой элементы фермы из полимерных оптических волноводов.

В одном варианте осуществления непрерывный материал формируется непрерывно, так что у него отсутствуют какие-либо внутренние границы, например, границы во взаимопроникающих частях элементов фермы 12 , 14 , 16 .В другом варианте каждый узел 18 микроструктуры 10 сформирован из сплошного материала.

В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения микроструктура 10 формируется с использованием фиксированного светового потока (коллимированного УФ-излучения) для отверждения (полимеризации) полимерных оптических волноводов, которые могут самораспространяться в трехмерном образце. Как таковые, распространяющиеся полимерные оптические волноводы образуют микроструктуру 10 . Здесь микроструктура 10 на фиг.2 показано, что он состоит из двух слоев ферменных элементов 12 , 14 , 16 , которые проникают друг в друга в узлах 18 , уложенных рядом друг с другом, но настоящее изобретение не ограничивается только двумя слои. Например, в одном варианте осуществления можно использовать три или более слоев. Кроме того, каждый из слоев может быть непрерывным для конструкции общей толщиной в один дюйм, а более толстые слои могут состоять из уложенных друг на друга более тонких слоев (например,г. , уложенные рядом и механически связанные друг с другом или уложенные рядом (и не связанные друг с другом механически)).

Как раскрыто в Monro et al. «Тематический обзор ловит свет в собственной ловушке», Journal Of Modern Optics, 2001, Vol. 48, № 2, 191-238, который полностью включен в настоящее описание посредством ссылки, некоторые жидкие полимеры, называемые фотополимерами, претерпевают изменение показателя преломления в процессе полимеризации. Изменение показателя преломления может привести к формированию полимерных оптических волноводов.Если фоточувствительный мономер подвергается воздействию света (обычно УФ) при правильных условиях, начальная область полимеризации, такая как небольшая круглая область, «улавливает» свет и направляет его к кончику полимеризуемой области. , дальнейшее продвижение этой полимеризованной области. Этот процесс будет продолжаться, приводя к формированию волноводной структуры с примерно одинаковыми размерами поперечного сечения по всей длине.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения маска с двумерным рисунком отверстий (см.3) используется для создания трехмерной полимерной микроструктуры (или полимерной микрофермы с открытыми ячейками).

На фиг. 3, система для формирования трехмерной полимерной микроструктуры согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает один или несколько коллимированных источников света 300 , резервуар (форму) 310 , имеющий объем мономера 320 , который будет полимеризоваться на длине волны коллимированных световых лучей, обеспечиваемых источниками света , 300, , и устройством для формирования рисунка, таким как маска , 330, с несколькими отверстиями (открытыми областями) , 340, .Каждая из апертур , 340, имеет заданную форму и размеры, по существу соответствующие геометрии поперечного сечения волновода (например, волновода , 360, , и ). Между маской 330 и мономером 320 может быть подложка 350 . Здесь, на фиг. 3, может быть сформирована действительно трехмерная сеть, поскольку пересекающиеся полимерные волноводы , 360, будут просто полимеризоваться вместе, но не будут мешать распространению волновода. Кроме того, расстояние между множеством волноводов , 360, соответствует рисунку множества отверстий , 340, .Схема отверстий , 340, может быть, например, квадратной, как показано на фиг. 4 a и/или в виде шестиугольника, как показано на РИС. 4 б . Расстояние между отверстиями (апертурами), то есть расстояние между апертурами 340 в маске 330 , и количество волноводов 360 , сформированных из каждой из апертур 340 , будут определять долю открытого объема (т.е. открытого пространства). сформированной трехмерной упорядоченной микроструктуры (или сформированной открытоячеистой полимерной микроферменной структуры).

Таким образом, через систему по фиг. 3, трехмерная упорядоченная микроструктура варианта осуществления настоящего изобретения может быть разработана для данного применения. Параметры конструкции включают: 1) угол и расположение полимерных волноводов по отношению друг к другу, 2) характеристики упакованной сердцевины или относительную плотность полученной ячеистой структуры (или долю открытого объема), и 3) поперечное сечение. форма сечения и размеры полимерных волноводов.

Более подробно на фиг.5 показан способ формирования трехмерной упорядоченной микроструктуры (или структуры микрофермы из полимера с открытыми порами) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 5, в блоке 1000 выбирают фотомономер. В блоке 1010 объем выбранного фотомономера закрепляется (например, в резервуаре). Геометрия маски разрабатывается на основе желаемой трехмерной структуры в блоке 1020 . В блоке 1030 закреплено устройство для формирования рисунка, такое как маска с заданной геометрией.При этом защищенная маска имеет по меньшей мере одно отверстие между по меньшей мере одним источником коллимированного света и объемом выбранного фотомономера. Кроме того, маска может контактировать с мономером или быть отделена подложкой (например, подложкой, прозрачной для УФ-излучения).

В блоке 1040 соответствующее время экспозиции определяется на основе падающей мощности коллимированного светового луча от по меньшей мере одного источника коллимированного света (например, падающей мощности УФ-света) и требуемой длины одного или нескольких волноводы.Коллимированный световой пучок от по меньшей мере одного коллимированного источника света направляется на маску в течение периода времени экспонирования, так что часть коллимированного луча проходит через маску и направляется по меньшей мере одним отверстием в фотомономер для образуют по меньшей мере один волновод через часть объема фотомономера. Здесь, по меньшей мере, один волновод имеет геометрию поперечного сечения, по существу совпадающую с расчетной геометрией апертуры на маске.

В одном варианте осуществления, как показано в блоке 1050 , несколько коллимированных лучей в разных направлениях и/или углах падения направляются через маску в течение заданного периода времени.

В качестве альтернативы, как показано в блоках 1050 и , одиночный коллимированный луч в заданном направлении и под заданным углом направляется через маску в течение заданного периода времени. Затем в блоке 1050 b коллимированный световой пучок перемещается относительно маски и экспозиция повторяется.

Затем, в блоке 1060 , весь неотвержденный фотомономер удаляют, оставляя после себя трехмерную упорядоченную микроструктуру полимера (или микроструктуру полимера с открытыми ячейками).Здесь, в одном варианте осуществления, множество полимерных волноводов используется для формирования трехмерной упорядоченной полимерной микроструктуры, и трехмерная упорядоченная полимерная микроструктура соответствует структуре множества отверстий.

Полученная трехмерная полимерная микроструктура может быть сформирована за считанные секунды в зоне воздействия падающего коллимированного луча. Поскольку падающий свет и мономер остаются фиксированными по отношению друг к другу во время формирования полимерного волновода, область воздействия коллимированного луча (лучей) может сканироваться по большей площади поверхности мономера, что приводит к образованию больших площадные структуры.Альтернативно, в одном варианте осуществления объем мономера может непрерывно подаваться под фиксированной картиной падающего света (созданной из маски и коллимированного света), что ведет к пути для массового производства.

Как описано, как только полимерная ячеистая структура сформирована в объеме мономера, оставшийся неполимеризованный материал (мономер) удаляется, оставляя открытый ячеистый полимерный материал, который представляет собой трехмерную упорядоченную микроструктуру (или открытоячеистый полимер). микроферменная конструкция).Например, растворитель, который растворяет мономер (но не полимер), может быть использован для облегчения удаления мономера.

Возвращаясь к фиг. 1 и 2 элементы фермы 12 , 14 , 16 микроструктуры 10 определяют открытый объем (т.е. свободное пространство) микроструктуры 10 . В одном варианте осуществления микроструктура 10 определяет свободное пространство не менее примерно 40% по объему и не более примерно 99% по объему.В другом варианте осуществления микроструктура 10 определяет свободное пространство не менее примерно 70% по объему и не более примерно 95% по объему.

Элементы фермы 12 , 14 , 16 пересекаются в узлах 18 , образуя симметричные углы в трех измерениях (трех ортогональных направлениях). Симметричные углы относительно плоскости xz (см. фиг. 1) могут составлять от 0° до 90°. То есть элементы фермы 12 , 14 , 16 взаимопроникают друг в друга, образуя «идеальные» узлы: каждый из элементов фермы 12 , 14 , 14 , 16 901 определяет углы сжатия относительно поверхности микроструктуры 10 (т.грамм. поверхность, проходящая вдоль направления плоскости xz), и соответствующие углы, образованные элементами фермы 12 , 14 , 16 , по существу равны друг другу. Однако варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются этим.

Элементы фермы 12 , 14 , 16 обладают высокой прочностью благодаря своему небольшому размеру. В одном варианте осуществления каждый из элементов фермы 12 , 14 , 16 имеет диаметр от 10 мкм до 2 мм.В одном варианте осуществления каждый из элементов фермы 12 , 14 , 16 имеет диаметр не более примерно 500 мкм.

В другом варианте реализации каждый из элементов фермы 12 , 14 , 16 имеет диаметр не более примерно 200 мкм. В другом варианте осуществления каждый из элементов фермы 12 , 14 , 16 имеет диаметр не более примерно 1 мкм. Элементы фермы 12 , 14 , 16 имеют соответственно небольшое соотношение сторон (например,г., отношение длины к диаметру) для выдерживания изгибающего момента. Здесь каждый из стержневых элементов 12 , 14 , 16 имеет длину не более 100 мкм, так что стержневые элементы могут лучше выдерживать механическую нагрузку, приложенную к микроструктуре 10 . Как таковые, элементы фермы 12 , 14 , 16 практически не испытывают изгибной деформации во время приложения механической нагрузки к микроструктуре 10 .

При определенных размерах или диаметрах (например, размерах или диаметрах, описанных выше) повышается прочность элементов фермы, что соответствует повышенной прочности микроструктуры 10 . В одном варианте осуществления каждый из элементов фермы 12 , 14 , 16 имеет молекулярное выравнивание, проходящее вдоль осевого направления элемента фермы. Таким образом, получается анизотропный материал, который обеспечивает значительную степень жесткости и/или прочности в осевом направлении.В одном варианте осуществления в материале, который состоит из длинных молекулярных цепей (например, полимеры), его молекулы могут быть выровнены вдоль направления для обеспечения повышенной степени механической прочности и/или жесткости вдоль направления выравнивания. Более подробно, там, где молекулярные выравнивания элементов фермы 12 , 14 , 16 проходят вдоль соответствующих осевых направлений, элементы фермы 12 , 14 , 14 , 16 выполнены с аксиальной передачей механическая нагрузка, приложенная к микроструктуре 10 .

Как описано выше, микроструктура 10 выдерживает механическую нагрузку, например, за счет осевого растяжения и сжатия элементов фермы 12 , 14 , 16 . Молекулярное выравнивание элементов фермы 12 , 14 , 16 вдоль их соответствующих осевых направлений придает дополнительную прочность и/или жесткость элементам фермы 12 , 14 , 16 микроструктура 10 .

В одном варианте осуществления элементы фермы 12 , 14 , 16 выполнены с возможностью придания микроструктуре 10 поведения с преобладанием растяжения под сжимающей нагрузкой, приложенной к микроструктуре 10 . Такое поведение с преобладанием растяжения отличается от поведения с преобладанием изгиба (например, случайно ориентированных ячеистых структур), как описано в Ashby, «The Properties Of Foam And Lattices», Philosophical Transactions — Royal Society Of London Series A Mathematical Physical and Engineering Sciences. , Том.364, 2006, который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

В конструкции с преобладанием изгиба модуль упругости пропорционален квадрату относительной плотности ρ′/ρ s ′, где ρ′ — плотность ячеистого материала, а ρ s ′ — плотность твердое тело, из которого оно построено. Напротив, структура с преобладанием растяжения (такая как микроструктура 10 ) имеет модуль упругости при сжатии (E), прямо пропорциональный как ее относительной плотности, так и модулю (E s ) части твердого материала микроструктуры. 10 , как выражено в уравнении (1) ниже:
E=E s (sin 4 θ)(ρ/ρ s )  (1)
где ρ 9012 плотность микроструктуры 10
, ρ s — плотность твердого материала части микроструктуры 10 , θ — угол наклона хотя бы одного из элементов фермы 12 , 14 , 16 относительно поверхности сжатия микроструктуры 10 , а E s представляет собой модуль твердого материала части микроструктуры 10 .Таким образом, модуль упругости конструкции вариантов осуществления настоящего изобретения также пропорционален геометрической функции угла θ конструкции, и, соответственно, θ может быть выбран для изменения (например, увеличения или уменьшения) модуля упругости.

Возвращаясь к фиг. 1 и 2, микроструктура 10 включает элементы фермы 12 , 14 , 16 , проходящие соответственно в направлениях А, В и С. Однако варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются этим.Например, со ссылкой на фиг. 6, конструкция варианта осуществления настоящего изобретения может включать элементы фермы, образованные самораспространяющимися полимерными волноводами и проходящие в направлениях D, E, F, G, H, I, J и K соответственно. Например, конструкция согласно варианту осуществления настоящего изобретения может включать восемь элементов фермы, каждый из которых проходит в соответствующем одном из восьми различных направлений. Здесь аналогично варианту осуществления, показанному на фиг. 1 и 2 восемь элементов фермы взаимно проникают друг в друга, образуя узлы непрерывного материала с трехмерным порядком микроструктуры.Однако варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются этим и могут включать более или менее восьми элементов фермы.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения открытый объем ячеистой структуры заполнен, по меньшей мере, частично материалом, отличным от материала самой ячеистой структуры, тем самым создавая упорядоченный двухфазный композит. Также в другом варианте осуществления настоящего изобретения один или несколько элементов фермы ячеистой конструкции покрыты материалом, отличным от материала самой ячеистой конструкции, для регулирования ее тепловых характеристик.Также в другом варианте осуществления настоящего изобретения базовые элементы ячеистой конструкции покрыты материалом, отличным от материала самой ячеистой конструкции, и базовые элементы удаляются для создания самонесущей конструкции, имеющей непрерывные, но разделенные объемы.

Масштаб размеров и особенности структур вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть использованы в приложениях теплопередачи.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения создается функционально градиентная сердцевина теплопередачи (например,г., функционально градиентная фитильная структура) с упорядоченной открытоячеистой трехмерной (3D) микроструктурой. Здесь термин «функционально дифференцированный» относится к пространственному изменению физической микроструктуры — и, следовательно, свойств — по толщине материала (направление y на фиг. 1), и его формирование обсуждается в заявке на патент США сер. № 12/317,210, поданной 18 декабря 2008 г. и озаглавленной «Функционально-градуированная трехмерная упорядоченная открытоячеистая микроструктура и способ ее получения», полное содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.Изменение физических свойств в зависимости от толщины может быть достигнуто за счет слоев открытоячеистой трехмерной микроструктуры с различными характеристиками формирования.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрена тепловая трубка с фитильной структурой, состоящей из трехмерной упорядоченной микроструктуры.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения все конструкции конструкционных тепловых труб основаны на конструкции сэндвич-панелей. Сэндвич-панели – это легкие и механически эффективные конструкции.Тепловые трубы обеспечивают большую эффективную теплопроводность, чем сплошные металлические блоки (например, сплошные медные блоки). Добавляя функциональность тепловых труб к сэндвич-панелям, можно получить класс легких, механически эффективных и высокотеплопроводных материалов.

Как предполагалось, конструкции тепловых трубок в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения имеют ряд сходных характеристик:

    • 1. жесткие, тонкие лицевые листы
      • a. предпочтительны материалы с высокой теплопроводностью
      • b.металлы (например, Al и Cu являются хорошими кандидатами)
    • 2. легкое ядро, состоящее из открытой ячеистой структуры, либо упорядоченной (например, рис. 2), либо случайной
      • a. часть активной зоны будет переносить пар, перетекающий из горячей области в холодную
      • b. часть активной зоны будет переносить жидкость, перетекающую из холодной области в горячую
      • c. сердцевина может быть полимерной, металлической, керамической и т. д.
    • 3. соединения между всеми соседними слоями для обеспечения передачи нагрузки В качестве неограничивающих примеров соединений могут быть клеи, пайка и сварка.
    • 4. инкапсулированная рабочая жидкость
      • а. рабочей жидкостью может быть вода, спирты, углеводороды, галогенированные углеводороды и т. д. или азеотроп двух жидкостей
      • b. рабочая жидкость не должна сольватировать какой-либо из компонентов системы, поскольку в противном случае срок службы устройства будет сокращен за счет растворения и повторного осаждения растворенных частиц во время цикла испарения-конденсации рабочей жидкости в тепловой трубе
    • 5.герметическое уплотнение для предотвращения (или защиты) выхода рабочей жидкости и попадания посторонних газов и жидкостей
    • 6. фитиль с мелкими порами для создания капиллярного давления, обеспечивающего движение жидкости
      • а. поры могут представлять собой поры пены, поры в сетке и/или текстуру пены и/или лицевых листов или гидрогеля

. Ссылаясь на ФИГ. 7 a , 7 b , 7 c и 7 d показаны конкретные конструкции тепловых труб согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.Обратите внимание, что иллюстрация на каждой из фиг. 7 a , 7 b , 7 c и 7 d представляет собой схематическое поперечное сечение элементарной ячейки, которое можно периодически повторять для получения более крупных структур.

В конструкции, показанной на РИС. 7 a , тепловая трубка состоит из двух лицевых листов 10 a с сердцевиной 20 a между ними. Здесь сердечник 20 a состоит из упорядоченного ячеистого материала с прорезанными в нем большими отверстиями 30 a .Одна сторона заказанного сердечника из ячеистого материала 20 a прилегает к каждому лицевому листу 10 a , тем самым обеспечивая прямой контакт между жидкостью и лицевыми листами 10 a для лучшей теплопередачи. Стойки из упорядоченного ячеистого материала сердцевины 20 a отделяют лицевую панель от ламелей упорядоченного ячеистого листа. Жидкость удерживается в упорядоченной ферме сердечника 20 a капиллярными силами, в то время как пар течет через более крупные открытые области.Такая конструкция обеспечивает проходы большей площади поперечного сечения для потока пара, что снижает потерю давления из-за потока пара. Возможен ряд вариаций этой конструкции, например:

    • 1. размер упорядоченных ячеек и другие параметры могут варьироваться в керне 20 а (постепенно или с разными участками — листы и столбы — имеющие различные параметры)
    • 2. микроферма может быть заменена любой подходящей открытой ячеистой пеной частично или полностью конструкции

В конструкции, показанной на РИС.7 b , тепловая трубка также включает два лицевых листа с сердцевиной между ними. Однако на фиг. 7 b , сердцевина состоит из двух слоев микроструктурированного упорядоченного ячеистого материала (микрофермы). Один слой, область жидкости, имеет более мелкие поры, а другой слой, область пара, имеет более крупные поры. Большие поры в паровой области уменьшают потери давления в паровой области, в то время как меньшие поры в жидкой области обеспечивают капиллярное давление, необходимое для создания потока жидкости.То есть в варианте осуществления на фиг. 7 b , создается функционально дифференцированный сердечник теплопередачи, и формирование функционально решетчатой ​​структуры, которая может быть использована в качестве функционально дифференцированного сердечника теплопередачи, обсуждается в заявке на патент США сер. № 12/317,210, поданный 18 декабря 2008 г., теперь патент США. № 8,195,023, озаглавленный «Функционально-градуированная трехмерная упорядоченная открытоячеистая микроструктура и способ ее получения». Возможны различные варианты этой конструкции, например:

    • 1.сердцевина может состоять из трехслойного пакета (мелкие поры-крупные поры-мелкие поры), чтобы слои с тонкими порами оставались смежными с обоими лицевыми листами

В каждой из конструкций, показанных на ФИГ. 7 c и 7 d и в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения ядро ​​состоит из пакета из двух слоев микроферм, разделенных сетчатым экраном 40 c , 40 d между ними. Один слой микрофермы представляет собой область пара, а другой — область жидкости.Сетчатый экран 40 c , 40 d обеспечивает небольшие поры, необходимые для потока жидкости, так что размер микропор в области жидкости может быть больше. То есть конструкции, показанные на фиг. 7 c и 7 d допускают большие поры в объеме жидкой области (с более мелкими порами только на границе между жидкой и паровой областями) для развязки создаваемого капиллярного давления (из-за пор на границе раздела) от потери давления из-за потерь на трение (из-за размера пор в объеме области).Эта стратегия проектирования аналогична тепловым трубкам с артериальными фитилями (однако конструкция здесь более эффективна с точки зрения механики). Возможен ряд вариаций этой конструкции, например:

    • 1. Микрофермы в области пара и жидкости могут иметь одинаковые (Фиг.7 d ) или разные (Фиг.7 c ), но в любом случае размер пор сетки должен быть меньше размера пор микрофермы
    • 2. Сердцевина может состоять из трехслойной стопки микрофермы (жидкая область-паровая область-жидкая область ) с 2 слоями сетки (каждый между границей области жидкости и области пара) областями жидкости, примыкающими к обоим лицевым листам
    • 3.Микроферма может быть частично или полностью заменена любой подходящей открытой ячеистой пеной с размером пор сетки меньше размера пор ячеистой пены

7 b , а конструкции на фиг. 7 c и 7 d проще в изготовлении, чем конструкция на фиг. 7 и , поскольку конструкции, показанные на ФИГ. 7 b , 7 c и 7 d не требуют вырезания больших каналов для пара, вместо этого их можно создать, просто укладывая слои материала.Кроме того, поток текучей среды в этих конструкциях (т. е. поток пара и поток жидкости) согласно варианту осуществления настоящего изобретения показан на фиг. 17 а.

РИС. 8 схематично показана элементарная ячейка микрофермы с обозначенными соответствующими размерами, используемая для изготовления конструкций, показанных на фиг. 7 a , 7 b , 7 c и 7 d . Здесь элементарная ячейка имеет длину L, проходящую вдоль первой оси (например, оси x), ширину W, проходящую вдоль второй оси (например,g., ось y) и высоту H, проходящую вдоль третьей оси (например, оси z). Кроме того, элементарная ячейка состоит из множества стержневых элементов (или распорок), каждая из которых на лицевой стороне элементарной ячейки имеет длину 1 и, как показано, образует угол 2 со второй осью. или оси Y.

Пример последовательности изготовления конструкции, показанной на фиг. 7 b выглядит следующим образом:

    • 1. создать микроферму с большим размером ячейки, как описано в U.С. заявка на патент Сер. № 11/580,335, поданной 13 октября 2006 г., теперь патент США. № 7,382,959, озаглавленный «Оптически ориентированные трехмерные полимерные микроструктуры», полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки
    • . № 11/580,335, поданной 13 октября 2006 г., теперь патент США. № 7382959, озаглавленный «Оптически ориентированные трехмерные полимерные микроструктуры»
      • а. один или оба слоя микрофермы могут быть преобразованы в другой материал
    • 3.окуните каждую сторону каждого слоя микрофермы в клей
      • a. клей может быть эпоксидным, неотвержденным тиоленовым мономером и т. д.
    • 4. Вырежьте два лицевых листа с площадью, превышающей площадь слоя микрофермы
    • 5. стопка: лицевой лист-маленький микроферма-большой микроферма- Лицевая панель
    • 6. Полимеризирующий клей для соединения слоев микрофермы друг с другом и с лицевой панелью
    • 7. Поместите трубу малого диаметра (для откачки и заполнения тепловой трубы) между лицевой панелью, но за пределы лицевой панели
      • а.в качестве альтернативы могут быть изготовлены торцевые заглушки с уже загерметизированной заправочной трубой малого диаметра
    • 8. Приклейте лицевые панели по периметру тепловой трубы
      • a. можно выполнить с помощью эпоксидной смолы, сварки (лазерной, MIG, TIG, дуговой и т. д.), диффузионной или ультразвуковой сварки
    • 9. откачка тепловой трубы с помощью вакуумного насоса
      • a. нагрев тепловой трубки ускорит выделение газа и сократит время откачки
    • 10.очистка рабочей жидкости
      • а. в одном варианте используется очистка замораживанием-насосом-оттаиванием
    • 11. заполнение тепловой трубы подходящим количеством рабочей жидкости
    • 12. обжатие и уплотнение трубы малого диаметра, используемой для заполнения
      • a. уплотнение может быть сварным, холодным, диффузионным или ультразвуковым.

7 c и 7 d кусок сетки (или другого тонкого пористого листа) необходимо поместить между слоями микроферм на шаге 5 выше и приклеить к обоим слоям микроферм эпоксидной смолой.Все остальные шаги остаются прежними. Далее следуют два альтернативных метода изготовления сердечника микрофермы с сеткой внутри:

    • 1. метод двустороннего экспонирования
      • a. поместите кусок сетки в форму для изготовления микрофермы
      • b. заливка формы прекурсором мономера
      • c. облучают верхнюю и нижнюю стороны пресс-формы УФ-светом через ряд отверстий (таким образом образуя микроферму)
        • i. массивы отверстий сверху и снизу могут иметь разный рисунок (диаметр, шаг, групповая симметрия и т. д.).)
      • д. растворить непрореагировавший мономер
      • e. микроферма после отверждения
      • f. при необходимости преобразовать микроферму в другой материал
    • 2. Метод одностороннего экспонирования
      • a. поместите кусок сетки в форму для изготовления микроферм
      • b. форма для заполнения прекурсором мономера
      • c. подвергать верхнюю сторону пресс-формы воздействию УФ-излучения через ряд отверстий (таким образом образуя микроферму)
      • d. растворить непрореагировавший мономер
      • e.микрофермы после отверждения
      • f. при желании можно преобразовать микроферму в другой материал
        В обоих случаях свет будет распространяться через сетку, тем самым закрепляя сетку на микроферме и обеспечивая пути передачи нагрузки.

Для изготовления тепловой трубы на РИС. 7 a , вместо набора слоев микрофермы на шаге 5 выше используется слой сердцевины микрофермы с паровыми каналами. Существует несколько вариантов изготовления внутреннего слоя микрофермы с паровыми каналами:

    • 1.каналы можно вырезать из большого куска микрофермы
    • 2. меньшие секции микрофермы можно собрать с помощью эпоксидной смолы
    • 3. можно изготовить форму для изготовления микрофермы с твердыми вставками (которые могут быть оптически прозрачный). При изготовлении вставки будут занимать то же положение, что и образующиеся паровые каналы. Удаление вставок после фотополимеризации приведет к открытию паровых каналов.

Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают двусторонний подход к проектированию тепловой трубы.Здесь первое направление направлено на предоставление инструментов проектирования многофункциональных тепловых труб на основе микроферм, которые могут быть полезны для многочисленных приложений (например, тепловых, структурных, легких и т. д.). Второе направление направлено на изготовление и тестирование спроектированной многофункциональной тепловой трубы на основе микрофермы, которая использует инструмент проектирования для выбора желаемых конфигураций, создает прототипы для демонстрации многофункциональных возможностей и/или имеет готовый процесс для адаптации к конкретным приложениям и будущим. исследовательские запросы.

Более подробно, аспекты вариантов осуществления настоящего изобретения направлены на системы и способы, позволяющие создавать надежные требуемые конструкции многофункциональных тепловых труб на основе микроферм. Проекты включают:

    • 1. ряд критериев проектирования, включая два или более из следующих:
      • a. плотность/общая масса
      • b. жесткость на изгиб
      • c. прочность на изгиб
      • d. жесткость на сдвиг
      • e. прочность на сдвиг
      • f.жесткость на растяжение/сжатие
      • g. прочность на растяжение/сжатие
      • h. максимальный тепловой поток тепловой трубы
      • i. разница температур тепловых трубок
      • j. эффективная теплопроводность
      • к. максимальное поглощение энергии
      • л. капиллярное давление
    • 2. параметры робастности (не обязательно включать, но если они включены, то можно указать только один критерий)
      • а. параметр, описывающий присущие процессу и изменения свойств материала (могут быть отдельные параметры для каждого свойства материала и каждого измерения критерия)
      • b.параметр, описывающий допустимое отклонение производительности (для каждого критерия может быть один параметр)
    • 3. проектируемые размеры, которые могут включать
      • a. Угол подкосов микрофермы
      • b. Длина распорки микрофермы
      • c. Радиус распорки микрофермы
    • 4. физические свойства используемых материалов (которые могут зависеть от проектируемых размеров или других параметров), например,
      • a.плотность (твердой, жидкой, газовой фаз)
      • b. модуль Юнга
      • c. предел текучести
      • d. теплопроводность
      • e. поверхностное натяжение
      • f. вязкость

Вариант осуществления изобретения также может быть использован для сравнения различных комбинаций материалов и выбора улучшенного набора материалов для желаемых многофункциональных характеристик.

Вариант осуществления изобретения также можно использовать для сравнения различных конструкций архетипов для выбора наилучшей конструкции архетипа, а затем для выбора улучшенных размеров этой наилучшей конструкции архетипа.

РИС. 9 представляет собой график, показывающий примерную производительность конструкции тепловой трубы из сэндвич-панелей на фиг. 4 в пространстве с 4 критериями. 7 d с алюминиевыми лицевыми панелями, полимерным микрофермовым сердечником, водной рабочей жидкостью и проволокой из нержавеющей стали 500 меш.

РИС. 10 a , 10 b , 10 c и 10 d иллюстрируют улучшенные размеры конструкции тепловых труб из сэндвич-панелей на фиг. 7 d с алюминиевыми лицевыми панелями, полимерным микрофермовым сердечником, водной рабочей жидкостью и проволокой из нержавеющей стали 500 меш.(Здесь, в одном из вариантов, все решения сходятся к одной элементарной ячейке в жидкой области, минимальная граница.)

РИС. 11 представляет собой график, показывающий рабочие характеристики конструкционной тепловой трубы для различных рабочих жидкостей с алюминиевыми лицевыми листами, полимерным микрофермовым сердечником, проволокой из нержавеющей стали 500 меш и прочностью на сжатие ≥1 МПа.

РИС. 12 a , 12 b , 12 c и 12 d иллюстрируют графики, показывающие улучшенные размеры конструкционной тепловой трубы для различных рабочих жидкостей с алюминиевыми лицевыми листами, полимерным микрофермовым сердечником, проволокой из нержавеющей стали 500 меш, и прочность на сжатие ≥1 МПа.(Здесь, в одном из вариантов, все решения сходятся к одной элементарной ячейке в жидкой области, минимальная граница.)

РИС. 13 представляет собой график, показывающий рабочие характеристики конструкционной тепловой трубы для различных сердечников из материала микрофермы с алюминиевыми лицевыми листами, водной рабочей жидкостью, проволокой из нержавеющей стали 500 меш и прочностью на сжатие ≥1 МПа.

РИС. 14 a , 14 b , 14 c и 14 d иллюстрируют графики, показывающие улучшенные размеры конструкционной тепловой трубы для различных сердечников из материала микрофермы с алюминиевыми лицевыми листами, рабочей жидкостью на воде, проволокой из нержавеющей стали 500 меш. , и прочность на сжатие ≥1 МПа.

Здесь, в одном варианте осуществления, использование другого лицевого материала (кроме алюминия) не изменяет конфигурационные размеры ядра микрофермы в вышеуказанных случаях (т.е. с учетом жесткости и прочности на сжатие), а только изменяет среднее плотность получаемой сэндвич-панели, если используется лицевой лист большей или меньшей плотности. При рассмотрении жесткости и прочности на изгиб различные материалы лицевых листов будут изменять конфигурационные размеры материала микрофермы сердцевины, как можно получить на фиг.14 а , 14 б , 14 в , 14 г.

РИС. 15 a представляет собой вид сверху конструкционной тепловой трубы, а на фиг. № 15 b — структурная тепловая трубка в разрезе. Как показано на фиг. 15 a и 15 b тепловая трубка состоит из двух лицевых листов с сердцевиной между ними. Здесь структура сердцевины состоит из первой сердцевины и второй сердцевины с сеткой между ними для отделения или определения первой сердцевины от второй сердцевины.

РИС. 16 иллюстрирует способ изготовления тепловой трубы, состоящей из сэндвич-панелей с микростержневым сердечником, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Здесь метод начинается с формирования материала микрофермы. Затем из материала микрофермы формуют фитиль микрофермы (или сердцевину микрофермы), например, путем образования больших отверстий в материале микрофермы и/или создания сетки между двумя частями материала микрофермы. Сформированный сердечник микрофермы затем помещают между двумя лицевыми листами из металлической фольги и герметизируют внутри двух лицевых листов из металлической фольги, т.е.г., с использованием ультразвуковой сварки металлов.

РИС. 17 a и 17 b схематически иллюстрирует тепловую трубу из сэндвич-панелей в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 17 a и 17 b , тепловая труба из сэндвич-панелей имеет область более высокой температуры у горячего источника (или в контакте с ним) и область более низкой температуры у холодного стока (или в контакте с ним) и включает в себя первый лицевой лист 100 a , второй лицевой лист 100 b , один или несколько ограничителей кромок панелей 600 , трехмерный упорядоченный сердечник микрофермы с открытыми ячейками 200 между первым лицевым листом 100 а и второй лицевой лист 100 б , первое соединение (т.г., клей) 500 a между сердцевиной 200 и первым лицевым листом 100 a , и второе соединение (например, клей) 500 9012 9012 b между сердцевиной 200 и второй лицевой лист. Рабочая жидкость заполняется внутри заказанного сердечника микрофермы с открытыми ячейками 200 , а один или несколько концевых элементов краев панели 600 используются для соединения первого и второго информационных бюллетеней 100 a и 100 . б вместе.

Кроме того, как показано на РИС. 17 a показано, что трехмерное упорядоченное открытоячеистое ядро ​​​​микрофермы 200 включает в себя паровую область на первом лицевом листе 100 a или в контакте с ним и жидкую область на или в контакте с со вторым лицевым листом 100 б . Здесь паровая область предназначена для транспортировки паровой фазы рабочей жидкости из области более высокой температуры в область более низкой температуры, а жидкая область предназначена для транспортировки жидкой фазы рабочей жидкости из области более низкой температуры в область более высокой. температурный регион.

Кроме того, в одном варианте осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 17 a , тепловая труба из многослойной панели включает сетчатую структуру (например, проволочную сетку) для отделения области пара от области жидкости.

Ссылаясь на ФИГ. 18 a , 18 b , 18 c и 18 d показаны различные тепловые трубы для сэндвич-панелей согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Более конкретно, фиг. 18 a , 18 b , 18 c и 18 d — цветные изображения разных поколений (т.е., поколения 0, 1, 2 и 3) тепловых труб из сэндвич-панелей, которые были внедрены в практику.

РИС. 19 a , 19 b , 19 c и 19 d схематически иллюстрируют испытательную установку и данные для определения характеристик теплопередачи негерметичной, неработающей тепловой трубы, тепловой трубы в начальной стадии прогорания. и функционирующую тепловую трубу согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Здесь функционирующая тепловая труба работает с максимальным тепловым потоком 4 Вт/см 2 (или около 4 Вт/см 2 ), а начальная стадия выгорания тепловой трубы работает с тепловым потоком выше более 4 Вт/см 2 .Как можно увидеть и/или вывести из графика, показанного на фиг. 19 d , работающая тепловая труба, по сравнению с негерметичной, неработающей тепловой трубой и начальным состоянием перегоревшей тепловой трубы, имеет гораздо меньшую разницу температур между областью более высокой температуры у источника тепла и областью более низкой температуры. область на холодном стоке и имеет эффективную теплопроводность, которая в 1,9 раза выше, чем у сопоставимого твердого медного блока.

Ввиду вышеизложенного конструкционная тепловая труба в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения состоит из двух лицевых листов, заключающих в себе упорядоченный сердечник микрофермы с открытыми ячейками и рабочую жидкость, где сердечник микрофермы состоит из двух слоев, причем один слой имеет больший размер элементарной ячейки, чем другой.Здесь в конструкционной тепловой трубе сердцевина может иметь трехслойную микроферменную структуру, при этом внешние слои имеют меньший размер элементарной ячейки, чем внутренний слой. В одном варианте осуществления для разделения двух слоев сердцевины используется сетка. Альтернативно, в другом варианте сердцевина представляет собой однослойную микроферму с прорезанными в ней каналами. Здесь соответствующие размеры тепловой трубы могут быть получены из фиг. 10 A , 10 B , 10 C , 10 C , 10 D , 11 , 12 A , 12 B , 12 C , 12 D , 13 , 14 a , 14 b , 14 c и/или 18

Кроме того, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть применимы для использования в аэрокосмической, автомобильной и других смежных отраслях промышленности в качестве метода проектирования конструкций с уменьшенным весом, что позволяет увеличить дальность полета, полезную нагрузку и/или эффективность и/или уменьшить в общей массе системы. Конкретные применения включают:

    • Комбинированное охлаждение электроники и поддержка конструкции электроники
    • Комбинированное охлаждение человека-оператора или пассажира и поддержка конструкции пассажира для самолетов и наземных транспортных средств
    • Охлаждение передних кромок самолетов
    • Охлаждение топливных элементов (e .грамм. для автомобильной техники)
    • Охлаждение пассажирского салона для автомобильной или авиационной техники (или водного транспорта)

То есть, в настоящее время конструкции из тепловых труб в коммерческом производстве не разрабатываются и не улучшаются для структурных характеристик, а также тепловых характеристик, податливых конструкций которые не имеют расчетной плотности, тепловых характеристик и структурных характеристик по сравнению с конструкциями по настоящему изобретению, как обсуждалось выше, которые разработаны для многофункциональности.Как таковые и с учетом вышеизложенного, варианты осуществления настоящего изобретения способны обеспечить теплораспределяющую структуру, которая может обеспечить не только улучшение тепловых характеристик (путем переноса тепла через пар), но также улучшение структурных функций. Наличие материала микрофермы позволяет создать механически эффективную, легкую конструкцию, с которой можно обращаться во время производства и которая может выдерживать удары с высокой перегрузкой во время использования в приложении. Кроме того, материал микрофермы изготавливается с использованием гибкого метода, который обеспечивает прилегаемость и изготовление сетчатой ​​формы.Здесь тепловые трубки в том виде, в котором они были разработаны, могут быть адаптированы для различных применений.

Ввиду вышеизложенного тепловая труба в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения является легкой и прочной, поскольку микроферма по своей природе легкая и прочная. Кроме того, конструкция тепловой трубы из сэндвич-панелей повышает жесткость на изгиб. Кроме того, тепловая трубка использует конвекцию для обеспечения эффективной теплопроводности, которая выше, чем у твердого металла (меди), имеет масштабируемую конструкцию и представляет собой пассивный теплообмен, не требующий дополнительных затрат энергии.

Хотя изобретение было описано в связи с некоторыми иллюстративными вариантами осуществления, специалистам в данной области должно быть понятно, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, а, наоборот, предназначено для охвата различных модификаций, включенных в пределах духа и объема прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.

Критическая инженерная оценка полевого стыка многослойной трубы — Исследовательский портал Абердинского университета

@article{e1fd4e85212a4e3fb27abdd61d7,

title = «Техническая критическая оценка полевого стыка многослойной трубы»,

abstract = «Настоящая статья направлена ​​на применение комбинация методов с целью определения методологии, основанной на методе конечных элементов (КЭ), для проведения инженерно-критической оценки обжимного сварного шва для J-образной укладки.Критическое положение потенциального дефекта во время установки идентифицируется, и его серьезность оценивается с использованием коэффициента концентрации напряжения (SCF). Параметрические уравнения в закрытой форме для количественной оценки геометрического SCF как функции размеров сварного шва выводятся с использованием крупномасштабных параметрических исследований и статистического анализа для соединения, находящегося под напряжением. Максимально допустимый размер дефекта для обжатого сварного шва при возможных монтажных нагрузках оценивается с помощью двух предложенных методологий механики разрушения на основе конечных элементов.При отсутствии данных о сопротивлении разрыву изучается влияние жесткости наполнителя, типа нагрузки и реакции материала на допустимый размер дефекта, а также консервативный характер расчета хрупкого разрушения для оценки разрушения трубопроводов из углеродистой стали со значительной пластичностью. проиллюстрировано.»,

keywords = «Обжимной шов, установка J-образной укладки, моделирование методом конечных элементов, концентрация напряжений, уравнение замкнутой формы, концентрация напряжений, моделирование методом конечных элементов, обжатый сварной шов, уравнение замкнутой формы»,

автор = » Икечукву Оньегири и Мария Кашталян»,

, примечание = «Авторы хотели бы отметить финансовую поддержку Абердинского университета через аспирантуру Эльфинстона и поддержку компьютерного кластера Максвелла, финансируемого Абердинским университетом.»,

год = «2019»,

месяц = ​​январь,

день = «15»,

doi = «10.1016/j.oceaneng.2018.11.020»,

язык = «английский»,

том = «172»,

страницы = «788—802»,

журнал = «Ocean Engineering»,

issn = «0029-8018»,

издатель = «Elsevier BV»,

}

Конструктивные аспекты и преимущества многослойных труб для сверхглубоких вод | OMAE

Для добычи нефти и газа на больших и больших глубинах требуются стальные трубопроводы с очень толстыми стенками или тяжелые системы «труба в трубе», которые дороги и сложны в установке.Многослойная труба — это новая концепция трубопровода, состоящая из двух концентрических стальных труб, разделенных полимерным кольцом и соединенных с ним, что обеспечивает адекватное сочетание прочности конструкции и теплоизоляции. В более поздних работах сэндвич-трубы были проанализированы с точки зрения прочности конструкции, и результаты показали хорошее соотношение между весом стали и сопротивлением внешнему давлению, в основном по сравнению с системой «труба в трубе». Чтобы выполнить требования по теплоизоляции, следует выбрать подходящий полимер для кольцевого слоя, сочетающий в себе как требования к изоляции, так и хорошую прочность сцепления со сталью, которые являются определяющими для адекватных характеристик.Сэндвич-трубы с типичными внутренними диаметрами труб, используемых в морской добыче, анализируются численно для оценки предела прочности при внешнем давлении. Подбираются материалы на основе полиуретана с различными механическими и термическими свойствами. Экспериментальные испытания проводятся для оценки прочности сцепления со сталью, которые используются в качестве исходных данных для численных моделей. Включены нелинейная геометрия, свойства материала и контакта, а также влияние температуры на жесткость полимера.Для оценки изоляционной способности для каждого варианта рассчитывается общий коэффициент теплопередачи и учитывается максимальное «значение U» для всех систем. Кроме того, как численный, так и аналитический анализ используются для разработки системы PIP для гипотетического морского месторождения. Условия аналогичны недавно обнаруженным подсолевым месторождениям на шельфе Бразилии, т.е. глубина воды 2500 м и температура добываемой жидкости 80°C. Таблица спецификаций API 5L используется для выбора толщины и диаметра, а API RP1111 используется для проектирования внутренней трубы PIP.Результаты показывают, что многослойные трубы с достаточной прочностью и изоляционным кольцевым материалом могут обеспечить значительные преимущества по сравнению с системой PIP. В дополнение к преимуществам сэндвич-структуры, первоначальные направления максимального диаметра овальности между внутренней и внешней трубами играют второстепенную роль, создавая дополнительную прочность для сопротивления давлению при разрушении. Меньший вес стали рассчитывается во всех случаях, даже если внешняя труба больше. Во всех случаях был получен меньший вес в подводном положении, что является важным параметром для монтажа, поскольку могут потребоваться менее дорогие трубоукладочные суда.

Freaky Fresh и Freaky Fast Sandwiches

Кейтеринг

Просмотрите меню слева и добавьте блюда к еде.

2000 калорий в день используется для общих рекомендаций по питанию, но потребности в калориях различаются.Дополнительная информация о питании предоставляется по запросу.

Нажмите «Заказать онлайн», чтобы начать формирование вашего заказа.

ЗАКАЗАТЬ ОНЛАЙН

Дополнительные варианты отличных сэндвичей

Пластины подшипников скольжения — Таблица выбора

Загрузить пластины для слайдов Общая информация

Опорные плиты скольжения являются очень экономичным способом обеспечения движения механических систем.Компания Piping Technology & Products, Inc. поставляет пластины подшипников скольжения для различных применений, включая поддержку трубопроводов, тяжелого оборудования, такого как сосуды под давлением, и элементы из конструкционной стали. Пластины обеспечивают поверхность с низким коэффициентом трения, которую можно прикрепить к несущей конструкции. Эта комбинация обеспечивает поддержку, одновременно позволяя объекту свободно перемещаться (скользить) по опорной поверхности.

Большинство проектировщиков используют концепцию «сэндвича» при применении скользящих пластин в своих системах.На диаграмме A (на стр. 192) показан «бутерброд», состоящий из двух одинаковых пластин скольжения, одна сверху, а другая снизу. Каждая пластина скольжения состоит из двух компонентов: металлической опорной пластины (которая похожа на булочку «бутерброда») и материала с низким коэффициентом трения, который приклеен к металлической опорной пластине.

Схема A: Концепция сэндвича

В типичном случае пластина подшипника скольжения приваривается к элементу из конструкционной стали, который достаточно прочен, чтобы обеспечить необходимую поддержку, но коэффициент трения которого слишком высок.Когда труба, поддерживаемая элементом, движется (например, из-за теплового расширения), она скользит по поверхности опорной плиты, не касаясь стальной балки. Возвращаясь к нашей метафоре «сэндвича», верхняя половина «сэндвича» приклеена к трубе, а нижняя — к стальной балке.

Одной из рекомендуемых нами комбинаций материалов является ПТФЭ, 25% наполненный стекловолокном, соединенный с нержавеющей сталью. Оба материала устойчивы к окислению и имеют долгий срок службы даже в стрессовых условиях.Для больших скользящих пластин вместо нержавеющей стали можно использовать оцинкованную сталь, чтобы снизить стоимость.

Таблица выбора слайдов

Температура

Максимальная нагрузка

Коэффициент трения

ПТФЭ, 25% стеклонаполненный

от -320°F до +500°F

Нагрузки до 2000 фунтов на квадратный дюйм

.от 01 до .2

Бронзфит®

до 1100°F

Нагрузки до 5000 фунтов на квадратный дюйм

.15

Графит

+1000°F Воздух и +3000°F Инертность

Нагрузки до 2000 фунтов на квадратный дюйм

.15

Нержавеющая сталь

до 1500°F

Нагрузки до 5000 фунтов на квадратный дюйм

0.08 @ Мин. Давление

0,06 @ Макс. Давление
(полированный)

Маринит

от +400°F до +800°F

от 100 фунтов/кв. дюйм до 2500 фунтов/кв. дюйм

0,08 при мин. Давление

0,06 @ Макс. Давление

 

Основы сборки
Пластины скольжения обычно располагаются в так называемом «сэндвиче», который состоит из верхнего компонента пластины скольжения и нижнего компонента пластины скольжения.

Нижняя пластина скольжения также может быть приварена к неподвижной опоре (т. е. к элементу из конструкционной стали), который заземляет пластину, в то время как другая пластина прикрепляется непосредственно к подвижному компоненту. При движении системы трение передается в месте пересечения двух пластин.

При заказе всегда указывайте размеры верхней и нижней пластины скольжения. Как правило, верхняя скользящая пластина должна быть достаточно большой, чтобы всегда полностью закрывать нижнюю пластину.

Рекомендуемые области применения/температурные пределы
от -320F до +500F при низком давлении в фунтах на квадратный дюйм
Различные пластины подходят для различных температурных пределов.Несмотря на то, что все планшеты были тщательно протестированы на предмет пригодности для промышленных условий, понимание конкретных переменных этих параметров имеет жизненно важное значение для покупки подходящего планшета для каждого применения.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ
ПТФЭ, на 25% наполненный стекловолокном, обеспечивает низкий коэффициент трения при большинстве комбинаций температуры и нагрузки. На диаграмме B на стр. 193 показаны рекомендуемые условия для 3/32” PTFE с 25% наполнением стекловолокном. Для большинства применений достаточно ПТФЭ, наполненного стекловолокном на 25%, когда температура ниже 400 °F.Когда плита подшипника скольжения должна работать при более высоких температурах, вместо ПТФЭ можно использовать графит, на 25% наполненный стеклом. Несущая способность графита не чувствительна к повышению температуры, но клей, используемый для соединения графита с его металлической основой, чувствителен. Рекомендуется использовать дополнительные механические крепления, такие как винты с потайной головкой, чтобы удерживать графит на месте, когда температура превышает 500 ° F. Для комбинаций температуры и нагрузки, превышающих возможности графита, необходимо учитывать специальные конструкции.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИКРЕПЛЕНИЮ
Сварка является наиболее распространенным методом крепления пластины подшипника скольжения к опорным металлическим конструкциям. При использовании этого подхода пластина скольжения должна быть спроектирована с «выступом», поскольку экстремальная температура сварки может нарушить связь между материалом с низким коэффициентом трения и металлической пластиной. «Кромка» 1/4 дюйма подходит для большинства сварных установок. Когда сварка не может быть использована (по соображениям безопасности или по другим причинам) для крепления скользящих пластин, наиболее распространенной заменой является болтовое крепление.

Прежде чем мы начнем конструировать пластины подшипников скольжения, нам необходимо знать следующее:
• Материал, который вы хотите использовать для поверхности с низким коэффициентом трения, исходя из самых высоких комбинаций температуры и нагрузки, которые будет испытывать компонент.
• Желаемый размер и форма поверхности с низким коэффициентом трения.
• Тип металла, размер и форма стальной основы, которые вам нужны. Большинство дизайнеров выбирают оцинкованную или нержавеющую сталь.

Плиты подшипников скольжения являются компонентами многих продуктов Piping Technology & Products, Inc.расходные материалы, такие как башмаки для направляющих труб и константы осевого усилия. В результате у нас есть большой опыт в склеивании PTFE, 25% стекловолокна и графита с металлическими пластинами. Современные клеи подходят для большинства применений. Однако при необходимости можно добавить механические крепления, такие как винты с потайной головкой. Если у вас есть уникальные приложения, мы будем рады разработать индивидуальное практичное решение для вашего приложения.

НЕСТАНДАРТНЫЕ КОНФИГУРАЦИИ СБОРКИ

 

Пластины скольжения для более высоких нагрузок

Примечания:
1.Диапазон давления: от 75 фунтов на квадратный дюйм до 2200 фунтов на квадратный дюйм
2. Диапазон температур: от -320 °F до 400 °F
3. Доступны альтернативные материалы подложки.

 

Пластины скольжения для прогиба и расширения при более высоких нагрузках

Примечания:
1. Диапазон давления: от 75 PSI до 1500 PSI
2. Диапазон температур: от -50 °F до 200 °F
3. Доступны альтернативные толщины армированного эластомера .

 

Пластины скольжения для приваривания к сопрягаемым поверхностям

Примечания:
1.Диапазон давления: от 75 PSI до 2000 PSI
2. Диапазон температур: от -320 °F до 400 °F
3. Доступны альтернативные материалы подложки.

 

Пластины скольжения для высоких температур и высоких нагрузок

Примечания:
1. Диапазон давления: от 100 до 2500 фунтов на квадратный дюйм
2. Температурный диапазон изолятора 1/2 дюйма: от 400 °F до 800 °F трение:
0,08 при мин. давление
0,06 при макс. давление

Вибрационные испытания напечатанной на 3D-принтере спутниковой конструкции из решетчатых сэндвич-панелей

  • [1] Gibson L.Дж. и Эшби М.Ф., Ячеистые твердые тела: структура и свойства , Cambridge Univ. Press, Кембридж, 1999, гл. 1–3, 9. doi: https://doi.org/10.1017/CBO9781139878326

  • [2] Шедлер Т.А., Якобсен А.Дж., Торрентс А., Соренсен А.Е., Лиан Дж., Грир Дж.Р., Вальдевит Л. и Картер В.Б., «Сверхлегкие металлические микрорешетки», Science , Vol. 334, № 6058, 2011, стр. 962–965. doi: https://doi.org/10.1126/science.1211649 SCIEAS 0036-8075

  • [3] Юань В., Song HW, Wang X. и Huang C.G., «Экспериментальное исследование поведения сэндвич-панелей с ферменным сердечником при тепловом изгибе», AIAA Journal , Vol. 53, № 4, 2015. С. 948–957. doi: https://doi.org/10.2514/1.J053246 AIAJAH 0001-1452

  • [4] Sing SL, Yeong WY, Wiria FE и Tay BY, «Характеристика решетчатых структур титана, изготовленных методом селективного лазерного плавления с использованием адаптированный метод испытаний на сжатие», Experimental Mechanics , Vol.56, № 5, 2016. С. 735–748. doi: https://doi.org/10.1007/s11340-015-0117-y EXMCAZ 0014-4851

  • [5] Rashed MG, Ashraf M., Mines RAW и Hazell PJ, «Металлические микрорешетчатые материалы: ток Современное состояние производства, механических свойств и приложений», Материалы и дизайн , Vol. 95, № 5, 2016. С. 518–533. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.01.146 MADSD2 0264-1275

  • [6] Колфилд Дж., Карлссон А. М.и Sypeck D.J., «Разрушение сэндвич-панели с текстильным сердечником», AIAA Journal , Vol. 44, № 6, 2006 г., стр. 1339–1344. doi:https://doi.org/10.2514/1.17156 AIAJAH 0001-1452

  • [7] Дешпанде В.С., Эшби М.Ф. и Флек Н.А., «Топология пены: архитектура с преобладанием изгиба и растяжения», Acta Materialia , Vol. . 49, № 6, 2001. С. 1035–1040. doi: https://doi.org/10.1016/S1359-6454(00)00379-7 ACMAFD 1359-6454

  • [8] Уодли Х.Н. Г., Флек Н. А. и Эванс А. Г., «Изготовление и структурные характеристики периодических ячеистых металлических сэндвич-структур», Composites Science and Technology , Vol. 63, № 16, 2003 г., стр. 2331–2343. doi: https://doi.org/10.1016/S0266-3538(03)00266-5 CSTCEH 0266-3538

  • [9] Рэдфорд Д.Д., Флек Н.А. и Дешпанде В.С., «Отклик защемленных многослойных балок, подвергнутых Ударная нагрузка», International Journal of Impact Engineering , Vol. 32, № 6, 2006, с.968–987. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2004.08.007 IJIED4 0734-743X

  • [10] Queheillalt DT и Wadley HNG, «Ячеистые металлические решетки с полыми фермами», Acta Materialia , Том. 53, № 2, 2005 г., стр. 303–313. doi: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2004.09.024 ACMAFD 1359-6454

  • [11] Tsopanos S., Mines RAW, McKown S., Shen Y., Cantwell WJ, Brooks W и др., «Влияние параметров обработки на механические свойства микрорешетчатых структур из нержавеющей стали, выборочно расплавленных лазером», Journal of Manufacturing Science and Engineering , Vol.132, No. 4, 2010, Paper 041011. doi:https://doi.org/10.1115/1.4001743

  • [12] Gibson I., Rosen DW and Stucker B., Технологии аддитивного производства: быстрое прототипирование для Прямое цифровое производство , Спрингер, Нью-Йорк, 2009 г., гл. 2, 5. doi:https://doi.org/10.1007/978-1-4419-1120-9

  • [13] Yan C., Hao L., Hussein A., Young P. and Huang J ., «Микроструктура и механические свойства ячеистых решетчатых структур из алюминиевого сплава, изготовленных методом прямого лазерного спекания металлов», Материаловедение и инженерия: A , Vol.628, 2015, стр. 238–246. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2015.01.063

  • [14] Fan FL, Fang DN и Jing FN, «Поверхности текучести и механизм микроразрушений блочных решетчатых ферм, материалы», Материалы и дизайн , Vol. 29, № 10, 2008 г., стр. 2038–2042. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2008.04.013 MADSD2 0264-1275

  • [15] Танг М. и Писториус П.С., «Анизотропное механическое поведение деталей AlSi10Mg, изготовленных методом селективного лазерного плавления, JOM: Журнал Общества минералов, металлов и материалов , Vol.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    *