Деталь для создания вакуумно-изоляционных систем

Деталь для создания вакуумно-изоляционных систем

Реферат

Настоящее изобретение относится к детали для создания вакуумно-изоляционной системы. Изобретение относится далее к изоляционной системе, содержащей предлагаемую в изобретении деталь или создаваемым с ее применением, а также к способу создания вакуума.

В связи с истощением ископаемых энергоресурсов и возрастанием необходимости климатической защиты энергосберегающие технологии и экономичность передачи энергии, а также промежуточное накопление полученной по ресурсосберегающей технологии полезной энергии приобретают постоянно возрастающее значение. Важный аспект при этом заключается в улучшении и совершенствовании изоляционных материалов, которые уже длительно используются во многих областях.

В системах централизованного теплоснабжения, соответственно в иных системах теплоснабжения транспортировка тепла от его производителя к потребителю осуществляется пригодными для этой цели теплоносителями (обычно маслом-теплоносителем, водой или перегретым паром). Однако по причине высоких капитальных затрат и высоких потерь тепла на таком пути его транспортировки подобные системы согласно существующему уровню техники экономически эффективны только при транспортировке тепла на сравнительно короткие расстояния (обычно на расстояние между производителем тепла и его потребителем менее 20 км). В традиционных системах для теплоизоляции трубопроводов используются разнообразные волокнистые материалы (стекловата/минеральная вата, частично пропитанная изоляционными порошками и/или сажей) или изоляционная пена (обычно на основе полиуретана). Во всех таких изоляционных материалах в их поровом пространстве преобладает атмосферное давление. Потери тепла в современных сетях в зависимости от сечения трубопровода и рабочих условий обычно составляют примерно от 10 до 100 Вт/м длины трубопровода. Классические вакуумно-изоляционные системы (например, в виде предварительно изолированных формованных изделий или в виде систем типа "труба в трубе") из-за высоких капитальных затрат и из-за слишком короткой продолжительности сохранения требуемого вакуума в настоящее время не используются.

Все традиционные изоляционные материалы для теплоизоляции зданий (кроме изоляционных остеклений) выполнены на основе пористых материалов, поровое пространство которых заполнено воздухом (или в редких случаях также иными газами) под атмосферным давлением. По этой причине эффективность теплоизоляции в каждом случае ограничена. Обычные вакуумно-изоляционные системы (вакуумно-изоляционные панели (ВИП)) находятся в стадии испытаний и внедрения на рынок, однако часто все еще имеют слишком высокую стоимость. Однако один из основных их недостатков состоит в наличии у них заданной формы и невозможности согласования их размеров на стройплощадке с локальными потребностями. Они не только не допускают возможность их разрезания на требуемые размеры, но и не обладают достаточной гибкостью для возможности их подгонки к искривленным поверхностям, не говоря уже про поверхности многогранной формы. Этот фактор сужает возможности по варьированию формы и размеров новостроек, а геометрическая негибкость вакуумно-изоляционных панелей значительно затрудняет дооборудование ими старых сооружений.

Теплоизоляционные материалы используются, кроме того, и для изготовления классических бытовых приборов, таких как домашние холодильники и шкафы-морозильники.

Почти во всех постройках транспортировка горячей водопроводной воды, а также воды для отопления помещений осуществляется по трубопроводам, которые обычно теплоизолированы пеноизоляцией толщиной 10-20 мм. Однако изолирующая эффективность подобных систем ограничена, поскольку в поровом пространстве изоляции преобладает атмосферное давление. По этой причине имеют место значительные потери тепла в результате его передачи окружающим стенам, полам, грунту или окружающему воздуху. Такие потери тепла особенно критичны в тех местах, где отсутствует всякая потребность в тепле для отопления, т.е. в подвальных помещениях, на наружных фасадах, в чердачных помещениях и т.д. Традиционные вакуумно-изоляционные системы явно обладают слишком высокой стоимостью и не гибки в применении. С учетом современных тенденций к использованию проще и быстрее прокладываемых систем из гибких пластмассовых труб и в области санитарно-технического оборудования подобные недостатки проявляются особенно ярко.

В промышленности очень большое количество энергии расходуется на нагрев различного рода реакторов и аппаратов, соответственно на поддержание определенных температур. Традиционно подобные установки теплоизолируют укладываемой в один или несколько слоев стекловатой/минеральной ватой либо в высокотемпературной области теплоизолируют пористыми керамическими материалами. В связи с часто очень высокой разностью температур с окружающим пространством (часто превышающей 200 градусов Кельвина) из-за плохого теплоизолирующего действия подобных материалов все же имеют место значительные потери тепла, которые требуется компенсировать путем дополнительного нагрева. Технология двойных стенок (аналогично сосуду Дьюара) почти всегда исключается из рассмотрения из-за высоких капитальных затрат, а также часто очень сложной геометрии аппаратов (т.е. экстремально высоких издержек производства).

Аналогично классической теплоизоляции зданий в области логистики, связанной с хранением и перевозкой охлажденных или замороженных продуктов, существует потребность в теплоизоляционных системах, которые минимизируют нежелательное поступление тепла в охлаждаемые помещения, а также контейнеры и транспортную тару. В данной области в качестве теплоизоляции принято использовать преимущественно пеноматериалы или волокнистые системы, в поровом пространстве которых преобладает атмосферное давление. По этой причине эффективность такой теплоизоляции в принципе ограничена. Традиционные вакуумно-изоляционные системы (ВИП) из-за их высокой стоимости, а также их негибкой переработки используются лишь избирательно в некоторых областях.

Помимо этого теплоизоляция используется также в производстве транспортных средств, прежде всего летательных аппаратов. В связи с высокой разностью температур между салоном, соответственно кабиной и наружным пространством (которая у пассажирских и транспортных самолетов может достигать 100 К, а у космических летательных аппаратов может достигать 300 К) внутреннее пространство самолетов и космических летательных аппаратов необходимо теплоизолировать относительно наружного пространства с целью ограничить затраты на климатизацию (что соответствует экономии горючего) и предотвратить образование конденсационной влаги. Одновременно с этим подобный теплоизоляционный слой должен быть трудновоспламеняющимся и легким, а предпочтительно должен также способствовать повышению механической жесткости всего корпуса летательного аппарата. Традиционно в этих целях используют теплоизоляционные маты из полиамида и иных высокопрочных пластиков (полиарамида и других полимеров с аналогичными свойствами), а также изоляционные материалы на основе стекловолокон и порошков. В поровом пространстве таких материалов преобладает преимущественно внутренне давление в салоне, соответственно кабине летательного аппарата, т.е. давление около 800-1000 мбар. Вакуумно-изоляционные системы используются при этом лишь в исключительных случаях из-за их высокой стоимости и практически полной невозможности изготовления их пленочной наружной оболочки из трудновоспламеняющихся пластмасс.

Во всех этих областях, таким образом, растет потребность в высокоэффективных теплоизоляционных материалах.

Недорогие изоляционные материалы обеспечивают теплоизоляцию при нормальном давлении, т.е. в поровом пространстве изоляционного материала преобладает абсолютное давление, по величине равное атмосферному давлению воздуха. Благодаря этому такие материалы допускают возможность их простой и надежной переработки. Однако недостаток таких материалов состоит в наличии у них сравнительно низкого теплоизолирующего действия, что обусловлено высокой теплопередающей способностью газов.

Поэтому были разработаны материалы, которые минимизируют такую теплопередачу благодаря использованию вакуума. Однако создание и поддержание разрежения возможно только в механически стабильных системах во избежание спадения находящейся под вакуумом системы.

Трубопроводные системы для транспортировки холодных жидкостей известны помимо прочего из DE 3630399, US 4924679, DE 69202950 Т2, DE 1951 1383 A1, DE 19641647 C1, DE 69519354 Т2, DE 2013983 и WO 2005/043028.

В настоящее время прослеживаются различные подходы к решению задачи по теплоизоляции подобных трубопроводных систем. Часть описанных ранее систем относится к трубопроводам с двойной стенкой, при этом находящуюся между стенками полость вакуумируют и дополнительно могут заполнять ее изоляционным материалом (порошком и/или волокнами) (система типа "труба в трубе"). Это решение соответствует практически решению, лежащему в основе конструкции сосудов Дьюара. В других описанных системах используются предварительно изготовленные формованные изделия, которые по своей форме точно согласованы с теплоизолируемыми деталями, например, выполнены в виде полуоболочек, которые располагают по обе стороны от теплоизолируемых деталей и фиксируют на них. Помимо этого описаны системы, состоящие из отдельных замкнутых и уже вакуумированных частей или секций, которые гибко соединены между собой и образуют тем самым укрупненную систему, которая обычно допускает возможность ее ограниченного изгибания (свертывания) в одном направлении и тем самым обертывания с геометрическим замыканием вокруг цилиндрических тел (труб, емкостей). Общим для всех этих систем является то, что уже при создании вакуума им придается форма, практически повторяющая форму охватываемой в последующем детали, или по меньшей мере должна учитываться форма охватываемой в последующем детали. Во всех этих системах, кроме того, практически невозможно обеспечить полное заключение в них теплоизолируемой детали без образования проходящих в направлении теплопередачи кромок, швов или стыков (так называемых тепловых мостиков).

Тем самым отчасти исключительно высокие изоляционные свойства подобных изоляционных деталей, которыми они обладают по своей площади, ухудшаются многочисленными, неизбежными при практическом применении тепловыми мостиками на переходах от одной изоляционной детали к следующей. Поэтому общее эффективное теплоизолирующее действие на теплоизолированном подобным образом участке трубопровода для холодных или горячих сред обычно оказывается явно слишком низким для их транспортировки на более длинные расстояния. Помимо этого из-за жесткости отдельных вакуумированных частей или секций таких изоляционных деталей их переработка часто затруднена и геометрически значительно ограничена.

Поэтому такие системы в принципе лишь ограниченно пригодны для создания трубопроводных систем, по которым могут транспортироваться соответствующие среды в холодном или горячем состоянии.

Из ЕР 0618065, ЕР 0446486, ЕР 0396961 и ЕР 0355294 известны прежде всего пластинчатые вакуумно-изоляционные системы, обладающие особо высокой теплоизолирующей эффективностью. Такие вакуумно-изоляционные системы могут использоваться, например, для теплоизоляции в домашних холодильниках. Подобные формованные изделия имеют газонепроницаемую оболочку, полость внутри которой заполнена изоляционным материалом. После вакуумирования изоляционного слоя (панели) путем откачивания воздуха механическими насосами и после герметичного закрытия оболочки формованное изделие становится жестким. Поскольку форму изоляционных систем при их монтаже уже невозможно изменить, такие формованные изделия используются преимущественно в пластинчатом виде. Несмотря на принципиально существующую возможность придания подобным формованным изделиям иной формы такая их переработка, однако, сопряжена с соответствующими сложностями и затратами.

В особо сложных изоляционных системах вакуум в них можно создавать лишь после их монтажа, соответственно прокладки, например, откачиванием газов. Подобная возможность предусмотрена прежде всего у рассмотренных непосредственно выше изоляционных систем. Однако создание вакуума путем откачивания газов сопряжено со многими недостатками, и поэтому подобные системы до настоящего времени использовались не для крупных трубопроводных систем. Так, в частности, с увеличением расстояния между различными точками вакуумирования возрастает время, необходимое для создания достаточного вакуума, что крайне проблематично прежде всего при применении высокодисперсных материалов. Так, например, аэрогель проявляет исключительно высокое теплоизолирующее действие, однако затраты времени на работу насосов для достижения достаточного теплоизолирующего действия экстремально высоки. При использовании же материала с меньшей дисперсностью необходимое для вакуумирования время сокращается. При этом, однако, одновременно получают также изоляционный материал, теплопроводность которого при том же остаточном давлении газа (при той же глубине вакуума) выше, чем у материала с большей дисперсностью. Помимо этого не последнюю роль играет и фактор значительных затрат энергии на вакуумирование путем откачивания газов. По указанным причинам подобные системы до настоящего времени не смогли найти широкого применения. При массовом производстве, например, при изготовлении домашних холодильников, дополнительное последующее создание вакуума также лишь трудно реализуемо, поскольку длительность такта при поточном производстве определялась бы соответственно продолжительным временем вакуумирования.

При охлаждении системы транспортируемой текучей средой соответствующий применению насосов вакуум можно создавать путем вымораживания газов. Однако создание вакуума путем вымораживания газов возможно только в трубопроводных системах, по которым течет соответственно холодная среда. К описанным выше системам централизованного теплоснабжения, которые были указаны лишь в качестве одного из многих примеров, подобный механизм не применим.

Помимо этого в WO 2005/043028 описана комбинация из металлов и водорода, которая может использоваться для снижения давления газа в изоляционном слое. Однако недостаток такой системы состоит в сложности обращения с ней. Из ЕР 347367 известен способ создания вакуума в полом теле путем нагрева гидрида металла, выделяющийся при каковом нагреве водород вытесняет воздух. После этого систему герметично закрывают. В ходе последующего охлаждения находящийся в полом теле водород поглощается металлом с образованием его гидрида и образованием в результате вакуума. Однако для выделения водорода гидрид металла необходимо нагревать до очень высоких температур, и поэтому такая система для создания вакуума в описанных в WO 2005/043028 трубопроводных системах до настоящего времени не смогла найти широкого применения.

Исходя из указанного выше и рассмотренного в настоящем описании уровня техники, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать деталь для создания вакуумно-изоляционной системы, которая обладала бы оптимальным комплексом свойств.

Подобный комплекс свойств охватывает прежде всего высокую надежность детали при ее монтаже или прокладке и при эксплуатации изоляционной системы, получаемой из такой детали. Помимо этого подобная деталь должна обеспечивать высокоэффективную изоляцию, которая должна достигаться независимо от холодной среды, текущей внутри изоляционной системы.

Еще одна задача изобретения состояла, в частности, в разработке детали, которая помимо наличия у нее высокого теплоизолирующего действия допускала бы также возможность простой ее переработки. При этом такая деталь должна также допускать возможность ее применения для изоляции объектов сложной геометрической формы. Помимо этого такая деталь не должна удлинять длительность такта и при поточном массовом производстве.

Кроме того, такая деталь должна быть пригодна для достижения особо высокой изолирующей эффективности. Необходимая для этого малая теплопроводность должна достигаться с минимально возможными затратами. При этом прежде всего должны исключаться высокие затраты времени на откачивание газов, обычно сопряженные с высокими расходами.

Еще одна задача изобретения состояла в обеспечении рентабельности изготовления подобной детали и изоляционной системы.

Эти, а также другие задачи, которые хотя и не указаны выше в явном виде, но со всей очевидностью вытекают или непосредственно следуют из контекста настоящего описания, решаются с помощью заявленной в п. 1 формулы изобретения детали. Различные предпочтительные варианты выполнения и модификации такой детали представлены в прямо или косвенно зависимых от п. 1 формулы изобретения. В отношении изоляционной системы, а также способа создания вакуума положенные в основу изобретения задачи решаются с помощью объектов, заявленных в п. 9, соответственно в п. 11 формулы изобретения.

Объектом настоящего изобретения является в соответствии с этим деталь для создания вакуумно-изоляционной системы, которая имеет по меньшей мере один изоляционный слой, который окружен оболочкой и давление газа в котором можно уменьшить с помощью предусмотренного в детали средства, и которая отличается тем, что указанное средство для снижения давления газа выполнено активируемым. Еще одним объектом настоящего изобретения в соответствии с этим является вакуумно-изоляционная система, имеющая такую деталь. Другим объектом настоящего изобретения является также способ создания вакуума в изоляционной системе, имеющей деталь, где в детали активируют средство для снижения давления газа.

При создании изобретения неожиданно было установлено, что предлагаемые в нем меры позволяют получить деталь для создания вакуумно-изоляционной системы, а также полученную из такой детали изоляционную систему с оптимальным комплексом свойств.

Подобный комплекс свойств охватывает прежде всего высокий уровень надежности детали при ее монтаже или прокладке и при эксплуатации изоляционной системы, получаемой из такой детали. Поэтому такая деталь или вакуумно-изоляционная система не представляют никакой непосредственной опасности для людей, окружающей среды или потребительских товаров. Очевидно, что за исключением сказанного оно не относится к той опасности, которую создают всякие среды, электрические линии, линии передачи данных либо горячие или холодные поверхности в пределах системных компонентов или составных частей, заключенных в предлагаемые в изобретении детали или изоляционные системы. Помимо этого такая деталь может монтироваться и необученным персоналом после краткого его инструктажа, при этом полученная в результате вакуумно-изоляционная система может вводиться в эксплуатацию даже этими людьми.

Помимо этого предлагаемая в изобретении деталь позволяет достичь исключительно высокой теплоизолирующей эффективности, достижимой независимо от холодной среды, текущей внутри изоляционной системы. Необходимой для этого малой теплопроводности удается достигнуть с минимально возможными затратами. При этом прежде всего удается избежать высоких затрат времени на откачивание газов, обычно сопряженных с высокими расходами.

Предлагаемая в изобретении деталь и изоляционная система рентабельны в изготовлении. Дополнительных преимуществ в отношении производственных издержек позволяет достичь применение недорогих и легких в переработке компонентов и/или материалов. Их применение позволяет, кроме того, особо простым путем перерабатывать и монтировать предлагаемые в изобретении детали.

Кроме того, предлагаемую в изобретении деталь можно использовать для изоляции объектов сложной геометрической формы. При этом применение предлагаемой в изобретении детали не приводит к слишком большому удлинению длительности такта и при поточном массовом производстве.

Помимо этого предлагаемая в изобретении деталь и получаемая из неё вакуумно-изоляционная система обеспечивает высокое теплоизолирующее действие в сочетании с высокой гибкостью при прокладке и монтаже, а также с высокой надежностью в обращении с ними и в работе. Кроме того, предлагаемая в изобретении вакуумно-изоляционная система обладает предпочтительным спектром применения, позволяющим использовать ее в очень широких интервалах температур без ухудшения ее теплоизолирующего действия.

Такие преимущества могут использоваться во всех рассмотренных в начале описания областях с неоднократным достижением синергетических эффектов. Получаемая из предлагаемой в изобретении детали вакуумно-изоляционная система при их применении для теплоизоляции систем централизованного теплоснабжения, систем снабжения технологическим паром и прочих систем теплоснабжения проявляют такие изоляционные свойства, которые в остальном в лучшем случае могут проявлять традиционные вакуумно-изоляционные системы с наилучшими среди всех них свойствами, при одновременно малой производственной себестоимости, исключительной простоте и гибкости монтажа, а также исключительной легкости в обращении на стройплощадке. Тем самым благодаря хорошим изоляционным свойствам возможна экономически эффективная реализация теплоизоляции на гораздо больших расстояниях, чем при применении традиционных изоляционных систем, что предоставляет дополнительные возможности применения предлагаемой в изобретении вакуумно-изоляционной системы. Кроме того, возможно применение изоляционных материалов, которые позволяют использовать их в условиях рабочих температур, значительно превышающих рабочую температуру распространенных пенополиуретанов (длительно работающих при температуре около 110°С). Благодаря этому существует принципиальная возможность транспортировки тепла на более высоком температурном уровне и/или с большей разностью температур между подающей и обратной линиями. Последний фактор позволяет уменьшить массовый расход теплоносителя, соответственно использовать трубопроводы меньшего сечения (что при определенных условиях позволяет также уменьшить размеры предназначенных для отбора полезной энергии теплообменных систем) и тем самым добиться дальнейшего сокращения капитальных затрат.

Предлагаемая в изобретении вакуумно-изоляционная система при её применении для теплоизоляции зданий позволяют значительно снизить потребность в тепловой энергии на отопление новостроек, а также старых сооружений, не накладывая существенных ограничений на архитектуру и не приводя к значительному удорожанию строительства.

В отношении транспортировки горячей водопроводной воды, а также воды для отопления помещений по трубопроводам в зданиях предлагаемое в настоящем изобретении решение позволяет сооружать недорогие, гибкие, легко прокладываемые трубо- или шлангопроводы с малым наружным диаметром, которые после ввода в эксплуатацию тем не менее обладают такими показателями вакуумной теплоизоляции, которые до настоящего времени не удавалось реализовать по стоимостным причинам. Применение трубопроводов с предлагаемой в изобретении теплоизоляцией позволяет ощутимо снизить потребность в тепле на отопление зданий.

Настоящее изобретение можно эффективно использовать и применительно к реакторам и аппаратам, необходимость в которых существует прежде всего в промышленности, поскольку оно идеально сочетает в себе преимущества традиционной теплоизоляции из волокнистых матов касательно их перерабатываемости, гибкости и цены с изоляционными свойствами вакуумной изоляции. При применении предлагаемых в изобретении искусственных волокон из высокопрочного пластика возможна непрерывная эксплуатация при рабочих температурах, достигающих порядка 270°С, а применение составляющих стекловату/минеральную вату волокон либо иных керамических волокон и/или порошков вместо искусственных волокон из высокопрочного пластика позволяет также использовать предлагаемую в изобретении теплоизоляцию при гораздо больших температурах. Благодаря этому можно значительно снизить существующую в промышленности потребность в тепловой энергии.

Другой представляющей интерес областью применения являются теплоаккумуляторы на основе РСМ-материалов (от англ. "phase change material", материалы с легким переходом из одной фазы в другую, способные в результате фазового перехода поглощать в значительных количествах скрытую теплоту и затем в ходе обратного процесса вновь отдавать его). Подобные теплоаккумуляторы являются альтернативой сетям централизованного/местного теплоснабжения, при которой тепло транспортируется запасенным в подвижных емкостях. Очевидно, что такие емкости требуют их снабжения недорогой, высокоэффективной, легкой и занимающей небольшой объем теплоизоляцией, обеспечиваемой предлагаемыми в изобретении изоляционными системами.

Предлагаемое в изобретении решение позволяет значительно снизить расход энергии, затрачиваемой на охлаждение холодильных складов и холодильных камер, не накладывая существенных ограничений на архитектуру и не приводя к значительному удорожанию строительства. При этом можно существенно увеличить максимальный срок хранения охлажденных или замороженных продуктов в транспортных упаковках, транспортной таре или в контейнерах (например, в цистернах для перевозки пищевых продуктов, вагонах- и автомобилях-рефрижераторах, транспортных средствах для перевозки замороженных продуктов), соответственно значительно снизить расход энергии на компенсацию нежелательного нагрева охлажденных или замороженных продуктов. В результате снижаются также вредные воздействия шума и отработавших газов, источником каковых воздействий в настоящее время являются стоящие на стоянке автомобили-рефрижераторы и рефрижераторные контейнеры.

Синергетические эффекты при применении настоящего изобретения могут прежде всего достигаться и при теплоизолировании транспортных средств, прежде всего летательных аппаратов, в частности самолетов. При этом пористые изоляционные материалы можно традиционным путем помещать в полости между наружной обшивкой самолета и внутренней стенкой его салона. Предлагаемое в изобретении решение позволяет получать из такой изоляции вакуумную изоляцию, при этом преобладающую часть оболочки, охватывающей изоляционный слой, можно образовывать из деталей транспортного средства.

Поэтому стоимость изготовления такой теплоизоляции очень низка по сравнению с применением традиционных вакуумно-изоляционных систем.

Еще одно преимущество выполненной в соответствии с изобретением (тепло-)изоляции при ее использовании в самолетостроении и строительстве облегченных конструкций состоит в возможности обеспечить повышение жесткости всей конструкции в результате увеличения твердости изоляционного материала. Для этого можно, например, использовать множество небольших, заполненных волокнами и/или порошком ячеек, газонепроницаемо отделенных друг от друга необходимыми для этого перегородками, которые соединяют между собой наружную и внутреннюю стенки деталей наружной обшивки. В результате образуется конструкция с исключительно высокой механической жесткостью вплоть до самонесущей конструкции аналогично традиционной ВИП. Однако в отличие от таких ВИП возможно создание любой, в том числе и столь сложной трехмерной структуры, поскольку создание вакуума инициируется лишь после точно пригнанного монтажа и газонепроницаемой заделки структуры. Кроме того, наличие достаточного количества отдельных газонепроницаемых друг относительно друга вакуумных ячеек даже в случае локальных повреждений всей конструкции обеспечивает сохранение высокой механической прочности в отличие от типичных ВИП большой площади, повреждение газонепроницаемой оболочки которых привело бы к потере их механической прочности.

В настоящем изобретении предлагается деталь для создания вакуумно-изоляционной системы. Под термином "деталь" согласно настоящему изобретению подразумевается предмет, который индивидуально либо совместно с другими однотипными или разнотипным предметами пригоден для создания вакуумно-изоляционной системы. Под выражением "вакуумно-изоляционная система" согласно настоящему изобретению подразумевается любой предмет, который имеет зоны с полостями, в которых преобладает существенно сниженное по сравнению с нормальным атмосферным давлением давление газа, и который тем самым пригоден для уменьшения выделения или поглощения тепловой энергии. К такой "вакуумно-изоляционной системе" относятся прежде всего описанные выше трубопроводные системы, по которым пропускают холодные текучие среды, например, водород в жидком или газообразном виде, или трубопроводы централизованного теплоснабжения (тепловые сети), по которым транспортируются горячие текучие среды. К "вакуумно-изоляционной системе" относятся далее изоляционные системы, используемые в зданиях, системах охлаждения, аппаратах, бытовых приборах и т.д.

Предлагаемая в изобретении деталь имеет по меньшей мере одну оболочку, которая охватывает изоляционный слой. Такая оболочка служит для поддержания вакуума, создаваемого после активации средства для снижения давления газа в изоляционном слое. В соответствии с этим оболочка выполняет функцию газонепроницаемого барьерного слоя, который должен обладать минимально возможной газопроницаемостью.

Известно, что газонепроницаемость зависит от газа, который может диффундировать сквозь слой. Помимо этого диффузия газа зависит от типа и толщины материала оболочки. При этом газонепроницаемость должна быть максимально высокой, но не должна до неприемлемого уровня ухудшать перерабатываемость материала оболочки и увеличивать его стоимость. Кроме того, величина, на которую в результате диффузии газа происходит нарастание давление, зависит от площади, сквозь которую может диффундировать газ. Степень газонепроницаемости зависит далее от предусматриваемого срока службы системы, в которой используется данная деталь.

Вышеуказанные параметры, такие, например, как толщина материала оболочки, а также его тип, предпочтительно выбирать в зависимости от соотношения между площадью поверхности материала оболочки и заключенным в нее объемом таким образом, чтобы давление газа, устанавливающееся после активации средства для снижения давления газа, возрастало за год максимум на 20 мбар, предпочтительно максимум на 10 мбар, особенно предпочтительно максимум на 2 мбара. Такие значения давления газа относятся к общему давлению, которое измеряют при нормальных условиях (1013 мбар, 20°С) с использованием воздуха в качестве наружной среды.

Оболочка детали может обладать соответствующей газонепроницаемостью, например, уже при поставке. Помимо этого оболочке можно придавать газонепроницаемость лишь при монтаже или прокладке детали. В соответствии с этим термин "газонепроницаемость" относится к детали в ее проложенном или смонтированном состоянии.

При использовании в трубопроводных системах оболочка может, например, иметь один или несколько наружных слоев и один или несколько уплотнительных слоев, образуемых, например, трубопроводами, по которым проходит текучая среда. При этом изоляционные слои, наружные слои, а также внутренние уплотнительные слои можно собирать из разных деталей для образования, например, трубопроводной системы.

При использовании в конструкции установок или аппаратов, например, домашних холодильников и шкафов-морозильников, например, их внутренняя или наружная облицовка может образовывать часть оболочки предлагаемой в настоящем изобретении детали.

Материалы, из которых можно выполнять оболочку, известны как таковые, при этом в данном отношении можно сослаться на указанные выше публикации. Часто выбор пригодного материала зависит от назначения детали. Так, в частности, для изготовления оболочки возможно применение прежде всего металлов и пластмасс.

Неожиданных преимуществ позволяет достичь, например, применение полимерных пленок, из которых можно выполнять по меньшей мере часть оболочки. В предпочтительном варианте такие полимерные пленки имеют паропроницаемость при 23°С и 85%-ной относительной влажности не более 0,05 г/(м²·сутки), предпочтительно не более 0,005 г/(м²·сутки), особенно предпочтительно не более 0,001 г/(м²·сутки). Проницаемость для других газов (например, О₂, N₂, СО₂) в предпочтительном варианте суммарно при 23°С не превышает 0,5 см³/(м²·сутки·бар), предпочтительно 0,1 см³/(м²·сутки·бар). Нижние предельные значения определяются прежде всего сроком службы деталей, а также конкретными техническими условиями. Так, в частности, значения паропроницаемости ниже 0,0001 г/(м²·сутки) и проницаемости для других газов ниже 0,01 см³/(м²·сутки·бар) достижимы в описанных выше условиях лишь при высоких затратах или с использованием дополнительных металлсодержащих слоев. Поэтому паропроницаемость в предпочтительном варианте составляет при 23°С и 85%-ной относительной влажности от 0,0001 до 0,08 г/(м²·сутки), особенно предпочтительно от 0,0002 до 0,05 г/(м²·сутки). Проницаемость для других газов (например, О₂, N₂, СО₂) в предпочтительном варианте суммарно составляет при 23°С от 0,01 до 0,1 см³/(м²·сутки ·бар), особенно предпочтительно от 0,03 до 0,05 см³/(м²·сутки·бар).

В качестве особо эффективных зарекомендовали себя пленки, которые имеют многослойную структуру, в которой газонепроницаемые барьерные слои с верхней и нижней стороны соединены клеевыми слоями (прослойками) с высокоэффективными паронепроницаемыми запирающими слоями.

Подобная оболочка может быть образована содержащей запирающие слои многослойной пленкой, имеющей следующие слои:

А) защитный лаковый слой из поливинилиденхлорида, каковой слой при необходимости может содержать слой поливинилового спирта,

Б1) необязательно соединительный или клеевой слой,

В1) слой полиолефина,

Б2) соединительный или клеевой слой,

Г) слой сополимера этилена с виниловым спиртом, каковой слой необязательно снабжен по меньшей мере с одной своей стороны полученным путем соэкструзии полиамидным слоем Д,

Б3) необязательно соединительный или клеевой слой,

В2) слой полиолефина.

Пленки с такой структурой описаны прежде всего в заявке ЕР 0446486, которая была подана в европейское патентное ведомство 28.12.90 под номером 90125659, в патенте US 5389420, заявка на который была подана в патентное ведомство Соединенных Штатов Америки (USPTO) 30.11.92 под номером 983216, и в патенте US 5236758, заявка на который была подана в патентное ведомство Соединенных Штатов Америки (USPTO) 15.05.91 под номером 669738, при этом указанные публикации и приведенные в них описания пленок включены в настоящее описание к качестве ссылки.

В зависимости от назначения предлагаемой в изобретении детали может оказаться предпочтительным минимизировать теплопроводность параллельно оболочке. В одном из особых вариантов осуществления настоящего изобретения оболочка предпочтительно не имеет никакого металлического слоя, наличие которого могло бы привести к возникновению теплопроводности. В соответствии с этим материал оболочки в предпочтительном варианте может быть выполнен не содержащим металл. Такое выполнение оболочки может оказаться целесообразным прежде всего применительно к трубопроводным системам, по которым транспортируются холодные текучие среды.

С другой стороны, предпочтительны также варианты, в которых требуется особо низкая газопроницаемость, которой можно достичь, применяя металлы в материале оболочки. Такие варианты могут оказаться целесообразными прежде всего применительно к трубопроводным системам, по которым пропускаются теплые текучие среды, таким, например, как тепловые сети или трубопроводы горячей воды в зданиях, или примени