RU2162189C1

RU2162189C1 - Thermal protection method, laminated structure for its embodiment and protective casing made of it

Info

Publication number: RU2162189C1
Application number: RU2000109134/28A
Authority: RU
Inventors: Л.И. Лазаренков; Е.Т. Шевченко; А.Ф. Макушина; В.Н. Хабаров; ев В.Н. Шир; В.Н. Ширяев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Транс-Прибор"
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2001-01-20

Abstract

FIELD: protection facilities. SUBSTANCE: structure and protective casing have at least three layers positioned in succession. External layer is made impact and heat-resistant. Intermediate layer is made of dry, fireproof, porous-fibrous material, and internal layer is manufactured of porous-fibrous material impregnated with water-containing component or water-containing gel. Thermal protection method includes creation of internal protected space and formation of protective barrier around it made of laminated structure described above. The arrangement of layers enables effective protection of, for example, airborne data storages from fire, impact loads and static overloads. EFFECT: enhanced efficiency. 22 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам защиты внутренних объемов корпусов различного назначения от воздействия неблагоприятных условий окружающей среды, в том числе высоких температур, ударных нагрузок, статического давления и т.п., которые обычно возникают в аварийных ситуациях, и может быть использовано, например, при конструировании бортового оборудования транспортных средств (самолетов, локомотивов, судов, автомобилей), в частности, бортовых накопителей информации ("черных ящиков"), а также в производстве устойчивых к воздействию высокой температуры сейфов, кейсов, при строительстве огнеупорных перегородок зданий и т.п. The invention relates to means for protecting the internal volumes of buildings for various purposes from the effects of adverse environmental conditions, including high temperatures, shock loads, static pressure, etc., which usually occur in emergency situations, and can be used, for example, in the design on-board equipment of vehicles (airplanes, locomotives, ships, cars), in particular, on-board storage devices ("black boxes"), as well as in the production of highly resistant to Safe temperature cases, the construction of the refractory walls of buildings, etc.

Известен способ защиты микроэлектронного оборудования от перегрева, заключающийся в том, что рабочий объем герметичного контейнера частично заполняют диэлектрической жидкостью, монтажные платы с полупроводниковыми кристаллами устанавливают в рабочем объеме в параллельных плоскостях выше уровня диэлектрической жидкости, а конденсатор выполняют в виде полой крышки и полых верхних частей боковых стенок герметичного контейнера, причем их полости сообщают между собой и соединяют с системой подачи и циркуляции охлаждающей жидкости (см. патент РФ N 2042294, H 05 К 7/20, H 01 L 25/04, 1995 г.). После включения нагревателей происходит закипание диэлектрической жидкости, конденсация ее паров на стенках конденсатора и формирование там же пленки жидкости, которая стекает по вертикальным стенкам контейнера, охлаждая полупроводниковые кристаллы и частично испаряясь на них. Такой способ защиты от перегрева основан на охлаждении устройства за счет конденсации жидкости на стенках рабочего объема. Однако для осуществления этого процесса охлаждающая жидкость подается в устройство с помощью трубопровода. Это существенно влияет на габариты устройства и усложняет его конструкцию, а также требует стационарной установки контейнера, что делает такую тепловую защиту неэффективной, например, для использования на транспортных средствах. A known method of protecting microelectronic equipment from overheating is that the working volume of the sealed container is partially filled with dielectric fluid, circuit boards with semiconductor crystals are installed in the working volume in parallel planes above the level of the dielectric fluid, and the capacitor is made in the form of a hollow cover and hollow upper parts the side walls of the sealed container, and their cavities communicate with each other and are connected to the coolant supply and circulation system (see atent RF N 2042294, H 05 K 7/20, H 01 L 25/04, 1995 YG). After the heaters are turned on, the dielectric liquid boils, its vapors condense on the walls of the condenser and a liquid film forms there, which flows down the vertical walls of the container, cooling the semiconductor crystals and partially evaporating on them. This method of protection against overheating is based on cooling the device due to condensation of the liquid on the walls of the working volume. However, to carry out this process, the coolant is supplied to the device using a pipeline. This significantly affects the dimensions of the device and complicates its design, and also requires the stationary installation of the container, which makes such thermal protection ineffective, for example, for use in vehicles.

Известен способ тепловой защиты аппаратов и трубопроводов с помощью многослойной тепловой изоляции по патенту РФ N 2016348, F 16 L 59/00, выполненной в виде объемного пакета из основания и чередующихся слоев дискретных теплоизоляционных элементов, упорядоченных в слое, в которой слои основания выполняют из чередующихся слоев стеклоткани, прошитых попарно параллельными швами в пересекающихся направлениях, и металлической фольги, а теплоизоляционные элементы выполняют из высокопористой керамики. Однако такая многослойная тепловая изоляция может обеспечить тепловую защиту оборудования при температуре не выше 200-700^oC, что совершенно недостаточно для аварийных ситуаций, упомянутых выше.A known method of thermal protection of apparatuses and pipelines using multilayer thermal insulation according to the patent of the Russian Federation N 2016348, F 16 L 59/00, made in the form of a volumetric package of the base and alternating layers of discrete heat-insulating elements arranged in a layer in which the layers of the base are made of alternating layers of fiberglass, stitched in pairs with parallel seams in intersecting directions, and metal foil, and the insulating elements are made of highly porous ceramic. However, such multilayer thermal insulation can provide thermal protection of the equipment at a temperature of no higher than 200-700 ^o C, which is completely insufficient for the emergency situations mentioned above.

Известен также способ защиты действующей электронной аппаратуры от воздействия окружающей среды, заключающийся в том, что плату с указанной аппаратурой устанавливают в чехол (корпус), который содержит как минимум два слоя стойкого к разрыву пластика, расположенных на противоположных сторонах металлического барьера, после чего плату герметизируют внутри указанного корпуса. При этом корпус выполняют в виде конструкции типа сандвича, т.е. многослойной, в которой каждый из слоев пластика, в свою очередь, содержит наружный и внутренний слои, причем первый из них выполняют из полиэтилена, а второй - из полиамида или полиэфира, а материал металлического барьера выбирают из группы, состоящей из алюминия, олова и сплавов, включающих алюминий и/или олово (см. заявку РФ на изобретение N 96121569/09, H 05 К 5/06, 1999 г. ). Однако использование такого защитного чехла (корпуса) не может обеспечить тепловую защиту электронных компонентов при повышенной температуре окружающей среды, например, до 1100^oC в аварийных ситуациях, так как материал наружного и внутреннего слоев (полиэтилен, полиамид) имеет температуру плавления не выше 200^oC, а температуры плавления алюминия и олова составляют, соответственно, 600 и 232^oC, то есть разрушение указанного чехла произойдет на первых минутах огневого воздействия.There is also a method of protecting existing electronic equipment from environmental influences, namely, that the board with the specified equipment is installed in a case (housing), which contains at least two layers of tear-resistant plastic located on opposite sides of the metal barrier, after which the board is sealed inside the specified case. In this case, the casing is made in the form of a sandwich type construction, i.e. multilayer, in which each of the layers of plastic, in turn, contains the outer and inner layers, the first of which is made of polyethylene, and the second of polyamide or polyester, and the material of the metal barrier is selected from the group consisting of aluminum, tin and alloys including aluminum and / or tin (see RF application for invention N 96121569/09, H 05 K 5/06, 1999). However, the use of such a protective cover (case) cannot provide thermal protection of electronic components at elevated ambient temperatures, for example, up to 1100 ^o C in emergency situations, since the material of the outer and inner layers (polyethylene, polyamide) has a melting point of not higher than 200 ^o C, and the melting points of aluminum and tin are, respectively, 600 and 232 ^o C, that is, the destruction of the specified cover will occur in the first minutes of fire.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ защиты от воздействия окружающей среды бортовых накопителей информации МСРП-12-96, МСРП-64-2 и МСРП-256, устанавливаемых на летательных аппаратах (см. , например, Михайлов О.И. и др. Авиационные приборы и пилотажно-навигационные комплексы. Ленинград, ОЛАГА, 1990 г., стр. 54-56), согласно которому аварийный накопитель информации (магнитное записывающее устройство) устанавливают в теплозащитный контейнер из слоистой структуры, имеющей три оболочки: ударожаропрочную, оболочку, поглощающую тепловую энергию, и теплоизоляционную. Обе последние оболочки представляют собой пассивную тепловую защиту, т. е. позволяют постепенно снижать температуру за счет низкой теплопроводности в течение относительно непродолжительного времени. The closest in technical essence to the claimed one is a method of protecting the MSRP-12-96, MSRP-64-2 and MSRP-256 information systems installed on aircraft from environmental impacts (see, for example, Mikhailov O.I. et al. Aircraft Instruments and Flight Navigation Systems (Leningrad, OLAGA, 1990, pp. 54-56), according to which an emergency information storage device (magnetic recording device) is installed in a heatproof container made of a layered structure having three shells: shockproof, shell, poglo ayuschuyu thermal energy, and thermal insulation. Both last shells are passive thermal protection, i.e., they allow to gradually reduce the temperature due to low thermal conductivity over a relatively short time.

Наличие указанных оболочек в шаровом контейнере обеспечивает сохранность записи информации при воздействии ударной перегрузки до 1000 g и теплового удара до 1100^oC в течение 15 минут. Температура внутри контейнера при таком способе защиты достигает 250^oC. Однако этот способ защиты оказывается малоэффективным для применяемых в последние годы твердотельных бортовых накопителей информации, для которых такая температура слишком высока. Кроме того, защитный корпус для накопителя информации должен удовлетворять требованиям выдерживать температуру до 1100^oC в течение 30 минут на 100% его поверхности и ударные перегрузки до 3400 g. Указанный способ с применением только пассивной тепловой защиты оказывается также неэффективным и для сохранения от воздействия высоких температур деловых бумаг и денежных купюр внутри кейсов, сейфов и других объемов.The presence of these shells in a ball container ensures the safety of recording information when exposed to shock overload up to 1000 g and heat stroke up to 1100 ^o C for 15 minutes. The temperature inside the container with this method of protection reaches 250 ^o C. However, this method of protection is ineffective for used in recent years, solid-state on-board storage devices for which this temperature is too high. In addition, the protective case for the information storage device must meet the requirements to withstand temperatures up to 1100 ^o C for 30 minutes on 100% of its surface and shock loads up to 3400 g. The specified method using only passive thermal protection is also ineffective for preserving from the effects of high temperatures business papers and banknotes inside cases, safes and other volumes.

Изобретение решает задачу повышения эффективности защиты внутренних объемов различного назначения от воздействия окружающей среды, особенно от воздействия высоких температур, за счет использования материалов, обеспечивающих поддержание во внутреннем объеме постоянной заданной температуры в течение заданного времени. The invention solves the problem of increasing the efficiency of protecting internal volumes of various purposes from environmental influences, especially from exposure to high temperatures, through the use of materials that ensure that the internal volume maintains a constant set temperature for a given time.

Для этого согласно способу, включающему создание внутреннего защищаемого объема и формирование вокруг него защитного барьера из слоистой структуры, состоящей из последовательно расположенных по меньшей мере трех слоев, из которых наружный слой выполнен ударожаропрочным, промежуточный слой формируют из сухого огнеупорного пористо-волокнистого материала, а внутренний слой формируют из пористо-волокнистого материала, пропитанного водосодержащим компонентом, или из водосодержащего геля. При этом наружный слой изготовляют из жаростойких металлов или композиционных материалов, в качестве пористо - волокнистого материала используют теплоизоляционный материал на основе минерального волокна, а для формирования внутреннего слоя пористо-волокнистый материал пропитывают водой или водосодержащим гелем. Внутренний слой с обеих сторон дополнительно покрывают защитной оболочкой, которую выполняют из полимерного пленочного материала. To this end, according to the method, which includes creating an internal protected volume and forming around it a protective barrier of a layered structure consisting of at least three layers arranged in series, of which the outer layer is made of impact-resistant, the intermediate layer is formed of dry refractory porous-fibrous material, and the inner the layer is formed from a porous fiber material impregnated with a water-containing component, or from a water-containing gel. In this case, the outer layer is made of heat-resistant metals or composite materials, mineral-based heat-insulating material is used as the porous-fibrous material, and the porous-fibrous material is impregnated with water or a water-containing gel to form the inner layer. The inner layer on both sides is additionally covered with a protective shell, which is made of a polymer film material.

Слоистая структура согласно изобретению, содержащая последовательно расположенные по меньшей мере три слоя, из которых наружный слой выполнен ударожаропрочным, отличается тем, что промежуточный слой выполнен из сухого огнеупорного пористо-волокнистого материала, а внутренний слой - из того же пористо-волокнистого материала, пропитанного водосодержащим компонентом, или из водосодержащего геля. При этом промежуточный слой выполнен из теплоизоляционного материала на основе минерального волокна, а внутренний слой выполнен из пористо-волокнистого материала, пропитанного водой или водосодержащим гелем. Наружный слой слоистой структуры выполнен из металла или композиционного материала, а внутренний слой с обеих сторон дополнительно снабжен защитной оболочкой из полимерного пленочного материала. The layered structure according to the invention, containing at least three layers in series, of which the outer layer is made of impact-resistant, differs in that the intermediate layer is made of dry refractory porous fibrous material, and the inner layer is made of the same porous fibrous material impregnated with water-containing component, or from a water-containing gel. In this case, the intermediate layer is made of thermal insulation material based on mineral fiber, and the inner layer is made of porous fiber material, impregnated with water or a water-containing gel. The outer layer of the layered structure is made of metal or composite material, and the inner layer on both sides is additionally provided with a protective sheath of polymer film material.

Защитный корпус из слоистой структуры, содержащий внешний корпус, сформированный из наружного слоя, и размещенные внутри него по меньшей мере два слоя тепловой защиты, причем внешний корпус выполнен ударожаропрочным, отличается тем, что промежуточный слой в нем выполнен из сухого огнеупорного пористо- волокнистого материала, а внутренний слой - из того же пористо-волокнистого материала, пропитанного водосодержащим компонентом, или водосодержащего геля. При этом промежуточный слой выполнен из теплоизоляционного материала на основе минерального волокна, а внутренний слой выполнен из пористо-волокнистого материала, пропитанного водой или водосодержащим гелем. Наружный слой защитного корпуса выполнен металлическим, а внутренний слой с обеих сторон дополнительно снабжен защитной оболочкой из полимерного пленочного материала. A protective casing of a layered structure, comprising an outer casing formed from the outer layer and at least two layers of thermal protection placed inside it, the outer casing being shockproof and fireproof, characterized in that the intermediate layer is made of a dry refractory porous fibrous material, and the inner layer is made of the same porous fiber material impregnated with a water-containing component or a water-containing gel. In this case, the intermediate layer is made of thermal insulation material based on mineral fiber, and the inner layer is made of porous fiber material, impregnated with water or a water-containing gel. The outer layer of the protective casing is made of metal, and the inner layer on both sides is additionally provided with a protective sheath of polymer film material.

Защитный корпус может быть снабжен дополнительным корпусом из слоистой структуры аналогичного строения, размещенным внутри основного корпуса. The protective housing may be provided with an additional housing of a layered structure of a similar structure, placed inside the main body.

Сущность изобретения заключается в совместном использовании сухого и пропитанного водосодержащим компонентом слоев огнеупорного теплоизоляционного материала. Сухой теплоизоляционный материал за счет низкой теплопроводности позволяет постепенно снизить температуру окружающей среды при аварийной ситуации до некоторой величины. Напитанный водой или водосодержащим гелем, удерживаемый в порах материала капиллярными силами, этот материал служит своего рода резервуаром, содержащим воду, кипение которой, как известно, сопровождается поддержанием постоянной температуры, равной 100^oC. При однонаправленном тепловом потоке, бездействующем на защищаемый объект, кипение воды в материале происходит в тонком слое, а не во всей массе. При этом освободившийся после испарения жидкости слой материала начинает выполнять функцию дополнительной теплоизоляции, препятствуя проникновению тепла внутрь, замедляя тем самым процесс кипения и увеличивая время поддержания постоянной температуры, необходимой для сохранения защищаемого объекта, в частности, бортовых накопителей информации.The essence of the invention lies in the joint use of dry and water-impregnated component of the layers of refractory heat-insulating material. Dry thermal insulation material due to low thermal conductivity allows you to gradually reduce the ambient temperature in an emergency to a certain value. Filled with water or an aqueous gel, held in the pores of the material by capillary forces, this material serves as a kind of reservoir containing water, boiling of which, as you know, is accompanied by maintaining a constant temperature equal to 100 ^o C. When unidirectional heat flow inactive on the protected object, boiling water in the material occurs in a thin layer, and not in the entire mass. In this case, the layer of material freed up after evaporation of the liquid begins to perform the function of additional thermal insulation, preventing the penetration of heat into the interior, thereby slowing down the boiling process and increasing the time to maintain a constant temperature necessary to maintain the protected object, in particular, on-board storage devices.

Изобретение поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 показана схематически слоистая структура для осуществления способа по изобретению; на фиг. 2 - конструкция защитного корпуса из слоистой структуры для размещения в нем, например, твердотельного бортового накопителя информации. Изобретение осуществляют следующим образом. Вокруг внутреннего объема 1, предназначенного для размещения в нем защищаемого объекта, формируют защитный барьер 2 из слоистой структуры, состоящей по меньшей мере из трех последовательно расположенных слоев: наружного слоя 3 для защиты от ударных нагрузок и непосредственного огневого воздействия, на внутренней поверхности которого размещают промежуточный слой 4 из сухого огнеупорного теплоизоляционного материала, обеспечивающий первичную (пассивную) тепловую защиту, и внутренний слой 5 из того же теплоизоляционного материала, но пропитанного водосодержащим компонентом и обеспечивающего вторичную, так называемую активную тепловую защиту. The invention is illustrated by drawings, in which in FIG. 1 shows a schematic layered structure for implementing the method according to the invention; in FIG. 2 - the design of the protective housing from a layered structure for placement in it, for example, a solid-state on-board storage device. The invention is as follows. Around the inner volume 1 intended to accommodate the protected object, a protective barrier 2 is formed from a layered structure consisting of at least three successive layers: the outer layer 3 for protection against shock loads and direct fire exposure, on the inner surface of which an intermediate a layer 4 of dry refractory heat-insulating material providing primary (passive) thermal protection, and an inner layer 5 of the same heat-insulating material, but prop It is made of a water-containing component and provides a secondary, so-called active thermal protection.

В зависимости от области применения и вида защищаемого объекта защитный барьер 2 формируют в виде корпуса нужной конфигурации и размеров, перегородки или стенки. Depending on the scope and type of the protected object, the protective barrier 2 is formed in the form of a housing of the desired configuration and size, partition or wall.

Наружный слой 3 слоистой структуры выполняют из жаростойких противоударных материалов, например из металлов (титана или его сплавов, алюминия или его сплавов, стали и т.п.) или композиционных материалов на металлической или неметаллической основе (армированного стекла, стеклоткани, керамики). The outer layer 3 of the layered structure is made of heat-resistant shockproof materials, for example, metals (titanium or its alloys, aluminum or its alloys, steel, etc.) or composite materials on a metal or non-metallic basis (reinforced glass, fiberglass, ceramics).

Промежуточный слой 4 изготовляют из сухого огнеупорного пористо- волокнистого материала, например теплоизоляционного материала на основе минерального (муллитокремнеземистого) волокна по патенту РФ N 2127712, C 04 B 28/24, 1999 г., обладающего высокими огнеупорными свойствами (как показали исследования, материал не изменяет своих свойств до температур 1300^oC), низкой теплопроводностью и высокой пористостью материала, составляющей примерно 92% от общего объема. Может быть использован и другой огнеупорный пористо-волокнистый материал, например высокопористая керамика.The intermediate layer 4 is made of a dry refractory porous fibrous material, for example a heat-insulating material based on mineral (mullite-siliceous) fiber according to the patent of the Russian Federation N 2127712, C 04 B 28/24, 1999, which has high refractory properties (as shown by studies, the material is not changes its properties to temperatures of 1300 ^o C), low thermal conductivity and high porosity of the material, comprising approximately 92% of the total volume. Other refractory porous fibrous material, such as highly porous ceramics, can also be used.

Внутренний слой 5 слоистой структуры размещают с внутренней стороны слоя 4 и формируют из того же пористо-волокнистого материала, что и слой 4, но напитанного водосодержащим компонентом до содержания в нем влаги не менее 80- 85% его объема (процентное содержание влаги определяется технологией процесса насыщения пористо-волокнистого материала). В качестве водосодержащего компонента используют воду или водосодержащие гели, полученные на основе водорастворимых полимеров растительного и животного происхождения, или синтетических, например, на основе сополимера акриловой кислоты аллилового эфира и пентаэритрита, или полиакриламида. The inner layer 5 of the layered structure is placed on the inner side of the layer 4 and is formed from the same porous-fibrous material as layer 4, but saturated with a water-containing component to a moisture content of at least 80-85% of its volume (the percentage of moisture is determined by the process technology saturation of the porous fibrous material). As the water-containing component, water or water-containing gels obtained based on water-soluble polymers of plant and animal origin, or synthetic ones, for example, based on a copolymer of acrylic acid allyl ether and pentaerythritol, or polyacrylamide, are used.

Для предотвращения преждевременного испарения воды слой 5 заключают в защитную оболочку 6, с обеих сторон охватывающую слой 5. Оболочку 6 при этом изготовляют из полимерного пленочного материала, например полиэтилена, который является наиболее термостойким из всех углеводородных полимеров, без дополнительного покрытия либо металлизированной. В последнем случае оболочка 6 будет выполнять также функцию экрана, отражающего тепловой поток. To prevent premature evaporation of water, layer 5 is enclosed in a protective shell 6, on both sides covering the layer 5. The shell 6 is made of a polymer film material, for example polyethylene, which is the most heat-resistant of all hydrocarbon polymers, without additional coating or metallized. In the latter case, the shell 6 will also perform the function of a screen reflecting the heat flux.

Как вариант изготовления, слой 5 может быть также сформирован непосредственно из водосодержащего геля более густой консистенции, помещенного в защитную оболочку 6. As a manufacturing option, the layer 5 can also be formed directly from a water-containing gel of a thicker consistency, placed in a protective shell 6.

Защитный корпус согласно изобретению содержит внешний корпус, сформированный из наружного слоя 3 слоистой структуры, на внутренней поверхности которого, например, с помощью огнеупорного клея, размещены один за другим промежуточный слой 4, выполненный из сухого огнеупорного пористо-волокнистого материала, и внутренний слой 5 из того же огнеупорного пористо-волокнистого материала, но напитанного водосодержащим компонентом и заключенного в защитную оболочку 6 из металлизированной полиэтиленовой пленки либо из полиэтиленовой пленки без покрытия. С внутренней стороны слоя 5 установлен герметичный контейнер 7, охватывающий со всех сторон защищаемый объем, в котором могут быть закреплены микросхема твердотельного бортового накопителя информации или другое регистрирующее устройство. Контейнер 7 позволяет предохранить сохраняемый объект от влияния процесса парообразования. The protective casing according to the invention comprises an outer casing formed from an outer layer 3 of a layered structure, on the inner surface of which, for example, using refractory glue, an intermediate layer 4 made of dry refractory porous-fibrous material is placed one after the other, and the inner layer 5 of the same refractory porous fibrous material, but saturated with a water-containing component and enclosed in a protective sheath 6 of a metallized plastic film or of a plastic film without covering. A sealed container 7 is installed on the inner side of layer 5, covering the protected volume on all sides, in which a solid-state on-board data storage chip or other recording device can be fixed. The container 7 allows you to protect the stored object from the influence of the process of vaporization.

Для повышения эффективности тепловой защиты защитный корпус может быть дополнительно снабжен второй слоистой структурой, размещенной внутри первой и имеющей аналогичное строение, т.е. содержащей наружный слой 8, выполненный, например, из нержавеющей стали, в виде промежуточного контейнера, и расположенные внутри него слой 9 из сухого теплоизоляционного материала и внутренний слой 10 из водонасыщенного теплоизоляционного материала, помещенный в защитную оболочку 11. В этом случае герметичный контейнер 7 устанавливается внутри второй слоистой структуры. To increase the efficiency of thermal protection, the protective casing can be additionally equipped with a second layered structure located inside the first and having a similar structure, i.e. comprising an outer layer 8 made, for example, of stainless steel, in the form of an intermediate container, and a layer 9 of dry heat-insulating material and an inner layer 10 of water-saturated heat-insulating material located inside the protective shell 11 located inside it. In this case, the sealed container 7 is installed inside the second layered structure.

В момент наступления аварийной ситуации внешний корпус 3 устройства осуществляет защиту заключенного внутри него объекта от механических повреждений и ударных нагрузок. В то же время он подвергается огневому воздействию, температура которого может достигать более 1100^oC на 100% его поверхности. Скорость и температура прогрева корпуса при этом зависят от его массы и материала, из которого он изготовлен. При дальнейшем воздействии теплового потока происходит постепенное прогревание слоя 4 из сухого теплоизоляционного материала за счет его низкой теплопроводности. Одновременно температура слоя 5 из водонасыщенного теплоизоляционного материала повышается до критической температуры, при которой начинается процесс парообразования, температура в активном слое устанавливается равной 100^oC и остается стабильной до того момента, пока не будет израсходована вся жидкая фаза. Освободившийся после испарения жидкости слой материала начинает выполнять функцию теплоизоляции, препятствуя проникновению тепла внутрь корпуса. Если тепловое воздействие продолжается, через нагретый наружный слой 8 второй слоистой структуры начинает прогреваться слой 9 из сухого теплоизоляционного материала, и когда его температура достигает критической, начинается процесс парообразования во внутреннем слое 10 из водонасыщенного теплоизоляционного материала аналогично такому же процессу в первой слоистой структуре. Применение многослойной конструкции, т.е. повторение пассивного и активного слоев, позволяет обеспечить равномерное течение процесса испарения.At the time of the emergency, the external housing 3 of the device protects the object enclosed inside it from mechanical damage and shock loads. At the same time, it is exposed to fire, the temperature of which can reach more than 1100 ^o C on 100% of its surface. The speed and temperature of the heating of the housing in this case depend on its mass and the material from which it is made. With further exposure to the heat flux, the layer 4 of the dry heat-insulating material is gradually heated due to its low thermal conductivity. At the same time, the temperature of layer 5 of a water-saturated heat-insulating material rises to a critical temperature at which the process of vaporization begins, the temperature in the active layer is set to 100 ^o C and remains stable until the entire liquid phase has been consumed. The layer of material released after evaporation of the liquid begins to perform the function of thermal insulation, preventing the penetration of heat into the body. If the thermal effect continues, through the heated outer layer 8 of the second layered structure, the layer 9 of dry heat-insulating material begins to warm up, and when its temperature reaches a critical level, the process of vaporization in the inner layer 10 of water-saturated heat-insulating material begins similarly to the same process in the first layered structure. The use of a multilayer structure, i.e. the repetition of the passive and active layers, allows for a uniform course of the evaporation process.

Таким образом, заявленный способ тепловой защиты с использованием слоистой структуры определенного строения, включающей последовательно размещенные слои из пористо-волокнистого материала, сухого и пропитанного водосодержащим компонентом, обеспечивает повышение эффективности защиты внутренних объемов различного назначения от воздействия высоких температур в течение заданного времени, позволяющего устранить аварийную ситуацию. Защитный корпус из слоистой структуры, предназначенный для использования, преимущественно, на различных транспортных средствах, позволяет наиболее эффективно защищать бортовые накопители информации от воздействия неблагоприятных условий окружающей среды (огневого воздействия, ударных нагрузок и статических перегрузок) и тем самым максимально сохранять записанные в них данные. А своевременное выявление момента и причины аварийной ситуации на транспорте позволит предотвратить повторение происшествий, связанных с техническими неполадками, что увеличит безопасность на транспорте и даст экономический эффект благодаря сбережению материальных ресурсов. Кроме того, такой защитный корпус может быть использован для сохранения ценных бумаг при пожаре, так как температура внутри защищаемого объема существенно ниже температуры горения бумаги. Для осуществления способа применяются экологически чистые негорючие материалы, что позволит в случае пожара в зданиях и сооружениях не только предотвратить проникновение огня в смежные помещения, но и сохранить человеческие жизни. Thus, the claimed method of thermal protection using a layered structure of a certain structure, including successively placed layers of porous fiber material, dry and impregnated with a water-containing component, improves the efficiency of protecting internal volumes of various purposes from exposure to high temperatures for a given time, allowing to eliminate the emergency the situation. A protective housing made of a layered structure, intended for use mainly on various vehicles, allows you to most effectively protect on-board storage devices from the effects of adverse environmental conditions (fire, shock loads and static overloads) and thereby save the data recorded in them as much as possible. And timely identification of the moment and cause of an emergency in transport will prevent the recurrence of accidents related to technical malfunctions, which will increase transport safety and give an economic effect due to the conservation of material resources. In addition, such a protective housing can be used to preserve securities in case of fire, since the temperature inside the protected volume is significantly lower than the burning temperature of the paper. To implement the method, environmentally friendly non-combustible materials are used, which will allow in case of fire in buildings and structures not only to prevent the penetration of fire into adjacent rooms, but also to save human lives.

Claims

1. The method of thermal protection, including the creation of an internal protected volume and the formation of a protective barrier around it from a layered structure consisting of at least three layers arranged in series, of which the outer layer is made of impact-resistant, characterized in that the intermediate layer is formed of dry refractory porous fiber material and the inner layer is formed from a porous fiber material impregnated with a water-containing component, or from a water-containing gel.

2. The method according to p. 1, characterized in that the outer layer is made of heat-resistant metals or composite materials.

3. The method according to claim 1, characterized in that as the porous-fibrous material using a thermal insulation material based on mineral fibers.

4. The method according to PP.1 and 3, characterized in that for the formation of the inner layer of the porous fibrous material is impregnated with water.

5. The method according to claims 1 and 3, characterized in that for the formation of the inner layer of the porous fibrous material is impregnated with a water-containing gel.

6. The method according to PP. 1 to 5, characterized in that the inner layer on both sides is additionally covered with a protective sheath.

7. The method according to claim 6, characterized in that the protective shell is made of a polymer film material.

8. A layered structure for thermal protection, containing at least three layers in series, of which the outer layer is made of impact-resistant, characterized in that the intermediate layer is made of dry refractory porous fibrous material, and the inner layer is made of the same porous fibrous material impregnated with an aqueous component, or from an aqueous gel.

9. The layered structure according to claim 8, characterized in that the intermediate layer is made of mineral fiber based insulating material.

10. The layered structure according to claim 8, characterized in that the inner layer is made of porous fiber material impregnated with water.

11. The layered structure according to claim 8, characterized in that the inner layer is made of a porous-fibrous material impregnated with a water-containing gel.

12. The layered structure of claim 8, characterized in that the inner layer is made of metal or composite material.

13. The layered structure according to claim 8, characterized in that the inner layer on both sides is further provided with a protective sheath.

14. The layered structure according to item 13, wherein the protective sheath is made of a polymer film material.

15. A protective casing of a layered structure, comprising an outer casing formed of an outer layer and at least two layers of thermal protection placed inside it, the outer casing being made of impact-resistant and fireproof, characterized in that the intermediate layer is made of dry refractory porous-fibrous material, and the inner layer is from the same porous fiber material impregnated with a water-containing component, or from a water-containing gel.

16. The protective housing according to clause 15, wherein the intermediate layer is made of mineral fiber-based thermal insulation material.

17. The protective housing according to clause 15, wherein the inner layer is made of a porous fiber material impregnated with water.

18. The protective housing according to clause 15, wherein the inner layer is made of a porous-fibrous material impregnated with a water-containing gel.

19. The protective housing according to clause 15, wherein the outer layer is made of metal.

20. The protective housing according to claim 15, characterized in that the inner layer on both sides is further provided with a protective shell.

21. The protective housing according to claim 20, characterized in that the protective shell is made of a polymer film material.

22. The protective housing according to claim 15, characterized in that it is provided with an additional housing of a layered structure of a similar structure, placed inside the main body.