CN1118660C - 热绝缘管生产设备及工艺 - Google Patents

Abstract

该生产工艺包括如下的步骤：将水平定位的导管(1)插入套管(5)中；与外部导轨(7)连接的端部由工具(10和11)固定；然后，该装配件被提升到竖直位置；通过塔式支架(17)上的外部导轨(7)和内部导轨(8)使提升的装配件通过锁(3和4)相连，可以使得导管(1)和套管(5)叠加；导管(1)和套管(5)的同心可通过下部固定器(11)和上部固定器(10)和提升工具来完成。此处，通过上部工具(11)，将混合器(26)放入热绝缘空间(18)，深度为0.5米，与下部工具(10)的高度一样；然后，注入计算量的绝缘材料(19)，同时提升混合器(26)直到取出为止；然后，由盖板(29)关闭上部工具(11)。

Description

热绝缘管生产设备及工艺

技术领域

本发明包括热绝缘管的生产设备及工艺，这些热绝缘管用于为防止流过管的流体状态的不适当变化而需要减少即控制与外界环境的热交换的所有的技术中。

背景技术

本发明将解决预绝缘管的泡沫聚氨酯生产的问题，而与导管和套管的直径、长度或材料无关。通过注入聚氨酯进行生产，聚氨酯处于静止状态。而且，该工艺可以按照不同的技术要求，在任何需要的位置，在绝缘套内进行其它的安装。该装置和工艺排除了在绝缘体内出现空气气泡或者膨胀聚氨酯密度的不同的可能性。因为膨胀发生在垂直位置和上部自由表面，这就避免了聚氨酯泡沫沿导管和套管的滑动。本发明还解决了导管和套管的同轴问题，将偏差减小到套管和导管轴的偏差水平。

该工艺可以进行现场生产，因为该工艺不需要任何特殊的建筑。而且，该设备是便携式的，可以容易地避免和消除任何环境的不利影响。

该种产品通常称为“预安装管”，通常用于城市地区远距离控制供热。

目前在预绝缘管生产中采用的工艺包括在高压下(达到100巴)从两端或一端注入聚氨酯的时候使用定距环。该管或者倾斜(大约30度)，或者，在一些情况下，沿着弹性支撑台滚动管，这样导管和套管可以获得更好的同心性。

为此，就必须沿着特殊弹性支撑台和用于管滚动和高压下注入聚氨酯泡沫的设备安装定距环。当物质注入倾斜的管时，导管和套管出现相当大的偏心现象，这一现象将会给内部安装过程和防水层建造带来问题。同时，聚氨酯的膨胀状况的优越性降低。

由于预绝缘管的重量较大，所有这些生产方式都需要价格昂贵的大型设备(升降设备、弹性支撑台，滚动设备等等)。导管直径500毫米的管(12米长)，每根重量大约是1000千克，导管直径为1000毫米时每根重量甚至为3500千克。

在绝缘层中额外安装其它装置是非常困难的。这就需要按照绝缘的种类采用特殊形状的定距环，而在聚氨酯注入过程中出现错误的可能性是不可能被消除的。由于更软的材料使导管不能保持所期望的形状，当导管不是由钢或其它材料制成时，就不能完成在绝缘层安装其它装置。

发明内容

该热绝缘生产工艺和设备可以通过滚动支架将内部导管与导管的所有安装件(如果被内装的话)一起插入，通过用于管关闭和支撑的上部和下部工具完成必要的定中心工作。按照内部导轨选用外部导轨及其定位工艺，将该装配体提升到垂直位置，可使得聚氨酯泡沫注入其中。由上部和下部工具支撑和固定安装在绝缘套中的安装件。通过上部工具将注射器放入热绝缘体的内空间中，深入的深度和下部工具的高度一样为0.5米。考虑到所注入聚氨酯的重量及其反应速度，连续稳定地提升注射器，直到完成计算量聚氨酯的注入之后将注射器移出内空间。接着上部工具的孔被板件关闭，通过膨胀和在压力下，明显过剩的聚氨酯通过一个更短的透明弹性管溢出。该透明管的直径和长度决定聚氨酯的泄漏阻力和绝缘层膨胀完成时的压力。在一些极端的情况下，可以采用侧导轨来确定套管和导管的同心性。如果导管不是由金属制造的(它不具有所需要的强度)，为了保持同心性和同时支撑上部工具，相同的外导轨所需要的位置通过调整上部工具来维持，通过下部工具由重量来确保轴的方向。本发明的主要优点在于本发明不需要昂贵的设备或对导管的直径或长度进行任何限制。更相反，本发明可以依据内部安装的位置和条件生产多种多样材料的预绝缘管。

附图说明

本发明在图1-54中示出。

图1-当注入绝缘材料时在垂直方向生产热绝缘管时所需要的设备。

图2-具有基本尺寸的热绝缘管。

图3-导管、套管和导轨的相互位置。

图4-下部支架和塔式支座。

图5-下部支架的水平视图。

图6-上部支架和支架的侧视图。

图7-图6的“A”向视图。

图8-具有外部导轨支座的下部工具。

图9-在下部工具中导管和套管的相互位置。

图10-上部工具的剖视图。

图11-图10中上部工具的俯视图。

图12-图1、8和9中的外部导轨支座。

图13-图12中外部导轨支座的俯视图。

图14-沿图15的B-B线的剖视图，具有平的格栅支座做为活动支座。

图15-具有活动支架的外部导轨的侧视图。

图16-图15的“B”向视图。

图17-具有平的格栅支架做为活动支架的图15的“C”向视图。

图18-具有空间格栅支架做为活动支架的图15的“C”向视图。

图19-具有空间格栅支架做为活动支架的沿图15的B-B线的剖视图。

图20-在上部工具中的导管和套管的相互关系，该上部工具与内部导向锁(图1)相联。

图21-沿图20的C-C线的剖视图。

图22-在绝缘材料聚氨酯的最初注入点处(图1)具有下部和上部工具的导管和套管相互位置的纵向剖视图。

图23-(图22)的混合器的横截面。

图24-图23的局部横截面。

图25-图23的俯视图。

图26-在绝缘材料聚氨酯的最后注入过程中图10和20中上部工具的横截面。

图27-图26的“N”向视图和图26、29和31中固定盖板的工艺。

图28-当下部和上部工具的轴进入时楔块的最初位置，具有图1中的外部和内部导轨，同图3中相同。

图29-(图10)的上部工具盖板的俯视图。

图30-当下部和上部工具的轴进入时楔块的最后位置，具有图1中的外部和内部导轨，同图3中相同。

图31-沿图29的R-R线的截面图。

图32-在绝缘空间内的外加弹性装置的一种可能位置。

图33-诸如水渗透检测电缆之类的外加弹性装置的支架的视图。

图34-诸如石油管线侧面加热装置之类的导管上外加装置的位置。

图35-在绝缘内空间安装外加弹性装置。

图36-导管车。

图37-图36中导管车的正视图。

图38-导管进入套管-相互位置。

图39-将导管放入不同厚度套管时调整放入高度的工艺。

图40-图39的底部横截面。

图41-车导杆的侧视图。

图42-车导杆的上表面。

图43-准备安装下部和上部工具的导管和套管。

图44-在上部和下部工具放置到导管和套管的位置处，下部和上部工具用小车载运。

图45-弹性导管和套管的下部工具的截面图。

图46-将弹性导管和套管固定到图45中工具上的夹圈。

图47-具有外部导轨支架的弹性套管的下部工具的截面图。

图48-弹性导管的下部工具的截面图。

图49-图47的“M”向视图。

图50-具有外部导轨支架的弹性套管的上部工具的截面图。

图51-与支撑高度H相适应的支架(图6)的侧视图。

图52-调整支架(图51)高度。

图53-将导管和套管接受和安装到具有图44中的上部和下部工具的支架中的方式。

图54-导管和套管与上部和下部工具和位于一定位置处的外部导轨组装在一起时的侧视图，外部导轨具有活动支架，导管和套管位于通过绞车索提升到垂直位置处的容纳位置。

具体实施方式

图中示出了生产在绝缘层(19)中具有或不具有外加装置(32)的热绝缘管(2)时所使用的工艺和设备。图1示出了能生产热绝缘管(2)的设备。该管具有如图2所示的基本尺寸。为了确保生产该管的工艺的安全(图2)，就必须将导管(1)和套管(5)放入如图3所示的位置，图中所示的导轨(7和8)决定套管(5)的位置。为了获得导管(1)和套管(5)装配件的垂直位置，使用下部支架(固定器)(12)和塔式支座(17)(图4和图5)。由于导管(1)直径的很大不同(从20到2000毫米)，直径在工艺中是没有限制的，建议在上部支架(13)使用可以调节的支架(12)。通过垂直移动支架(12)和水平移动支架(13)使它们适合套管(5)的直径。对于直径范围20到2000毫米，有3到4个工具就足够了，虽然有时候仅需要使用一个工具。H和B的尺寸(图6和7)与套管(5)的直径直接成正比。为了获得图3中导轨(7)的位置和导管(1)和套管(5)的同心性，如图8所示，使用具有外部导轨支座(9)的下部工具(10)。图9示出了通过图8中下部工具(10)完成导管(1)和套管(5)的轴同心性的工艺。图1中上端的导管(1)和套管(5)的轴同心性通过图10和11所示的上部工具(11)完成。与上部工具(11)一起，同一图中还示出了外部导轨(3)和内部导轨(4)的锁。图12和图13示出了外部导轨支座(9)的视图和位置，图15中示出了固定在活动支架(6)上的外部导轨(7)。同一图中示出了下部活动支架(21)和上部活动支架(22)的位置。按照热绝缘管的直径和长度(2)，或者使用平的格栅支座做为活动支架(6)(沿图15的B-B线的剖视图图14)，或者使用空间格栅支架做为活动支架(6)，如图19所示，图19是沿图15的B-B线的剖视图。在外部导轨支架(9)中倾斜活动支架(6)通过下部活动支架(21)，将活动支架(6)放入图20所示的位置，朝向上部工具的方向，通过将外部导轨楔块(23)穿过上部支架(22)完成连接。按照这种方式，就确保了套管(5)的确切性和与外部导轨(7)的轴同心性。图17和18示出了上部活动支架(22)，图12和13示出了下部活动支架(21)的视图和位置。在所有的元件放置在合适的位置且装配件放入如图1所示的垂直位置之后，固定到塔式支架(17)中的内部导轨(8)穿过塔式支架(25)和导轨楔块(24)确定同心。通过将支架(12)放入一定的位置将内部导轨(8)放置到套管(5)内的合适位置，该支架的合适位置使得外部导轨发生器(8)可以如图9所示与工具(10)的内部部分位置相切，沿着外部导轨发生器(8)支架接触外部套管(5)。按照这种方式，就满足了导管(1)和套管(5)的同心和同轴(图3)。这就完成了安装导管(1)和套管(5)装配件的过程(如图1所示)。图22示出了通过混合器(26)将绝缘聚氨酯(19)注入绝缘空间(18)的工艺。首先将混合器降低到下部工具的高度0.5米(h＝0.5米)，接着打开聚氨酯泵(28)开始注入绝缘聚氨酯的过程。与被注入的聚氨酯一起，混合器(26)也被提升，这样给定高度(h)就大约保持在绝缘材料聚氨酯(19)的膨胀面的上面，一直达到所有计算量聚氨酯都被注入绝缘空间(18)的位置，然后取出混合器(26)。上部工具(11)的开口通过盖板(29)关闭，盖板(29)由小块(30)固定(图26、27、29和31)。过剩的绝缘材料聚氨酯(19)通过盖板(29)的开口溢出，事先在盖板中间插一个短的透明管，通过增加流动阻力来增加压力，按照生产者的建议膨胀绝缘聚氨酯(19)的顶层压力达到一个巴。这就结束了绝缘过程。这样就得到了热绝缘管(2)，上述过程的任务也就完成了。

在该过程中所使用的混合器(26)的宽度(b)是2-5毫米，比绝缘层(19)的厚度要小。混合器的横截面视图见图5，在图23中为俯视图，图24是混合器的局部横截面图。为了重建图1中具有工具的热绝缘管(2)垂直装配件的水平位置，通过将导轨楔块(24)的位置从(图30)中的位置转换到图28中的位置，将热绝缘管(2)与塔式支架(17)分开。通过穿过绳索(14)的电动绞车(15)固定该水平位置。进一步的拆卸过程与工艺中的工具和装配件安装的反向过程相同。

有或没有外加的装置(32)和弹性装置(36)都不影响将导管(1)插入套管(5)的过程。如果在透明管(1)中需要对流体进行额外的加热或冷却，外加装置(32)被安装在管的外侧(图34)。这些外加装置通常是刚性装置，被直接固定到导管(1)上，可以使用支架也可以不使用。在安装弹性外加装置(36)的情况下，该弹性外加装置被安装在绝缘空间(18)中间，位于导管(1)和套管(5)之间的特殊位置，在下部(10)和上部(11)工具中打孔，通过该孔安装弹性装置(36)，如图33和35所示，支架(31)固定弹性装置。如图36所示具有或不具有外加装置(32)或弹性装置(36)的导管(1)被放置在小车(34)上。高度H1为2-5毫米，比绝缘层(19)厚度的两倍要低。图36和37给出了连接导管(1)和小车(34)的方法，通过限制器(33)和螺丝钉(35)完成该工作。当导管(1)(通过其端部)放置在小车(34)上的时候，导管(1)被放入图38所示的位置，通过插入套管(5)中的车导杆(37)。车导杆(37)的形状如图41和42所示，车导杆的位置如图39所示，底部视图如图40所示。图43还示出了进行前面操作时底部的形状，显示了导管(1)和套管(5)准备安装上部(11)或下部(10)工具的过程。通过液压升降塔架(38)完成该过程，通过支架(39)直到图43所示的高度H。在此处，导管(1)被车端(40)固定，其上分别放置下部工具(10)和上部工具(11)。如图4 4所示，当导管(1)和套管(5)强度足够大的时候，通过具有两个旋转塔式起重机(52)的下部(10)和上部(1)工具，该过程可以如图53所示连续进行。(从上看，显示了容纳导管(1)和套管(5)装配件的情况)；然后，当外部导轨(7)和活动支架(6)被放进上部工具(10)和下部工具(11)中时，其转换到朝向支架(12)的位置；现在，当上部工具(11)被固定的时候，所有的元件都进入了支架(12)，通过绳索(14)，装配件从旋转塔式起重机(52)上分开，并且通过电绞车(15)提升到垂直位置(图1)。

当导管(1)和套管(5)的强度不够，不能够垂直竖立在下部工具(10)的内部时，为了消除与建造强度相关的问题，如下所述，将下部工具(图8)和上部工具(图10)，外部导轨支架(9，图12)，支架(12，图6)和外部导轨琐(3，图10)互换。如图51和52所示，支架(12)被液压下部工具支架(51)代替，螺丝管管夹(41)(如图46所示)用做弹性导管(43)的下部工具，弹性套管(42)的下部工具，弹性导管(47)的上部工具和弹性套管(48)的上部工具。图45示出了导管(43)的下部工具和弹性套管(42)的下部工具。图47示出了弹性套管(42)的弹性下部工具，图4 8示出了弹性导管(43)的下部工具。图50示出了具有弹性导管(44)，弹性套管(45)和弹性导管(47)的上部工具与弹性套管(43)的上部工具的相互位置，这里采用螺丝管管夹(41)将元件固定在具有外部导轨(7)的活动支架(6)上，按照图47和46，改变下部活动支架(21)，实现两个环形楔块的刚性连接，如图50所示，由弹性管(49)的上部活动支架代替上部活动支架(22)。通过穿过孔的两个环形楔块，由该支架实现与弹性套管(48)的紧密连接。在提升装配件的过程中，外部导轨(7)通过活动支架(6)维持弹性套管(48)上部工具和弹性套管(42)下部工具之间的紧密连接，直到获得垂直位置时为止，这样就获得了和高强度导管(1)和套管(5)中相同的同心性，即，通过塔式支架(25)上的支架。现在，因为降低了弹性套管(42)的下部工具(51)的液压支架，整个装配件由塔式支架(25)支撑，由于下部工具的重力和重量使得通过拉紧对准弹性套管(45)和弹性导管(44)，通过向弹性导管(44)中的孔吹空气实现所需要的弹性导管(44)的强度。按照这种方式，就完成了注入绝缘材料-聚氨酯(19)的过程。

上述过程和设备可以很容易地移动，这样就可以使生产在更方便的位置进行。为了确保恶劣天气情况下生产的正常进行，只有人和原材料有躲避恶劣天气的场所，为了通过分别加热或冷却来创造必要的条件，可以在下部工具(10)的下方通过导管(1)安装一个加热或冷却装置。

本发明可以通过在塔式支架(17)的旁边放置两个或更多套上述名称的工具来实现热绝缘管的永久链式生产。按照这种方式，通过方便地安置原材料仓库和使用输送机和相应的提升装置，工艺可以垂直于塔式支架(17)进行，达到聚胺酯注入点，然后在仓库或地点的侧向进行，从仓库或地点进一步运输。

自然，本发明不仅仅局限于使用聚胺酯作为热绝缘材料。可以作出修改和使用其它等同的技术材料和技术设备而不偏离本发明的范围。

本发明可以应用于来自热电厂的城市供热用热绝缘管的生产，可以用于主干或分支线路，还可用于石油管线，无论管中的石油是否需要加热。

Claims (3)

1、热绝缘管生产工艺，包括下述的步骤：通过小车(34)将带有外加装置(32)和弹性装置(36)的用于各种流体的导管(1，44)沿水平垫块经车导杆(37)推入套管(5，45)中，在该导管的端部，通过接收小车(40)和液压升降塔架(38)将下部工具(10，42)和上部工具(11，48)一起放入支架(12)中；放置好具有外部导轨(7)的活动支架(6)后，用绳索(14)将装配件提升到由内部导轨(8)确定的垂直位置；然后，导管(1，44)经内部导轨锁(4)与套管(5，45)对准，同时，混合器(26)被推入下部工具(10，42)中的绝缘空间(18)中；同时，被注入一定数量的绝缘材料(19)被垂直提升，停止在膨胀绝缘材料(19)上面，直到所有的计算量的绝缘材料已经被注入；然后，通过上部工具(11，48)取出混合器(26)，混合器(26)由盖板(29)关闭开口并由固定装置(30)固定；存在的过剩的注入绝缘材料(19)通过盖板(29)中的孔溢出，由此完成该工艺。

2、热绝缘管生产设备，当导管(1)和套管(5)的强度足以保持在垂直位置时，包括：塔式支座(17)被建造成竖直空间格栅，塔式支座(17)被用于其余装置的基本的固定器和支架；在塔式支座(17)上，有具有钢丝绳制成的转向杆(16)的电动绞盘(15)，该塔式支座(17)的前竖直侧的中部竖直安装有内部导轨(8)，其可容纳预先制好的由钢管制成的带有外加加热或冷却装置(32)的导管(1)；该装置(32)通过固定器被安装在导管(1)上，并且用四轮的中间有振动轴的小车(34)使导管倾斜，并且穿过带有孔的L形的限制器(33)，通过螺钉(35)将导管(1)固定在小车(34)上，然后经具有楔块形式的车导杆(37)水平推进到套管(5)中，车导杆(37)的宽度大于小车(34)的宽度；现在，由一个液压汽缸的液压升降塔架(38)一起提升装配件，其前部支撑在从管段形式的槽支架(39)突出的基体钢板上，具有三个轮的容纳小车(40)作为支架，其具有两个管支柱和水平轴，下部工具(10)和上部工具(11)预先放置在其端部上面，该小车(40)接收导管(1)和下部工具(10)，下部工具(10)包括两个直径比导管(1)和套管(5)直径长的钢圈以及一个直径比导管(1)直径大的具有一个中心开口的环形板，并且在环形板上具有两个用于支撑在支架(12)中的侧销；在下部工具(10)的一侧上，有两个具有切口的板件作为外部导轨支架(9)，外部导轨(7)靠在支架(9)上，支架(9)一端有一个销作为下部支架(21)，平的或空间格栅结构的活动支架(6)和活动支架的上部支架(22)作为一个短管，朝向经过外部导轨锁(3)的外部导轨楔块(23)，支架(22)为短管的形状，在两种情况下，都建造为一个具有空气间隙的装配件；上部工具(11)也包括两个内径比导管(1)和套管(5)直径长的圈以及一个直径比导管(1)外径大的具有一个中心开口的环形板，其支承外部导轨(3)和内部导轨(4)的内装式锁，外部导轨(3)和内部导轨(4)确定导管(1)和套管(5)轴的叠加程度，同时，作为环形圈的一半的两部分盖板(29)沿其边缘加强，以便倾斜在上部工具(11)端部中，在压力下进行注入绝缘材料(19)的过程，盖板(29)通过斜楔块形状的固定装置(30)牢固地固定，当诸如电缆之类的弹性装置(36)有规律地装在绝缘材料(19)中时，圆形的弹性装置固定器(31)逐渐变尖为具有自锁的圆锥角的两部分楔块；所有这些可使两个元件绝缘材料(19)和混合器(26)建造为具有圆形腔和一个在通向出口管的通道放大后变窄的收缩部分，通过振动进行混合，并在绝缘层的膨胀表面上放入额外的空气。

3.热绝缘管生产设备，当导管(44)和套管(45)的强度不足以保持在垂直位置时，包括：塔式支座(17)被建造成竖直空间格栅，其被用于其余装置的基本的固定器和支架；在塔式支座(17)上，有具有钢丝绳制成的转向杆(16)的电动绞盘(15)，该塔式支座(17)的前竖直侧的中部竖直安装有内部导轨(8)，其可容纳预先制好的由钢管制成的带有外加加热或冷却装置(32)的导管(44)；该装置(32)通过固定器被安装在导管(44)上，并且用四轮的中间有振动轴的小车(34)使导管倾斜，并且穿过带有孔的L形的限制器(33)，通过螺钉(35)将导管(44)固定在小车(34)上，然后经具有楔块形式的车导杆(37)水平推进到套管(45)中，车导杆(37)的宽度大于小车(34)的宽度；现在，由一个液压汽缸的液压升降塔架(38)一起提升装配件，其前部支撑在从比高度长的管段形式的槽支架(39)突出的基体钢板上，具有三个轮的容纳小车(40)作为支架，具有两个管支柱和水平轴下部工具(43)和上部工具(48)预先放置在其端部上面，弹性套管(44)的底部(42)为带有圆圈的环形板形状，圆圈的外径等于导管(44)的内径；在环形板的中心孔中，设置一个阀门，用于吹入空气；弹性套管(45)的下部(42)是一个板件，其具有一个直径比弹性导管(44)的内径大的中心开口，以及一个外径比弹性套管(45)的内径小的圈，沿板件边缘的外部导轨支架在用于弹性套管(46)的圈的外面，作为两个具有两个变窄的开口的板件，还有一个下部活动支架销(21)可通过的切口，弹性套管(45)的上部工具(48)具有三个另外的钢板，以支承弹性套管(48)的上部工具上的弹性导管(47)的上部工具，其具有象两个板件的弹性管(49)的上部活动支架的支架，两个板件具有一个切口和两个中心开口，用于与活动支架(6)紧紧地连接，液压下部工具支架(51)包括液压起重机，其具有一个从一个板件突出的楔块，该板件具有半圆形的切口，以便接收弹性套管的下部工具，在其下降时可使整个装配件倾斜在塔式支架(25)上的支架上，弹性导管(44)和套管(45)靠重力紧紧地连接，弹性套管(45)的上部工具(48)具有一个中心开口的环形板，其支承外部导轨(3)和内部导轨(4)，同时，作为环形圈的一半的两部分盖板(29)沿其边缘加强，以便倾斜在上部工具(11)端部中，在压力下进行注入绝缘材料(19)的过程，盖板(29)通过斜楔块形状的固定装置(30)牢固地固定，当诸如电缆之类的弹性装置(36)有规律地装在绝缘材料(19)中时，圆形的弹性装置固定器(31)逐渐变尖为具有自锁的圆锥角的两部分楔块；所有这些可使两个元件绝缘材料(19)和混合器(26)建造为具有圆形腔和一个在通向出口管的通道放大后变窄的收缩部分，通过振动进行混合，并在绝缘层的膨胀表面上放入额外的空气。

Images