CS213309B2 - Heat isolated pipe for transport of liquid - Google Patents

Description

Vynález se týká tepelně izolované trubky pro dopravu tekutiny.

Jsou již známy tepelně izolované trubky. Například ve francouzském patentu číslo 2 042 814 je znázorněna trubka, jež obsahuje pěnovou hmotu z tepelně izolujícího plastického· materiálu, která na jedné straně lne k vnitřní trubce a na druhé straně k vnější ochranné vrstvě a která pokrývá největší část trubky, avšak je zakončena v určité vzdálenosti od každého z konců trubky šikmou plochou tvaru komolého kužele.

Účelem vynálezu je vytvořit trubku stejného typu, která by se zvlášť hodila pro dopravu horkých tekutin, tj. která by měla volnou možnost roztahování.

Za tím účelem vychází vynález z tepelně izolované trubky pro dopravu tekutiny, obsahující tepelně izolující pěnu z plastického materiálu, která lne jednak k vnitřní trubici a jednak k vnější ochranné vrstvě, pokrývá největší část trubky, avšak končí v odstupu od každého z jejích konců, která je vytvořena podle vynálezu tak, že vnější vrstva je tvořena jednak nepoddajným pláštěm, tvořeným vrstvou neprůlinčitého polyurethanu, a jednak ochranným pružným krytem každé z koncových ploch pěny, který je upevněn k jednomu konci pláště a na druhém konci je proveden v jednom celku s vnitřní trubicí.

Podle výhodného provedení vynálezu je plášť protažen v délkovém směru tak, že pokrývá přiléhající konec každého krytu.

Účelně má pěna větší hustotu na rozhraní s vnitřní trubicí a pláštěm než ve své hmotě.

Podle dalšího provedení vynálezu je každý kryt spojen v jeden celek s vnitřní trubicí svěracím kroužkem.

S výhodou je každý ochranný kryt pro konec izolační pěny tvořen kaučukovou fólií.

Podle jiného provedení vynálezu má tepelně izolovaná trubka vnitřní konec tvořený rovným koncem pokrytým povlakem z plastického materiálu, · který je · odolný vůči teplu.

Podle dalšího provedení má trubka vnější konec opatřený vybráním pro uložení těsnicí vložky a pokrytý povlakem z plastického materiálu, odolného vůči teplu.

Účelně má vybrání pro uložení těsnicí vložky vstupní doraz a vysoustružené dno, přičemž rozdíl poloměru mezi dnem a vstupním dorazem je nejméně roven 75 % radiální tloušťky těsnicí vložky v klidovém stavu.

Vynález tak splňuje požadavky jednak na mechanickou odolnost průběžné části vnější vrstvy a jednak na možnost diferenciálního pohybu pěnové hmoty mezi povrchem vnitřní trubky, která se roztahuje, a povrchem vnější trubky, která není vystavena žádnému prodloužení vzhledem k jejímu zakotvení v zemi a její tepelné izolaci. Vzhledem k tomu, že plášť je vytvořen z neprůlinčité polyurethanové vrstvy, je jeho · těsnost dokonalá a výroba tepelně izolované trubky je snadná, ne boť tento plášť může být uložen kolem vrstvy izolující pěnové hmoty nastříkáním.

Vynález bude popsán na příkladu provedení v souvislosti s výkresem přičemž bude poukázáno na výhody a další znaky vynálezu.

Obr. 1 znázorňuje částečný osový řez tepelně izolovanou trubkou podle vynálezu, obr. 2 pohled na polovici osového· řezu vedeného připojením mezi konci dvou za sebou následujících trubek hrdlovým spojem podle obr. 1.

Tepelně izolovaná trubka Ta (viz obr. 1) se skládá z vnitřní trubice 1 z litiny s kuličkovým grafitem, zvané tvárná litina, která má velký průměr, tj. průměr větší než 150 mm, · který může dosáhnout 1 200 mm a dokonce 1600 mm. Tato trubka T³ je určena k dopravování horké vody při vysoké teplotě až 120 °C na velkou vzdálenost jednoho až několika kilometrů, přičemž trubka Ta je s výhodou zakopána do země.

Vnitřní povrch vnitřní trubice 1 je opatřen vnitřním obložením 2, například povlakem z cementové malty, jehož povaha a jakost jsou funkcí typu obvodu, ve kterém je umístěna tepelně izolovaná trubka Ta, jakož i funkcí jakosti a povahy dopravované tekutiny.

Na vnějším povrchu vnitřní trubice 1 lpí vrstva pěny 4 z plastického materiálu, tvořená s výhodou poměrně nepoddajnou polyurethanovou vrstvou, která má například tloušťku 30' až 50 mm. Polyurethan nebo jiný plastický materiál určený pro vytvoření izolující pěny 4 se na vnitřní trubici 1, uváděnou do otáčivého pohybu, nanáší napraŠováním za studená. Tento plastický materiál má například složení navržené firmou la Soeiété ENODiM pod značkou MR 2 109, aby silně přilnula k litině. Kromě toho má pěna 4 vytvořená stříkáním za studená na vnitřní trubici 1 větší hustotu na rozhraních, tj. ve styku s litinou a na svém horním povrchu, než uvnitř své hmoty. Takto vytvořená · pěna 4 má s výhodou hustoty řádově 80 až · 120 kg/m3, což jí dodává mechanickou odolnost, aniž _ by se příliš zvýšila její tepelná vodivost.

Tato vrstva izolační pěny 4 obklopena ochranným pláštěm 6a, který chrání celek a zajišťuje těsnost.

Plášť 6з je tvořen vrstvou poiyurethanovélaku, což je neprůlinčltý polyurethan, který je kompaktní a má utěsňující vlastnosti. Polyurethanový plášť 6a je umístěn kolem vrstvy izolující pěny 4 o sobě známou technikou stříkáním. Polyurethan je nerozpustný výrobek se dvěma složkami (vícemocný alkohol a izokyanatan); z toho důvodu se stříkání provádí dvousložkovou pistolí, s výhodou automatickou pistolí bez vzduchu. Lze například užít polyurethanu uváděného do obchodu pod značkou POLYSTAL fou Cociété Technique ď Applications Chimiques (S.T.A.C.) з nastříkat tento výrobek v tloušťce 1 až několik milimetrů.

Plášť 6a a rovněž pěna 4 nepokrývají celou délku vnitřní trubice 1, nýbrž přestávají v určité vzdálenosti od jejích konců, takže ponechávají volnými rovný konec 10, jakož i hrdlo 12 upravené na opačných koncích vnitřní trubice 1 a určené pro připojení sousedních trubek. V sousedství každého z těchto konců je pěna 4 zakončena povrchem 14, nakloněným vůči ose celku vnitřní trubice 1 a majícím v podstatě komole kuželový tvar. Tento povrch 14 je pokryt krytem 16 odpovídajícího tvaru, který je sám pokryt pláštěm 6^a na jednom svém konci a je připraven k vnitřní trubici 1 jednak přilepením a. jednak svěracím kroužkem 26 na svém druhém konci. Kryt 16 je proveden z materiálu schopného odolávat vyšším teplotám a zejména teplotám řádu 120· °C, zamýšleným pro· funkci vnitřní trubice 1. Tento materiál má rovněž mít dobrou pevnost v tahu a dostatečnou ohebnost, aby se mohl deformovat bez poškození pod účinkem tepelných roztahování vnitřní trubice 1. Butylkaučuk nebo prostě butyl, je materiál, který odpovídá těmto požadavkům, i když lze stejně dobře použít i jiných kaučuků, jako ethylen-propylenový kaučuk.

Jak to ukazuje obr. 2, kde tepelně izolovaná trubka Ta podle vynálezu je typu, který má připojení hrdlem a radiální kompresí těsnicí vložky, tvoří jeden z konců vnitřní · trubice 1 hladký konec 10 nebo vnitřní součást, zatímco protější konec tvoří kuželovité hrdlo 12, tj. vnější součást. Vnější plocha rovného konce 10 je pokryta povlakem 22, který pokrývá celý jeho povrch a zasahuje pod svěrací kroužek 20 a konec krytu 16. Tento povlak 22 je proveden z materiálu, který má současně nízký koeficient tření s elastomerovými spoji a dostatečnou mechanickou odolnost. aby odolával zahřátí až na teplotu řádově 120· °C bez ztráty svých frikčních vlastností. Tento povlak 22 se skládá s výhodou z fluoropolymeru nebo difluorpolyvinylidenu, obecně označovaného PVDF. Povlak 24 ze stejného· materiálu nebo z podobného materiálu pokrývá také vnější povrch kuželovitého hrdla 12 a zasahuje pod svěrací kroužek 20 a konec 18 krytu 16. Avšak tento povlak 24 probíhá po konci hrdla 12 a po jeho vnitřním povrchu. Tento vnitřní povrch má vybírání 32, 34 pro uložení těsnicí vložky 26, která má být komprimována mezi rovným vnitřním koncem 10 a hrdlem 12. Vybírání pro uložení těsnicí vložky 26 je na vnitřním konci omezeno vnitřním osazením 28 hrdla 12 a na vnějším konci vstupním dorazem 30 vytvořeným na volném konci téhož hrdla 12. Dno vybrání 32, 34 je tvořeno válcovou plochou 32, která může pocházet ze slévárny, však je která s výhodou . vyso-ustružena tak, že má těsnicí diametrální tolerance kolem průměru, který je funkcí komprese žádané pro těsnicí vložku 26 po připojení. V místě vstupního dorazu 30 má válcové dno 32 drážku 34, do které zapadne výstupek těsnicí vložky 26, což umožní přesně ji znehybnit v její pracovní poloze. Aktivní část této těsnicí vložky je ve styku s válcovou plochou 32,

Obr. 2 jasně ukazuje, že když jsou dva přilehlé konce tepelně izolovaných trubek T^a a T‘a navzájem spojeny, je rovný vnitřní konec 10 jedné trubky, opatřený povlakem 22, vnořen do hrdla 12 druhé trubky a klouže po těsnicí vložce 26, kterou stlačuje. Průměr vstupního dorazu 30 je větší než vnější průměr povlaku 22 rovného vnitřního· konce 10, takže tento hladký konec snadno vnikne do hrdla 12 se slabou diametrální vůlí a omezuje výstředné polohy a tedy kompresi. Stejným způsobem je průměr válcového vnějšího konce hrdla 12 zvolen tak, že zajišťuje radiální kompresi těsn-cí vložky 26, která je alespoň vyšší než 5 %, avšak nepřekročí 25 procent, ať jsou tolerance provedení rovného- konce 10 jakékoliv. Těsnicí vložka 28 samotná může být' zhotovena odlitím směsi ethylenu, propylenu, dlenu a methylenu nebo jakéhokoliv analogického materiálu schopného- odolávat vysokým teplotám.

Soustava tepelně izolované trubky se zhotoví v továrně, může být snadno skladována a potom dopravena za účelem použití. Přitom se první trubka Ta položí na zem. Na rovný vnitřní konec 10 této první trubky T^a se nasune hrdlo 12 druhé trubky T*^a, která je prakticky identická s první trubkou tak, že těsnicí vložka 26 ss sevře mezi těmito dvěma trubkami a zajistí těsnost jejich spojení. Neznázorněná přídavná tepelná izolace pak může být umístěna kolem· hlavy hrdla 12 a svěracích kroužků 29. Takto se vhodný počet identických trubek upevní k sobě svými konci na žádané délce, která může dosáhnout několika kilometrů.

Při používání prochází voda nebo jiná teplá tekutina postupně vnitřními trubicemi 1 a vyvolá jejich zahřátí, tj. jejich tepelné roztažení. Pod vlivem tohoto roztažení má rovný vnitřní konec 10 sklon klouzat pod těsnicí vložkou 28 ve směru do vnitřku hradla 12. Povaha povlaku 22 umožňuje toto klouzání, přesto však zajišťuje trvalý těsný· styk mezi ním a těsnicí vložkou 26, takže tepelným roztažením není nijak ohrožena těsnost.

Roztažení vyvolané oběhem teplé tekutiny v .trubkách T³, T‘a vyvolává deformaci izolační pěny 4 na jejím rozhraní s vnitřní trubicí 1, kterou sleduje. Naproti tomu se vnější plášť 6a prakticky nezahřívá, jelikož je tepelně izolován přítomností pěny 4. Kromě toho způsob zasunutí trubek a povaha terénu, v němž jsou loženy, postačí ve většině případů k tomu, aby bylo třením zajištěno dostatečné zakotvení pláště 8a. Volba polyurethanu umožňuje dosáhnout žádaného koeficientu tření mezi pláštěm a terénem.

Presto však má izolační pěna 4 dostatečnou poddajnost, aby se mohla deformovat a sledovat roztahování vnitřní trubice 1, aniž by se oddělila od pevného pláště 6^a. Kromě toho je ochranný pružný kryt 16 rovněž dos tatečně pružný, aby se mohl přizpůsobit roztažení vnitřního konce 10 a přitom zůstat pevně v jednom celku s koncem pláště 0\ což umožňuje tepelně izolačnímu materiálu, aby vydržel značná tepelná roztažení bez nebezpečí poškození, a aby si tím zachoval svou účinnost po delší období. Jinými slovy umožňuje kombinace pěny 4, relativně tuhého a pevného pláště 6a a pružných koncových krytů přizpůsobení k radiálnímu gradientu roztahování uvnitř pěny 4 mezi vnitřní trubicí 1 a pevným pláštěm. 6^a.

Po zavedení rovného konce' 10 do hrdla 12 je ostatně snadné zachovávat mezi těmito dvěma členy dostatečnou osovou vzdálenost, aby bylo· umožněno poměrně značné tepelné roztahování trubek při stupání teploty celého potrubí. Roztažení každé trubky jsou takto absorbována v bodě připojení na sousední trubku, aniž by bylo nebezpečí, že se budou přenášet a hromadit od jedné trubky ke druhé a vyvolávat v určitých bodech značné potíže.

Vynález tedy umožňuje, aby velkoprůměrová tepelně izolovaná trubka, zhotovená v továrně, byla umístěna v celku tvořeném prvky pevně spolu souvisejícími, které se v žádném případě od sebe neoddělí a · jsou schopné odolávat vysokým teplotám. Kromě toho je možné zhotovovat při užití určitého počtu podobných trubek potrubí o velké délce, a to· velmi jednoduchým způsobem tím, že se konce přilehlých trubek do sebe navzájem zasunou bez použití speciálních zařízení jako je lyr nebo vlnovců pro zajištění spojení mezi nimi. Při určitých aplikacích je ovsem · vždy možné užít tepelně izolovaných trubek podle vynálezu, jež mají dva rovné konce 10, a provést připojení objímkou nebo podobným členem, umožňujícím roztahování. Takto provedené potrubí nejeví žádné nebezpečí nedostatku těsnosti nebo ztráty · odolnosti vůči teplu, i když má velmi značnou délku, a je tedy zvlášť vhodné pro dopravování tekutiny na značné vzdálenosti. Je zřejmé, že jednoduchost montáže na terénu, ve spojení se snadnou dopravou tepelně izolované trubky, pronikavě snižuje náklady na provedení a údržbu potrubí vytvořených pomocí trubky podle vynálezu.

Kro-mě toho kryty 16 provádějí izolaci vedení, takže nemůže dojít k pronikání vlhkosti a k odlepení pěny 4 ani v případě selhání přídavné tepelné izolace umístěné kolem spojení přilehlých trubek.

Polyurethanová vrstva 6^a, tvořící vnější těsný plášť, se nanáší stříkáním. Z toho vyplývá snadný a rychlý postup, který není rušen případnými nepravidelnostmi vnějšího povrchu izolační pěnové vrstvy 4. Je třeba poznamenat, že čas dostavení se nelepivosti, tj. čas, na jehož konci lze s trubkou manipulovat bez porušení jejího povlaku, je krátký, řádově 5 minut. Další přídavná výhoda záleží v tom, že pro nanesení polyuretanové vrstvy, představující nepoddajný těsnicí plášť g1, lze užít téhož materiálu, jako je materiál, který slouží pro nanesení pěny 4, nebo bo velmi příbuzného materiálu.

Těsnost docílená nepoddajným pláštěm 6^a je absolutní i na koncích trubky, neboť tento plášť Sa pokrývá i konce každého · krytu 16 a přilnutí pláště na pěnu 4 je vynikající, větší než je soudržnost této pěny; v případě namáhání na utržení povolí povlak spíše uvnitř pěny 4 než na rozhraní mezi pěnou 4 a pláštěm 6^a. .

Claims (8)

1. Tepelně izolovaná trubka pro dopravu tekutiny, obsahující tepelně izolující pěnu z plastického materiálu, která lne jednak k vnitřní trubici a jednak k vnější ochranné vrstvě, . pokrývá největší část trubky, avšak končí v odstupu od každého z jejích konců, vyznačující se tím, že vnější vrstva je tvořena jednak nepoddajným pláštěm (6^a) tvořeným vrstvou neprůlinčitého polyurethanu, jednak ochranným pružným krytem (16) každé z koncových ploch pěny · (4), který je upevněn k jednomu konci pláště (6^a) a na druhém konci je proveden v jednom celku s vnitřní trubicí (i).

2. Tepelně izolovaná trubka podle bodu 1, vyznačující se tím, že plášť (6a) je protažen v délkovém směru tak, že pokrývá přiléhající konec každého krytu (16).

3. Tepelně izolovaná trubka podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že pěna (4) má větší hustotu na rozhraní s vnitrní trubicí (1) a pláštěm (6a) než ve své hmotě.

VYNALEZU

4. Tepelně izolovaná trubka podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že každý kryt (16) je spojen v jeden celek s vnitřní trubicí (1) svěracím kroužkem (2^:0).

5. Tepelně izolovaná trubka podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že každý ochranný kryt (16) pro konec izolační pěny je tvořen kaučukovou fólií.

6. Tepelně izolovaná trubka podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že má vnitřní konec (10) tvořený rovným koncem pokrytým povlakem (22) z plastického materiálu, který je odolný vůči teplu.

7. Tepelně izolovaná trubka podle bodu 6, vyznačující se tím, že má vnější konec (12) opatřený vybíráním · (32, 34) pro uložení těsnicí vložky (26) a pokrytý povlakem (24) z plastického materiálu, odolného vůči teplu.

8. Tepelně izolovaná trubka podle bodu 7, vyznačující se tím, že vybrání (32, 34) pro uložení těsnicí vložky (26) má vstupní doraz (30) a vysoustružené dno (32), přičemž roz ₈ 213309 ^díl P^oloměru mezí dnem (32) a kupním dorazem (30) je nejméně roven 75 % rTdfál10