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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wärmeisolationsschicht aus Montageschaum an einer Rohrübergangsstelle zweier aufeinander stoßender wärmeisolierter Rohrabschnitte sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Isolierte Rohrleitungssysteme dienen dem Transport flüssiger oder gasförmiger Medien und sind zur Wärmeisolation mit einem Dämmstoff umhüllt. Solche wärmeisolierte Rohre oder Leitungen kommen beispielsweise bei der Trinkwasserversorgung bzw. Abwasserentsorgung, bei Fernheizungsleitungssystemen, Kühlrohrsystemen, Dampfsystemen und industriellen Rohrsystemen zum Einsatz. Ein typisches wärmeisoliertes Rohr besteht aus einer Außenhülle, einer Isolationsschicht sowie wenigstens einem Innenrohr, in dem das flüssige oder gasförmige Medium geleitet wird. Bei dem wärmeisolierten Material der Isolationsschicht kommt häufig Polyurethan-Schaum zur Anwendung. Ein solches Verbundrohr, bestehend aus einem Mantel, einer Isolationsschicht sowie einem Innenrohr, ist beispielsweise in der
DE 197 07 176 T2 beschrieben.
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Bei einem Rohrleitungssystem werden wärmetechnisch vorisolierte Rohrabschnitte einer bestimmten Länge über eine längere Strecke miteinander verbunden. Dazu wird ein Teil der Wärmeisolationsschicht und des Schutzmantels am Ende jedes zu verbindenden Rohrabschnittes entfernt oder weggelassen, um so an der Rohrübergangsstelle das gewöhnlicherweise aus Stahl bestehende Innenrohr freizulegen. Die Innenrohrenden der aufeinander stoßenden Rohrabschnitte werden dann gewöhnlich durch Schweißen miteinander verbunden. Die Rohrübergangsstelle muss anschließend über verschiedene Verfahren nachisoliert werden, um drastische Energieverluste an den Rohrübergangsstellen zu vermeiden.
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Das Erzeugen der Isolationsschicht erfolgt in der Regel durch Einschäumen eines Montageschaums an der Rohrübergangsstelle. Aufgrund der spezifischen Eigenschaften werden Mehrwegekomponenten-Montageschäume eingesetzt (z. B. Polyurethan-Hartschaum). Die Einschäumung der Rohrübergangsstelle der aufeinander stoßenden Rohrabschnitte kann jedoch nur oberhalb einer bestimmten Grenztemperatur (> 5°C) durchgeführt werden. Unterhalb dieser Grenztemperatur ist das Einschäumen der Rohrübergangsstelle zur Erzeugung einer Wärmeisolationsschicht nicht mehr möglich. Dies bedeutet, dass die Montagearbeiten an der Baustelle bei winterlichen Temperaturen entweder zeitweise ausgesetzt werden müssen, oder es muss dafür gesorgt werden, dass die Rohrübergangsstelle erwärmt wird.
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Gängige bekannte Verfahren sehen vor, dass beispielsweise eine Warmwasserzirkulation im Rohrleitungssystem zur Erwärmung der Rohrübergangsstellen durchgeführt wird. Dies setzt jedoch ein bestehendes und isoliertes Rohrleitungssystem mit dichten Abgängen voraus. Ferner muss zur Zirkulation ständig warmes Wasser zur Verfügung stehen. Nachteilig ist bei diesem Verfahren insbesondere, dass das gesamte Rohrleitungssystem aufgeheizt wird, und nicht nur punktuell die Rohrübergangsstelle, was drastische Energieverluste zur Folge hat. Eine weitere Methode sieht eine elektrische Vorwärmung unter Verwendung von Elektroden vor. Diese Methode ist jedoch extrem teuer und bei größeren Rohrleitungssystemen nicht rentabel. Die Verwendung von Heizdecken oder angewärmte Luft führt ebenfalls nicht zum Erfolg, da die Übergangsstelle sehr rasch auskühlt und keine konstante Temperatur während der Einschäumung gewährleistet ist.
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Vor diesem Hintergrund ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, bei denen auch unterhalb der Verarbeitungstemperatur herkömmlicher Montageschäume Rohrübergangsstellen mit einer Wärmeisolationsschicht eingeschäumt werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen wieder.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können selbst bei winterlichen Temperaturen oder kühlen Witterungsverhältnissen Rohrübergangsstellen aufeinander stoßender wärmeisolierter Rohrabschnitte mit Wärmeisolationsmaterial eingeschäumt und anschließend auf an sich übliche Art und Weise mit einer Außenmuffe verschlossen werden.
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Bei einer typischen Rohrübergangsstelle werden die Außenhülle und die Isolationsschicht der beiden aufeinander stoßenden Rohrabschnitte zunächst freigelegt, so dass das zentrale Innenrohr/die Innenrohre miteinander verschweißt werden kann/können. Zur Isolation des Innenrohrs wird die Rohrübergangsstelle erwärmt und der Montageschaum anschließend an der Rohrübergangsstelle eingeschäumt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Erwärmung der Rohrübergangsstelle derart erfolgt, dass das Innenrohr von innen über Heizelemente erwärmt wird. Hierfür werden vorzugsweise Infrarotstrahler oder Halogenstrahler in das Innenrohr eingeführt und bis zur Rohrübergangsstelle bewegt. An der Rohrübergangsstelle werden die Heizstrahler direkt an die Innenoberfläche des Innenrohrs geführt und die Heizstrahler aktiviert. Auf diese Weise erhält man eine punktuelle, zugleich aber umlaufende Erwärmung der Rohrübergangsstelle, wodurch Temperaturen im Bereich von 20 bis 25°C möglich sind. Vorzugsweise werden die Heizstrahler über eine Vorrichtung, z. B. einen Vorschubwagen oder einen Roboter, an die Rohrübergangsstelle geführt. Die Führung kann beispielsweise über ein Kamerasystem oder über einen Sende-/Empfangssystem erfolgen. Um eine umlaufende Erwärmung an der Rohrübergangsstelle zu erzielen, sind vorzugsweise mehrere Heizelemente im Innenrohr radial angeordnet. Je nach Nennweite des Innenrohres und Ausführung der Heizelemente sind drei oder mehrere Heizelemente erforderlich. Daneben ist es möglich, die Heizelemente auch in gewölbter Form auszuführen, um eine Anpassung an den Radius des Innenrohres und damit eine noch effizientere Wärmeabstrahlung zu erreichen. Die Heizelemente werden möglichst nah an die Innenoberfläche des Innenrohrs geführt, um möglichst viel Wärmeenergie von dem Strahler auf das Innenrohr zu übertragen. Hierfür sind vorzugsweise Trägerelemente vorgesehen, die es ermöglichen, dass die Heizelemente sowohl höhenverstellbar als auch axial drehbar sind. Ferner ist vorgesehen, dass der Abstand der Heizelemente zueinander veränderbar ist.
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Bei dem in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Montageschaum handelt es sich um an sich bekannte Montageschäume, wie z. B. Einkomponenten- oder Mehrkomponenten-Montageschäume. Vorzugsweise handelt es sich um Polyurethan-Schaum. Vor bzw. nach der Einschäumung wird die Rohrübergangsstelle mit einer Außenmuffe versehen. Vorzugsweise kann die Einschäumung auch so erfolgen, dass die Rohrübergangsstelle bereits mit einer Muffe versehen ist und die Einschäumung des Montageschaums in den Zwischenraum zwischen Muffe und Innenrohr erfolgt.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und umfasst einen in dem Innenrohr bewegbaren Vorschubwagen, an dem Trägerelemente befestigt sind, welche wiederum ein oder mehrere Heizelemente tragen. Vorzugsweise sind mehrere Heizelemente umlaufend an den Trägerelementen angeordnet, um eine radiale Wärmeabstrahlung an der Rohrübergangsstelle zu erreichen. Die Heizelemente sind vorzugsweise höhenverstellbar und/oder drehbar; ferner sind auch die Abstände zueinander verstellbar. Vorzugsweise ist der Vorschubwagen mit Rädern ausgerüstet. Die Bewegung des Vorschubwagens kann über einen aktiven Antrieb (z. B. Linearantrieb, Elektromotor etc.) oder über eine Führung (z. B. Schiene oder Seil) erfolgen. Hierzu wird der Vorschubwagen am offenen Rohrende eingeführt und bis zur Übergangsstelle geleitet. Die Führung kann beispielsweise über ein Kamerasystem oder über ein Sender-/Empfängersystem erfolgen. Dadurch kann der Vorschubwagen zielgenau an die Rohrübergangsstelle navigiert werden. Erreicht der Vorschubwagen die Rohrübergangsstelle, werden die Heizelemente in die entsprechende Position gebracht.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung werden die Nachteile der Methoden, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, vermieden. Eine aufwändige Wasserzirkulation zur Erwärmung der Rohrübergangsstelle wird vermieden. Ferner ist der Energieaufwand erheblich reduziert, da punktuell nur die Rohrübergangsstelle und nicht das gesamte Rohrleitungsnetz erwärmt wird. Ferner ist der erfindungsgemäße Methode auch wesentlich effizienter und kostengünstiger als beispielsweise eine Erwärmung mit Hilfe von Elektroden. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen eine Einschäumung von Rohren unterschiedlicher Nennweiten, beispielsweise von DN 200 bis DN 500. Hierfür kann der Wagen vorzugsweise höhenverstellbar ausgestaltet sein, um die verschiedenen Nennweiten befahren zu können.
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Die Erfindung wird in der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert.
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In 1A erkennt man eine typische Rohrübergangsstelle 7. Zwei aufeinander stoßende Rohrabschnitte 8, 9 müssen miteinander verbunden werden. Jeder Rohrabschnitt 8, 9 besteht aus einer Außenhülle 1, einer Isolationsschicht 2 sowie einem Innenrohr 4. An der Rohrübergangsstelle 7 sind die Isolationsschicht 2 und die Außenhülle 1 abisoliert. Die Enden der Innenrohre 4 werden über eine Schweißnaht 5 miteinander verbunden. Die Einschäumung der Rohrübergangsstelle 7 zur Erzeugung einer durchgehenden Isolationsschicht 2 erfolgt unter der Außenmuffe 3. Hierfür werden an der Rohrübergangsstelle 7 im Bereich der Schweißnaht 5 Heizelemente 15 in den Innenraum 6 des Innenrohrs 4 geführt (vgl. 1B).
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In 1B ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vorschubwagens 10 gezeigt. Dieser ist über Räder 11 im Rohrinnenraum 6 des Innenrohrs 4 bewegbar. An den Trägerwagen 10 ist ein Trägerrohr 12 angebracht, das sowohl höhenverstellbar als auch axial drehbar ausgeführt ist. Am Ende des Trägerrohrs 12 befindet sich ein Halteelement 13, an dem sich überkreuzende Trägerelemente 14 verbunden sind. An den Enden der Trägerelemente 14 befinden sich Heizelemente 15. Durch die Rotation des Tragrohres 12 kann die Rohrübergangsstelle 7 im Bereich der Schweißnaht 5 umlaufend erwärmt werden. Ferner sind die Abstände der Heizelemente 15 zueinander verstellbar, indem die Trägerelemente 14 zusammengefahren werden. Mit Hilfe des Vorschubwagens 10 kann so eine aufeinander folgende Erwärmung an jeder Rohrübergangsstelle erfolgen.
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Die Erfindung ermöglicht eine Einschäumung auch bei Umgebungstemperaturen unterhalb von 5°C, d. h. bei einer Temperatur, bei der normalerweise eine Einschäumung nicht mehr möglich ist. Dadurch können auch bei niedrigen Temperaturen Baumaßnahmen und Rohrmontagen erfolgen. Die Arbeiten müssen nicht unterbrochen werden, und im Vergleich zu den bekannten Verfahren ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine einfache und effiziente Möglichkeit, den Einschäumungsprozess auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen zu ermöglichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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