DE1675405A1

DE1675405A1 - Thermally insulated pipe

Info

Publication number: DE1675405A1
Application number: DE19681675405
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Helmut Kaeufer; Dipl-Ing Dr Herbert Richter
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1968-03-15
Filing date: 1968-03-15
Publication date: 1970-12-10

Description

Wärneisoliertes Rohr Die Erfindung bezieht sich ::auf eine gleichzeitig korrosionsfeste, wärmeicolierende, feuchtigkeitssperrende und mechanisch wider-2tr:ndsfähige Isolie--ung für Rohre aus Metallg insbesondere Y2infer oder anderem starren oder biegsamen, selbsttragenden E's i.-t bekannt, Metallrohre mit glasfEiservers-#ärkten Kunststoffs,3hichten züi umgeben, um sie gegen äußere Einflüsse, insbesondere gegen Korrosion und mechanische Einwirkung zu schützen. Der Wärmeisolierungswert solcher Rohrummantelungen ist jedoch vergleichsweise gering (deutsche Anmeldung 0 8159 XII/47 - 27/10 vom 10. 9. 53 , bekanntgemacht am 3. 5. 56 der Firma Chemieprodukte GmbH, Leverkusen-Rheindorfg DBGm 1 966 998 vom 22. 6. 67 Hintragung bekanntgemachtt 24. 8. 67 ). Es ist ferner bekannt, Rohrleitungen mit &';chi:umstoff zu isolieren, der an der Außenseite und gegebenenfalls auch an der Innenseite mit einer Folie aus Kunststoff oder retall verbunden ist. Diese Umhüllung ergibt zwar eine gute Isolierung gegen den Wärmedurchgang und die Feuchtigkeit, seine mechanische Festigkeit ist jedochnicht befriedigend (DBGm 1 946 221, 47 f-27/40). Aus dichtem Kunststoff bestehende Hüllen für Leitungsrohre, insbesondere Cu-Rohre, .hat man auch schon zwecks Verbesserung der Wärmeisolierung an der Innenseite mit Rippen oder Ausnehmungen versehen (DBGm 1 782 4959 47 f"27/40). Dadurch wurde jedoch die mödh#Lni--sc-Iiei Festigkeit wesentlich herabgesetzt, ohne daß die 'iVä:vmeisolierüh>g über diä üeäamte Rohrfläche wesentlich verbessert üätdän könnte* Ein weiterer Vorschlag geht dahin, zwecks Wärmdibolieiun,.g-äuf die Wand von.Hahreni insbesondere Kupfe--ttöh.tän, eine oder mehrere Widklungslagen. aus Bändern, Achnüten, Zöpfen oder Schläucheny die Z-. B, auch aus kt-mststoffaser gebildet sein können, so aüfzu--i wickeln, daß nach Umhüllen des so umwickelten Rohres mit einer' nahtlosen Kunststoffschicht zwischen den Wicklungen Luftka-näle gebildet sind. Abgesehen davon, daß über die gesamte Oberfläche des Rohres auch bei.dieser Ausfüh:üungäfor-ta der #llätmedürähgang sehr unterschiedlich istg lassen die PestigkeitsAigenschaftensehr zu wünschen übrig (D#BGm 1 861 3309 47 f - 27/A0). Bei schaumstoffumhüllten Rohren hat man den.Schutz gegen mechanische Einflüsse auch schon durch Umhüllung mit einem Panäerröhr bewirkt, daß durch Verstrebungen, die die Schaumsohicht durchättätent in seiner Läge gehalten-werden mußte, Dadurch, wurde wiederum die Wärmeisolierung geringer und ungleichmäßig über dib fläche verteilt& Der Aufbau eines solchen Rohres war zu umständlich und daß Panzerrohr war selbst zu stark korrosiven Einflüssen e#usgesetzt. Schließlich ist es bekannte vorgeformte-hochbiegeelastische Rohr-Wärmeisolierteile aus durch Einwirkung eines heißen Gasstromes aus Glas gevionnenen Glasfasern herzustellen, die mit einem thermoplastischen Bindemittel besprüht und fortlaufend zu einer Fasermatte mit wirr liegenden Fasern gesammelt werden. Diese Isolierrohre haben den Nachteil, daß sie starr sind und nicht den jeweils gewünschten Rohrquerschnitten angepaßt werden können. Es ist also eine große Lagerhaltung erforderlich. Das Material-ist nicht schmiegsam genug, um das Isolierrohr bieg zu können, ohne daß auf die Dauer Beschädigungen durch beim Biegen entstehende Spannungen in der Isolierung auftreten, Ferner wird durch die Verwendung eines zusätzlichen Bindemittels der Lufträum zwischen den einzelnen Glasfasern und damit die Wärmeisolierungseigenschaft stark vermindert.Heat-insulated pipe The invention relates to a simultaneously corrosion-proof, heat-coloring, moisture-blocking and mechanically resistant insulation for pipes made of metal, in particular Y2infer or other rigid or flexible, self-supporting E's known, metal pipes with glass-free iron - # reinforced plastic, 3hichten züi surrounded in order to protect them against external influences, in particular against corrosion and mechanical impact. The thermal insulation value of such tube sheets is comparably low (German Application 0 8159 XII / 47 - 27/10, 10. 9. 53, Posted on 3. 5. 56 the company Chemie GmbH, Leverkusen-Rheindorfg registered design 1966998 of 22 6 67 Submission announced August 24 , 67). It is also known to insulate pipelines with chi: umstoff which is connected on the outside and possibly also on the inside with a film made of plastic or retall. Although this cover provides good insulation against heat transmission and moisture, its mechanical strength is not satisfactory (DBGm 1 946 221, 47 f-27/40). Sheaths made of dense plastic for conduit pipes, especially Cu pipes, have also been provided with ribs or recesses on the inside to improve the thermal insulation (DBGm 1 782 4959 47 f "27/40). However, this made the Mödh # Lni --sc-Iiei strength significantly reduced, without the 'iVä: vmeisolierüh> g over the pipe surface could be significantly improved .tän, one or more weaving layers. made of ribbons, hats, plaits or hoses, the Z-. B, also made of plastic fiber, can be wrapped in such a way that after the tube wrapped in this way has been wrapped in a seamless layer of plastic Air ducts are formed between the windings. Apart from the fact that even with this design, the length of the lathing process is very different over the entire surface of the pipe, the pestibility properties allow a great deal of difference to be desired (D # BGm 1 861 3309 47 f - 27 / A0). In the case of foam-covered pipes, protection against mechanical influences has already been achieved by covering them with a panäerröhr, that through struts that the foam layer had to be held in place, in turn, the heat insulation was in turn less and unevenly distributed over the surface & the The construction of such a pipe was too cumbersome and the armored pipe itself was exposed to strong corrosive influences. Finally, it is known to produce preformed, highly flexible tube heat insulating parts from glass fibers formed by the action of a hot gas stream, which are sprayed with a thermoplastic binder and continuously collected to form a fiber mat with tangled fibers. These insulating pipes have the disadvantage that they are rigid and cannot be adapted to the pipe cross-sections desired in each case. So a large amount of stock is required. The material is not flexible enough to be able to bend the insulating tube without damage in the long term due to stresses in the insulation that arise during bending reduced.

Durch die Erfindung werden die genannten.Nachteile beseitigt, indem ein wärmeisoliertes Rohr aus Metall, insbesonderd Kupfer, oder einem anderen starren oder biegsamen selbsttragenden Material mit einer Isolierung aus-einem auf Grund seiner thermoplastischen Eigenschaften durch Erwärmen, gegebenenfalls unter Druck, verklebbaren Fasermaterial vorgeschlagen wird, das-dadurch gekennzeichnet ist, daß die Isolierungsschicht aus einem aus Endloo-Fäden aus thermoplastischem Kunststoff äufgebauteni an der Außenseite oder Innenseite oder an beiden heiß versiegelten bzw. mit einer zusätzlichen Folie aus dem gleichen oder einem anderen thermoplastischen Kunststoff versiegelten und verstreckten =Wirrfaser-Vlies (Wirrendlosfadenvlies) besteht. Wirrendlosfadenvliese sind solche, wie sie z. B. entstehen, wenn geschmolzene thermoplastische Kunstharze, wie z. B. Polvesterharze, Polvolefine oder dergleichen, durch Düsen extrudiert und als Endlosfäden auf wandernde Unterlagen, z. B. wandernde Siebe, Transportbänder, als Wirrfaserlagen zwei- oder mehrdimensional übereinander ,:i.bgelagert und durch mehr oder weniger starkes Anpressen zwischen heißen Walzen miteinanderverklebt werden.The invention eliminates the aforementioned disadvantages by a thermally insulated pipe made of metal, especially copper, or another rigid or flexible self-supporting material with one-off insulation its thermoplastic properties by heating, possibly under pressure, bondable fiber material is proposed, which is characterized in that the insulation layer is made from an endless thread made of thermoplastic material Heat-sealed built-up on the outside or inside, or both or with an additional film of the same or one others thermoplastic plastic sealed and stretched = random fiber fleece (random fiber fleece) consists. Tangled thread webs are those as they are, for. B. arise when melted thermoplastic synthetic resins, such as. B. Polvester resins, Polvolefine or the like, extruded through nozzles and as continuous threads on migrating documents such. B. wandering Sieves, conveyor belts, as random fiber layers two or more dimensionally one above the other ,: i.bagered and by more or less strong pressure between hot rollers are glued together.

Für die Rohre nach der Erfindung eignen sich besonders solche Wirrendlosfaden-Vliesei die nach dem Verfahren der deutschen Patentanmeldung 11 72 169 und M 76 562 hergestellt-sind. Diese Vliese entstehen dadurch, daß aus Spinndüsen Endlosfäden aus thermoplastischem Kunststoff mittels Blasdüsen durch Luft hoher Ge-' schwindigkeit unter gleichzeitiger Verst.reckung nbgezogen, auf einem Transportband als Bahn regellos gelagerter Fäden abgelegt und nach Verdichtung zwischen einer beheizten Walze und einem Band, das unter 5 500 atü, vorzugsweise 50 - 200 ntü Anpreßdruck steht und -die Walze zu 30 80 % des Gesamtumfangs umschlingl mit einer Einwirkungsdauer von 1 bis 30 see.- hindurchgeführt wird. Die gesponnenen Fäden werden dabei vorteilhaft mit Luft von Strömungsgeschwindigkeiten von 50 bis 330 m/sec, vorzugsweise über 250 m/sec. aus der Spinndüse abgezogen und verstreckt. Die 0 Verfestigung erfolgt bei einer Temperatur von A-bis 50 09 vorzugsweise 5 bis 30 0 C unterhalb der Schmelzpunkte oder Schmelzbereiche der entsprechenden Thermoplaste bei einer Einwirkungsdauer von mind. 2 bis 30, vorzugsweise 5 bis 15 se- e. unter einem-Druck von 1 bis 50, vorzugsweise 3 bis 6 kg/cm 2 9 1 - Sehr gut isolierende Vliese von besonders hoher Festigkeit und guten Isoliereigenschaften werden nach diesem Verfahren erhalten und mit Vorteil für die erfindungsgemäßen Rohre verwandt, wenn. Fadenbündel von 3 bis 50 Einzel±äden, die aus Spinnlöchern von 0,1 bis 1,5 mm Durchmesser, bei Fadengeschwindigkeiten von 1000 bis 5000 ni/min. zu einer Restdehnu2ig von 150 - 500 %P bei einer Reißfestigkeit von mehr als 295 g/den, abgezogen sind, zu einem Flächengebilde abgelegt werden, -welches anschließend verfestigt wird. Die Verfestigung erf'olgt am besten mitt-els einer elastischen Preßfläche von einer Shore-Härte von unter 90. For the tubes according to the invention, those nonwoven filaments which are produced according to the method of German patent application 11 72 169 and M 76 562 are particularly suitable. These fleeces are created by drawing continuous filaments of thermoplastic material from spinnerets by means of blow nozzles through high-speed air with simultaneous stretching, placing them on a conveyor belt as a web of randomly stored filaments and, after compaction, between a heated roller and a belt that runs underneath 5500 atm, preferably 50 - 200 stands ntü contact pressure and -the roller 30 to 80% of the total circumference umschlingl with an exposure time of 1 to 30 is passed see.-. The spun threads are advantageously treated with air at flow speeds of 50 to 330 m / sec, preferably over 250 m / sec. withdrawn from the spinneret and drawn. The 0 solidification occurs at a temperature of A-09 to 50 preferably 5 to 30 0 C lower than the melting points or melting ranges of the respective thermoplastic materials at an exposure time of at least. 2 to 30, preferably 5 to 15 se- e. Under a pressure of 1 to 50, preferably 3 to 6 kg / cm 2 9 1 - Very good insulating nonwovens of particularly high strength and good insulating properties are obtained by this process and used with advantage for the pipes according to the invention if. Thread bundles of 3 to 50 individual threads, emerging from spinning holes 0.1 to 1.5 mm in diameter, at thread speeds of 1000 to 5000 ni / min. to a residual elasticity of 150 - 500 % P with a tensile strength of more than 295 g / den, are laid down to form a flat structure, which is then solidified. The hardening is best achieved by means of an elastic pressing surface with a Shore hardness of less than 90.

Für die Wärmeisolierung der Rohre nach der Erfindung sind insbesondere die unter den niedrigeren Drücken verschweißten Vliese der-oben geschilderten Art geeignet, da sie einen besonders grossen Luftraum umschließen.For the thermal insulation of the pipes according to the invention are in particular the nonwovens of the type described above that are welded under the lower pressures suitable because they enclose a particularly large air space.

Um da» Eindringen von Wasser in die isolierende 'Umhüllung zu verhindernt kann die Oberfläche durch Zrhitzen und Druck versiegalt worden. Dies kann no weit durchgeführt worden, da£ *in* porboo Haut entsteht, die das "Atmen" der Schight erlaubt, je- doch das Bindringen vGn Waseer *yerhindert, Da* Reißeiegeln der Ober:tläche-k=n aber auch no weit durchgeführt werden,-daß eine vollkommen dichte Oberfläche entsteht, die auch eine Dampfsperre bildet. Der gleiche.Zweck kann auch erreicht werden, indem eine geeignete dichte Folie auf die Oberfläche geschweißt wird, was ebenfalls ohne Anwendung von Bindemittel lediglich durch Wärme und Druck erfolgen kann. In allen diesen Fällen ist die Oberflächenhaut innig mit dem Wirrendlosfadenvlies verbunden und hält je nach Stärke und Versiegelung chemischen und mechanischen sowie Wärme- und KälteeinflÜssen stand. Durch entsprechende Auswahl der Folien kann man flammwidrige oder gegen bestimmte chemische Einflüsse schützende Folien aufkaächieren, Für den 1. Fall erzielt man gute Eigenschaften durch Verwendung von polyvinvlchloeid- oder Polvesterfolieng für den 2.« Fall mit Polvolefinfolieng insbesondere Polväthvlen- öder Polypropylenfoliens Für eine gute Verbindung zwischen der Wirrendlosfadenvlies-Umhüllung und der Außenhaut ist es vorteilhaftg eine stoftverwandte Folie aufzukaschieren. Die Wirrendloseaser-Vlisse können ein- oder zweiseitig mit Folie beechichtet et4a. in vielen Fällen ist to zweckniXig, die Vlie44 mit Prägungen tu-vernehen,- wodurch Lufteinochlüsee entattheng die eine benondorn--gute Wirmeisolierung beWirkene Die Yrägvnion-kgnter auch zur Uipaczmg der Rohre an b@ecadert örtliche VerhUtnione zweckmäßig meiao Ein sehr guter Schutz in Verbindung mit besonders intensiver Wärmeiso-1J9rung kann dadurch erzielt werden, d.aß eine Umhüllung aus mehreren Wirrendlosfadenvlieslagen auf dem Rohr angeordnet wird. Eine ähnliche Wirkung ist erzielbar, indem das Rohr zu-. nächst mit einer an sich für die Wärmeisolierung-bekannten Schaumstoffschicht und diese da= mit einer oder mehreren Wirrendlosfadenvlieslagen umhüllt wird.In order to prevent the penetration of water into the insulating cover, the surface can be sealed by heating and pressure. This may have been no performed far as £ * appears in * porboo skin that allowed the "breathing" of Schight, but JE the Bindringen VGN Waseer * yerhindert, Da * Reißeiegeln the top: tläche-k = n but no far be carried out, -that a completely dense surface is created, which also forms a vapor barrier. The same purpose can also be achieved by welding a suitable dense film onto the surface, which can also be done without the use of binding agents, simply by means of heat and pressure. In all of these cases, the surface skin is intimately connected to the stranded nonwoven fabric and, depending on the thickness and sealing, withstands chemical and mechanical as well as heat and cold influences. By appropriate selection of the films can be flame-retardant or aufkaächieren protective against certain chemical effects films, for the first case, made good properties by using polyvinvlchloeid- or Polvesterfolieng for the second "case Polvolefinfolieng particular Polväthvlen- barren Polypropylenfoliens For a good connection It is advantageous to laminate a material-related film between the tangled nonwoven covering and the outer skin. The tangled leaser fleece can be one or two-sided with film coated et4a. in many cases is to zweckniXig that Vlie44 with embossing tu-vernehen, - whereby Lufteinochlüsee entattheng the a benondorn-good thermal insulation effect the Yrävnion-kgnter also for the delivery of the pipes to b @ ecadert local prevention functional meiao Very good protection in connection with particularly intensive thermal insulation can be achieved by placing a covering made of several layers of nonwoven threads on the pipe. A similar effect can be achieved by closing the pipe. next with a foam layer known per se for thermal insulation and this da = is wrapped with one or more nonwoven filamentary layers.

Das Rohr nach der Erfindung ist in den Abbildungen beispieleweise schematisch dargestellt.The tube according to the invention is shown in the figures by way of example shown schematically.

Abbildung 1 zeigt ein Rohr mit der erfindungsgemäßen Wirrendlosfadenvliesumhüllung mit Außenhaut.Figure 1 shows a tube with the inventive non-woven filament wrapping with an outer skin.

Abbildung-2 zeigt ein Rohr mit Wirrendlosfadenumhüllung mit Außen- und Innenhaut.Figure-2 shows a tube with a filamentary sheath with outer and inner skin.

Abbildung 3 zeigt ein Rohr mit Wirrendlosfadenvliesumhüllung mit in achsialer Richtung verlaufendeng riefenartigen Prägungen. Abbildung 4 zeigt ein Rohr mit Wirrendlosfadenvliesumhüllung mit wulstartiger Prägung.Figure 3 shows a tube with a non-woven filament wrapping with groove-like embossings running in the axial direction. Figure 4 shows a tube with a non-woven filament wrapping with a bead-like embossing.

In den Abbildungen ist 1 ein aus selbsttragendem Mat.erial, z. B. Kupfer, bestehendes Rohr, 2 eine Wirrendlosfadenvliesumhüllung, 3 eine dichte bzw. kleinporige Außenhaut und 4 eine ebenso Iche Innenhaut.In the figures, 1 is a self-supporting material, z. B. copper, existing pipe, 2 a non-woven filament wrapping, 3 a dense or small-pored outer skin and 4 an inner skin as well.

Bei dem Rohr nach der Abbildung 4 ist die bei der Herstellung sehr locker gestaltete Wirrendlosfadenvliesechicht nur an vei#-schiedenen Punkten oder Linien 6 verdichtet, so daß einzelne Zellen 5 entstehen, welche sehr viele Lufteinschlüsse aufweisen. Diese Is-olation der Rohre weist durch die örtliche Verdichtung des vorzugsweise außen versiegelten oder kaschierten Vlieses besondere Festigkeit auf und die Bildung der Zellen 5 ergibt eine außerordentlich gute Wärmeisolierung. Das hierfür verwandte Wirrendlosfadenvlies ist bei der Herstellung zweckmäßig unter geringem, gerade für die Verklebung der Fäden untereinpmder nusreichenden Druck behandelt, damit es möglichst viel Luftraum einschließt.In the case of the tube according to FIG. 4, the very loosely designed nonwoven filament fleece layer is only compressed at various points or lines 6 , so that individual cells 5 are formed which have a great number of air inclusions. This insulation of the pipes has particular strength due to the local compression of the fleece, which is preferably sealed or laminated on the outside, and the formation of the cells 5 results in extremely good thermal insulation. The nonwoven filament web used for this purpose is expediently treated during manufacture under low pressure, which is sufficient for gluing the filaments, so that it encloses as much air space as possible.

Claims

Patent claims: 1. Heat-insulated tube made of metal, in particular copper or another rigid or flexible self-supporting material with one or more insulating sheaths made of a fiber material that can be glued due to its thermoplastic properties by heating, if necessary under pressure, characterized in that the insulating sheath consists of one or more continuous filaments made of thermoplastic material, optionally heat-sealed on the outside and inside or heat-sealed and stretched with an additional film made of the same or a different thermoplastic material.

2. Pipe according to claim 1, characterized in that the insulating covering consists of a non-woven filament web which was built up by pulling off thermoplastic filaments from spinning iron by means of blow nozzles through high-speed air with simultaneous stretching, placed on a conveyor belt as a web of randomly stored filaments and after compaction between a heated roller and a belt that was under 5 to 500 atmospheres, preferably 50 to 200 atmospheres, and the roller was passed through the overall circumference of 30 to 80 # with an exposure time of 1 to 30 seconds, 39 tube according to claim 29, characterized in that the insulating sheath consists of a stranded nonwoven fabric, in the structure of which the spun threads were drawn off and stretched with an air flow of 50 to 300 M / sec and the solidification of the threads at temperatures of 3 to 500 0 below the melting points or melting ranges of the corresponding The rmoplaste took place. 4. Tube according to one of claims 1 to 3, characterized in that the insulating sheath consists of Wirrendlosfadenvlies-en, in the structure of which bundles of threads of 30 to 50 individual threads, which come from spinning holes of 0.1 to 1.5 mm in diameter at thread speeds of 1000 to 5000 M / min to a residual elongation of 150 to 500% with a tensile strength of more than 2.5 g / den were peeled off, laid down to form a sheet and then solidified by welding under pressure. 5. Tube according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the insulating sheath made of stranded filament; ivlies has a small -pored 9 water-tight skin (3) on the surface. 6. Tube according to one of claims 1 to 5, characterized in that the upper part of the envelope is provided with embossments. Pipe according to a do] p claims 1 to 6t characterized ', that the insulating * covering (2) and the whitened yolig Carbon black a PGIVoleting inebeneaders 1) olypropylen ei & r lbolygihyle * t exist.

8. Tube according to one of claims 1 to 6, characterized in that the welded-on film (3) made of a flame-retardant plastic, for. B. polyvinyl chloride or a Polvöster. G. Pipe according to one of Claims 1 to 8, characterized in that a layer of foam material is arranged under or under the nonwovens. 10. Pipe according to one of claims 1 to 9, characterized in that the very loosely built up Wirrendlosfadenvliesumhüllung by compressing over the surface points or lines (6) is formed and is thereby formed from cells (5) with a relatively large number of air pockets .