DE1779406C

DE1779406C - Process for the production of thermally insulated conduit pipes

Info

Publication number: DE1779406C
Authority: DE
Inventors: Günther Dr.-Ing. Lehnert (verstorben); Ziemek, Gerhard, Dr.-Ing.; 3000 Hannover; Glander, Fritz, Dr.rer.nat., 3004 Isernhagen; Eilhardt, Bernd, 3001 Vinnhorst
Original assignee: Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AG, 3000 Hannover
Publication date: 1972-11-09

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung thermisch isolierter Leitungsrohre zum Transport flüssiger oder gasförmiger, erwärmter oder gekühlter Medien, bei dem von einer Vorratsspule ein gewelltes Innenrohr abgewickelt, von einer weiteren Vorratsspule ein zu einem Rohr Siit Abstand um das Innenrohr zu formendes Band abgezogen, in den gebildeten Hohlraum selbstschäumender Kunststoff eingeträufelt, das gebildete Außenrohr durch Schweißen hergestellt und dann das Außenrohr gewellt wird.The invention relates to a method for the continuous production of thermally insulated line pipes for the transport of liquid or gaseous, heated or cooled media, for which one Supply reel unwound a corrugated inner tube, from a further supply reel to a tube The tape to be formed is peeled off at the distance around the inner tube, self-foaming into the cavity formed Plastic instilled, the formed outer tube made by welding and then the outer tube is corrugated.

Bei der Herstellung thermisch isolierter Leitungsrohre, die aus mindestens zwei koaxialen, Vorzugsweise gewellten Rohren bestehen und zum Transport flüssiger oder gasförmiger, .rwärmter oder gekühlter Medien verwendet werden, hat man bereits auf das Innenrohr ein Schaumstoffband aufgebracht, das längseinlaufend oder schraubenlinienförmig aufgcwickelt und anschließend verschweißt wird. Dieses Verfahren hat jedoch seine Grenze dann, wenn der Abstand zwischen Außen- und Innenrohr relativ groß isl, d. li., wenn dicke Schaiimsloffschiehten notwendig sind, die sich nur schwer formen und ver· ■-chwcil.tcii lassen. Werden weiche Schaumstoffe vervvcndcl, so isl es möglich, bei gewellten Rohren die Wellenklippen des äußeren Rohres iiusziifüllen, die Konzentrizität der Rohranordnung wird jedoch beeinträchtigt. Verwendet man härtere Schaumstoffe, so ist es schwer, sie zum Rohr zu verformen. Versuche, statt einer mehrere dünne Schaumstoffschichten um das Innenrohr aufzubringen, haben auch nicht zum gewünschten Erfolgt geführt, weil tinmal das Verschweißen der dünnen Schaumstoffbänder Schwierigkeiten bereitet und zum anderen die hierzu erforderlichen Vorrichtungen recht aufwendig sind (deutsches Gebrauchsmuster 1 954 245).When producing thermally insulated conduit pipes, which consist of at least two coaxial, preferably There are corrugated pipes and are used to transport liquid or gaseous, heated or cooled Media are used, a foam tape has already been applied to the inner tube, which wound up lengthways or helically and then welded. However, this method has its limits when the The distance between the outer and inner tubes is relatively large, i.e. left, if thick Schaiimsloffschiehten necessary that are difficult to shape and degenerate. Are soft foams used, in this way it is possible, in the case of corrugated pipes, to fill in the corrugated cliffs of the outer pipe However, concentricity of the pipe arrangement is impaired. If you use harder foams, so it is difficult to deform them into the pipe. Try several thin layers of foam instead of one to apply the inner tube did not lead to the desired success, because often that Welding the thin foam strips presents difficulties and on the other hand this necessary devices are quite expensive (German utility model 1 954 245).

Man ist deshalb dazu übergegangen, eine thermische Isolierung zu verwenden, die aus einem selbstschäumenden Kunststoff besteht. Hierbei wird der noch nicht aufgeschäumte Kunststoff auf das gewellte Innenrohr getropft, das vor dem Aufschäumprozeß von einem zum Rohr geformten Band umschlossen wird. Der aufgeschäumte Kunststoff füllt den Raum zwischen Außen- und Innenrohr aus.One has therefore gone over to using a thermal insulation, which consists of a self-foaming Made of plastic. Here, the not yet foamed plastic is placed on the corrugated Dripped inner tube, which was enclosed by a tape formed into a tube before the foaming process will. The foamed plastic fills the space between the outer and inner tubes.

Diese für glatte Rohre bekannten Verfahren (deutsche Auslegeschrift 1 175 423) läßt sich aber für Leitungsrohre, deren Außenmantel zur Erhöhung der Flexibilität der Rohre gewellt wird, nicht anwenden, da beim anschlie3enden Wellen des Außenmantels Erhebungen oder des öfteren auch Knickungen des Innenrohres auftreten. Solche Knickungen oder Erhebungen beeinträchtigen aber den Durchfluß des strömenden Mediums und darüber hinaus die mechanische Festigkeit eines solchen Rohrgebildes. Die Ursachen hierfür sind im wesentlichen darin zu sehen, daß die durch die Wellung verursachte Rohrverkürzung auf die thermische Isolierschicht einwirkt, die teils durch die Verklebung, teils durch in die \Vellenkuppen eingedrungenen Kunststoff auf Druck und Schub beansprucht wird. Da zum Zeitpunkt der Wellung der Schaumstoff eine gewisse Härte besitzt, vermögen die am Rande vorkommenden axial gerichteten Kräfte ihre Wirkung auf das Innenrohr zu übertragen, das in kurzen und ziemlich regelmäßigen Abständen geknickt wird. Bei koaxialen Leitungsrohren, die zur besseren Konzentrizität eine Stützwendel aufweisen, ergibt sich eine spiralförmige Erhebung, die sich der Wellung des Inrienrohres anpaßt.These processes, known for smooth pipes (German Auslegeschrift 1 175 423) can be used for line pipes whose outer sheath to increase the Flexibility of the pipes is corrugated, do not apply, as the subsequent corrugation of the outer jacket Elevations or, often, kinks in the inner tube occur. Such kinks or bumps but affect the flow of the flowing medium and also the mechanical Strength of such a pipe structure. The reasons for this are essentially to be seen in that the pipe shortening caused by the corrugation acts on the thermal insulating layer, the partly due to the gluing, partly due to the plastic that has penetrated into the peaks of the valley under pressure and Thrust is claimed. Since the foam has a certain hardness at the time of the corrugation, they are able to to transmit the axially directed forces occurring at the edge to their effect on the inner tube, that is kinked at short and fairly regular intervals. In the case of coaxial line pipes, which have a helical support for better concentricity, the result is a spiral-shaped elevation that adapts to the corrugation of the inrien tube.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, Rohrleitungen aus zwei koaxialen gewellten Rohren mit einer zwischen den Rohren angeordneten thermisch isolierenden Schaumstoffschicht in kontinuierlicher Weise und ohne Beschädigung des Innenrohres herzustellen. The invention is based on the object of specifying a method with which it is possible to create pipelines consisting of two coaxial corrugated tubes with one thermally arranged between the tubes producing insulating foam layer in a continuous manner and without damaging the inner tube.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art zwischen dem Innenrohr und dem zum Außenrohr zu formenden Band ein weiteres von einer Vorratsrolle abzuziehendes Band eingebracht wird und der selbstschaumende Kunststoff auf dieses Band aufgeträufelt wird, wonach das Band zu einem Rohr gebogen wird.This object is achieved in that according to the invention in a method of the aforementioned Type between the inner tube and the band to be formed into the outer tube is another of A supply roll to be pulled off tape is introduced and the self-foaming plastic on this Tape is instilled, after which the tape is bent into a tube.

Auf diese Weise ist verhindert, daß der selbstschaumende Kunststoff mit dem Innen- bzw. Außenrohr verklebt und damit die beim Wellen eintretende Rohrverkürzung auf das Innenrohr übertragen wird. Durch das um das jeweils innere zweier koaxialer Rohre geformte Band, das gleichzeitig zum Transport des selbstschäumcnden Kunststoffes benutzt wird, ist vielmehr eine Relativbewegung zwischen dem mit dem selbstschäumenden Kunststoff beaufschlagten Innenrohr und dem Außenrohr gewährleistet.In this way it is prevented that the self-foaming plastic with the inner or outer pipe glued and thus the shortening of the pipe that occurs when the waves are corrugated is transferred to the inner pipe. Due to the band formed around the inner two coaxial tubes, which is also used for transport of the self-foaming plastic is used, is rather a relative movement between the with the self-foaming plastic acted upon inner pipe and the outer pipe guaranteed.

Da infolge der Wellung des Melallbüüdes tür dasBecause of the corrugation of the Melallbüüdes

Außenrohr eine größere Länge benötigt wird als für das um das Innenrohr geformte Band, ist die Zuführungsgeschwindigkeit des Metallbandes größer als die des verformten Bandes, jedoch so eingestellt, daß beide Durchlaufgeschwindigkeiten in der Welleinrichtung gleich sind.If the outer tube needs a greater length than the tape formed around the inner tube is the feed speed of the metal band larger than that of the deformed band, but adjusted so that both throughput speeds in the shaft device are the same.

Von Jen Eigenschaften des verwendeten selbstschäumenden Kunststoffes hängt die Konsistenz und Festigkeit des verwendeten Bandes ab. Wird beispielsweise ein schnellschäumender Kunststoff verwendet, d. h. ein Kunststoff mit einer Topfzeit bis zu 50 Sekunden, der also vor der WeHeinrichtung aufgeschäumt ist, so ist ein formstabiles Band vorteilhaft, das zu einem Rohr verformt und geschweißt wird oder auch unverschweißt bleibt. Unverschweißt kann das formstabile Band beispielsweise dann bleiben, wenn das Außenrohr unmittelbar um dieses Band gebogen und verschweißt wird. Als formstabile Bänder, die die Konzentrizität ües innen- ^nd Außenrohres während der Fertigung sicherstellen können Metallbänder verwendet werden, die eine Wandstärke zwischen 0,02 und 0,7 mm aufweisen. Als besonders vorteilhaft haben sich jedoch Metallbänder, beispielsweise Stahlbänder, mit einer Wandstärke von 0,05 bis 0,4 mm erwiesen.The consistency and consistency depends on the properties of the self-foaming plastic used Strength of the tape used. For example, if a fast-foaming plastic is used, d. H. a plastic with a pot life of up to 50 seconds, which is foamed before the WeH device is, a dimensionally stable band is advantageous, which is formed into a tube and welded or remains unwelded. The dimensionally stable tape can remain unwelded, for example, when the outer tube is bent and welded directly around this band. As dimensionally stable tapes, which is the concentricity of the inner and outer tubes During the manufacturing process, metal strips can be used that have a wall thickness between 0.02 and 0.7 mm. However, metal strips have proven to be particularly advantageous, for example Steel strips with a wall thickness of 0.05 to 0.4 mm.

Zur weiteren Erleichterung der Relativverschiebung zwischen dem mit dem verformten Band umgebenden Innenrohr und dem Außenrohr beim Wellvorgang kann der Raum zwischen dem rohrförmig verformten Band und dem Außenrohr mit einem langsam schäumenden Kunststoff gefüllt werden, der bis zur WeHeinrichtung als Gleitmittel wirkt und erst danach aufschäumt. Auf diese Weise erhält man eine ausgezeichnete Längswasserdichtigkeit einer solchen Anordnung.To further facilitate the relative displacement between the surrounding with the deformed band Inner tube and the outer tube during the corrugation process, the space between the tubular deformed tape and the outer tube are filled with a slowly foaming plastic, the acts as a lubricant up to the WeH device and only then foams up. This is how you get one excellent longitudinal watertightness of such an arrangement.

Verwendet man in Weiterführung des Erfindungsgedankens einen selbstschäumenden Kunststoff mit einer Topfzeit bis zu 10 Minuten, d. h. einen langsamen Schaum, der erst nach der WeHeinrichtung aufschäumt, so braucht das um das Innenrohr geformte Band keine besondere Festigkeit zu besitzen. In diesem Fall dient das Band im wesentlichen zum Transport der Schaumstoffkomponenten so lange, bis das Außenrohr gewellt ist.If a self-foaming plastic is used in a continuation of the concept of the invention a pot life of up to 10 minutes, d. H. a slow foam that only foams up after the machine has been set up, so the band formed around the inner tube does not need to have any particular strength. In this In this case, the belt is essentially used to transport the foam components until the Outer tube is corrugated.

Damit eine R?!ationsbewegung zwischen Band und äußerem Roh' entsteht, wird das Band gebremst. Als Trägerband kann ein längseinlaufendes Papierband verwendet werden, dessen Breite so gewählt ist, daß beim Umlegen zum Rohr in der Nähe der Schweißnaht ein Spalt von 30 bis 40 mm aufklafft. Als vorteilhaft hat sich auch ein gekrepptes Papierband erwiesen, das sich beim Aufschäumen des Kunststoffes leicht in die Wellen des Außenmantels einlegt.The belt is braked so that a friction movement occurs between the belt and the outer raw material. When Carrier tape, a paper tape running in length can be used, the width of which is chosen so that a gap of 30 to 40 mm opens up near the weld seam when it is folded over to the pipe. As beneficial A creped paper tape has also proven to be used when the plastic is foamed easily inserted into the corrugations of the outer jacket.

Die Verwendung eines langsam schäumenden Kunststoffes hat gegenüber der Verwendung eines schnelL.i Schaumes den Vorteil, daß auf das verhältnismäßig teure formstabile Band verzichtet werden kann. Darüber hinaus kann ein auf diese Weise hergestelltes thermisch isoliertes Leitungsrohr oft insbesondere dann Vorteile bringen, wenn von der Rohrleitung eine bestimmte Längswasserdichtigkeit gefordert wird, da durch das Aufschäumen des Kunststoffes nach der Wellung auch die Wcllenkuppen ausgefüllt werden. Zjr Erhöhung der Wasserdichtigkeit empfiehlt es sich auch, ein Band in der oben beschriebenen Breite zu verwunden, das ni<:ht die ganze Tnncnwandung des Außenrohres abdeckt, sondern zu einem offenen Rohr geformt wird. Auf diese Weise ist es möglich, daß der aufgeschäumte, aus dem Spalt austretende Kunststoff unmittelbar auf dem Außenrohr haftet und somit eine Wassersperre bildet.The use of a slow foaming plastic has over the use of a fast foam has the advantage that on the relatively expensive dimensionally stable tape can be dispensed with. In addition, a manufactured in this way Thermally insulated conduit pipe often bring advantages, especially when disconnected from the pipeline a certain longitudinal watertightness is required, because the foaming of the plastic after the corrugation, the crowns are also filled. To increase the water resistance It is also advisable to twist a band of the width described above, but not the whole of it Tnncnwandung the outer tube covers, but is formed into an open tube. In this way it is possible that the foamed plastic emerging from the gap directly on the outer tube adheres and thus forms a water barrier.

Die Erfindung sei an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. 'The invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing. '

Auf das von der Vorratstrommel 1 abgezogene gewellte Innenrohr 2, beispielsweise aus Kupfer, werden die beispielsweise aus einem geeigneten Schaumstoff bestehenden Abstandshalter 3 aufgebracht. Das so vorbereitete Innenrohr läuft dann in eine an sich bekannte, nicht dargestellte Formvorrichtung ein, in der das von der Vorratsscheibe 4 abgezogene, vorzugsweise gekreppte Papierband 5 um das Innen-On the corrugated inner tube 2 drawn off from the supply drum 1, for example made of copper the spacers 3, for example made of a suitable foam, are applied. The inner tube prepared in this way then runs into a molding device known per se, not shown, in which the preferably creped paper tape 5 withdrawn from the supply disk 4 around the inner

rohr 2 zum Rohr verformt wird. Die Breite des Papierbandes ist hierbei so gewählt, daß am Umfang des verformten Bandes ·τ· Längsrichtung ein Spalt von etwa 30 bis 40 mm aufklafft. Während der Verformung des Papierbandes 5 zum Rohr wird mittelstube 2 is deformed to the tube. The width of the paper tape is chosen in such a way that there is a gap on the circumference of the deformed band · τ · longitudinal direction gapes by about 30 to 40 mm. During the deformation of the paper tape 5 to the tube is means

20. der Tropfvorrichtung 6 der flüssige Kunststoff auf das Band aufgebracht. Diese Tropfvorrichtung 6 ist mit nicht näher bezeichneten Zuführungsleitungen für die Komponenten des aufzuschäumenden Kunststoffes, im Falle von Polyurethan, Polyol und Isocy-20. the dropping device 6, the liquid plastic is applied to the belt. This drip device 6 is with unspecified supply lines for the components of the plastic to be foamed, in the case of polyurethane, polyol and isocy-

»5 anat, ausgerüstet. Die zugeführten Komponenten werden dann in einer besonders ausgebildeten Kammer gemischt und schließlich durch eine nicht dargestellte Düse auf das Papierband aufgetropft. Der so aufgebrachte Kunststoff, der eine Topfzeit bis zu 10 Minuten aufweisen kann, wird dann mit Hilfe des Bandes 5 in Richtung auf die Lichtbogenschweißeinrichtung 8 transportiert, mittels der das von der Abwikkelvorrichtung 9 abgezogene Stahlband 10 nach dem Umbiegen zum Schlitzrohr in bekannter Weise ver-»5 anat, equipped. The supplied components are then mixed in a specially designed chamber and finally by a not shown Nozzle dripped onto the paper tape. The plastic applied in this way, which has a pot life of up to 10 minutes may have, is then with the help of the band 5 in the direction of the arc welding device 8 transported, by means of which the withdrawn from the unwinding device 9 steel strip 10 after Bending to the slotted tube in a known manner

schweißt wird. Das so vorbereitete Leitungsrohr durchläuft dann anschließend die schematisch angedeutete WeHeinrichtung 1, mit deren Hilfe das aus dem Stahlband 10 geformte Außenrohr 12 gewellt wird. Der Kunststoff 7 schäumt jetzt auf und füllt alle Zwischenräume zwischen dem Innenrohr und dem um das Innenrohr geformten Papierband bzw. zwischen dem Papierband und dem Außenmantel, soweit der aufschäumende Kunststoff aus dem klaffenden Spalt am Umfang des Papierbandes zur Her-is welded. The pipe prepared in this way then runs through the line shown schematically WeH device 1, with the help of which the outer tube 12 formed from the steel strip 10 is corrugated will. The plastic 7 now foams up and fills all the spaces between the inner tube and the paper tape formed around the inner tube or between the paper tape and the outer jacket, as far as the foaming plastic from the gaping gap on the circumference of the paper tape to produce

stellung einer Längswasserdichtigkeit in den Raum zwischen dem Papierband und dem Außenmantel eindringen kann.position of a longitudinal watertightness in the space between the paper tape and the outer jacket can penetrate.

Um das gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellte thermisch isolierte Leitungsrohr auch ge-In order to also use the thermally insulated conduit pipe produced according to the method according to the invention

So gen Korrosion zu schützen, wird der Außenmantel 12 nach Fertigstellung mit einem Korrosionsschutz umgeben und anschließend das so vorbereitete Leitungsrohr einem nicht dargestellten Extruder zugeführt, vj es in an sich bekannter Weise mit einem korrosionsbeständigen Mantel aus einem geeigneten Kunststoff umgeben wird.To protect against corrosion, the outer jacket 12 is provided with a corrosion protection after completion surrounded and then fed the pipe prepared in this way to an extruder, not shown, vj it in a manner known per se with a corrosion-resistant jacket made of a suitable plastic is surrounded.

Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es selbstverständlich auch möglich, thermisch isolierte Leitungsrohre herzustellen, die ausIn a departure from the illustrated embodiment, it is of course also possible to use a thermal process to manufacture insulated conduits from

mehr als zwei spiralförmig gewellten oder mit einer Parallelwellung versehenen Rohren bestehen. Hierzu ist es erforderlich, daß das lnnenmhr mit der beschriebenen Vorrichtung mehrmals behandelt wird oder mehrere in Reihe hintereinander angeordnete Vorrichtungen durchlaufen muß. die in gleicher Weise aulgebaut sind.there are more than two spirally corrugated or parallel corrugated tubes. For this it is necessary that the interior with the described Device is treated several times or several arranged in series one behind the other Must go through devices. which are built in the same way.

Bei Verwendung eines langsam SL-Iiiiimieiulen Kunststoffes ist es abweichend von dem dargestelltenWhen using a slow SL-Iiiiimieuulen Plastic it is different from the one shown

Aiisführungsbeispiel auch möglich und in der Regel besonders vorteilhaft, auf eine Vorvcrformung des Papierbandes zu verzichten und dieses zusammen mit dem Stahlband in einem doppclwandigen Schlitzrohr zu verformen, dessen Außenrohr verschweißt und gcwellt wird. Die nach der Wellung einsetzende Aufschaumung drückt dann das Papierband in die WcI-lcnkupperi ein und füllt diese mit dem aufschäumenden Kunststoff aus.Implementation example also possible and as a rule particularly advantageous to dispense with a pre-deformation of the paper tape and this together with to deform the steel strip in a double-walled slotted tube, the outer tube of which is welded and corrugated will. The foaming that starts after the corrugation then presses the paper tape into the toilet paper and fills it with the foaming plastic.

Die gemäß dem Verfahren nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel hergestellte Rohranordnung kann sowohl als sogenanntes Fcrnheizkabcl Verwendung finden, d. h. zur Übertragung erwärmter Flüssigkciten, als auch dort, wo der Transport gekühlter Medien ohne wesentliche Verluste erfolgen soll. Geht man hierbei zu extrem niedrigen Temperaturen des gekühlten Mediums über, beispielsweise in den Bcreich der Supraleitfähigkeit, dann kann eine solche Anordnung auch als elektrisches Kabel verwendet werden. Hierbei ist es dann auch möglich und oft besonders vorteilhaft, im Inneren des z. B. mit flüssigem Helium gefüllten innersten Rohres Leitungsstrenge anzuordnen. Als aufschäumender Kunststoff wird in diesem Falle vorteilhaft ein Polyamid-Schaum verwendet, der sich durch gute Isolicreigenschaften auszeichnet.The pipe arrangement produced according to the method according to the illustrated embodiment Can be used both as a so-called Fcrnheizkabcl find, d. H. for the transfer of heated liquids, as well as where the transport is cooled Media should take place without significant losses. If you go to extremely low temperatures of the cooled medium over, for example in the Bcreich the superconductivity, then such an arrangement can also be used as an electrical cable will. Here it is then also possible and often particularly advantageous, inside the z. B. with liquid Helium-filled innermost pipe to arrange rigidity. As a foaming plastic In this case, a polyamide foam is advantageously used, which has good insulating properties excels.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the continuous production of thermally insulated conduit pipes for transport liquid or gaseous, heated or cooled media, in which from a supply spool a corrugated inner tube unwound, from a further supply reel one to a tube at a distance tape to be formed around the inner tube is peeled off, self-foaming into the cavity formed Plastic instilled, the formed outer tube made by welding and then the outer tube is corrugated, thereby characterized in that between the inner tube (2) ur; ' to the outer tube (12) to be formed Tape (10) introduced another tape (5) to be drawn off from a supply roll (4) is and the Selbstschäpmende plastic (7) is trickled onto this tape (5), after which the band (5) is bent into a tube.

2. The method according to claim 1, characterized in that the band (5) is a metal band is used, which has a wall thickness between 0.02 and 0.7 mm.

3. The method according to claim 1, characterized in that the tape (5) is a creped paper tape is used

4. The method according to claim 1 or one of the following, characterized gekennzek "inet that the zwisehen the deformed band (5) and the outer tube (12) existing space with a plastic acting as a lubricant is filled, which foams after the corrugation of the outer tube (12).