DE202019004158U1

DE202019004158U1 - Isoliertes Rohr

Info

Publication number: DE202019004158U1
Application number: DE202019004158.3U
Authority: DE
Original assignee: Uponor Innovation AB
Current assignee: Uponor Innovation AB
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2020-02-11
Anticipated expiration: 2029-02-23

Abstract

Isoliertes Rohr (10), umfassend:
- ein oder mehrere Innenrohre (11), umfassend einen Kunststoff
- eine flexible Vakuumisolierplatte in Form von Einheiten, die ein Netz (12) bilden, das um mindestens eines der einen oder mehreren Innenrohre (11) gewickelt ist
- eine oder mehrere Isolationsschichten (13; 14)
- einen Außenmantel (15).

Description

Die vorliegende Anwendung bezieht sich auf ein isoliertes Rohr, insbesondere auf ein vakuumisoliertes Rohr zur lokalen Wärmeverteilung.
Moderne Lösungen für die lokale Wärmeverteilung müssen höchste Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit, Robustheit und Effizienz erfüllen.
Es ist bekannt, dass vorgedämmte Rohre zur Verteilung von warmem Trinkwasser oder zur Wärmeversorgung in verschiedenen Gebäudetypen eingesetzt werden, darunter Hotelkomplexe, Industrieanlagen und Einfamilienhäuser sowie Mehrfamilienhäuser. Diese Rohre können zur Wärmeversorgung aus dem lokalen Kessel oder einer Fernwärmeanlage verwendet werden.
Vakuumisolierte Rohre sind beispielsweise bekannt aus WO 95/00797 A1 , WO 17144609 und EP 3354559 .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein isoliertes Rohr mit einer sehr niedrigen Wärmeleitfähigkeit bereitzustellen, das gleichzeitig kompakt und flexibel genug ist, um aufgerollt werden zu können.
Diese Aufgabe wurde durch Bereitstellung eines isoliertes Rohrs nach Anspruch 1, eines Verfahrens nach Anspruch 9 und einer Vorrichtung nach Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen dargestellt.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein isoliertes Rohr vorgesehen, das umfasst:

- ein oder mehrere Innenrohre, die einen Kunststoff umfassen
- eine Vakuumisolierplatte in Form von Einheiten, die ein Netz bilden, das um die mindestens einen Innenrohre gewickelt ist
- eine oder mehrere Isolierschichten
- einen Außenmantel.

Das isolierte Rohr kann zwei oder mehr Innenrohre umfassen. In diesem Fall kann jedes Innenrohr von einem Netz aus Vakuumisolierplatten umgeben sein. Alternativ kann auch nur eines der Innenrohre von einem Netz aus Vakuumisolierplatten umgeben sein.
Das eine oder die mehreren Innenrohre können verstärkt sein und können daher ein Verstärkungsmaterial und einen Kunststoff umfassen. Das Verstärkungsmaterial kann anorganisch oder organisch sein. So ist es beispielsweise möglich, organische Fasern als Verstärkungsmaterial zu verwenden.
Das eine oder die mehreren Innenrohre können Mehrschichtrohre sein, vorzugsweise umfassend eine oder mehrere Diffusionssperrschichten, wie beispielsweise eine Aluminiumschicht. Vorzugsweise ist die Diffusionssperre aus einem Material hergestellt, das umfasst, vorzugsweise besteht aus der Gruppe ausgewählt aus Ethylen-Vinylalkohol (EVOH), Aluminiumfolie und einer Kombination davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen das eine oder die mehreren Innenrohre aus einem Kunststoff.
Vorzugsweise ist der Kunststoff ein Polyolefin. Das für das Innenrohr verwendete Polyolefin ist nicht begrenzt. Es ist möglich, unvernetzte Polyolefine zu verwenden. Vorzugsweise sind die unvernetzten Polyolefine ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, vorzugsweise PE-RT (Polyethylen mit erhöhter Temperaturbeständigkeit), Polypropylen, vorzugsweise PPR (ca. 5% PE in der Molekülkette des statistischen gleichförmigen PP-Polymers (statistisches Copolymer), Polybutylenterephthalat (PBT) und Mischungen davon. Alternativ kann auch ein vernetztes Polyolefin verwendet werden. Ein Beispiel für ein vernetztes Polyolefin ist vernetztes Polyethylen (PEX), das vorzugsweise aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) hergestellt wird. PEX enthält vernetzte Bindungen in der Polymerstruktur, die den Thermoplast in einen Duroplast verwandeln. Die Vernetzung erfolgt während oder nach der Extrusion des Schlauches. Der Vernetzungsgrad liegt vorzugsweise zwischen 60 und 90%. Ein höherer Vernetzungsgrad kann zu Sprödigkeit und Spannungsrissen des Materials führen, während ein geringerer Vernetzungsgrad zu einem Innenrohr mit schlechteren physikalischen Eigenschaften führen kann. Vorzugsweise wird der Vernetzungsgrad nach ASTM Standard F876 oder ISO 15875 eingestellt. Vernetztes Polyethylen (PEX) ist aufgrund seiner Materialeigenschaften, insbesondere Flexibilität und Hochtemperaturbeständigkeit, das bevorzugte Material für das eine oder die mehreren Innenrohre.
Vakuumisolierplatten (VIPs) sind Platten aus Ummantelungen, in denen Isoliermaterialien oder inerte Füllstoffe vollständig eingekapselt sind und die Ummantelung, die eine maximale Undurchlässigkeit für Gase aufweist, sehr stark evakuiert ist. Für das Ummantelungsmaterial sind sehr niedrige Gasdiffusionswerte erforderlich, so dass das Vakuum nach dem Anlegen für maximale Zeit gehalten wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die VIPs als kurze Einheiten hergestellt. Diese Einheiten sind dann miteinander verbunden und bilden so einen langen Satz von Platten, der auch als „Vakuumisolierplatte in Form von Einheiten, die ein Netz bilden“ bezeichnet wird und um das Rohr gewickelt werden kann. Die Verbindung der Platteneinheiten kann durch Befestigen der Plattenenden miteinander erfolgen, vorzugsweise durch ein Verfahren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nähen, Kleben, Laminieren oder Kleben und einer Kombination derselben. Das VIP kann vorgepresstes Siliziumdioxid umfassen. Vorzugsweise besteht der Kern der Vakuumisolierplatte aus einem pulverförmigen Material, wie beispielsweise Pulver aus anorganischen Oxiden. Verfahren zur Herstellung solcher VIPs mit einem Kern aus pulverförmigem Material sind beispielsweise aus der WO 2014/183814 A1 bekannt. Der VIP hat vorzugsweise eine Dicke von 5 bis 40 mm, vorzugsweise 5 bis 35 mm, bevorzugt 8 bis 30 mm. Der U-Wert des VIP liegt vorzugsweise unter 0,3 W/(m²K), besser unter 0,25 W/(m²K).
In einer bevorzugten Ausführungsform weist mindestens eine der Seiten der Ummantelung des VIPs Rillen (auf Englisch: „groove“) zur Erhöhung der Flexibilität auf. Diese Rillen können beispielsweise durch Prägen der vorgefüllten Ummantelung auf einer Form in einem Vakuumofen gebildet werden. Diese Rillen dringen vorzugsweise nicht in das Isoliermaterial ein, um eine Wärmebrückenwirkung zu vermeiden. Die Anzahl und Anordnung der Rillen ist nicht begrenzt. Vorzugsweise werden die Rillen regelmäßig angeordnet. Vorzugsweise sind die Rillen so angeordnet, dass sie Rillen in Richtung der grössten Länge des VIPs bilden. Insbesondere liegt der Abstand zwischen den Rillen zwischen 0,5 und 5 cm, vorzugsweise zwischen 1 und 4 cm, insbesondere zwischen 1 und 3 cm.
Die Breite des Netzes der VIP-Paneele ist vorzugsweise etwa gleich groß wie der Rohrumfang, so dass ein Netz der VIP-Paneele das Innenrohr umgibt. So kann beispielsweise die Breite 300-1300mm betragen. Es kann ein Spalt zwischen den VIP-Paneelen der Bahn vorhanden sein, aber vorzugsweise überlappen sich die Paneele.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das isolierte Rohr ferner eine Diffusionsbarriere zwischen dem einen oder den mehreren Innenrohren und der flexiblen Vakuumisolierplatte. Die Diffusionsbarriere ist vorzugsweise feuchtigkeitsbeständig. So kann beispielsweise eine Aluminiumfolie für die Diffusionsbarriere verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Schicht Ethylen-Vinylalkohol (EVOH), ein formales Copolymer aus Ethylen und Vinylalkohol, als Diffusionsbarriere verwendet werden. Die EVOH-Schicht verhindert, dass Sauerstoff in die Flüssigkeiten im Rohr eindringt und somit Korrosion an Heizkörpern verursachen kann. Es ist möglich, die Diffusionssperre auf das Innenrohr zu extrudieren. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, den VIP in eine Diffusionssperre, z.B. eine Aluminiumfolie, zu wickeln. Die Umhüllung des VIP in der Diffusionsbarriere verbessert die Alterungseigenschaften des VIP. Vorzugsweise wird die Diffusionssperre aus einem Material hergestellt, das vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt aus Ethylen-Vinylalkohol (EVOH), Aluminiumfolie und einer Kombination derselben besteht.
Als Material für den Außenmantel kann derselbe Kunststoff verwendet werden, wie vorstehend für ein oder mehrere Innenrohre angegeben. Vorzugsweise ist der Außenmantel gewellt. Die Wellung erhöht die Ringsteifigkeit des Rohrleitungselements.
Das isolierte Rohr umfasst ferner eine oder mehrere, vorzugsweise geschäumte, Isolationsschichten unter dem Außenmantel. Die Isolationsschicht kann aus Polyethylen (PE), vernetztem Polyethylen (PEX), Polypropylen (PP), Polyurethan (PUR) oder Aerogel hergestellt sein. Vorzugsweise sind sie aus, vorzugsweise vernetztem, Polyethylenschaum oder Polyurethan hergestellt. Sie sind am meisten bevorzugt aus vernetztem, geschlossenzelligem Polyethylenschaum hergestellt. Aufgrund der verminderten Sprödigkeit wird vernetzter oder unvernetzter Polyethylenschaum bevorzugt. Diese flexible Schicht sorgt dafür, dass die Temperatur des VIP während der Verarbeitung des Außenmantels nicht zu hoch wird und sorgt auch für den mechanischen Schutz des VIP. Im Einzelnen sorgt die flexible Schicht für die Wärmedämmung / den mechanischen Schutz der VIP-Platte während der Verarbeitung (d.h. die hohen Temperaturen, denen die VIP ausgesetzt ist, wenn die äußere Kunststoffschicht auf der Außenseite des Rohres extrudiert wird). Dies ermöglicht eine kontinuierliche Produktion von Rohren. Eine weitere Funktion ist der mechanische Schutz des VIP und der Wärmedämmung.
Außerdem hat der PEX-Schaumstoff eine geringere Feuchtigkeitsaufnahme als der PE-Schaumstoff.
Das isolierte Rohr kann ferner einen oder mehrere Abstandshalter zwischen der Vakuumisolierplatte und dem Außenmantel umfassen, vorzugsweise aus einem geschäumten Polymer.
Vorzugsweise umfasst der Kern der Vakuumisolierplatte anorganische Oxide in Form eines Pulvers, vorzugsweise Silica-Pulver, vorzugsweise pyrogenes Silica-Pulver. Ein solches Pulver aus anorganischen Oxiden ist bevorzugt, da es die Flexibilität des VIP verbessert, insbesondere im Vergleich zu vorgepresster Kieselsäure. Kieselsäure ist bevorzugt, da sie alterungsbeständiger ist (d.h. ein Druckanstieg durch das Eindiffundieren von Gasen erhöht das Lambda langsamer für das Kieselsäurepulver aufgrund seiner Nanostruktur). Darüber hinaus hat Kieselsäure eine geringe Porengröße und ist daher nicht so druckempfindlich wie z.B. Glasfaser. Daher eignet sich Kieselsäure für Langzeitanwendungen, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, wenn die Diffusion schneller erfolgt. Pyrogene Kieselsäure (auf Englisch: „fumed silica“), auch bekannt als pyrogene Kieselsäure, weil sie in einer Flamme hergestellt wird, besteht aus mikroskopisch kleinen Tröpfchen amorpher Kieselsäure, die zu verzweigten, kettenförmigen, dreidimensionalen Sekundärteilchen verschmolzen werden, die sich dann zu tertiären Teilchen zusammenballen. Das resultierende Pulver weist eine extrem niedrige Schüttdichte und eine große Oberfläche auf. Pyrogene Kieselsäure wird durch Pyrolyse von Siliziumtetrachlorid oder aus Quarzsand, der in einem 3000 °C Lichtbogen verdampft wird, hergestellt.
Zu den weltweit größten Herstellern gehören Evonik (Aerosil^®), Cabot Corporation (Cab-O-Sil^®), Wacker Chemie (HDK^®), Dow Corning und OCI (Konasil^®). Pyrogene Kieselsäure ist besonders bevorzugt, da pyrogene Kieselsäure umfassende VIPs, sich etwa 100-mal langsamer verglichen mit Glasfaserplatten in ihrer Leistung verschlechtern und daher für Anwendungen bei erhöhten Temperaturen bevorzugt sind. So kann beispielsweise der Kern eines VIP pyrogene Kieselsäure, IR-Trübungsmitteln und einer geringen Menge an organischen Fasern umfassen. Das Kernmaterial ist vorzugsweise nicht brennbar. Es ist vorzugsweise in eine hoch gasdichte Sperrfolie (auf Englisch: „high gas barrier film“) und ein zusätzliches Glasfasergewebe zum mechanischen Stoßschutz eingeschweißt.
Vorzugsweise umfasst die Vakuumisolierplatte ferner eine Außenhülle aus einem Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus metallisierter Folie, Polyester oder Polyamid, und einer Kombination davon, vorzugsweise metallisierte Folie. Es wird darauf hingewiesen, dass Aluminiumfolie - für die gleiche Fläche - 21 mal mehr Aluminium enthält als metallisierte Folie. Darüber hinaus besitzt Aluminium eine hohe Wärmeleitfähigkeit. So würde man mehr Wärmebrücken im VIP umfassend Aluminiumfolie im Vergleich zum VIP umfassend metallisierte Folie erwarten, was zu einem niedrigeren Lambda-Wert des VIP führt. Daher ist die metallisierte Folie im Hinblick auf die Wärmeleitfähigkeit bevorzugt.
Vorzugsweise umfasst die Vakuumisolierplatte Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer-Schichten im Inneren der Vakuumisolierplatte. Solche Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer-Schichten sind aufgrund der Alterungseigenschaften bevorzugt.
Vorzugsweise sind die Längsenden jeder der einen oder mehreren Netze von Vakuumisolierplatten, die unabhängig voneinander um mindestens ein oder mehrere der Innenrohre gewickelt sind, miteinander verbunden, vorzugsweise durch ein Verfahren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nähen, Kleben, Laminieren oder mit Klebeband verbinden und einer Kombination davon.
Dies kann erreicht werden, indem man einen Klebstoff (auf Englisch: „adhesive“) oder Klebeband über mindestens den Nahtteil einer Seite der Bahn von Vakuumisolierplatten anordnet und die Rohroberfläche und die Bahn von Vakuumisolierplatten mit dem Klebstoff oder Klebeband verbindet.
Vorzugsweise umfasst das isolierte Rohr ferner ein Befestigungsmittel aus Kunststoffolie, das unabhängig um mindestens ein Innenrohr außerhalb des Netzes von flexiblen Vakuumisolierplatten und innerhalb der einen oder mehreren geschäumten Isolationsschichten in Form einer schraubenförmigen Kurve gewickelt ist, um die Längsbewegung jedes der einen oder mehreren Innenrohre in Bezug auf das Netz von flexiblen Vakuumisolierplatten zu verhindern.
Alternativ oder zusätzlich, falls das isolierte Rohr zwei oder mehr Innenrohre umfasst, kann das isolierte Rohr ferner ein Befestigungsmittel aus Kunststoffolie umfassen, das um beide Innenrohre außerhalb des Netzes von flexiblen Vakuumisolierplatten und innerhalb der einen oder mehreren geschäumten Isolationsschichten in Form einer schraubenförmigen Kurve gewickelt und so angeordnet ist, dass es beide Innenrohre zusammen umgibt, um die Längsbewegung der Innenrohre zueinander zu verhindern.
Als Referenzbeispiel wird ein Verfahren zur Herstellung des isolierten Rohres gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen, umfassend das Wickeln von Kunststoffolie, wodurch ein Befestigungsmittel aus Kunststoffolie hergestellt wird, unabhängig um mindestens ein oder mehrere der Innenrohre außerhalb des Netzes von flexiblen Vakuumisolierplatten und innerhalb der einen oder mehreren geschäumten Isolationsschichten in Form einer schraubenförmigen Kurve, um die Längsbewegung jedes der einen oder mehreren Innenrohre in Bezug auf das Netz von flexiblen Vakuumisolierplatten zu verhindern und/oder, wobei das isolierte Rohr zwei oder mehr Innenrohre umfasst, Wickeln von Kunststoffolie, wodurch ein Befestigungsmittel aus Kunststoffolie um die beiden oder mehreren Innenrohre außerhalb des Netzes von flexiblen Vakuumisolierplatten und innerhalb der einen oder mehreren geschäumten Isolationsschichten in Form einer schraubenförmigen Kurve hergestellt wird, und Anordnen von Kunststoffolie, um die beiden oder mehreren Innenrohre zusammen zu umgeben, um die Längsbewegung der Innenrohre zueinander zu verhindern, Anordnen von geschäumten Isolationsschichten außerhalb der Kunststofffolie unterhalb des Außenmantels und Bilden einer, vorzugsweise gewellten, Außenhülle außerhalb der, vorzugsweise geschäumten Isolationsschichten.
Vorzugsweise werden die eine oder mehrere geschäumte Isolationsschichten unter dem äußeren Wellmantel durch Umwickeln eines Isolationsblechs um das eine oder die mehreren Innenrohre gebildet.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines isolierten Rohres vorgesehen, wobei die Vorrichtung Mittel zum Zuführen von Längskomponenten umfasst, wobei mindestens eine der Längskomponenten ein Innenrohr und eine der Längskomponenten ein Netz aus flexiblen Vakuumisolierplatten ist, das um eines oder mehrere der mindestens einen Innenrohre angeordnet ist, Mittel zum Anordnen eines oder mehrerer, vorzugsweise geschäumter, Isolierschichten außerhalb der Längskomponenten, einen Extruder und eine Wellenmaschine (auf Englisch: „corrugator“) zum Bilden eines vorzugsweise gewellten Außenmantels außerhalb der einen oder mehreren, vorzugsweise geschäumten Isolierschichten und Mittel zum Anordnen von Befestigungsmitteln aus Kunststoffolie in Form einer schraubenförmigen Kurve an den Längskomponenten, um jede der Längskomponenten so zu kontaktieren, dass die Befestigungsmittel die Längsbewegung der Längskomponenten zueinander verhindern.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Wickelvorrichtung zum Wickeln von Kunststoffolie in Form einer schraubenförmigen Kurve unabhängig um mindestens ein Innenrohr außerhalb des Netzes von flexiblen Vakuumisolierplatten und innerhalb der einen oder mehreren geschäumten Isolationsschichten in Form einer schraubenförmigen Kurve, um die Längsbewegung jedes der einen oder mehreren Innenrohre in Bezug auf das Netz von flexiblen Vakuumisolierplatten zu verhindern und/oder, wobei das isolierte Rohr zwei oder mehr Innenrohre umfasst, Wickeln der Kunststoffolie und Erzeugen eines Befestigungsmittel aus Kunststoffolie, um zwei oder mehr Innenrohre außerhalb des Netzes von flexiblen Vakuumisolierplatten und innerhalb der einen oder mehreren, vorzugsweise geschäumten, Isolationsschichten in Form einer schraubenförmigen Kurve und Anordnen des Kunststofffilms, um die beiden oder mehreren der Innenrohre zusammen zu umgeben, um die Längsbewegung der Innenrohre zueinander zu verhindern.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung Mittel zum Anordnen eines vorgefertigten Isolierrmittels um die Längskomponenten. Genauer gesagt, ist das Mittel eine Wickelvorrichtung zum Wickeln einer vorgefertigten Isolierplatte um ein oder mehrere Innenrohre.
Im Folgenden werden die Figuren kurz beschrieben:

zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines isolierten Rohres.
Die 2 bis 5 zeigen eine Reihe von vakuumisolierten Rohren, die ein Innenrohr umfassen, wobei die Längsenden des Netzes von VIP auf unterschiedliche Weise gesichert bzw. befestigt sind.

1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Rohrleitungselements 10, wobei 2 die einzelnen Schichten des Rohrleitungselements 10 zeigt. Die Innenrohre 11 werden im Voraus hergestellt und auf Spulen gewickelt. Die Vorrichtung umfasst somit Einrichtung 1 zum Zuführen der Innenrohre 11 von den Spulen. Die Innenrohre 11 werden durch eine Wickelvorrichtung 3 geführt, in der eine von Einrichtung 2 zugeführtes Netz von VIP 12 um die Innenrohre 11 gewickelt wird. In Einrichtung 4 wird die Folie 16 über das Netz von VIP gewickelt. Da sich die Innenrohre 11 in der Vorrichtung kontinuierlich nach vorne bewegen, d.h. nach links in 1, und die Wickelvorrichtung 4 die Kunststofffolienrolle um die Innenrohre 11 wickelt, setzt sich die Kunststofffolie 16 auf dem Netz von VIP um die Rohre 11 in Form einer schraubenförmigen Kurve oder Spirale ab. Die Kunststoffolie 16 ist dicht auf das Netz von VIP 12 und unabhängig um mindestens ein oder mehrere der Innenrohre 11 außerhalb der Bahn von VIP 12 und innerhalb der einen oder mehreren geschäumten Isolationsschichten in Form einer schraubenförmigen Kurve gewickelt, um die Längsbewegung jedes der einen oder mehreren Innenrohre 11 gegenüber der Bahn von VIP 12 und/oder zu verhindern, wobei das isolierte Rohr 10 zwei oder mehr Innenrohre 11 umfasst, die Kunststoffolie 16 um die zwei oder mehr Innenrohre 11 außerhalb des Netzes von VIP 12 und innerhalb der einen oder mehreren geschäumten Isolationsschichten 13, 14 in Form einer schraubenförmigen Kurve gewickelt ist, wodurch die Kunststoffolie 16 so angeordnet wird, dass sie die zwei oder mehreren Innenrohre 11 zusammen umgibt, um die Längsbewegung der Innenrohre 11 in Bezug aufeinander zu verhindern.
Die Isolationsschichten 13, 14 sind vorgefertigte Isoliermittel in plattenartiger Form auf einer Spule 6. Von der Spule 6 werden die Isololationsschichten 13, 14 durch eine Wickelvorrichtung 6 geführt, in der die Isolationsschichten 13, 14 um die Innenrohre 11 gewickelt sind. Die Seiten der Isolationsschichten 13, 14 sind mit einer Schweißvorrichtung verbunden (nicht dargestellt). Die Naht, die durch die beiden Seiten jeder der gegeneinander angeordneten Isolationsschichten 13, 14 gebildet wird, wird beispielsweise mit Heißluft so geschlossen geschmolzen, dass die Isolationsschichten 13, 14 die Innenrohre 11 vollständig umschließen. Die Schweißvorrichtung kann die geschlossene Naht auch in einer anderen an sich bekannten Weise als durch Verwendung von Heißluft schmelzen. Anstelle der Schweißvorrichtung können die Seiten der Isolationsschichten 13, 14 auch z.B. mit einer Klebevorrichtung verbunden werden.
Zusätzlich oder alternativ zur Verwendung einer Kunststofffolie 16 kann das Netz von VIP 12 am Innenrohr 11 befestigt werden. Dies geschieht vorzugsweise durch die Verwendung eines Klebstoffs (17) zwischen dem Innenrohr 11 und dem Netz von VIP (12) (siehe und ) oder eines Klebstoffs (18, 19) zwischen den Längsenden des Netzes von VIP (siehe , , und ). Es ist auch möglich, ein Klebeband (20) zu verwenden, das z.B. über der Naht außerhalb des VIP-Netzes angebracht werden kann (siehe und ).
Die Innenrohre 11 und die um sie gewickelten Isolierschichten 13, 14 werden durch die Matrize 8 eines Extruders 7 geführt. Der Extruder 7 und die Matrize 8 extrudieren außerhalb der Isolierschichten 13, 14 eine Kunststoffschicht, aus der der gewellte Außenmantel 15 für das isolierte Rohr 10 in der Wellenmaschine 9 gebildet wird. Die Wellenmaschine 9 verfügt über zwei Sätze von beweglichen Kühlformen in an sich bekannter Weise. Der Aufbau und die Funktionsweise des Extruders 7, der Matrize 8 und der Wellenmaschine 9 werden hier nicht näher beschrieben, da sie einem Fachmann vollständig bekannt sind.
Wie in jeder der 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, 5a und 5b dargestellt, weist das isolierte Rohr 10 einen gewellten Außenmantel 15 auf. Im Inneren des Außenmantels 15 befinden sich die Isolationsschichten 13, 14. Innerhalb der Isolierschichten 13, 14 befinden sich Längskomponenten, die das Innenrohr 11 und ein Netz aus VIP 12 umfassen.
Das Material der Kunststofffolie 16 kann beispielsweise Polyethylen PE-LD mit niedriger Dichte und einer Dicke von 20 µm sein. Die Breite der Kunststofffolie 16 kann dann beispielsweise 60 bis 120 mm betragen.
Bei Verwendung von mehr als einem Innenrohr 11 für das isolierte Rohr 10 können die Innenrohre 11 in Form einer Spiral- oder Helixkurve ausgeführt sein. Dieses Aufwinden bzw. Verwinden wiederum trägt auch dazu bei, dass beim Biegen des isolierten Rohres 10 keine Gefahr besteht, dass die Innenrohre 11 sich gegeneinander bewegen. Bei der Herstellung des isolierten Rohres 10 können die Innenrohre 11 mit einer separaten Wickelvorrichtung verwunden werden. Durchgeführte Tests zeigen jedoch, dass eine Tendenz besteht, dass sich die Innenrohre 11 auch ohne separate Wicklungsanordnung teilweise gegeneinander verwinden. Es wurde festgestellt, dass diese Art des automatischen Verwindens (auf Englisch: „selfwinding“) in den meisten Fällen für eine geeignete Verwindung sorgt.
Die Isolationsschichten 13, 14 können aus PE, PEX, PP, PUR oder Aerogel bestehen. Sie werden am meisten bevorzugt aus vernetztem, geschlossenzelligem Polyethylenschaum hergestellt. Die Isolationsschichten 13, 14 können aus einer oder mehreren vorgefertigten Isolationsfolienplatten gebildet werden. Die Dicken der verschiedenen Schichten können gleich sein. Natürlich muss die Breite einer Außenschicht größer sein als die einer Innenschicht.
Der gewellte Außenmantel 15 kann aus PE oder PP gefertigt werden. Es wird am meisten bevorzugt aus Polyethylen PE hergestellt. Am meisten bevorzugt sind die Innenrohre 11, die Isolierschichten 13, 14 und der Außenmantel 15 des isolierten Rohres 10 aus vernetztem oder konventionellem Polyethylen hergestellt. So ist beispielsweise die Handhabung des isolierten Rohres 10 beim Wickeln einfach und unkompliziert. Natürlich ist es auch möglich, andere Materialien zu verwenden. So können beispielsweise die Isolationsschichten 13, 14 auch aus geschäumtem Polypropylen hergestellt werden. Dementsprechend kann der Außenmantel 15 auch aus Polypropylen gefertigt werden.
Der Außenmantel 15 ist vorzugsweise gewellt. Dies erhöht die Ringsteifigkeit des isolierten Rohres 10, z.B. 8 bis 12 kN/m². Das isolierte Rohr 10 ist besonders gut für den Einsatz unter Tage geeignet. Mögliche Anwendungen sind z.B. Fernwärmenetze und Leitungswassersysteme. Durch die optionale Wellung, die Weichheit der Dämmschichten 13, 14 und die Flexibilität des Netzes von VIP ist das Rohrleitungselement biegbar. Die Tatsache, dass das isolierte Rohr 10 biegsam ist, bedeutet, dass das isolierte Rohr 10 für Lagerung und Transport aufgerollt und für die Installation abgewickelt werden kann. Der Außendurchmesser des isolierten Rohres 10 kann typischerweise 100 bis 300 mm betragen. Solche Rohrleitungselemente 1 können zur Lagerung und zum Transport in eine Spule mit einem Durchmesser von z.B. 0,8 bis 3 m gewickelt werden.
Die Zeichnung und die dazugehörige Beschreibung sollen nur die Idee der Erfindung veranschaulichen. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche im Detail variieren. So wird die Isolationsschicht am besten aus einer vorgefertigten Isolierplatte gebildet. Der Isolator kann aber auch aus einem zu einem Rohr vorgefertigten Material bestehen, wobei das Rohr einen Längsschlitz aufweist, durch den die Längskomponenten, wie z.B. Innenrohre 11, im Inneren des Isolierrohres installiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Das Innenrohr wird der Leitung zugeführt.
2: Netz von VIP wird der Linie zugeführt.
3: Das Netz von VIP wird über das Innenrohr gewickelt.
4: Die Längsenden des Netzes von VIP sind miteinander verbunden.
5: Die Folie wird über das Netz von VIP gewickelt.
6: Isolationsschichten werden der Linie zugeführt.
7: Extruder plastifiziert Material für den Außenmantel
8: Die Düse extrudiert die Außenschicht
9: Die Wellenmaschine bildet die Form einer Außenschicht.
10: Isoliertes Rohr
11: Innenrohr
12: Netz von VIP
13,14: Isolationsschichten
15: Außenmantel
16: Folie
17,18,19: Klebstoff
20: Klebeband

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 9500797 A1 [0004]
WO 17144609 [0004]
EP 3354559 [0004]
WO 2014/183814 A1 [0014]

Claims

Isoliertes Rohr (10), umfassend: - ein oder mehrere Innenrohre (11), umfassend einen Kunststoff - eine flexible Vakuumisolierplatte in Form von Einheiten, die ein Netz (12) bilden, das um mindestens eines der einen oder mehreren Innenrohre (11) gewickelt ist - eine oder mehrere Isolationsschichten (13; 14) - einen Außenmantel (15).
Isoliertes Rohr nach einem der Ansprüche 1, wobei das isolierte Rohr (10) zwei oder mehrere Innenrohre (11) umfasst.
Isoliertes Rohr nach Anspruch 2, wobei jedes Innenrohr (11) von einem Netz aus Vakuumisolierplatten (12) umgeben ist.
Isoliertes Rohr nach Anspruch 2, wobei nur eines der Innenrohre (11) von einem Netz aus Vakuumisolierplatten (12) umgeben ist.
Isoliertes Rohr nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Längsenden jedes der einen oder mehreren Netzen von Vakuumisolierplatten (12) miteinander verbunden sind, vorzugsweise unter Verwendung eines Verfahrens, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nähen, Kleben, Laminieren, Kleben, Kleben und einer Kombination derselben.
Isoliertes Rohr nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Klebstoff (17, 18, 19) oder Klebeband (20) über mindestens dem Nahtteil einer Seite der Bahn aus Vakuumisolierplatten (12) angeordnet ist und die Oberfläche des Innenrohrs (11) und das Netz von Vakuumisolierplatten (12) unter Verwendung des Klebstoffs (17, 18, 19) oder Klebebandes (20) miteinander verbunden sind.
Isoliertes Rohr nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Befestigungsmittel aus Kunststoffolie (16), das unabhängig um mindestens ein Innenrohr (11) außerhalb des Netzes von flexiblen Vakuumisolierplatten (12) und innerhalb der einen oder mehreren Isolationsschichten (13, 14) in Form einer schraubenförmigen Kurve gewickelt ist, um die Längsbewegung jedes der einen oder mehreren Innenrohre (11) gegenüber dem Netz von Vakuumisolierplatten (12) zu verhindern.
Isoliertes Rohr nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das isolierte Rohr (10) zwei oder mehr Innenrohre umfasst und ferner ein Befestigungsmittel aus Kunststoffolie (16) umfasst, das um die zwei oder mehr Innenrohre (11) außerhalb des Netzes von flexiblen Vakuumisolierplatten (12) und innerhalb der einen oder mehreren Isolationsschichten (13, 14) in Form einer schraubenförmigen Kurve gewickelt und angeordnet ist, um beide Innenrohre zusammen zu umgeben, um die Längsbewegung der Innenrohre (11) in Bezug aufeinander zu verhindern.
Vorrichtung zum Herstellen eines isolierten Rohres (10), wobei die Vorrichtung Einrichtungen zum Zuführen von Längskomponenten umfasst, wobei mindestens eine der Längskomponenten ein Innenrohr (11) ist und eine der Längskomponenten ein Netz von flexiblen Vakuumisolierplatten (12) ist, das um ein oder mehrere der mindestens einen Innenrohre (11) angeordnet ist, Einrichtung (6) zum Anordnen einer oder mehrerer geschäumter Isolierschichten (13, 14) außerhalb der Längskomponenten, einen Extruder (7) und eine Wellenmaschine (9) zum Bilden eines Außenmantels (15) außerhalb der einen oder mehreren Isolationsschichten (13, 14) und Einrichtung (5) zum Anordnen von Befestigungsmitteln aus Kunststoffolie (16) in Form einer schraubenförmigen Kurve an den Längskomponenten, um jede der Längskomponenten derart zu berühren, dass die Befestigungsmittel die Längsbewegung der Längskomponenten zueinander verhindern.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Wickelvorrichtung (5) zum Wickeln von Kunststoffolie (16) in Form einer schraubenförmigen Kurve unabhängig um mindestens ein Innenrohr (11) außerhalb des Netzes von flexiblen Vakuumisolierplatten (12) und innerhalb der einen oder mehreren geschäumten Isolationsschichten (13, 14) in Form einer schraubenförmigen Kurve zum Verhindern der Längsbewegung jedes der einen oder mehreren Innenrohre (11) in Bezug auf das Netz von flexiblen Vakuumisolierplatten (12) und/oder umfasst, wobei das isolierte Rohr (10) zwei oder mehr Innenrohre (11) umfasst, die Kunststoffolie (16) wickeln und so ein Befestigungsmittel aus Kunststoffolie (16) um zwei oder mehr Innenrohre (11) außerhalb des Netzes von flexiblen Vakuumisolierplatten (12) und innerhalb der einen oder mehreren geschäumten Isolationsschichten (13, 14) in Form einer schraubenförmigen Kurve erzeugen und Kunststoffolie (16) anordnen, um zwei oder mehr der Innenrohre (11) gemeinsam zu umgeben, um die Längsbewegung der Innenrohre (11) in Bezug aufeinander zu verhindern.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel (6) zum Anordnen einer vorgefertigten Isolierschicht (13, 14) um die Längskomponenten herum umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Umwickelvorrichtung (6) zum Umwickeln einer vorgefertigten Isolationsschicht (13, 14) um ein oder mehrere Innenrohre (11) umfasst.