DE2132374A1

DE2132374A1 - Verfahren zum Auskleiden eines Hohlraumes in einem Koerper mit einem Futter aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2132374A1
Application number: DE19712132374
Authority: DE
Inventors: Burnett Edward Lee
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1970-06-29
Filing date: 1971-06-29
Publication date: 1972-08-24
Also published as: NL7108953A; CA953199A; FR2096558A1; BE769226A; GB1347578A; US3691617A; JPS5341366B1; FR2096558B1

Description

Patentanwälte Pipl,-Ing, RWiigkmann,

Pipl.-Ing. H.WiieKMANN, Dipl-Phys. Dr„K,

. F, A,WeJCKMANN, DiPI^-CHEM. B,

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

THE DOW OHEMIOAIf GOMPAHT, 929 East Main Street, Midland,

Michigan, V»St*Ao

Verfahren zum Auskleiden eines Hohlraumes in einem Körper mit einem Futter aus Kunststoff·

Die. Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auskleiden eines Hohlraumes in einem Körper durch eine öffnung dieses Körpers. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung in unmittelbaren Kontakt mit der öffnung des Körpers gebracht wird, in der sich ein hohles futter aus Kunststoff befindet, das mit einem zusammenhängenden, nicht kompressiblen, festen und verformbaren Material gefüllt ist, und daß auf das gefüllte futter eine Kraft ausgeübt wird, die das futter in den auszukleidenden Hohlraum drückt.

Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nunmehr anhand der Zeichnung beschrieben©

Die insgesamt mit 10 bezifferte, im Schnitt dargestellte Anordnung ist besonders für die Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Die Anordnung umfaßt eine Halterung in Gestalt einer hohlen zylindrischen Manschette mit einem Einlaßende 12 und einem Auslaßende 13. Die Manschette 11 bildet einen hohlen zylindrischen Durchgang 14, der sich vom Einlaßende 12 zum Auslaßende 13 erstreckt. Am Auslaßende 13 ist ein Befestigungselement in Gestalt eines-flaneches 15 angebracht, der mit einem Röhrverbind ungs-

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stück in Kontakt gebracht werden kann» das ausgekleidet soll* In der Zeichnung ist ein nicht ausgekleideter

r 16 in betriebsmäßigem Kontakt Mit dem flansch 15 dargestellt· Der Innenraum des Krümmers 15 ist mit 17 ■bezeichnet» Ia-dem Durchgang 14 der Manschette 11 ist ein hohler zylindrischer Kanststoffkörper, nämlich ein Futterrohr 18 gelagert. Das futterrohr 18 bildet das Verkleidungsmaterial, das in dem Innenraum 17 des Krümmers 16 angebracht werden soll· In dem futterrohr 18 befindet sich eine verformbare, nicht kompressible, feste füllmasse 19, beispielsweise aas Mörtel oder gebranntem Gips ο Am Auslaßende 15 der Manschette 11 steckt in dem futterrohr 18 ein Verschluß*« stöpsel 20« Im Einlaßende 12 der Manschette 11 ist ein Motor 21 angeordnet, der einen Kolben 22 aufweist. Dieser Kolben 22 erfaßt das futterrohr 18 samt seiner füllmasse 19.

Das erfindüngsgemäße Verfahren läuft mit der dargestellten Anordnung so ab» daß die füllmasse im futterrohr 18 durch einen Verschluß, beispielsweise den Stöpsel 20 oder eine als Verschluß dienende härtbare Masse, beispielsweise Gips oder Zement, festgehalten wird» Wenn die Durchgänge, hier 14 und, 17, in Deckung sind, übt der Motor 21 auf das fut«* terrohr 18 eine Kraft aus, die das futterrohr 18 zusammen mit der füllmasse in das auszukleidende Rohrverbindungs— stück drückt. Die füllmasse verhindert, daß das futterrohr beim Einschieben in das Rohrverbindungsstück zusammenfällt oder sich verbeult» Wenn als füllmasse ein körniges, nicht zusammenhängendes Material, ZoB« Sand, verwendet wird, tritt eine Deformation des futterrohres ein. Wenn eine starre füllmasse, wie etwa Zement oder gebrannter Gips, verwendet wird, kommt es zu einem Bruch der füllmasse, oh« ae daß das füllrohr wesentlich zusammenfällt, während es in das Rohrverbindungsstück hinein deformiert wird,» Die füllung für das futterrohr ist eine kohärente, im wesentld-

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chen nicht komprimierbare Masse, die bei der Formänderung zerbröckelt^ beispielsweise gebrannter Grips oder gebundener Gießer eisand«,

In der einzigen Figur ist ein Rohrverbindungsstück in Form eines Rohrkrümmers mit mehr oder weniger "konstantem Durchmesser dargestellte Es können aber auch sich verjüngende Fittings, beispielsweise VerjÜngungsrohrstützen und Reduzierrohrkrümmer auf diese V/eise höchst zufriedenstellend ausgekleidet werden. Wenn ein solches Reduzierrohrstück ausgekleidet werden soll, wird das Futterrohr zweckmäßigerweise in die größere oder größte Öffnung des Rohrstückes eingeschoben. Nachdem das Futterrohr aus Kunststoff bis zur gewünschten Tiefe in das Fitting eingeschoben und darauf die zerbröckelte oder zerbrochene Füllmasse entfernt worden ist, wird das Futterrohr von der Füllmasse gereinigt und an seinen Enden werden passende Verbindungen oder Flansche ausgebildetQ

Zur Ausübung der Erfindung sind zahlreiche und vielfältige thermoplastische Kunststoffe brauchbar, beispielsweise Polyperfluorkohlenstoffe wie Polytetrafluoräthylen, PoIychlortrifluoräthylenj Polyhalogenkohlenwasserstoffe wie Polyvinylfluorid; Vinylidenchloridpolymere, Vinylidenohloridäthylakrylat-Mischpolymerisate; Polyvinylchlorid;-Polyolefine xvie Polypropylen, Polyäthylen, harzige Polymere von Äthylen und Propylen; Nylon 6, Nylon 66 und Nylon 7; aromatische Polymere von Alkenyl einschließlich Styrolpolymere, wie gummiartiges Polystyrol, Styrol—Acrylnitrilj und Polyäther, wie Polymere des 2,2-bis (chlormethyl) oxacyclobutan«, -

Die ausschlaggebende Eigenschaft für die Verwendbarkeit des Futterrohres in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, "daß es bei einer Temperatur deformierbar ist, die unter

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seiner Erweichungstemperatur liegt· Das heißt, es muß bei einer Temperatur zwischen der Glas- oder Bruchtemperatur, v/o es glasartig und spröde ist, und der Erweichungstemperatur zu einer viskoelastischen Deformation fähig sein« Diese Erscheinung findet sich bei den meisten als plastische Kunststoffe bezeichneten Materialien, die nicht bis zu einem Punkt vernetzt sind, wo es kein Erweichen unter Wärmeeinwirkung mehr geben kann»

Da die Erscheinung des Fließens temperatur« und zeitabhängig ist, kann das Futterrohr bei Temperaturen nahe der Erweichungstemperatur zu einer rascheren Formanpassung oder Reduktion gebracht werden, wogegen das gleiche Ausmaß an Deformation in dem Futterrohr bei einer knapp über der Bruchtemperatur liegenden Temperatur eine sehr viel längere Zeit benötigte In gleicher Weise ist auch die Rückbildung oder Expansion des komprimierten Futterrohres zeitabhängig, wobei längere Zeitspannen benötigt werden, wenn sich die Temperatur der Bruchtemperatur nähert, und kürzere Zeitspannen, wenn die Temperatur sich der'Erweichungstemperatur nähert»

Bin besonders gut geeignetes Kunststoffmaterial für das erfind ungs gemäße Verfahren ist Polytetrafluoräthylen» Zum Auskleiden von sich verjüngenden Rohrverbindungsstücken nach der lehre der Erfindung können die Futterrohre vorteilhaf— terweise mehr als eine Größe haben_c So kann der weitere Teil des RohrverbindungsStückes mit einem weiteren Futterrohr ausgekleidet werden und ein engeres Futterrohr kann dazu dienen, die Auskleidung des engeren Teiles des Rohrverbindungsstückes zu vervollständigen«, Die beiden Futterrohrteile müssen sich natürlich überlappen, damit das Rohrverbindungsstück auch wirksam gegen die in ihm fließenden Stoffe geschützt isto Verwendet man Polytetrafluoräthylen zur Auskleidung bei Raumtemperatur, sollte das Polytetra-

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fluoräthylen mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit, beispielsweise mit etwa 6 bis 25 mm pro Minute, in das Rohrverbindungsstück geschoben werden» Besonders günstig ist eine Geschwindigkeit von etwa 15 mm/mino Wenn man mit größeren Geschwindigkeiten arbeiten will, können höhere Temperaturen verwendet werden«.

TJm ein Maximum an Festigkeit zwischen der Auskleidung und dem auszukleidenden Teil zu erreichen, ist es zweckmäßig, ein Futterrohr bei einer Temperatur über der Glas— oder Bruchtemperatur und unter der Erweichungstemperatur radial zusammenzupressen, bis das komprimierte Futterrohr in das auszukleidende Rohrstück eingeschoben werden kann₀ Das heißt, man verwendet ein Futterrohr mit Übermaß und reduziert dessen. Durchmess er mechanisch durch radiale Kompression, beispielsweise indem man das Futterrohr durch eine konische Form preßte Aufgrund der Eigenschaften des Futterrohres bewirkt das sogenannte "Gedächtnis" des Kunststoffes eine allmähliche Ausweitung. Diese Ausweitung geht schneller vor sich, wenn die Temperatur des Polymers zum Erweichungspunkt hin ansteigt, und langsamer, wenn sich die Temperatur der Glastemperatur nähert_o

Fittings, deren Auskleidung gegen eine mechanische Verschiebung besonders widerstandsfähig ist, stellt man zweckmäßigerweise so her, daß man zunächst den Durchmesser des Futterrohres reduziert, bis das Futterrohr in das auszukleidende Rohrstück eingeschoben werden kann, worauf man das Futterrohr in dem Rohrstück in der oben beschriebenen Weise in die richtige Lage bringt und das Futterrohr bei einer Temperatur nahe am, aber noch unter dem Erweichungspunkt behandelt. Beispiels Ein Fitting mit einem Innendurchmesser von 5 cm wird mit einem Kunststoffrohr, etwa aus Polytetrafluorethylen, mit einem Außendurohmesser von .5,6 cm ausge-

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kleidet, indem man das nicht abgestütze Futterrohr durch eine konische Form mit einem kleinsten Durchmesser von 4»6 cm zwängt, um damit ein Futterrohr mit einem Durchmesser von etwa 4,9 om zu erhalten. Ein erforderliches Stück des Futterrohres mit dem Durchmesser 4,9 cm wird mit gebranntem Gips gefüllt» Das abgestützte Futterrohr (d.io das Futterrohr mit Gips gefüllt) wird dann in das Fitting gezwängt, wobei sich das Polytetrafluoräthylen verformte Dann wird das Futterrohr auf eine Temperatur von etwa 120 ö erhitzt, um überschüssige Feuchtigkeit aus der Füllmasse zu entfernen,, Gewöhnlich reicht eine Zeit von 16 Stunden aus, um den Wasserüberschuß auszutreiben. Danach wird das Fitting 4 Stunden lang auf etwa 29O⁰G erhitzt» Das plastische Gedächtnis des Polytetrafluorathylen bewirkt, daß das Futterrohr sich ausweitet und gegen die Innenwand des ausgekleideten Fittings anlegte Entweder vor oder nachdem Abkühlen auf Zimmertemperatur wird der Gips aus dem ausgekleideten Fitting entfernt und die Enden des Futterrohres werden in der gewünschten Weise bearbeitet, beispielsweise mit Flanschen versehene

Zweites Beispiel: Ein geflanschtes 5 cm-90 -Knie ist am einen Ende mit.einem langen geflanschten Schweißhals verbunden, der aufgebohrt ist, so daß er schlüssig auf einem Polytetrafluoräthylenrohr mit einem Außendurchmesser von 5»7 om und einem Innendurchmesser von 5 cm sitzt. Das Futterrohr ist am einen Ende mit einem Gummistöpsel versehen und mit einem Gemisch aus Gips und Wasser gefüllt» Wenn das Gemisch gebunden hat, wird das gefüllte Futterrohr auf 120 erhitzt_r um das überschüssige Wasser auszutreiben Dann wird das Futterrohr in dem Schweißhals angebracht,· Ein Stößel wird am Futterrohr angesetzt, der es weit genug in das Knie vortreibt, so daß so viel Futterrohr vorsteht, wie zur Bildung eines Flansches notwendig ist» Dann wird das

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ausgekleidete Fitting 2 Stunden lang in einem Luftofen einer Temperatur von 300 C ausgesetzte Nach dem Herausneh-' men des Fittings aus dem Ofen wird der gehärtete Gips aus dem Innenraum'entfernt und die vorstehenden Enden des Futterrohres werden geflanschte Das Futterrohr ist fest in dem Knierohr eingepaßt und zeigt keine Neigung zusammenzufallen«, Das Knie wurde am einen Ende mit einem blinden Flansoh versehen und 180 Stunden lang bei einer Temperatur von 260⁰O an ein Vakuum von 740 mm Hg angeschlossen. Es wurde nur eine geringe Tendenz des Futterrohres zum Kollabieren beobachteto

Drittes Beispiel: Auf die gleiche V/eise wie bei dem vorhergehenden Beispiel wurde ein Reduzierrohrstutzen von 5 cm auf 3f8 cm ausgekleidete Jedoch wurde der Gummistöpsel entfernt, bevor das mit Gips gefüllte Futterrohr in das Rohrstück hineingezwängt wurde. Die auf eine solche V/eise hergestellte Auskleidung war in jeder Hinsicht zufriedenstellende Es wurden noch andere Fittings nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgekleidet, unter anderem 45 -Rohrkrümmer, Reduktionsknierohre, abgestufte Reduzierrohrstutzen und DoppelknieBtückeo Brauchbare Ergebnisse wurden auch erzielt, wenn der gebrannte Gips durch beispielsweise Sand mit einem Natriumsilikat-Binder oder Sand mit einem Phenolformaldehyd-Binder oder Portlandzement ersetzt wurde.»

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Claims

Ansprüche

/ 1 β) Verfahren zum Auskleiden eines Hohlraumes in einem Körper durch eine Öffnung dieses Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung (11) in unmittelbaren Kontakt mit der Öffnung de& Körpers (16) gebracht wird, daß in die Halterung ein hohles Futter (18) aus Kunststoff eingebracht wird, das mit einer zusammenhängenden, nicht komprimierbaren, festen, deformierbaren Masse (19) gefüllt wird, und daß auf das gefüllte Futter aus Kunststoff eine Kraft ausgeübt wird, die das Futter in den auszukleidenden Hohlraum hineinzwängte

2c Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Futter ein Futterrohr verwendet wird, dessen Durchmesser größer ist als derjenige des auszukleidenden Hohlraums, und daß der Futterrohrdurchmesser vor dem Füllen mit der deformierbaren Masse so weit reduziert wird, daß er kleiner ist als der Durchmesser des Hohl— räumesο

3ο Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kunststoff-Futterrohres durch Deformieren in radialer Richtung nach innen verkleinert wird·

4β Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente, nicht komprimierbare, feste deformierbare Masse Gips, gebundener GJdäereisand oder ein Gemisch derselben ist.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein Rohrkrümmer istο

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterrohr aus Polytetrafluoräthylen iste

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