DE2542431A1

DE2542431A1 - Isoliertes rohr und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2542431A1
Application number: DE19752542431
Authority: DE
Inventors: Hugh Thomas Mclaughlin
Original assignee: Ameron Inc
Current assignee: Ameron Inc
Priority date: 1974-10-09
Filing date: 1975-09-23
Publication date: 1976-04-15
Also published as: DE2542431C3; NL164944C; NO753305L; DK429775A; FI752690A; DK139594B; NO143135C; SE7509909L; DE2542431B2; IT1047191B; FR2287641A1; CA1035294A; NL164944B; JPS5164576A; SE429157B; FI66070B; NL7510726A; GB1520644A; FR2287641B1; BE834358A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER

DIPL-INQ.

H. KlNKELDEY

Dn-ING

2542431 W. STOCKMAIR

DR-WJQ ■ AeE (CALTECH)

K. SCHUMANN

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

DRHEfINAT DtFL-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DF^REROECtNG

8 MÜNCHEN 22

MAXIMIUANSTRASSE 43

LINDAU

23. September 1975 PH 9603

, IEG.

400 South Atlantic Boulevard
Monterey Park, California 91754, USA

Isoliertes Rohr und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein isoliertes Rohr, insbesondere ein isoliertes Kunststoffrohr, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Rohrleitungssysteme zum Transport von Fluiden mit hoher oder niedriger Temperatur weisen in der Regel ein inneres Transportrohr zum Weiterführen des Fluids, eine Schicht oder Lage aus Isoliermaterial, die die Außenseite des Transportrohres umgibt, und einen rohrförmigen, äußeren Mantel bzw. eine Ummantelung um die Isolierschicht herum

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TELEFON (089)223862 TELEX OS-29 38O TELEaRAMME MONAPAT

auf. Die Isolierung sorgt für eine Schicht mit niedriger Wärmeleitf ähigkeit um das Transport rohr herum, damit die Temperaturen im weitergeleiteten Fluid konstant gehalten werden. Der äußere Mantel bzw. die Ummantelung schützt die Isolation gegen Absorption von Wasser.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung isolierter Rohre wird eine Ummantelung aus Polyvinylchlorid um das Transportrohr herum extrudiert und eine isolierende Schaumschicht in den Ringraum zwischen der extrudierten Ummantelung und dem Transportrohr in einem kontinuierlichen Vorgang eingespritzt. Dieses Verfahren ist zeitraubend und erfordert eine teure Anlage, um die kontinuierliche Erzeugung auszuführen. Durch die Extrusion wird das Verfahren ferner für die äußere Ummantelung auf Rohre aus thermoplastischen Kunststoffen beschränkt, deren Temperaturbeständigkeit beschränkt ist.

Gemäß einem anderen herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines isolierten Rohres wird die Isolierschicht aus Glas— faserfilz hergestellt. Dabei ist es allgemein üblich, die Dichte des Glasfaserfilzes dadurch zu erhöhen, daß die Glasfasern mit Harz imprägniert werden, wonach dann der Filz in einer beheizten Form verdichtet und das Harz ausgehärtet wird. Auf diese Weise wird eine steife Glasfaserschicht mit gewünschter Form und hoher Dichte erzeugt. Die erhöhte Dichte ist wegen des zusätzlichen thermischen Widerstandes gegen Wärmedurchgang, den eine bestimmte Dicke der Isolation haben soll, erwünscht. Die steife Glasfaserschicht erhält in der Regel die Form halbkreisförmiger Halbschalenblöcke, die an der Außenseite des Transportrohres angebracht werden. Der äußere Mantel bzw. die Ummantelung wird dann um die Glasfaserblöcke herum angeordnet.

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Es ist schwierig, eine steife, rohrförmige Ummantelung in Längsrichtung über die Außenseite der steifen Glasfaserblöcke zu schieben und dafür zu sorgen, daß die Isolierschicht vollständig den Ringraum zwischen dem Transport— rohr und der Ummantelung füllt. Diese Schwierigkeit kann dadurch umgangen werden, daß die äußere Ummantelung um die Isolierschicht herum extrudiert wird. Dies jedoch hat die Nachteile, daß es kostspielig und zeitraubend ist und daß die Temperaturbeständigkeit beschränkt ist, wie dies bereits erläutert wurde.

Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines isolierten Rohres angestrebt, das es nicht erfordert, eine äußere Schutzhülle um die Isolierschicht herum zu extrudieren. Ferner wird mit der Erfindung ein Verfahren angestrebt, das eine Isolierschicht verhältnismäßig hoher Dichte ergibt, ohne daß die kostspieligen und zeitraubenden Schritte des Formens des Glasfaserharzes und der folgenden Wärmebehandlung zur Aushärtung des Harzes erforderlich sind.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren und ein erfindungsgemäßes Rohr sind in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß eine Schicht oder Lage aus unter Volumenänderung zusammendrückbarem Isoliermaterial um die Außenseite eines steifen Transportrohres herumgelegt wird und daß dann ein geschlossenes, biegsames Rohr bzw. ein solcher Schlauch um das Transportrohr und die Isolierschicht herum angeordnet wird. Dann wird im Inneren des Rohres bzw. Schlauches ein Unterdruck erzeugt, damit die Isolation auf die Außenseite des Transportrohres gedrückt wird. Dann wird eine steife äußere Ummantelung in Längsrichtung über die zusammengedrückte .Isolierschicht und das Transportrohr geschoben. Nachdem

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die äußere Ummantelung richtig angeordnet worden ist, wird der Unterdruck abgebaut, damit sich die Isolierung ausdehnen und den Raum zwischen dem Transportrohr und der Innenseite der Ummantelung ausfüllen kann.

Ein erfindungsgemäßes, isoliertes Rohr zeichnet sich aus durch ein steifes Transportrohr,eine äußere Ummantelung, die mit Abstand konzentrisch um das Transportrohr herum angeordnet ist, eine teilweise zusammengedrückte, unter Volumenänderung verformbare, elastische Isolierschicht im Raum zwischen dem Transportrohr und der äußeren Ummantelung und eine Schicht aus flexiblem, undurchlässigem Material zwischen der äußeren Ummantelung und der Isolierschicht.

Ein erfindungsgemäßes, isoliertes Rohr- zum Transport von Fluiden mit hoher oder niedriger Temperatur umfaßt somit ein steifes Transportrohr, eine Schicht oder Lage ais unter Volumenänderung zusainmendrückbarem Isoliermaterial um die Außenseite des Transportrohres herum und ein äußeres Schutzrohr um die Isolierschicht herum. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Rohres wird eine geschlossene, flexible Hülle um das Transportrohr und die Isolierschicht herum angeordnet und dann ein Unterdruck im Inneren der Hülle erzeugt, damit die Isolierschicht zusammengedrückt wird. Das äußere Rohr wird in Längsrichtung über die zusammengedrückte Isolierschicht geschoben, wonach dann der Unterdruck abgebaut wird, damit sich die Isolierung teilweise ausdehnen und den Ringraum zwischen dem Transportrohr und dem äußeren Rohr ausfüllen kann.

Weitere Merkmale und Ziele der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, ausführlichen Beschreibung eines

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Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt, der das erfindungsgemäße Verfahren zum Zusammendrücken einer Isolierschicht zeigt, die auf die Außenseite eines Transportrohres aufgebracht istτ

Fig. 2 einen ausschnxttswexsen, schematischen Längsschnitt , der ein äußeres Rohr zeigt, das um die zusammengedrückte Isolierschicht herum angeordnet ist;
und

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes, fertiges, isoliertes Rohr.

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Zunächst wird auf Fig. 1 eingegangen. Sine Lage bzw. Schicht 10 aus unter Volumenverminderung zusammendrückbarem Isoliermaterial wird zunächst um die Außenseite eines länglichen Transportrohres 12 gelegt bzw. gewickelt. Bei dem Transportrohr 12 handelt es sich vorzugsweise um ein Rohr, wie es in der Regel zum Weiterleiten von kalten oder warmen, unter Druck stehenden Fluiden benutzt wird. Ein solches Rohr kann aus extrudiertem, thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise Polyvinylchlorid, gefertigt werden; allerdings wird gegenwärtig einem Kunststoffrohr der Vorzug gegeben, das aus Fäden gewickelt ist und aus hitzehärtbarem Kunststoff besteht. Das dargestellte Rohr hat ein Einsteckende 14 und ein Muffenende 16, damit mehrere, aus Rohren 12 bestehende Abschnitte zu einem gewünschten Hochdruckrohrleitungssystem verbunden werden können.

Die Isolierschicht 10 besteht vorzugsweise aus einer Lage aus unter Volumenabnahme zusammendrückbarem Glasfaserisolierfilz, die um die Außenseite des Transportrohres gelegt bzw. gewickelt und dann am Rohr befestigt gehalten wird, indem die Isolation zusammengeheftet wird; dazu kann allerdings auch ein nicht dargestelltes Band benutzt werden. Alternativ kann die Isolationsschicht auf die Außenseite des Transportrohres geklebt werden. Auch andere Arten von Isolationsmaterial können benutzt werden, beispielsweise Polyurethanschaum oder andere poröse, elastische, geschäumte Materialien, sofern die Isolationsschicht die gewünschte niedrige Wärmeleitfähigkeit hat und unter Volumenverminderung zusammendrückbar ist.

Das gesamte Transportrohr und die Isolationschicht werden im Inneren eines hohlen, flexiblen und undurchlässigen

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Rohres bzw. Schlauches 18 oder einer anderen geeigneten flexiblen Folie oder eines Filmes eingeschlossen, der bzw. die das Transportrohr und die Isolationsschicht umschließen lcann damit diese unter Unterdruck gesetzt werden Ttönnen. Vorzugsweise ist das Rohr 18 eine flexible Polyäthylenhiille, die mit zumindest einem Ende an eine Unterdruckpumpe 20 angeschlossen ist. Obwohl zwar in der Zeichnung dargestellt ist, daß die beiden Enden der Polyäthylenhülle an getrennte Unterdruckpumpen angeschlossen sind, wird es gegenwärtig bevorzugt, den Unterdruck von nur einem Ende der Hülle aus aufzubringen, während das andere Ende der Hülle verschlossen ist, was beispielsweise durch Zubinden und Versiegeln des Endes der Hülle erfolgt, so daß sich eine luftdichte Umhüllung um das Transportrohr und die Isolationsschicht ergibt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird von der einen Unterdruckpumpe oder beiden Unterdruckpumpen ein Unterdruck auf die Innenseite des Rohres bzw. der Hülle 18 aufgebracht, so daß der atmosphärische Druck die unter Volumenabnahme zusammendrückbare Isolationsschicht zusammendrückt. Aufgrund des Unterdrucks wird die Isolationsschicht so weit zusammengedrückt, daß ein starres Außenrohr bzw. eine starre Ummantelung 22 in Längsrichtung über die Kunststoffhülle und die Isolationsschicht geschoben v/erden kann. Eine große Unterdruckpumpe ist nicht notwendig, da nur ein Unterdruck von 127 mmQS (vollständiges Vacuum ist bei 762 mmQS) notwendig ist, um die erforderliche Zusammendrückung zu erzeugen. Eine geeignete Zusammendruckung für Rohrabschnitte in handelsüblicher Länge kann in der Praxis einfach dadurch erzeugt werden, daß die Unterdruckpumpe eines gewöhnlichen Staubsaugers benutzt wird.

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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Außenrohr 22 um oin Kunststoffrohr, das aus Fäden gewickelt ist, die aus hitzehärtbar era Kunstharz bestehen, wobei das Kunststoffrohr allerdings auch von einem beliebigen anderen, steifen Rohr gebildet werden kann, das geringes Gewicht hat und die Isolationsschicht 12 vor der Absorption von Wasser und anderen Schaden,beispielsweise Abrieb, schützen kann. Wenn das Außenrohr und das innere Transportrohr korrekt ausgerichtet sind, wird der Unterdruck aufgehoben, und zwar vorzugsweise, indem die zwei Enden der Kunststoffhülle 18 aufgeschnitten werden, damit sich die zusammen" gedrückte Isolationsschicht ausdehnen und den Ringraum zwischen den zwei Rohren ausfüllen kann. Vorzugsweise ist die Dicke der Isolationsschicht so gewählt, daß sie sich nicht vollständig bis in ihren normalen, unzusammengedrückten Zustand ausdehnen kann, wenn der Unterdruck nicht mehr wirkt, so daß die Isolationsschicht in einem teilweise zusammengedrückten Zustand bleibt. Dadurch besteht eine Möglichkeit zur Einstellung der gewünschten Dichte der Isolationsschicht im Ringraum.

Wenn die Isolationsschicht sich an ihrer richtigen Stelle befindet, können die Enden der Kunststoffhülle entsprechend zugeschnitten werden, wonach auf die Enden des Rohres Endverschlüsse 24 gesetzt werden können, die für den erforderlichen Schutz gegen die Absorption von Wasser sorgen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit ein isoliertes Rohr hergestellt werden, ohne daß die kostspieligen und zeitraubenden herkömmlichen Verfahrensschritte des Exdrudierens der äußeren Ummantelung und des Einspritzens von Isolierschaum in einem kontinuierlichen Vorgang erforderlich sind. Da das Außenrohr 22 getrennt

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hergestellt werden kann, ist es ferner möglich, daß das Äußern rohr ein aus Fäden gewickeltes Kunststoffrohr aus hitzehärtbaren Kunstharzen ist, die nicht den Temperaturbeschränkungen wie thermoplastische Kunststoffe unterliegen. Ferner ist es nicht wie beim Stand der Technik erforderlich, die Isolationsschicht als steife Halbschalenblöcke zu formen. Dadurch fällt die Notwendigkeit weg, dem Glasfaserfilz Harze hinzuzufügen und dann das Harz in einer Form zu erwärmen, um es auszuhärten. Das erf indungsgertäße isolierte Rohr hat ferner den Vorteil, daß die Isolierschicht zwischen einem inneren und einem
äußeren Rohr liegt, wodurch es einfach möglich ist, an die Isolierschicht unterdruck anzulegen, falls dies erforderlich ist, um die Wärmeübertragung in speziellen
Anwendungsfällen, die geringe Wärmeleitfähigkeit erfordern, zu vermindern.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

(!•J Verfahren zur Herstellung eines isolierten Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht bzw. Lage aus unter Volumenverminderung zusammendrückbarem. Isoliermaterial um die Außenseite eines steifen Transportrohres gelegt bzw. gewickelt wird, daß ein geschlossenes, flexibles Rohr um das Transportrohr und die Isolierschicht herum angeordet wird, daß im Inneren des Rohres ein Unterdruck erzeugt wird, damit die Isolierschicht um die Außenseite des Transportrohres herum zusammengedrückt wird, daß ein Außenrohr über die zusammengedrückte Isolierschicht und das Transportrohr geschoben wird und daß der Unterdruck abgebaut wird, damit sich die Isolierschicht ausdehnen und den Raum zwischen dem Transportrohr und der Innenseite der Ummantelung ausfüllen kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Isolierschicht ein solches Verhältnis zum Innendurchmesser der Ummantelung bzw. des Außenrohres hat, daß die Isolierschicht sich nur teilweise auf ihr ursprüngliches Volumen ausdehnt, nachdem der Unterdruck abgebaut worden ist, damit sie im Vergleich zu ihrem Normalzustand zwischen dem Transportrohr und der Ummantelung zusammengepreßt bleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht flexiblen, faserigen Isolierfilz umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht ein poröses, elastisches, geschäumtes Material umfaßt.

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Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Ummantelung ein steifes Außenrohr umfaßt, das konzentrisch um das Transportrohr herum angeordnet ist.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr ein aus Fäden gewickeltes Kunststoffrohr aus einem hitzehärtbaren Kunstharz ist.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportrohr ein aus Fäden gewickeltes Kunststoffrohr aus hitzehärtbarem Kunstharz ist.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht zwischen der Ummantelung und dem Trägerrohr zusammengedrückt bleibt, nachdem der Unterdruck abgebaut worden ist.

Isoliertes Rohr, gekennzeichnet durch ein steifes Transpor.trohr (12), eine äußere Ummantelung (22), die mit Abstand konzentrisch um das Transportrohr herum angeordnet ist, eine teilweise zusammengedrückte, unter Volumenänderung verformbare Isolierschicht (10) im Raum zwischen dem Transportrohr und der äußeren Ummantelung und eine Schicht (18) aus flexiblem, undurchlässigem Material zwischen der äußeren Ummantelung und der Isolierschicht.

Rohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Ummantelung (22) ein steifes, aus Fäden gewickeltes Kunststoffrohr aus einem hitzehärtbaren Kunstharz ist.

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11. Rohr nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportrohr (12) ein aus Fäden gewickeltes Kunststoffrohr aus einem hitzehärtbaren Kunstharz ist.

12. Rohr nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (10) aus flexiblem, faserigem Isolierfilz besteht.

13. Rohr nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (10) aus porösem, elastischem, geschäumtem Material besteht.

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