PL205745B1 - Sposób wytwarzania termoizolowanego przewodu rurowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania termoizolowanego przewodu rurowego.

Znany jest z niemieckiego opisu patentowego nr DE 196 29 678 A1 sposób wytwarzania termoizolowanego przewodu rurowego, w którym co najmniej jedną rurę wewnętrzną otacza się uformowaną w rękaw folią z tworzywa sztucznego z utworzeniem pierścieniowej pustej przestrzeni, w którą wprowadza się spienialną mieszaninę tworzyw sztucznych na bazie poliuretanu, wypełniającą całkowicie pustą przestrzeń z utworzeniem pianki termoizolacyjnej. Na folię z tworzywa sztucznego wytłacza się rurę zewnętrzną z termoplastycznego tworzywa sztucznego jako mechaniczną warstwę ochronną. W tym znanym sposobie mieszane ze sobą składniki pianki poliuretanowej, mianowicie poliol i izocyjanian, doprowadza się do pistoletu natryskowego, który wtryskuje zmieszane ze sobą składniki do pustej przestrzeni. Składniki w postaci poliolu i izocyjanianu dostarcza się w pojemnikach, z których doprowadza się je oddzielnie do urządzenia mieszającego, tam miesza i w postaci mieszaniny kieruje dalej do pistoletu natryskowego.

Aby poprawić izolacyjne działanie pianki poliuretanowej, powietrze znajdujące się w porach pianki zastępowano już dotychczas chlorowcowanymi węglowodorami, dodając je do mieszaniny piankowej przed spienianiem. Chlorowcowane węglowodory, na przykład znany pod nazwą handlową Frigin, są jednak problematyczne ze względu na ochronę środowiska, ponieważ przypuszczalnie niszczą one warstwę ozonową.

Poszukiwania substancji zastępczych doprowadziły do niechlorowcowanych węglowodorów, jak na przykład pentan U, cyklopentan i inne, z których otrzymuje się piankę o zbliżonych własnościach.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 197 08 570 znany jest sposób wytwarzania pianek, które można stosować jako materiał do termoizolacji przewodów rurowych. Piankę otrzymuje się poprzez reakcję wymiany poliizocyjanianów, w porównaniu do izocyjanianów związków reaktywnych o masie cząsteczkowej od 500 do 8000 g/mol w obecności środków porotwórczych i katalizatorów, w którym to sposobie stosuje się zawierające środki porotwórcze (propelenty) węglowodory o pierścieniach C3 lub C4, których temperatura wrzenia leży pomiędzy 0 i 75°C przy ciśnieniu 10134 hPa (1013 mbar). Wytwarzanie pianek opisane jest jednak w skali laboratoryjnej, nie zaś w skali przemysłowej.

Inny sposób wytwarzania pianki z zastosowaniem roztworzonego w warunkach podwyższonego ciśnienia dwutlenkiem węgla znany jest z amerykańskiego opisu patentowego nr US 6,127,442, w którym ujawniono rozwiązanie dotyczące ciągłego procesu wytwarzania pianki poliuretanowej z zastosowaniem dwutlenku węgla jako środka pianotwórczego (propelenta). Dwutlenek węgla jest w stanie roztworzonym pod ciś nieniem i według tego sposobu roztwarza się go w składniku w postaci poliolu, zaś w składniku w postaci izocyjanianu roztwarza się powietrze lub azot przed zmieszaniem ze sobą składnika w postaci poliolu ze składnikiem w postaci izocyjanianu, po czym wprowadza się oba składniki do komory mieszania, w której ciśnienie przewyższa o 70 do 150% ciśnienie roztworu dwutlenku węgla i poliolu. Po wymieszaniu składników ciśnienie powstałej mieszaniny jest obniżane do ciśnienia atmosferycznego.

Sposób wytwarzania termoizolowanego przewodu rurowego, składającego się z co najmniej jednej lub więcej rur wewnętrznych, rury zewnętrznej, umieszczonej w odstępie i współosiowo względem rury wewnętrznej oraz warstwy termoizolacyjnej na bazie pianki poliuretanowej bądź poliizocyjanianowej, wypełniającej pierścieniową szczelinę pomiędzy rurą zewnętrzną i rurą wewnętrzną, w którym to sposobie rurę wewnętrzną otacza się w sposób ciągły rurą zewnętrzną i w pierścieniową szczelinę wprowadza się spienialne tworzywo sztuczne, które to spienialne tworzywo sztuczne jest wytwarzane poprzez mieszanie propelenta i poliolu przed zmieszaniem poliolu z izocyjanianem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosuje się propelent oparty na pentanie, który to propelent oparty na pentanie, poliol i powietrze doprowadza się do mieszalnika statycznego gdzie składniki te poddaje się mieszaniu, a powstałą mieszaninę miesza się z izocyjanianem w mieszalniku dynamicznym.

Korzystnie, jako propelent stosuje się cyklopentan.

Korzystnie, płynny pentan tłoczy się za pomocą pompy pneumatycznej przez przewód zabezpieczający ze zbiornika do trójtłokowej pompy membranowej oraz doprowadza się go z tej trójtłokowej pompy membranowej do mieszalnika statycznego.

Korzystnie, pentan tłoczy się za pomocą trójtłokowej pompy membranowej przez wąż elastyczny do mieszalnika statycznego.

PL 205 745 B1

Korzystnie, mieszaninę składającą się ze składnika w postaci poliolu i pentanu oraz powietrza doprowadza się wraz ze składnikiem w postaci izocyjanianu za pomocą pompy zębatej do mieszalnika dynamicznego.

Zaleta rozwiązania według wynalazku polega na tym, że pozwala ono na takie udoskonalenie opisanego na wstępie znanego ze stanu techniki sposobu wytwarzania termoizolowanych przewodów rurowych, aby w oparciu o znany stan techniki można go było realizować w sposób korzystny ekonomicznie, uzyskując warstwę termoizolacyjną w przewodzie rurowym o poprawionych własnościach termoizolacyjnych. Stosując rozwiązanie według wynalazku można jak najdokładniej dozować w niewielkich ilościach środek porotwórczy oraz powietrze.

Wynalazek pozwala osiągnąć dodatkowo następujące korzyści, mianowicie: wielkość udziałów dozowanych substancji można w dowolnej chwili zmieniać, w dowolnej chwili można zmieniać także składnik w postaci poliolu oraz uzyskuje się niższe koszty inwestycyjne niż w typowych, znanych sposobach, a ponadto strefa zagrożona wybuchem jest mniejsza niż przy stosowaniu typowych sposobów.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do wytwarzania termoizolowanych przewodów rurowych, w widoku z boku, zaś fig. 2 - schemat przygotowywania pianki.

Sposób wytwarzania termoizolowanego przewodu rurowego według zalecanego przykładu wykonania według wynalazku polega na tym, że z bębna zapasowego 1 pobiera się w sposób ciągły rurę wewnętrzną 2. Rura wewnętrzna jest korzystnie rurą z usieciowanego polietylenu, w której ściance jest osadzona warstwa polialkoholu winylowego. Rurę wewnętrzną 2 prowadzi się przez parę rolek kalibrujących 3, które to rolki są napędzane. Para rolek kalibrujących 3 jest osadzona przesuwnie w dwóch, wzajemnie prostopadłych kierunkach poprzecznie do kierunku produkcji.

Ze szpuli zapasowej 4 pobiera się folię 5 z LDPE i formuje wokół rury wewnętrznej 2 współosiowo względem niej w rurę szczelinową 6 z klejonym lub zgrzewanym szwem wzdłużnym. W jeszcze otwartą rurę szczelinową 6 wprowadza się spienialną mieszaninę tworzyw sztucznych na bazie poliuretanu lub polietylenu. W przypadku poliuretanu stosuje się pistolet 7, z którego natryskuje się zmieszane ze sobą składniki na folię 5.

W rurę szczelinową 6 można ewentualnie wprowadzić kable sygnalizacyjne 8.

Zamkniętą rurę wprowadza się w narzędzie kształtowe 9, które składa się z dużej liczby połówek 9a i 9b, które tworzą wspólnie „wędrującą formę dla rury wewnętrznej 2, zaopatrzonej w warstwę izolacyjną i folię 5.

Zwrócone ku folii 5 powierzchnie połówek 9a i 9b formy mają falisty profil, w który wchodzi folia 5 pod naciskiem pianki. Rura 10, wychodząca z narzędzia kształtowego 9, ma w związku z tym falistą powierzchnię.

Rura 10 przechodzi następnie przez urządzenie rentgenowskie 11, za pomocą którego sprawdza się w sposób ciągły rurę 10 pod względem dokładnie współosiowego usytuowania rury wewnętrznej 2. W przypadku odchyłki przesuwa się odpowiednio parę rolek kalibrujących 3. Na rurę 10 wytłacza się następnie za pomocą wytłaczarki 12 zewnętrzny płaszcz 13 z tworzywa sztucznego, który pod działaniem podciśnienia układa się w pofałdowaniach rury 10. Pod wpływem wysokiej temperatury, uzyskanej w procesie wytłaczania, płaszcz zewnętrzny skleja się przy tym z folią 5 z tworzywa sztucznego.

Gotową rurę 14 można następnie odprowadzać za pomocą wyciągu gąsienicowego 15 i w odpowiednim przyrządzie formować z niej pierścieniową opaskę.

Alternatywnie nawija się rurę 14 na nie przedstawiony bęben.

Wytwarzanie pianki jest objaśnione bliżej na podstawie fig. 2.

Składniki pianki, mianowicie pentan, na przykład cyklopentan, poliol i powietrze, podaje się w sposób dozowany do mieszalnika statycznego. Pentan doprowadza się przy tym z zasobnika 16 przez membranową pompę trójtłokową 17 do mieszalnika statycznego 18. Membranową pompą trójtłokową 17 zapewnia wydajność od 0,003 do 4,4 g/s przy dokładności 0,5%. Do kontroli stosuje się przepływomierz masowy 19. Poliol tłoczy się ze zbiornika 20 za pomocą pompy zębatej 21, przy czym ilość poliolu reguluje się za pomocą przepływomierza masowego 22.

Powietrze tłoczy się poprzez urządzenie do zwiększania ciśnienia do termicznego regulatora 23 masy, który dozuje powietrze w ilości od 0,5 do 20 nl/h.

Składniki zmieszane wstępnie w mieszalniku statycznym 18 doprowadza się do umieszczonego bezpośrednio za mieszalnikiem statycznym 18, mieszalnika dynamicznego 24. Bezpośrednie

PL 205 745 B1 sąsiedztwo mieszalnika statycznego 18 i mieszalnika dynamicznego 24 zapobiega rozdzielaniu się składników.

Składnik w postaci izocyjanianu pobiera się ze zbiornika 25 i wprowadza się go za pomocą pompy 26 i przepływomierza masowego 27 do mieszalnika dynamicznego 24, gdzie przetwarza się go wraz ze wstępnie wymieszanymi składnikami w postaci poliolu, pentanu i powietrza w wysokiej jakości, bardzo jednorodną piankę, którą w sposób ciągły za pomocą pistoletu natryskowego 7 wprowadza się do pierścieniowej szczeliny pomiędzy rurą wewnętrzną 2 i folią 5 względnie rurą zewnętrzną 13.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania termoizolowanego przewodu rurowego, składającego się z co najmniej jednej lub więcej rur wewnętrznych, rury zewnętrznej, umieszczonej w odstępie i współosiowo względem rury wewnętrznej oraz warstwy termoizolacyjnej na bazie pianki poliuretanowej bądź poliizocyjanianowej, wypełniającej pierścieniową szczelinę pomiędzy rurą zewnętrzną i rurą wewnętrzną, w którym to sposobie rurę wewnętrzną otacza się w sposób ciągły rurą zewnętrzną i w pierścieniową szczelinę wprowadza się spienialne tworzywo sztuczne, które to spienialne tworzywo sztuczne jest wytwarzane poprzez mieszanie propelenta i poliolu przed zmieszaniem poliolu z izocyjanianem, znamienny tym, że stosuje się propelent oparty na pentanie, który to propelent oparty na pentanie, poliol i powietrze doprowadza się do mieszalnika statycznego (18) gdzie składniki te poddaje się mieszaniu, a powstałą mieszaninę miesza się z izocyjanianem w mieszalniku dynamicznym (24).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako propelent stosuje się cyklopentan.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że płynny pentan tłoczy się za pomocą pompy pneumatycznej przez przewód zabezpieczający ze zbiornika (16) do trójtłokowej pompy membranowej (17) oraz doprowadza się go z tej trójtłokowej pompy membranowej (17) do mieszalnika statycznego (18).
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że pentan tłoczy się za pomocą trójtłokowej pompy membranowej (17) przez wąż elastyczny do mieszalnika statycznego (18).
5. 5. Sposób według jednego z zastrz. 1-4, znamienny tym, że mieszaninę składającą się ze składnika w postaci poliolu i pentanu oraz powietrza doprowadza się wraz ze składnikiem w postaci izocyjanianu za pomocą pompy zębatej do mieszalnika dynamicznego (24).