PL222657B1

PL222657B1 - Sposób wytwarzania rur do podgrzewania cieczy

Info

Publication number: PL222657B1
Application number: PL402946A
Authority: PL
Inventors: Artur Kotulski
Original assignee: Kotulski Artur Zakład Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych Amplast
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2016-08-31
Also published as: PL402946A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób podgrzewania rur do transportu cieczy stosowany w ciepłownictwie, systemach grzewczych i sanitarnych, w sprawach związanych z przepływem wody, charakteryzujący się tym, że na zewnętrzną powierzchnię rury lub/i na jedną z warstw wewnętrznych rury wielowarstwowej nakłada się poprzez malowanie i/lub natryskiwanie lub/i powlekanie poprzez wytłaczanie lub inne nanoszenie warstwę kompozycji składającej się z modyfikowanych nanorurkek węglowych o zawartości 20%-60% jednościennych nanorurek (SWNTs) oraz 30%-70% wielościennych nanorurek (MWNTs) o długości 2-15 µm.

Description

(21) Numer zgłoszenia: 402946 (51) Int.Cl.

F16L 53/00 (2006.01) B82Y30/00 (2011.01) H05B 3/14 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 28.02.2013 (54)

Sposób wytwarzania rur do podgrzewania cieczy

	(73) Uprawniony z patentu: KOTULSKI ARTUR ZAKŁAD PRZETWÓRSTWA TWORZYW
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 01.09.2014 BUP 18/14	SZTUCZNYCH AMPLAST, Olkusz, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2016 WUP 08/16	(72) Twórca(y) wynalazku: ARTUR KOTULSKI, Olkusz, PL
	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Andrzej Grząka

PL 222 657 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania rur do podgrzewania cieczy stosowanych w ciepłownictwie, systemach grzewczych i sanitarnych, w sprawach związanych z przepływem wody.

Znany jest z opisu patentowego nr PL 198 586 B1 sposób podgrzewania rur poprzez stosowanie wkładki grzewczej przygotowanej w ten sposób, że mieszaninę komponentów o następującym składzie na 100 części wagowych mieszaniny: 0-95 części wagowych polietylenu o gęstości 0,921-0,936 g/cm , korzystnie 0,930 g/cm i wskaźniku szybkości płynięcia 0,7-0,9 g/10 minut, 5-25 części wagowych polietylenu o tych samych właściwościach, ale zmodyfikowanego radiacyjnie wiązką elektronów z akceleratora o dawce 200-500 kGy, korzystnie 380 kGy, 0-40 części wagowych sadzy przewodzącej o powierzchni właściwej 800 m /g i odczynie pH = 6,5, 0-72 części wagowych kopolimeru etylenu z octanem winylu o zawartości merów octanowych w łańcuchu od 18 do 45%, korzystnie 28% i współczynniku szybkości płynięcia 0,7-2,3 g/10 minut lub 0-72 części wagowych kopolimeru etylenu ₃ z solą cynkową kwasu metakrylowego o gęstości 0,940 g/cm i wskaźniku szybkości płynięcia 5,5 g/10 minut, homogenizuje się przez 15-20 minut w temperaturze 160-200°C, korzystnie 180°C i wytłacza. W przypadku, gdy zhomogenizowana mieszanina nie zawiera sadzy przewodzącej, to wytłacza się ją na napełniacz nadający przewodność elektryczną, taki jak ciągłe włókno węglowe o grubości 20 gm ₂ i powierzchni właściwej 300 m /g.

Znane są sposoby elektrycznego podgrzewania rur do transportu cieczy polegające na umieszczeniu oporowego lub indukcyjnego elementu grzewczego wtopionego w powłokę z tworzywa sztuc znego umieszczonego na zewnętrznym odwodzie rury.

Zanany jest z opisu patentowego nr PL 197 606 B1 sposób minimalizacji obwodowego rozkładu temperatury na powierzchni ogrzewanej elektrycznie poziomej rury grzewczej polegający na tym, że na górną część powierzchni rury grzewczej nakłada się metalową powłokę porowatą. Dzięki korzyst aniu z tego sposobu uzyskuje się minimalizację obwodowego rozkładu temperatury podczas grzania elektrycznego poziomej rury grzewczej i w efekcie uzyskuje się oczekiwany przebieg procesu technologicznego.

Znane i stosowane obecnie rozwiązania wykorzystują przewód elektryczny poprowadzony wzdłuż rury transportującej ciecz. Rozwiązanie to podgrzewa rurę tylko z jednej strony na obwodzie.

Wiadomo, że nanorurki węglowe mają niezwykłe własności elektryczne, w zależności od struktury mogą być metalami lub półprzewodnikami. W ten sposób niektóre nanorurki mają przewodnictwo wyższe niż miedź, inne znów zachowują się jak krzem. Te własności elektryczne dają możliwość z astosowań nanorurek węglowych do konstrukcji elektronicznych urządzeń w skali nano. Jednak w tym przypadku, tysiące nanorurek musi być uporządkowane w określony wzór, szablon. Nanorurki są anizotropowymi nanocząstkami o bardzo dużym stosunku długości do średnicy. Nanorurki węglowe samorzutnie łączą się w pęczki pod wpływem działania sił Van der Waals'a, a ich orientacja jest przypadkowa. Poddając próbkę ultradźwiękom można otrzymać zdyspergowany roztwór zawierający pojedyncze rurki i małe zwijki (wiązki). W tak otrzymanych roztworach nanorurki są przypadkowo uporzą dkowane, a ich stężenie jest małe. Większość niezwykłych własności nanorurek węglowych występuje wzdłuż jednego kierunku, wzdłuż osi rurki. Warunkiem koniecznym do wykorzystania niezwykłych właściwości nanorurek węglowych jest otrzymanie jednorodnego ich uporządkowania.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest sposób wytwarzania rur do podgrzewania cieczy charakteryzujący się tym, że na zewnętrzną powierzchnię rury lub/i na jedną z warstw wewnętrznych rury wielowarstwowej nakłada się poprzez malowanie i/lub natryskiwanie, lub/i powlekanie poprzez wytłaczanie lub inne nanoszenie warstwę kompozycji składającej się z modyfikowanych nanorurkek węglowych o zawartości 20%-60% jednościennych nanorurek (SWNTs) o długości 2-15 gm oraz 30%-70% wielościennych nanorurek (MWNTs) o długości 2-15 gm i z rozpuszczalnika, następnie po odparowaniu rozpuszczalnika na zewnętrznej powierzchni rury lub/i na jednej z warstw wewnętrznych rury wielowarstwowej tworzy się warstwa ściśle do niej przylegająca, a potem podłącza się na każdym końcu rury przewody z zasilaniem elektrycznym o napięciu od 5 do 220 V, co powoduje podgrzewanie rury.

Nieoczekiwanie okazało się, że jeśli na górną część powierzchni rury lub/i na jednej z warstw wewnętrznych rury wielowarstwowej nałożona zostanie warstwa poprzez malowanie lub natryskiwanie lub/i powlekanie poprzez wytłaczanie lub inne nanoszenie ciekłej substancji z modyfikowanych nanorurek węglowych, która po odparowaniu rozpuszczalnika pozostanie na mrze jako zewnętrzna warstwa lub/i warstwa wewnętrzna rury wielowarstwowej, ściśle do niej przylegająca i po podłączeniu na

PL 222 657 B1 każdym końcu rury przewodów z zasilaniem elektrycznym o napięciu od 5 do 220 V do zewnętrznej warstwy, rura rozgrzewa się od 0 do 160°C wraz ze znajdującą się w niej cieczą.

Poniżej przedstawiono przykłady wykonania wynalazku nie ograniczające jego zakresu.

P r z y k ł a d I

Przygotowany odcinek rury z polietylenu HDPE o długości 50 m i średnicy 40 mm odtłuszczony za pomocą benzyny ekstrakcyjnej pomalowano roztworem zawierającym modyfikowane nanorurki węglowe o zawartości 20%-60% jednościennych nanorurek (SWNTs) oraz 30%-70% wielościennych nanorurek (MWNTs) o długości 2-15 pm, które posiadają właściwości grzewcze po podłączeniu napięcia elektrycznego. Po odparowaniu rozpuszczalnika, na pomalowane końce rury nałożono opaski miedziane z przyłączonymi przewodami elektrycznymi. Na mrę nałożono następnie izolację ze spienionego polietylenu o grubości 20 mm i zewnętrzną mrę osłonową wykonaną z HDPE. Przygotowany odcinek zaizolowanej rury umieszczono w komorze chłodniczej o temperaturze -10 stopni Celsjusza, wpompowano wodę o temperaturze 6 stopni Celsjusza i podłączono do sterownika elektrycznego, który włączał napięcie elektryczne 12 V w chwili, gdy czujnik temperatury umieszczony pomiędzy warstwą izolacyjną, a mrą w której znajdowała się ciecz wskazywał temperaturę 3 stopni Celsjusza. Sterownik wyłączał napięcie elektryczne w chwili gdy temperatura na czujniku osiągnęła 6 stopni Celsj usza. W ciągu 24 godzin temperatura wody w mrze utrzymywała się w przedziale 3-6 stopni Celsjusza, nie zamarzając pomimo temperatury -10 stopni Celsjusza oddziaływującej z zewnątrz na rurę.

P r z y k ł a d II

Na odcinek rury z sieciowanego polietylenu o długości 20 m i średnicy 15 mm odtłuszczony za pomocą benzyny ekstrakcyjnej nałożono warstwę grzewczą ze zmodyfikowanych nanorurek węglowych o zawartości 20%-60% jednościennych nanorurek (SWNTs) oraz 30%-70% wielościennych nanorurek (MWNTs) o długości 2-15 pm, przez natryskiwanie pistoletem do malowania. Po odparowaniu rozpuszczalnika, na pomalowane końce rury nałożono opaski miedziane z przyłączonymi przewodami elektrycznymi. Na rurę nałożono następnie izolację ze spienionego polietylenu o grubości 9 mm. Przygotowany odcinek zaizolowanej rury umieszczono w pomieszczeniu o temperaturze 21 stopni Celsjusza, wpompowano wodę o temperaturze 42 stopni Celsjusza i podłączono do sterownika elektrycznego, który włączał napięcie elektryczne 12 V w chwili, gdy czujnik temperatury umieszczony pomiędzy warstwą izolacyjną a rurą, w której znajdowała się ciecz wskazywał temperaturę 41 stopni Celsjusza. Sterownik wyłączał napięcie elektryczne w chwili gdy temperatura na czujniku osiągnęła 43 stopnie Celsjusza. W ciągu 24 godzin temperatura wody w rurze utrzymywała się w przedziale 41-43 stopnie Celsjusza, pomimo temperatury 21 stopni Celsjusza oddziaływującej z zewnątrz na rurę.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób wytwarzania rur do podgrzewania cieczy polegający na nałożeniu przez malowanie lub/i natryskiwanie, lub/i powlekanie poprzez wytłaczanie lub inne nanoszenie warstwy kompozycji na zewnętrzną powierzchnię rury lub/i na jedną z warstw wewnętrznych rury wielowarstwowej i podłączeniu do źródła prądu elektrycznego, znamienny tym, że nanoszona warstwa kompozycji składa się z modyfikowanych nanorurkek węglowych o zawartości 20%-60% jednościennych nanorurek (SWNTs) o długości 215 pm oraz 30%-70% wielościennych nanorurek (MWNTs) o długości 2-15 pm.