SE501471C2 - Isolerad rörledning - Google Patents

Description

501 471 10 15 20 25 30 35 2 band mellan inner- och ytterrör.

Sammanfattning av uppfiningen Ovannämnda syften uppnås genom att rörledningen en- ligt uppfinningen uppvisar de i bifogade patentkrav angiv- na särdragen.

Uppfinningen bygger sålunda på principen att iso- leringen huvudsakligen utgörs av ett flertal, särskilt framställda isolerpåsenheter, varjämte kvarvarande mellan- rum mellan isolerpåsenheterna och mellan dessa och de båda koncentriska rören är utfyllda av ett isolerskum. ïsolerpåsenheterna har mycket hög isoleringsförmåga och består av ett flexibelt påshölje som fukt- och vakuum- tätt innesluter ett högisolerande, finkornigt pulverma- terial, som företrädesvis är kiseldioxidaerogel, speciellt svärtad sådan, eller kiselgur.

Isolerpåsenheterna är med fördel kompakterade och/- eller evakuerade i lämplig utsträckning. De kan med andra ord ha ett utförande likartat med vad som gäller för vakuumförpackade kaffepaket. Isolerpåsenhet av detta slag kan såsom fackmannen utan vidare inser lätt och effektivt framställas helautomatiskt i härför lämpliga maskiner.

Isolerpásenheterna utfyller såsom nämnts huvudsak- ligen utrymmet mellan de båda rören, typiskt till åtmins- tone cirka 70% företrädesvis till åtminstone cirka 80- 85%. Detta innebär att den övriga volym som skall utfyllas av isolerskum blir förhållandevis liten, varför kraven på isolerskummet, som har högre värmeledningsförmåga, inte behöver vara lika högt ställda. Skummet kan med andra ord få vara till exempel koldioxidblåst kraftöverförande polyuretanskum, utan att den totala isoleringsförmågan påverkas negativt i märkbar grad.

Isolerpåsenheterna är med fördel anordnade omlott el- ler överlappande varandra, så att banor från det inre fluidröret till det yttre mantelröret utanför isolerpås- enheterna har en längd som väsentligt överstiger det radiella avståndet mellan fluidröret och mantelröret. ÅRE' 10 15 20 25 30 35 501 471 3 Härigenom förbättras värmeisoleringen genom skummet.

Isolerpàsenheterna kan ha lángsträckt, allmänt sett tillplattad konfiguration. Längden kan vara lika med rör- ledningens längd eller, då rörlängden är stor, exempelvis hälften därav. Sàsom inses innebär detta att isolerpàsen- heterna vid tillverkningen av rörledningen lätt kan i längdriktningen skjutas in i mellanrummet mellan inner- och ytterröret fràn det ena hållet och/eller båda hàllen, eventuellt under utnyttjande av distans- eller stödele- ment, innan efterföljande skumblåsning äger rum.

Enligt ett första föredraget utförande har isolerpàs- enheterna i tvärsektion en tunn siddel och en tjock sid- del, varvid isolerpàsenheternas tunna siddelar ansluter till fluidröret och isolerpàsenheternas tjocka siddelar ansluter till mantelröret och varvid isolerpàsenheterna i tvärsektion allmänt sett har utsträckning i en riktning som väsentligt avviker från radialriktningen. Isolerpàsen- heterna kan härvid ha vingliknande profil i tvärsektion.

Ovannämnda utförande innebär att isolerpåsenheterna kan vara av en för ett antal rörledningsdimensioner an- vändbar standardstorlek, varvid isolerpàsenheternas lut- ning relativt radialriktningen är anpassad till det ra- diella avståndet mellan fluidröret och mantelröret.

Enligt ett andra föredraget utförande är isolerpàsen- heterna, sett i tvärsektion, anordnade i två eller flera koncentriska ringskikt, varvid de efter varandra liggande isolerpàsenheterna i ett ringskikt är så förskjutna rela- tivt de efter varandra liggande isolerpåsenheterna i an- gränsande ringskikt att spalter mellan på varandra föl- jande isolerpàsenheter i ett ringskikt ligger förskjutna i omkretsled relativt motsvarande spalter i angränsande ringskikt. Nämnda spalter kan, sett i tvärsektion, sträcka sig lutande relativt radialriktningen. Isolerpàsenheterna kan ha välvd konfiguration för anpassning till cylindrisk rörform, men detta är inte nödvändigt. 1501 471 10 15 20 25! 30 35 4 Såsom fackmannen utan vidare inser kan man med detta utförande bygga upp isoleringsskikt av olika tjocklekar mellan inner- och ytterrören med användande av endast en eller eventuellt två olika storlekar på de förtillverkade isolerpåsenheterna.

Vad gäller pulvermaterialet har det befunnits att detta bör vara minst så finkornigt att värmeledningen avtar med minskande gastryck och företrädesvis så fin- kornigt att maximal värmeisolering uppnås redan vid rela- tivt måttligt vakuum. Pulverkornen bör ha hög hållfasthet mot tryckbelastning men samtidigt ha låg densitet. Pulvret får ei nämnvärt försämras av hög temperatur eller av tem- peraturcyklingar.

Vi har funnit att lämpliga pulvermaterial är baserade på kiseldioxid. Såsom tidigare omnämnts är kiseldioxid- aerogel och finkornig kiselgur lämpliga material.

Kiselgurens kornstorlek är lämpligen i mikrometer- storlek (mindre än 0,1 mm). Dess skrymdensitet kan vara några hundra kg/m3, typiskt cirka 250 kg/m3.

Vid användning av kiselgur kan isolerpåsenheterna lämpligen evakueras till ett tryck lägre än cirka 10 mbar, företrädesvis till ett tryck lägre än någon eller några mbar.

Kiseldioxidaerogelen utgörs vanligen av 3-4 mmzs granulat. Vi föredrar att ha granulatkornen nedmalda så att en största partikelstorlek på cirka 1 mm fås.

Skrymdensiteten är lämpligen mellan cirka 100 och cirka 250 kg/m3. Vi föredrar att ligga mot den undre gränsen.

Aerogelen kan vara translucent eller pigmenterad (svärtad). Det senare är att föredraga, eftersom bättre värmeisolering då erhålls.

Kiseldioxidaerogelen evakueras lämpligen till ett tryck lägre än cirka 100 mbar. Särskilt goda isolerings- värden erhålls vid ett tryck lägre en cirka 1 mbar.

Vad gäller påshöljet ställs höga krav på fukt- och vakuumspärr, liksom på styrka, hállfasthet, låg tempera- turkänslighet, förmåga att stå emot skjuvspänning och 10 15 20 25 30 35 501 471 5 hopfogningsbarhet. Med beaktande härav har vi funnit att höljematerialet lämpligen utgörs av laminerad plast-me- tallfolie eller ren plastfolie.

En typisk laminerad folie har 3 till 5 olika skikt.

Ytterst finns ett eller tvà plastskikt, till exempel poly- eten, polypropen och/eller polyester. I mitten finns ett skikt av metallfolie, till exempel aluminiumfolie. Innerst finns ànyo ett eller två polymerplastskikt. Total folie- tjocklek kan typiskt uppgå till cirka 150 pm. Pàshöljet kan lätt värmesömsvetsas, till exempel med hjälp av el- värmda backar.

En homogen plastfolie kan till exempel vara en hög- temperaturpolymer med låg syrediffusion och med en tjock- lek av storleksordningen någon tiondels mm.

Färdiga pàshöljen kan fyllas med pulver och därefter evakueras och förseglas i en vakuumkammare. Fackmannen in- ser att helt automatiska evakuerings- och svetsmaskiner ger möjlighet till ett rationellt framställningsförfaran- de.

I syfte att förbättra friktionsfixeringen i den fär- diga rörledningen kan pàshöljena utvändigt ha en frik- tionsfixerande struktur. De kan till exempel vara räffla- de, veckade eller på annat sätt strukturerade för att ge bättre ingrepp med isolerskummet.

Uppfinningen kommer i fortsättningen att beskrivas ytterligare genom utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning.

Kort beskrivning_av ritningen Pig. 1 pà en isolerad rörledning enligt uppfinningen, varvid iso- är en schematisk perspektivvy av ett exempel leringens konfiguration visas förenklat i rörändytan.

Fig. 2 exempel på en isolerad rörledning enligt uppfinningen. är en schematisk tvärsektionsvy av ett annat Fig. 3 och 4 är schematiska tvärsektionsvyer av samma slag som fig. 2, vilka illustrerar två ytterligare exempel på uppbyggnaden av isoleringen i rörledningen. 501 471 10 15 20 25 30 35 6 Fig. 5 är en schematisk tvärsektionsvy av ett exempel på en isolerpåsenhet för användning i enlighet med före- liggande uppfinning.

I de olika figurerna har samma eller varandra mot- svarande delar utmärkts med samma hänvisningbeteckningar.

Beskrivning av utföringsformer I fig. utföringsform av en isolerad rörledning enligt uppfin- l illustreras schematiskt uppbyggnaden av en ningen. Den raka rörledningen innefattar ett inre fluid- metallrör 1 och ett därmed koncentriskt, yttre mantel- plaströr 3, mellan vilka rör det finns en hela utrymmet utfyllande isolering bestående av isolerpåsenheter 5, 6 och mellanliggande isolerskum (PUR) 7. Isolerpåsenheterna 5, 6 har formen av långsträckta, tillplattade och svagt välvda enheter, som är inskjutna i rörutrymmet i dess längdriktning. Enheterna kan typiskt ha en bredd av stor- leken 5-10 cm, en tjocklek av storleken någon eller några cm och en längd av upp till flera meter. Då det till exem- pel är fråga om rörledningar med standardlängden 12 m, kan isolerpåsenheter med en längd av 6 m före skumningen skjutas in mot varandra från respektive rörledningsände.

Såsom fackmannen utan vidare inser kan lämpliga distans- och stödelement för isolerpåsenheternas ändar anorndas, så att isolerpàsenheterna positioneras under skumningen.

Isolerpåsenheterna 5, 6 är anordnade i följd i två koncentriska ringar (sett i tvärsektion). Den inre ringen innefattar sex smalare enheter 5 och den yttre ringen 6 bredare enheter 6. Det inses att enheterna ligger tätt ihop och nära rören och sålunda i huvudsak utfyller isole- 9", 11" som finns mellan angränsande enheter och mel- ringsutrymmet. De isolerskumfyllda mellanrummen 9', 10, ll', lan enheterna och rören är sålunda små i verkligheten.

Enheterna 5, 6 i respektive ringar är förskjutet an- ordnade relativt varandra, så att en spalt 9' mellan en- heterna 5 i den inre ringen ligger förskjuten relativt (här ungefär mitt emellan) angränsande spalter 9" mellan 10 15 20 25 30 35 501 471 7 enheterna 6 i den yttre ringen. Härigenom blir värme- läckagevägen genom isolerskummet 7 väsentligt längre än det radiella avståndet mellan inner- och ytterrören l, 3, såsom antytts medelst den streckade linjen 13.

Enheternas 5, 6 sidoytor skulle kunna vara lutande relativt, dvs bilda vinkel med radialriktningen, vari- genom värmeläckagevägen såsom inses förlängs ytterligare.

Enheterna får i detta fall en tvärsektion såsom en till- plattad romb. Ett exempel härpà illustreras i fig. 5, som visar en förstorad tvärsektion genom en sådan isolerpàs- enhet 55. Enheten har ett påshölje 57, som fukt och va- kuumtätt innesluter kompakterad och evakuerad svärtad ki- seldioxidaerogel S9. Påshöljet är längsgående värmeförseg- lat vid den övre högra längskanten 61. Påshöljets yttre yta är försedd med små utsprång eller knottror 63, som samverkar med isolerskummet 7 för att ge bättre friktions- fixering.

I fig. 2 illustreras schematiskt uppbyggnaden av en annan utföringsform av en isolerad rörledning enligt upp- finningen. Uppbyggnaden är som i fig. l, ehuru isolerpås- enheterna 15 här har annan form och placering. Isoler- en smal sidan 17 pà enheterna 15 ansluter till det inre röret 1 och den breda sidan 19 pà enheterna 15 ansluter till det yttre röret 3.

Enheternas allmänna utsträckning, sett i tvärsektion, lu- pásenheterna är i tvärsektion vingliknande med inre sida 17 och bred yttre sida 19. Den smala tar väsentligt relativt rörledningens radialriktning, sà- som är antytt medelst den streckade linjen 21. Det inses att man genom att på lämpligt sätt anpassa enheternas 15 lutning kan använda enheter av ett enda standardutförande för isolering av rörledningar med mycket varierande krav på isoleringstjocklek, dvs olika avstånd mellan inner- och ytterrör. Kraftig lutning innebär att värmeläckagevägen genom isolerskummet 7 även här förlängs på ett fördel- aktigt sätt. 501 471 10 15 20 25 30 35 8 I fig. 3 visas ett exempel pá ett i förhållande till fig. 2 modifierat utförande av isolerpàsenheterna. I syfte att ytterligare förbättra anpassningen till den större om- kretsen pà mantelröret 3 har sålunda isolerpàsenheternas 25 breda ände 29 här breddats ytterligare. Härvid får en- heterna 25 närmast triangelliknande form sett i tvärsek- tion.

I fig. 4 visas schematiskt ytterligare ett modifierat utförande av isolerpåsenheterna 35. Enheterna har här i i det att enheternas från den inre ändkanten 37 utgående, inàtvända tvärsektion en närmast rombliknande hög form, yta har en första del 39 som förlöper väsentligen utmed det inre röret 1. Motsvarande utàtvända yta 41 är längre i omkretsled för anpassning till det yttre rörets 3 större diameter och slutar i en utdragen spetsig sidokant 43.

Härigenom förlängs ànyo värmeläckagevägen genom isoler- skummet från det inre röret 1 till det yttre röret 3.

Ett utförande med spetsigt utdragen inre och/eller yttre sidokant, vilket i princip är tillämpbart pà samt- liga visade utföringsexempel, kan vara fördelaktigt även ur tillverkningssynpunkt, eftersom en sådan sidokant med fördel kan åstadkommas i samband med förseglingen av res- pektive isolerpàsenhet efter evakueringen därav.

Såsom inses kan de i fig. l-5 visade utförings- formerna av isolerpàsenheter enligt uppfinningen anordnas pà ett sätt som innebär anpassning till de flesta pà mark- naden förekommande rördimensionerna. Det är naturligtvis även möjligt att kombinera isolerpàsenheter speciellt av i fig. 3 och 4 visat utförande med isolerpàsenheter av i fig. l och 5 visat slag i syfte att åstadkomma en kombinerat uppbyggd rörisolering med större radiell dimension.

Claims (2)

1. 0 15 20 25 30 35 501 471 - 9 PATENTKRAV 1. Isolerad rörledning, särskilt s k kulvertrörled- ning, innefattande ett inre fluidrör (1) och ett yttre mantelrör (3) samt en däremellan anordnad isolering, k ä n n e t e c k n a d av att isoleringen utgörs av ett flertal isolerpásenheter (5, 6; 15; 25; 35), som var och en har ett flexibelt pàshölje som fukt- och vakuumtätt innesluter ett högisolerande, finkornigt pulvermaterial, varvid isolerpásenheterna i huvudsak utfyller utrymmet mellan fluidröret och mantelröret, samt av ett isolerskum (7), som utfyller mellanrummen mellan isolerpásenheterna och mellan de senare och de båda rören och som företrädesvis är ett fast, kraftöverförande skum, såsom polyuretanskum.

2. Rörledning enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d av att isolerpásenheterna (5, 6; 15; 25; 35) är anordnade omlott eller överlappande varandra, så att banor (13) från fluidröret (1) till mantelröret (3) utanför iso- lerpàsenheterna har en längd som väsentligt överstiger det radiella avståndet mellan fluidröret och mantelröret. k ä n n e - t e c k n a d av att isolerpàsenheterna (5, 67 15; 25; 35) har làngsträckt, allmänt sett tillplattad konfigura- tion. 4. Rörledning enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d av att isolerpàsenheterna (15; 25; 35) i tvär- sektion har en tunn siddel och en tjock siddel, varvid 3. Rörledning enligt krav 1 eller 2, isolerpàsenheternas tunna siddelar ansluter till fluid- röret (1) och isolerpàsenheternas tjocka änddelar ansluter till mantelröret (3) och varvid isolerpàsenheterna i tvär- sektion allmänt sett har utsträckning i en riktning som väsentligt avviker från radialriktningen. 5. Rörledning enligt krav 4, n a d av att isolerpåsenheterna (15) i tvärsektion har k ä n n e t e c k - vingliknande profil. 501 471 10 15 20 25 30 35 10 6. Rörledning enligt krav 4 eller 5, t e c k n a d av att isolerpåsenheterna (15: 25) är av en k ä n n e - för ett antal rörledningsdimensioner användbar standard- storlek, varvid isolerpåsenheternas lutning relativt ra- dialriktningen är anpassad till det radiella avståndet mellan fluidröret (1) och mantelröret (3). 7. Rörledning enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d av att isolerpåsenheterna (5, 6) sett i tvärsektion är anordnade i åtminstone två koncentriska ringskikt, var- vid de efter varandra liggande isolerpåsenheterna (5) i det ena ringskiktet är så förskjutna relativt de efter varandra liggande isolerpåsenheterna (6) i det andra ring- skiktet att spalter (9') mellan på varandra följande iso- lerpåsenheter (5) i ett ringskikt ligger förskjutna i om- kretsled relativt motsvarande spalter (9") i angränsande ringskikt (6). 8. Rörledning enligt krav 7, k ä n n e t e c k - sett i tvärsektion, lutande relativt radialriktningen. n a d av att spalterna, sträcker sig 9. Rörledning enligt krav 7 eller 8, k ä n n e - t e c k n a d av att isolerpåsenheterna (5, 6) har välvd konfiguration. 10. k ä n n e t e c k n a d av att påshöljena (57) har en yttre friktionsfixerande struktur (63). 11. k ä n n e t e c k n a d av 15; 25; 35) är kompakterade 12. k ä n n e t e c k n a d av Rörledning enligt något av föregående krav, Rörledning enligt något av föregående krav, att isolerpåsenheterna (5, 6; och/eller evakuerade. Rörledning enligt något av föregående krav, att pulvermaterialet (59) är kiseldioxidaerogel, varvid isolerpåsenheterna företräde- svis är evakuerade till ett tryck lägre än ca 100 mbar, speciellt lägre än någon eller några mbar, eller kiselgur, varvid isolerpàsenheterna företrädesvis är evakuerade till ett tryck lägre än 10 mbar, speciellt lägre än ca 1 mbar. 10 15 20 25 30 35 561 471 11 13. Rörledning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att isolerpàsenheterna (5, 6; 15; 25; 35) utfyller utrymmet mellan fluidröret och man- telröret till åtminstone ca 70%, företrädesvis åtminstone ca 80-85%.