SI9200273A - Process for manufacturing pipes from artificial materials and device for carrying out this process - Google Patents

Description

Hobas Engineering AG

Postopek za izdelovanje cevi iz umetne snovi in naprava za izvedbo tega postopka

Izdelovanje cevi iz umetne snovi, ki je strdljiva in ki lahko vsebuje polnilo, npr. namreč s kalcijevim karbonatom zmešan poliester ali epoksi smolo, pesek in steklena vlakna v vrtečem se centrifugirnem bobnu, ki ima vodoravno os in služi kot matrica, je samo po sebi poznano. Pri pripravah te vrste se izhodne materiale vnaša enakomerno porazdeljeno iz roke, ki se v centrifugirnem bobnu premika sem ter tja, pri čemer je zgradba stene cevi izoblikovana glede na namen, za katerega je določena in glede na dimenzije. Čeprav je postopek strjevanja eksotermen proces, za pravilen predvidljiv potek postopka ni le smotrno temveč tudi potrebno, da se po prvem vnašanju izhodnih materialov, ki imajo temperaturo prostora, v centrifugirni boben, ki ima prav tako temperaturo prostora, dovaja toploto. Sedaj se to izvaja z vpihavanjem razgretega zraka v centrifugirni boben. Zrak, ki se ga s tem izpiha iz centrifugirnega bobna, odnaša plinasta topila iz tekoče smole ali katalizatorja s seboj, tako da so po novih spoznanjih s področja zaščite okolja in po tovrstnih predpisih potrebne čistilne naprave za ta odvajani zrak.

Rešitvi tega problema služi sedaj postopek po izumu za izdelovanje cevi. Pri tem se sedaj ne izvaja čiščenje izpihanega zraka, temveč se podaja postopek, pri katerem se ne vpihava in s tem tudi ne izpihava nikakršnega zraka. Kot dodatno prednost se doseže ponovno pridobivanje toplote, tako da se lahko varčuje z energijo, ki je bila doslej potrebna za pregrevanje zraka. Ta postopek po izumu je namreč označen s tem, da se po prvem vnašanju izhodnih materialov v centrifugirni boben, ki je na temperaturi prostora, le-tega za to, da se olajša strjevalni postopek, ki je sam po sebi eksotermen, z zunanje strani tako dolgo segreva s prhanjem s toplo vodo, ki je vodena v določenem krogotoku, dokler ne postane postopek strjevanja eksotermen, in se nato, ko temperatura nastajajoče cevi ponovno pada, centrifugirni boben s pomočjo hladne vode, ki je vodena v drugem krogotoku, ohlaja s tem, da se centrifugirni boben prha na ta način z vodo, da le-ta vsaj delno izpari. Pri tem je toplota, ki je bila oddana krogotoku hladne vode, vsaj tolikšna, kot je količina toplote, kije bila na začetku postopka izdelovanja odvzeta krogotoku tople vode.

Izum se nadalje nanaša na napravo za izvajanje opisanega postopka. Takšna naprava ima vsaj en centrifugirni boben, ki ima vodoravno os in je vrtljivo uležajen in poganjan z motorjem in je iz kovine ter služi kot matrica, kot formo za izdelovanje cevi iz v bistvu steklenih vlaken, peska in v danem primeru duroplasta, ki obsega polnilo, obstoječih cevi in dovajalno pripravo za dovajanje teh izhodnih materialov v notranjost vrtečega se centrifugimega bobna. Naprava je torej označena s tem, da sta prisotni grelna in hladilna naprava s krogotokom tople vode in s krogotokom hladne vode, kot tudi pokrov za vsak centrifugirni boben, ki le-ta boben obdaja, s pripravo za prhanje, ki je nameščena v notranjosti okrova in je namenjena prhanju z vodo centrifugimega bobna, ki se vrti, in nato dodatno še odsesovalno pripravo za vodno paro, ki se tvori v okrovu, kot tudi prestrezno pripravo, ki se nahaja pod centrifugirnim bobnom, za vodo, ki teče preko cevi, pri čemer se lahko pršilno pripravo in prestrezno pripravo po izbiri priključi na enega izmed obeh vodnih krogotokov.

V nadaljnjem je na osnovi priložene risbe opisan izvedbeni primer izuma.

V risbi prikazujejo sl. I principielno shemo naprave po izumu, sl. 2 shematičen čelni pogled na centrifugirni boben v povečanem merilu, sl. 3 pogled s strani na pršilno šobo in sl. 4 čelni pogled na to šobo.

Naprava, ki je opisana v sl. 1, ima šest kovinskih centrifugirnih bobnov, ki imajo vodoravno os in so vrtljivo uležajeni ter jih poganja motor in so na risbi le shematično predstavljeni ter so označeni z 1 do 6. Čeprav imajo vsi ti bobni lahko različne premere, so zaradi enostavnosti na risbi predstavljeni vsi enako veliki. Da bi se povečalo preglednost, se ni vrisalo same po sebi zapletene ležaje teh bobnov in pogonske organe, pri katerih gre v skladu z namenom za elektromotorje z brezstopenjsko spremenljivim številom obratov.

Predstavljen pa je, kot je posebno dobro razvidno iz slike 2, pri vsakem bobnu pokrov, ki centrifugimi boben popolnoma obdaja in ki je pri bobnu 6 označen s 16. Ta pokrov je lahko, kot je razvidno iz sl. 2, izveden iz vodotesne proge 18 iz blaga, ki je napeta preko pet nosilnih letev, ki so označene s 17. Zgoraj v tem okrovu sta nameščena dva pršilna cevovoda 16, ki sta opremljena s pršilnimi šobami 26a in ki skupaj tvorita pršilno pripravo ter sta preko skupnega ventila 27 povezana z dovodnim vodom 28. Te pršilne šobe 26a so tukaj, kot je razvidno iz sl. 3 in 4, na način, ki je sam po sebi poznan, izvedene tako, da proizvajajo pršilni curek 26b, ki se v bistvu širi v eni ravnini. Nameščene so tako, da se ravnina pršilnega curka razprostira vzporedno z osjo 10 pripadajočega centrifugimega bobna 6. Dovodni vod 28 je preko elektroventila 35 povezan z napajalnim vodom 36 za hladno vodo in preko elektroventila 37 z napajalnim vodom 38 za toplo vodo. Pršilna priprava, ki obstoji iz šob, dovodov in črpalk, je dimenzionirana tako, da lahko razprši glede na premer cevi 250 do 400 1 vode na minuto. Spodnji del pokrova 16, ki je tukaj označen z 16c, služi kot naprava za prestrezanje za vodo, ki teče preko bobna 6. Ta priprava za prestrezanje je preko odtočnega voda 30, ki obsega elektroventil 29, povezana z zbiralnim vodom 31 za hladno vodo in preko odtočnega voda 33, ki obsega elektroventil 32, z zbiralnim vodom 34 za toplo vodo.

Drugih pet centrifugirnih bobnov 1 do 5 je prav tako opremljenih s pršilno pripravo in s pripravo za prestrezanje vode in so priključeni na zbiralni vod 31 za hladno vodo, na zbiralni vod 34 za toplo vodo, napajalni vod 36 za toplo vodo in napajalni vod 38 za toplo vodo, tako da nadaljnje opisovanje teh podrobnosti, ki so predstavljene na risbi, ni potrebno.

Zbiralni vod 31 za hladno vodo se izteka v prvi rezervoar 39 s hladno vodo, ki je opremljen s prelivnira vodom 40 in s praznilnim vodom 42, ki je zaprt s pomočjo ventila 41. Od prvega rezervoarja 39 za hladno vodo vodi vod 44, ki je opremljen s črpalko 43, do drugega rezervoarja 45 za hladno vodo, ki je večji kot prvi rezervoar 39. Tudi ta rezervoar je opremljen s prelivnim vodom 46 in s praznilnim vodom 48, ki je zaprt z ventilom 47. Ta drugi večji rezervoar 45 za hladno vodo je povezan preko črpalke 49 z napajalnim vodom 36 za hladno vodo, tako da vsi predhodno imenovani rezervoarji, črpalke in vodi tvorijo krogotok za hladno vodo, na katerega se lahko preko ustreznih ventilov 29 in 35 priključita pršilna priprava in priprava za prestrezanje vode.

Analogno temu je zgrajen tudi krogotok tople vode: zbiralni vod 34 za toplo vodo se izteka v prvi rezervoar 50 za toplo vodo, ki je opremljen s prelivnim vodom 51 in s praznilnim vodom 53, ki je zaprt z ventilom 52. Od tega prvega rezervoarja 50 za toplo vodo vodi vod 55, ki je opremljen s črpalko 54, do drugega rezervoarja 56 za hladno vodo, kije večji kot prvi rezervoar 50. Tudi ta drugi rezervoar 56 je opremljen s prelivnim vodom 57 s praznilnim vodom 59, kije zaprt z ventilom 58. Ta drugi večji rezervoar 56 za hladno vodo je preko črpalke 60 preko toplotnega izmenjevalnika 60 povezan z napajalnim vodom 38 za toplo vodo, tako da oba prej navedena rezervoarja, obe črpalki in ustrezni vodi tvorijo tokokrog tople vode, na katerega se lahko priključi pršilne priprave in priprave za prestrezanje vode preko ustreznih ventilov 32 in 37.

Toplotnemu izmenjevalniku 61 se lahko, v kolikor je potrebno, preko kakršnegakoli sredstva, preko npr. vroče vode ali vročega olja, dovaja toploto. Lahko pa je tudi opremljen z grelnimi palicami, ki se jih električno segreva.

Za odsesovanje vodne pare, ki se tvori pri pršenju hladne vode na vrtečo se vročo matrico, iz vmesnega prostora med matrico 6 in okrovom 16 služi odsesovalni vod 20, ki se ga lahko zapre z ventilom 19 in ki je priključen na glavni odsesovalni vod 22, ki je opremljen z ventilatorjem 21, in piha paro na prosto, pri čemer bi bilo seveda tudi možno ohlajati jo v kondenzatorju.

Na risbi so predstavljeni še različni pomožni in povezovalni vodi, od katerih nekateri služijo temu, da se napolni oba krogotoka za vodo ali v celoti ali delno sprazni ali pa se ju poveže medseboj; drugi služijo temu, da se krogotok kratko sklene mimo pršilnih priprav in priprav za prestrezanje vode.

Samoumevno je, da niso le vsi elektroventili preko krmilnih vodov, ki na risbi niso predstavljeni, povezani s centralno krmilno pripravo 62, ki se jo lahko programira in ki je na sliki le shematično nakazana, temveč da so tudi različna temperaturna tipala kot tudi nivojska tipala, ki so prisotna na rezervoarjih, preko ustreznih vodov priključena na krmilno pripravo tako, da se lahko tam odčitajo merilne vrednosti, pri čemer je vezje izvedeno tako, da prekoračitev spodnjih ali zgornjih kritičnih vrednosti sproži ustrezen preklopni ali alarmni signal. Nadalje so tudi krmiljenja za pogone centrifugirnih bobnov in krmiljenja za dovajanja materialov priključena na krmilno pripravo, ki se jo da programirati, tako da se lahko pripravo krmili tako po individualnih potrebah, torej tako rekoč ročno, kot tudi po vnaprej podanih programih.

Pri postopku po izumu za izdelovanje cevi iz umetne snovi se torej po receptih, ki so sami po sebi poznani, to se pravi ustrezno željeni zgradbi stene pri cevi, ki jo je treba izdelati, ki lahko vsebuje tekočo smolo, dodatne snovi, kot je npr. kalcijev karbonat, vnaša pripadajoči katalizator kot tudi pesek in steklena vlakna delno drugega za drugim, delno skupaj v centrifugirni boben, ki se vrti, pri čemer se najprej vnaša le smolo in katalizator, da se doseže gladko zunanjo steno cevi, ki jo je treba izdelati, nakar se dodatno vnaša steklena vlakna in pesek, tako da vsaj delno vderejo v umetno snov, pri čemer pride na običajen način do zgradbe več medseboj prepletenih plasti.

Da se začne postopek strjevanja umetne snovi, ki se jo pri temperaturi prostora vnese v centrifugirni boben, ki ima prav tako temperaturo prostora, je bilo doslej običajno, da se je vpihavalo vroč zrak v notranjost centrifugirnega bobna.

Namesto tega se sedaj pri predhodno opisani napravi ustrezno postopku po izumu z odpiranjem ustreznih ventilov 32 in 37 in vključevanjem pripadajočih črpalk 51 in 60 za prečrpavanje vključi pršilno pripravo in pripravo za prestrezanje vode v krogotok tople vode. S pomočjo tople vode, ki se jo zunaj prši na centrifugirni boben 6 in preko bobna teče navzdol in ima npr. temperaturo okoli 70°C, se ta boben v okoli 90 sekundah segreje od 20°C na npr. od 60°C do 70°C. Ker boben obstoji iz kovine, običajno iz železa in ima zato dobro toplotno prevodnost, se toploto dovaja umetni snovi. Da bi se preprečilo, da bi zunanje področje smole pred geliranjem postalo tako redkotekoče, da bi se v njej s potovanjem steklenih vlaken stvorila prevelika koncentracija steklenih vlaken, ki bi motila strjevanje, se za najbolj zunanje stensko področje uporablja smolo, pri kateri je čas geliranja le 10 do 70% časa geliranja smole, ki se jo uporablja za najbolj notranje področje stene. Takšna smola ima lahko tudi pri temperaturi matrice okoli 20°C čas geliranja 3 minute in pri temperaturi matrice okoli 30°C čas geliranja okoli 5 minut, medtem ko čas geliranja smole, ki se jo uporablja za srednje plasti, znaša trikratnik in čas geliranja smole, ki se jo uporablja za notranjo plast, štiri- do petkratnik. To se lahko doseže z majhnim deležem inhibitorja ali z dodatkom večje količine pospeševalca. Zaradi eksotermnega procesa strjevanja, ki se sproži po geliranju, se smola segreje na 80°C do 120°C, tako da se tudi centrifugirni boben nekoliko segreje. Brž ko je postopek strjevanja postal eksotermen, torej nekako tedaj, ko je masa, ki tvori nastajajočo cev, dosegla temperaturo okoli 70°C, ali nekoliko pozneje, se pršilno pripravo in pripravo za prestrezanje vode loči od krogotoka tople vode, s tem, da se zapre ustrezne ventile 37 in 32. Če temperatura, ki se jo doseže z eksotermnim strjevanjem, v cevi ponovno pade, se z odpiranjem drugih ventilov 35 in 39 priključi krogotok hladne vode, v katerem je temperatura med 15°C in 40°C, npr. lahko leži pri 20°C, na pršilno pripravo in pripravo za prestrezanje vode, pri čemer se seveda prav tako požene črpalki 43 in 49 za prečrpavanje. S to ohladitvijo, pri kateri se lahko hladno vodo sprva segreje do 50°C in pri čemer del hladne vode izpari in s tem odtegne matrici toploto, se centrifugirni boben glede na temperaturo hladne vode ohladi v 5 do 10 minutah na vrednost med 50°C in 20°C.

Če se vnaša material, ki je potreben za zgradbo cevi in se je smola strdila, se lahko cev iz umetne snovi izvleče iz centrifugirnega bobna brez uporabe velike sile, ker je notranji premer centrifugirnega bobna zaradi novega načina segrevanja in ohlajanja po eni strani večji za majhno vrednost od zunanjega premera strjene cevi iz umetne snovi in po drugi strani temperatura po vsej dolžini bobna in cevi stalna. Nadaljnja bistvena prednost je v tem, da se lahko toploto, ki nastaja pri eksotermnem postopku strjevanja, uporabi za sproženje postopka strjevanja pri naslednji cevi, za kar se uporablja toplotno črpalko, ki črpa toploto iz rezervoarja 45 za hladno vodo v rezervoar 56 za toplo vodo in ki iz razlogov boljše preglednosti ni predstavljena na risbi. Če se ne uporablja toplotne črpalke, je potrebno toploti v krogotoku tople vode dovajati toploto ne le po daljši prekinitvi obratovanja, ki zavisi od izolacije rezervoarjev krogotoka tople vode, temveč tudi sicer s toplotnim izmenjevalnikom 61. Vodo v krogotoku hladne vode je nato potrebno držati hladno ali jo ohlajati na kakršenkoli način, ki je sam po sebi znan, npr. s pomočjo hladilne priprave, ki deluje na osnovi izhlapevanja vode.

Tretja prednost, ki se jo lahko doseže z novim postopkom, obstoji v tem, da ne prihaja do nikakršne obremenitve okolja. Nadalje se ne sme zanemariti tudi strani stroškov: energija, kije bila prej potrebna za dovajanje pregretega zraka, je večja od energije, ki se jo sedaj potrebuje za pogon črpalk za prečrpavanje v obeh vodnih krogotokih, in tudi nabavni stroški vodnih krogotokov ležijo v mejah tega, ker je bilo potrebno izdati za proizvajanje pregretega zraka in za ventilator, tako da se gledano v celoti kljub znatnemu zmanjšanju stroškov obratovanja doseže bistveno zvišanje znosnosti za okolje.

Claims (8)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Postopek za izdelovanje cevi iz umetne snovi z vnašanjem tekoče strdljive smole, ki lahko vsebuje polnilo, pripadajočega katalizatorja, peska in steklenih vlaken v vrteči se kovinski centrifugirni boben z vodoravno osjo, ki služi kot matrica, označen s tem, da se po prvem vnašanju izhodnih materialov v centrifugirni boben, ki ima temperaturo prostora, le-tega zato, da bi se olajšalo postopek strjevanja, ki je sam po sebi eksotermen, od zunaj tako dolgo segreva s pršenjem s toplo in v krogotoku vodeno vodo, dokler je postopek strjevanja eksotermen, in se nato, ko temperatura nastajajoče cevi ponovno pade, centrifugirni boben ohlaja s pomočjo hladne vode, ki se jo vodi v drugem krogotoku, s tem da se centrifugirni boben prha s to vodo, da vsaj delno izpari.
2. 2. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da se za zunanje stensko področje cevi, ki jo je treba izdelati, uporablja smolo, katere čas geliranja znaša 10% do 70% časa geliranja smole, ki se jo uporablja za najbolj notranje področje stene.
3. 3. Priprava z najmanj enim kovinskim centrifugirnim bobnom, ki ima vodoravno os in je vrtljivo vležajen in poganjan z motorjem ter služi kot matrica, kot formo za izdelovanje cevi, ki v bistvu obstojijo iz steklenih vlaken, peska in duroplasta, in s pripravo za dovajanje izhodnih materialov v notranjost vrtečega se centrifugirnega bobna za izvajanje postopka po zahtevku 1 ali 2, označena s tem, da sta prisotni grelna priprava in hladilna priprava s krogotokom tople vode in s krogotokom hladne vode kot tudi za vsak centrifugirni boben okrov, ki ta centrifugirni boben obdaja, skupaj s pršilno pripravo, ki je nameščena znotraj okrova in služi prhanju vrtečega se centrifugirnega bobna z vodo, in k temu pripravo za odsesavanje za vodno paro, ki se tvori v okrovu, kot tudi pripravo za prestrezanje, ki je nameščena pod centrifugirnim bobnom, za vodo, ki teče preko bobna, pri čemer se pripravo za pršenje in pripravo za prestrezanje lahko po izbiri priključi na enega izmed obeh vodnih krogotokov.
4. 4. Naprava po enem izmed zahtevkov 1 do 3, označena s tem, da vsaka pršilna priprava obsega več pršilnih šob, ki proizvajajo pršilni curek, ki se v bistvu razteza v ravnini, pri čemer so šobe nameščene tako, da je ravnina njihovega curka vzporedna z osjo centrifugirnega bobna.
5. 5. Naprava po zahtevku 3 ali 4, označena s tem, da ima vsak izmed vodnih krogotokov po en manjši in večji rezervoar, ki sta v tem zaporedju nameščena v ustrezen krogotok.
6. 6. Naprava po zahtevku 5, označena s tem, da so vsi rezervoarji opremljeni s prelivnim vodom in s praznilnim vodom, ki se ga lahko zapre z ventilom.
7. 7. Naprava po zahtevku 5 ali 6, označena s tem, da vsak izmed obeh krogotokov obsega dve črpalki, eno za dovajanje vode od malega rezervoarja v veliki rezervoar in eno za dovajanje vode iz velikega rezervoarja pripravam za pršenje.
8. 8. Naprava po enem izmed zahtevkov 3 do 7, označena s tem, da je za priključevanje po izbiri pršilnih priprav in prestreznih priprav na enega izmed vodnih krogotokov vsak izmed teh elementov preko prvega daljinsko krmiljenega ventila priključen na krogotok tople vode in preko drugega daljinsko krmiljenega ventila na krogotok hladne vode in da je prisotna centralna krmilna priprava, ki se jo lahko programira, za posluževanje vseh ventilov.

   Za

   Hobas Engineering AG:

   FAKSOM

   LJUBLJANA' 3

   22298-X-92-mn

   POVZETEK

   Pri postopku, ki je sam po sebi poznan, za izdelovanje cevi iz umetne snovi, pri katerem se v centrifugirni boben vnaša tekočo smolo, katalizator kot tudi pesek in steklena vlakna in tam s strjevanjem umetne snovi nastaja cev, je bilo doslej običajno, da se je postopek strjevanja začenjalo ali pospeševalo z vpihavanjem pregretega zraka v centrifugirni boben. Iz notranjosti bobna tako iztekoči zrak vsebuje topila, ki obremenjujejo okolje. Izboljšani postopek sedaj obstoji v tem, da se toploto, ki je potrebna za začetek postopka stijevanja, ne dovaja več od znotraj s pregretim zrakom, temveč s toplo vodo, ki se jo od zunaj prši na centrifugirni boben in ki se jo dovaja v krogotoku tople vode in ki se v tem po začetku eksotermnega strjevanja ponovno segreje na vsaj začetno temperaturo in s tem odvaja toploto procesa. Nadaljnje hlajenje se izvaja s krogotokom hladne vode, ki se ga lahko vključi po izbiri za prhanje centrifugimega bobna.