WO2015130188A1 - Теплоизолированная труба и участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам - Google Patents

Теплоизолированная труба и участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам Download PDF

Info

Publication number
WO2015130188A1
WO2015130188A1 PCT/RU2014/000132 RU2014000132W WO2015130188A1 WO 2015130188 A1 WO2015130188 A1 WO 2015130188A1 RU 2014000132 W RU2014000132 W RU 2014000132W WO 2015130188 A1 WO2015130188 A1 WO 2015130188A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pipe
heat
insulated
plug
hole
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000132
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Евгений Сергеевич ПАВЛЮК
Сергей Леонидович НАРКЕВИЧ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Смит-Ярцево"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Смит-Ярцево" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Смит-Ярцево"
Priority to RU2014134562/06A priority Critical patent/RU2576078C1/ru
Priority to PCT/RU2014/000132 priority patent/WO2015130188A1/ru
Priority to EP14883841.0A priority patent/EP3023684B1/en
Priority to EA201600414A priority patent/EA028271B1/ru
Publication of WO2015130188A1 publication Critical patent/WO2015130188A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/143—Pre-insulated pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/16—Arrangements specially adapted to local requirements at flanges, junctions, valves or the like
    • F16L59/166—Arrangements specially adapted to local requirements at flanges, junctions, valves or the like covering the end of an insulated section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/16—Arrangements specially adapted to local requirements at flanges, junctions, valves or the like
    • F16L59/18—Arrangements specially adapted to local requirements at flanges, junctions, valves or the like adapted for joints
    • F16L59/20—Arrangements specially adapted to local requirements at flanges, junctions, valves or the like adapted for joints for non-disconnectable joints

Definitions

  • the invention relates to the production of pre-insulated pipes and fittings used in pipelines in the power system, in the construction of heating networks, cold and hot water supply networks, etc.
  • Energy-efficient heat-insulated pipes are widely used in various fields of human activity.
  • a pre-insulated pipe is a single structure, in the form of a “pipe in pipe”, consisting of an internal working (metal or polymer) pipe with centering supports applied to the working pipe of a thermal insulation layer, an operational remote monitoring system (SODK) or a leak detection system ( SOU)
  • SODK operational remote monitoring system
  • SOU leak detection system
  • Pre-insulated shaped products for pipelines have a similar design and are designed to provide a change in direction, merging or dividing, expanding or narrowing the flow of coolant.
  • shaped products Pre-insulated shaped products for pipelines
  • fittings, transitions, tees and other elements necessary for the full operation of the pipeline or pipeline system are used as shaped products.
  • the insulation layer at the ends of pipes and fittings is protected with heat-shrinkable cuffs or treated with appropriate mastics, which leads to an increase in labor intensity, an increase in material consumption and cost of finished products.
  • thermally insulated pipe made by the method according to the application for the grant of a US patent for the invention US 2007074778, 04/05/2007.
  • This thermally insulated pipe contains coaxial mounted pipes sliding relative to each other with adjustable friction.
  • a film is applied without glue and lubricants on the inner surface of the outer pipe and / or on the outer surface of the inner working pipe, a series of spacers (centralizers) made of heat-insulating material are fixed on the inner working pipe, and the outer pipe is connected to the inner the carrier pipe and center the outer pipe on the inner pipe, install the sealing plugs at the ends of these pipes, connect the plugs to the pipes, feed through the plug sludge and plugs, liquid foaming material, which, as a result of subsequent foaming, completely fills the cavity between the pipes, gives the foam insulation material sufficient harden and then remove the plugs, resulting in finished pipes.
  • thermally insulated pipe (patent of the Russian Federation for the invention RU 2273787, 09/20/2004) containing a working pipe, a sheath and a layer of insulation in the annular gap between them.
  • foaming material such as polyurethane foam
  • the annular gaps at the ends are closed with plugs that are tightly sealed with flanges fixed with locking bolts on the working pipe. Then through the hole, fill the annular gap with a foaming insulating material.
  • thermally insulated pipe (patent of the Russian Federation for the invention RU 2221184, 10.01.2004), which includes a working pipe, shell, centralizers installed in the annular gap between the shell and the pipe filled with heat-insulating material - air, and ring plugs installed on the ends.
  • the ring plugs are made in the form of a truncated cone with outer and inner taper, with large bases directed opposite, while the sheath - plugs - pipe assembly forms a sealed annular chamber filled with air, and to relieve excess pressure generated from heating the air during operation, the shell equipped with a compensation valve.
  • centralizers are attached to the working pipe, then the working pipe with centralizers is coaxially installed inside the shell with a built-in compensation valve. Then the ends are sealed with plugs having the shape of a truncated cone, the plugs at the ends are installed so that they are large bases directed in opposite directions. Due to the fact that air is used as a heat-insulating material in this design, a sealing compound is applied on the conical surfaces of the plugs, and seams in the fasteners at the shell are also sealed with a sealing compound.
  • This analogue does not allow to obtain a thermally insulated pipe in which: as components of the formation of the thermal insulation layer are liquid materials forming various types of foam polymers; without the use of sealing materials and a compensation valve, as well as in which end plugs perform several functions, the first of which is technological, associated with the manufacture of the pipe, the second function of the same plug is structural, in accordance with which the plug is used as an element of the finished pipe, providing one side sealing heat insulating layer, on the other hand, the ability to access the thermal insulation layer, etc.
  • This thermally insulated pipe contains an inner (working) pipe made of metal or closed-porous polymer, a heat-insulating material and an outer pipe made of a polymer-based material.
  • a heat-insulated pipe is made in a detachable form by molding a heat-insulating material on an inner pipe. Before being placed in a detachable form, the inner (working) pipe is enclosed in a tubular flexible cover open at the ends and enclosing the inner pipe. The tubular flexible cover is pre-evacuated so that it tightly covers the inner (working) pipe.
  • End caps fixed to the inner pipe are pre-installed at the ends of the inner pipe, and a flexible tubular cover is brought out to cover the outer peripheral surface of the end caps or the ends of the cover are left inside. Contact surfaces between the inner tube, end caps and flexible tubular cover are sealed, preferably, before the molding process begins. After closing the mold around the inner tube, the cavity between the inner tube and the bag can be filled with compressed air or gas, such as an inert gas. In order for the liquid thermal insulation material to foam properly, the end caps are made with ventilation holes.
  • the end caps may contain at least one injection hole and at least one ventilation hole.
  • the inner tube is placed in a split mold, then injected into the space between the inner pipe and the flexible tubular cover are components of the heat-insulating material in a liquid state, as a result, foaming of the heat-insulating material and its subsequent solidification with the formation of a solid heat-insulating layer occurs in this space.
  • a flexible tubular cover is placed around the entire inner pipe so that the edges of the cover are placed between the inner pipe and the end caps.
  • the heat-insulating material in the liquid state is introduced using a tube or similar device attached at one end to a flexible tubular cover. As a result, all the heat-insulating material in the molding process will be enclosed inside the cover.
  • a flexible tubular cover is pressed against the inner wall of the split mold.
  • the upper part of the mold like the plug, has ventilation openings for bleeding off the excess pressure that occurs when foaming a heat-insulating material.
  • the surfaces of the end caps facing the cavity filled with insulating material may have different geometry depending on the type of insulated pipe being manufactured, for example, they may be vertical or inclined, or have a parabolic shape with a vertex located on the axis of the inner (working) pipe.
  • the fabricated insulated inner tube is ready to be connected to the outer tube to protect the insulating material.
  • the next operation - the inner pipe with an insulating layer and the outer pipe are interconnected through a flexible tubular cover covering the insulation with the inner pipe enclosed in it.
  • the flexible tubular sheath may be coated with an adhesive composition and / or treated by corona discharge to obtain better adhesion between it, the insulating layer and the outer pipe.
  • the problem solved by the invention is the creation of the design of a thermally insulated pipe, which is a separate sealed section of the pipeline with hydraulic protection on the outer surface and at the ends, easy to manufacture with improved technological properties, which reduce the number of technological operations and reduce production waste, as well as with improved operational parameters providing increased durability of piping systems that use heat-insulated pipes the stated structure.
  • the problem is solved due to the fact that from the end faces of the insulated pipe and / or fittings are installed disposable end caps of the claimed design that perform the necessary functions associated with the manufacturing process, during which the insulated pipe is obtained without the use (application) of sealing compounds, without application additional operations and materials, as well as, with the protection of the insulation layer from the effects of negative factors arising during storage, conveyor tirovka, installation and operation of the insulated pipe.
  • a thermally insulated pipe is a pipe-in-pipe construction and contains an internal working pipe, an external waterproof pipe-shell, a layer of thermal insulation placed in the annular cavity between them, as well as end caps, each of which is made with axial hole for the working pipe and mounted on the working pipe from the side of its ends, while in the end cap holes are made, at least one of which is intended for pouring foaming heat of the insulating composition in the manufacture of a thermally insulated pipe, and the other (one, two or more) for communicating the cavity of the insulating layer with the external environment (atmosphere) during foaming and curing of the insulating composition in the manufacture of a thermally insulated pipe.
  • Distinctive features of the claimed thermally insulated pipe which provide a solution to the problem, is that a separate section of the pipeline can be formed from it water protection on the outer surface and at the ends, while the one-piece connection of the end caps with the waterproof pipe-sheath (welding, gluing, etc.), which creates a closed cavity between the structural elements (working pipe - external waterproof pipe-sheath-plugs), at the same time, in the plug the hole (or holes) for communication with the external environment of the cavity where the heat-insulating layer is located (between the outer shell pipe and the working pipe) is blocked by a perforated section (for example, a flat element with perforation like shaped or mesh with cells of a certain size), the plug is made with one, two or more additional holes designed to output elements (conductors, data bus, etc.) of the system for monitoring the state of the insulation layer (SODK, SOU), all openings in the plug, including additional plugs, are made, as a rule, of the same size with
  • Each hole in the plug from its inner side is surrounded by a hollow, mainly cylindrical, protrusion with an internal thread, into which a threaded plug is installed, while in the hole for communicating the annular cavity with the external environment, the perforated section is made in the middle of the cylindrical protrusion, and from the outside of the plug a threaded plug is screwed into a cylindrical protrusion with a perforated portion.
  • the cylindrical protrusions around the holes in the plug can be made without thread, in which case the plug is installed in any other known manner.
  • cavities formed by cylindrical protrusions (a slight taper of the outer surface of the protrusion is possible) in the form of a hollow glass with a small hole in the bottom for passing elements of the monitoring system of the state of the insulation layer, and the glass walls are threaded under the screw plug. After screwing the screw plug, the elements of the monitoring system of the state of the insulation layer are isolated from the external environment, thereby maintaining their performance.
  • protrusions - flanges with a through hole having an external cylindrical or conical shape, and an internal cylindrical or conical surface, mainly also with thread for screw plugs.
  • each threaded plug was made with a groove, for example, a screwdriver or coin for ease of operation.
  • One or more plugs may not be threaded (flanges are then also made without thread).
  • the tight connection of the plugs with the end cap can be made by any other known method, providing, for example, one-piece connection of the plug with the plug - welding or gluing, etc., or providing a detachable connection, for example, an interference fit,
  • the plug can be made with a ring to remove the plug from the plug hole, or in the form of a bayonet fitting.
  • the size (diameter) of the holes of the perforation of the perforated section is 0.1-3, 0 mm, which allows for the escape of gases from the reaction of the interaction of expandable components during the formation of a layer of thermal insulation during the manufacture of a thermally insulated pipe.
  • This hole is not used during operation of a thermally insulated pipe, and at the end of the technological process of manufacturing the pipe, it is closed with a fixed plug (sealed, welded).
  • End caps can be made both monolithic and composite, formed from several parts. In the second case, before installation, it is necessary to combine the parts of the plug into a single structure.
  • typesetting plugs consisting of several parts, is most rational in the manufacture of pipes of large diameters.
  • Polymeric materials for example polyethylene, including low, medium and high pressure polyethylene, can be used as materials for the manufacture of a waterproof sheathing pipe and / or working pipe and / or plugs and / or threaded plugs. It is also possible to use other materials that allow them to be recycled (ferrous or non-ferrous metals, composite materials, etc.) or combinations thereof.
  • the working pipe 1 can be metal
  • the pipe-shell 2 and end caps 4 are made of polymers, for example, low-pressure polyethylene pipe grades.
  • the technical result from the use of the invention is to simplify the design of the insulated pipe, simplifying its manufacturing technology while reducing risk negative effects on the thermal insulation layer of the finished heat-insulated pipe to maintain its quality characteristics, as well as with a simultaneous increase in the service life of the heat-insulated pipe due to the reliable sealing of the insulation layer not only along the length but also at the ends, in addition, at the same time, an increase in the term is achieved by the same combination of features services of a pipeline system in which heat-insulated pipes of the claimed design are used, each of which forms a separate sealed pipe element wire seal section on an outer surface and at the ends, whereby in case of emergency excluded spreading of the working fluid (e.g., coolant) outside the emergency area bounded by a thermally insulated pipe or a shaped article, to adjacent portions of the pipeline.
  • the working fluid e.g., coolant
  • All openings in the plug are preferably made of the same diameter and can be hermetically sealed with standardized plugs, usually threaded, which provides access to the insulation layer at any time to control it.
  • the plugs or part of the plugs can be installed using other detachable connections, and some of the plugs, for example, on the hole with a perforated section, can be fixedly mounted.
  • the end caps fulfill, firstly, the function of the structural element, through the additional openings of which the elements of the monitoring system for the state of the insulation layer are pulled, for which they open (remove the plugs) on both plugs located on opposite ends, lead the ends of the SODK conductors and / or JMA, twist these ends, put them in a glass and screw the cork.
  • plugs play the role of an element of the finished pipe and technological equipment that seals the cavity between the working pipe and the waterproof pipe-sheath, while in one of the plugs open a hole for installing the means for feeding the foamable composition (remove the threaded plug), and an open hole with a perforated section serves to discharge the excess gas pressure arising during foaming from the cavity between the working pipe and the sheath pipe.
  • Sealing the volume occupied by the insulation is achieved by means of plugs, one-piece and hermetically connected to the waterproof pipe-sheath and hermetically seated on the working pipe with the formation of a separate sealed section of the pipeline, sealed both on the outer surface (pipe-shell), and on the ends (plugs).
  • This embodiment prevents the exit of a liquid fluid reactive insulation composition, for example polyurethane foam, from the annular space through technological gaps.
  • a liquid fluid reactive insulation composition for example polyurethane foam
  • the finished product obtained by technology using plugs of the claimed design has hydroprotection not only along the length of the product (for this, a waterproof pipe-shell), but also at the ends, since the plugs are inseparably and tightly connected to the waterproof pipe - shell and hermetically connected to the working pipe, and the holes are closed with plugs.
  • a thermally insulated pipe or fittings of the claimed design in a pipeline system the area on which the thermally insulated pipe is installed is a separate waterproofing element (a separate waterproofing section of the pipeline) is reliably protected from all sides from environmental influences.
  • openings closed by plugs allows, if necessary (repair, maintenance), without removing the entire plug at any time to gain access to the insulation layer, for example, for inspection or quality control of the insulation material. After the inspection is completed, the hole is closed with a threaded plug, the tightness of the internal cavity is restored.
  • FIG. 1 - insulated pipe assembly, top view.
  • FIG. 2 heat-insulated pipe assembly
  • FIG. 3 is a perspective view of a thermally insulated pipe along section AA in FIG. 1, a view with spaced threaded plugs.
  • FIG. 4 heat-insulated pipe Assembly, section bb in figure 2.
  • FIG. 5 plug rear view (enlarged).
  • the heat-insulated pipe consists of a working pipe 1, a waterproof pipe-shell 2 and a layer of thermal insulation 3 between them made of foamed and cured material placed between them.
  • the ends of the insulated pipe are closed by end caps 4, and the working pipe 1 extends beyond the caps 4.
  • the working pipe 1, the pipe-shell 2 and the end caps 4 can be made of polymeric materials, such as polyethylene. It is also possible to use other materials (ferrous or non-ferrous metals, composite materials, etc.) or combinations thereof.
  • the working pipe 1 may be metal, and the pipe-shell 2 and end caps 4 from polymers, for example low-pressure polyethylene.
  • End caps 4 mounted on the ends of the waterproof tube-shell 2 have an axial hole with a landing cylindrical surface covering the working pipe 1, and both end caps 4 have the same design.
  • End caps 4 can be made monolithic or be composite (prefabricated), formed from two or more parts. End caps, consisting of several parts (composite, prefabricated), it is advisable to apply for thermally insulated pipes of large diameter.
  • the end caps 4 in a preferred embodiment may have the shape of a glass (see FIGS. 3 and 5) with a wall 11 of conical shape and with a flat ring 10 along the outer perimeter of the bottom of the glass (looks like a flange), and the flat ring is made in one piece with the bottom and a glass wall.
  • Flat ring size 10 in radial the direction corresponds to (equal to) the wall thickness of the pipe-shell 2 in order to ensure reliable connection of the plug with a waterproof pipe-shell.
  • an axial hole is made with a landing cylindrical surface - a neck for passing and grasping the outer surface of the working pipe and connecting, for example, an interference fit.
  • the plug 4 with its conical wall 11 is installed in the inner cavity of the pipe-shell 2, while the flat ring 10 (the flange part of the end cap) fits snugly against the end of the pipe-shell 2 along the wall thickness of the pipe-shell (their sizes are equal) and contacts the entire end the surface of the pipe shell 2.
  • End caps 4 with ensuring tightness are installed on the working pipe 1 (for example, an interference fit) and are welded or glued to the outer waterproof pipe-sheath 2.
  • the one-piece connection of the plug with a waterproof pipe-sheath 2 can be any one that provides one-piece and tightness of the connection.
  • End caps 4 are made with holes 5 of the same diameter, performing a different function. All openings are closed with plugs 6, usually threaded. To install the threaded plugs 6, all holes in the end cap 4, including the hole with the perforated section 7 and the hole 8 for supplying the thermal insulation reaction components, are made with flanges (protrusions, tides), with an internal thread under the screw plug 6, and it is preferable that the flanges were turned inside the annular cavity (figure 5). All screw plugs 6 (Fig. 6-8) must be made with a groove for a screwdriver (or coin) and are the same for all holes in the end cap.
  • Each end cap 4, as a rule, has at least two holes 5, which are designed to output elements 9 (conductors, data bus, etc.) of the system for monitoring the state of the insulation layer, for example, SODK or SOU.
  • the holes 5 are made with flanges (protrusions) in the form of a glass with an internal thread for the screw plug 6 and a small hole in the bottom for passage of the element 9 - conductor and / or data bus SODK or SOU.
  • the cavity of the glass, enclosed between its bottom and the threaded plug, should be sufficient to fit in it element (s) 9 SODK or SOU.
  • Element 9 a conductor (or data bus) of the SODK or SOU monitoring system of the insulation layer can be placed in the glass cavity and the screw plug 6 can be screwed in, thereby isolating the conductor from the influence of the external environment (from oxidation, mechanical damage), thereby ensuring their safe operation condition.
  • a heat-insulating layer 3 obtained by curing a foaming material fed into the annular cavity.
  • the end caps 4 at this point should be hermetically connected to the working pipe 1 and permanently and tightly connected to the waterproof pipe-sheath 2.
  • the tight one-piece connection of the end cap to the waterproof pipe-sheath 2 and the working pipe 1 can be performed by any known method.
  • each plug 4 has a hole 8 closed by a threaded plug 6.
  • the corresponding threaded plug 6 is unscrewed from the hole 8 in one end plug 4, through this hole, into the inner annular cavity formed by the working tube 1 and the sheath pipe 2, the required amount of liquid components of the expandable material is supplied and the screw plug 6 is screwed. Due to the reaction of interaction between the components, the process of foaming with the formation of aniem insulation layer 3 and its further polymerisation until complete curing.
  • each end cap 4 For the exit of reaction gases generated during foaming, and for bleeding air displaced by the foaming material, a hole is made in each end cap 4, covered by a perforated section 7 with perforation holes, with a diameter mainly of 0.1 + 3.0 mm. Holes of the indicated diameter allow gases to freely escape, while viscous foaming material cannot pass through these holes, remaining inside the annular annular cavity. This ensures the exclusion of losses of heat-insulating material in the manufacturing process of thermally insulated pipes.
  • the holes with the perforated section 7 are sealed with a plug 6, and the plug can be threaded, or connected to the plug by turning the plug (bayonet connection), or fitted with an interference fit, or the plug can be fixedly installed, in particular, on glue or welded.
  • the disposable end caps of the claimed design installed from the ends of the insulated pipe perform the functions of, firstly, protecting the insulation layer from the effects of negative factors that arise during storage, transportation, installation; secondly, performing the necessary technological functions associated with the technological process of production; thirdly, during the operation of a thermally insulated pipe, the spreading of the working fluid outside the thermally insulated pipe in which the depressurization has occurred is excluded.
  • Working for example, a metal pipe 1, is subjected to preliminary preparation: removal of rust, cleaning, degreasing of the surface and fed to the workshop.
  • preliminary preparation an anti-corrosion coating may be applied to the outer or inner surface of the working pipe.
  • the waterproof pipe-shell 2 is fed into the workshop and placed on the assembly table. If the waterproof pipe-shell 2 is made of polymer and requires activation (for example, to increase adhesion), the required surfaces are treated by corona discharge. On the outer surface of the working pipe 1, centering supports are installed, elements 9 of the SODK or SOU system are installed. After that, the working pipe 1 is fed into the inner cavity of the water-proof pipe-shell 2 forming the design "pipe in pipe".
  • End caps 4 are installed from the ends of the working pipe 1, concentrically to the working pipe and the waterproof pipe-shell 2.
  • the connection of the cap with the pipe-shell 2 assembled in this form and the working pipe 1 is carried out by known methods, for example, for the pipe-shell 2 by welding, adhesive , for the working pipe - interference fit or by any other known methods.
  • the screw plug 6 is unscrewed on one of the plugs 4 and liquid foaming components of the reaction formation of the thermal insulation layer are fed through the hole 8, after which the hole 8 is closed with the screw plug 6.
  • the interaction between the components ensures the formation of a thermal insulation layer.
  • the plug has a technological device - a hole with perforations - perforated section 7, which provides a free exit gases, but does not pass the viscous composition of the insulation layer.
  • the thermal insulation layer is cured, after which the hole 8 is closed with a stopper 6.
  • the manufacture of shaped products is carried out in a similar way, i.e. the assembly of the semi-finished product is initially carried out in the form of a pipe-in-pipe construction. From the end faces, concentric end caps are installed and permanently fixed to the concentric working pipe and the waterproof pipe-shell, the elements (conductors) of SODK or SOU are removed, and then, through the technological hole in the end cap, components of the expandable heat-insulating material are formed to form insulation and all technological openings close with traffic jams.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)

Abstract

Теплоизолированная труба и отдельный герметичный участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам, образованный теплоизолированной трубой, которая содержит внутреннюю рабочую трубу, размещенную во внешней гидрозащитной трубе-оболочке с образованием конструкции «труба в трубе», слой теплоизоляции, заполняющий межтрубное пространство между упомянутыми трубами, а также торцевые заглушки, каждая из которых выполнена с осевым отверстием под рабочую трубу и неразъемно и герметично соединена с внешней гидрозащитной трубой-оболочкой. В каждой торцевой заглушке выполнены отверстия, используемые при изготовлении теплоизолированной трубы, по меньшей мере, одно из которых предназначено для заливки вспенивающейся теплоизоляционной композиции, и, по меньшей мере, одно отверстие, перекрытое перфорированным участком, - для сообщения с внешней средой межтрубной полости с теплоизоляционным слоем, кроме того в заглушке выполнено, как минимум, еще одно отверстие, предназначенное для вывода элементов системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции, причем все отверстия в торцевых заглушках выполнены с возможностью закрытия пробками.

Description

5 ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННАЯ ТРУБА И УЧАСТОК ТРУБОПРОВОДА С ГИДРОЗАЩИТОЙ ПО НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ПО
ТОРЦАМ
Изобретение относится к области производства предварительно ю изолированных труб и фасонных изделий, применяемых в трубопроводах в теплоэнергетике, при строительстве тепловых сетей, сетей холодного и горячего водоснабжения и т.п.
Энергоэффективные теплоизолированные трубы получили широкое распространение в различных отраслях деятельности человека.
15 Предварительно изолированная труба представляет собой единую конструкцию, в виде «труба в трубе», состоящую из внутренней рабочей (металлической или полимерной) трубы с центрирующими опорами, нанесенного на рабочую трубу слоя теплоизоляции, системы оперативно дистанционного контроля (СОДК) или системы обнаружения утечек (СОУ)
20 и внешней гидрозащитной трубы-оболочки.
Предварительно изолированные фасонные изделия для трубопроводов (далее - фасонные изделия) обладают аналогичной конструкцией и предназначены для обеспечения изменения направления, слияния или деления, расширения или сужения потока теплоносителя. В 25 качестве фасонных изделий используются отводы, переходы, тройники и другие элементы, необходимые для полноценной работы трубопровода или трубопроводной системы.
Основными недостатками общепринятых конструкций теплоизолированных труб и фасонных изделий являются: увлажнение зо слоя изоляции при разгерметизации; не защищенность открытых участков изоляции, от воздействия негативных атмосферных факторов, в частности, ультрафиолетовое излучение, окислительные процессы, намокание при хранении и т.д.; наличие по торцам теплоизолированной трубы открытых участков, что приводит к механическому повреждению слоя теплоизоляции, например, при транспортировке, монтаже.
В отдельных случаях для снижения воздействий вышеуказанных негативных факторов и сохранения качественных параметров, слой изоляции по торцам труб и фасонных изделий защищают термоусаживаемыми манжетами или обрабатывают соответствующими мастиками, что приводит к увеличению трудоемкости, повышению материалоемкости и себестоимости готовой продукции.
Известна теплоизолированная труба, изготовленная способом по заявке на выдачу патента США на изобретение US 2007074778, 05.04.2007. Данная теплоизолированная труба содержит коаксиальные установленные трубы скользящие друг относительно друга с регулируемым трением. При этом в процессе изготовления теплоизолированной трубы наносят пленку без клея и смазочных материалов на внутреннюю поверхность внешней трубы и/или на внешнюю поверхность внутренней рабочей трубы, закрепляют на внутренней рабочей трубе серию распорок (центраторов), изготовленных из теплоизоляционного материала, соединяют внешнюю трубу с внутренней несущей трубой и центрируют внешнюю трубу на внутренней трубе, производят монтаж уплотнительных заглушек на концах указанных труб, соединяют заглушки с трубами, подают через заглушку или заглушки жидкий вспенивающийся материал, который в результате последующего вспенивания полностью заполняет полость между трубами, вспененному теплоизоляционному материалу дают достаточно затвердеть после чего снимают заглушки, в результате получают готовые трубы.
Известна теплоизолированная труба (патент Российской Федерации на изобретение RU 2273787, 20.09.2004), содержащая рабочую трубу, оболочку и слой теплоизоляции в кольцевом зазоре между ними. При использовании в качестве теплоизоляции вспенивающегося материала, например пенополиуретана, кольцевые зазоры на торцах закрывают заглушками, которые плотно герметизируют фланцами, зафиксированными стопорными болтами на рабочей трубе. Затем через отверстие, заполняют кольцевой зазор вспенивающимся теплоизолирующим материалом.
В описанных выше аналогах для предотвращения выхода вспенивающихся компонентов изоляции используют съемные заглушки, фланцы и прижимные элементы для обеспечения герметичности между внутренней рабочей (металлической или полимерной) трубой и внешней гидрозащитной трубой-оболочкой. К сожалению, такие заглушки обладают низкой технологичностью и содержат ряд отрицательных признаков, таких как трудоемкость технологических операций по установке и/или демонтажу, материалоемкость, повышенная масса и др., а в процессе производства изолированных труб и фасонных изделий, это приводит к выходу из межтрубного пространства вспенивающейся теплоизоляции на стадии образования и полимеризации, перерасходу основного вида сырья, появлению дополнительных отходов, увеличению себестоимости продукции; воздействию негативных, атмосферных факторов на открытые участки изоляции и т.д.
Известна теплоизолированная труба (патент Российской Федерации на изобретение RU 2221184, 10.01.2004), которая включает рабочую трубу, оболочку, центраторы, установленные в кольцевом зазоре между оболочкой и трубой, заполненном теплоизолирующим материалом - воздухом, и кольцевые заглушки, установленные на торцах. Кольцевые заглушки выполнены в виде усеченного конуса с наружной и внутренней конусностью, большими основаниями направленными противоположно, при этом система оболочка - заглушки - труба в сборе образует герметичную кольцевую камеру, заполненную воздухом, а для сброса избыточного давления, образуемого от нагрева воздуха при работе, оболочка снабжена компенсационным клапаном. При изготовлении теплоизолированной трубы к рабочей трубе прикрепляют центраторы, затем рабочую трубу с центраторами коаксиально устанавливают внутри оболочки с вмонтированным компенсационным клапаном. Затем герметизируют торцы заглушками, имеющими форму усеченного конуса, заглушки по торцам устанавливают так, что они большими основаниями направлены в противоположные стороны. В связи с тем, что в данной конструкции теплоизолирующим материалом служит воздух, по конусным поверхностям заглушек наносят герметизирующий состав, а у оболочки швы в скреплениях также герметизируют герметизирующим составом.
Данный аналог не позволяет получить теплоизолированную трубу в которой: в качестве компонентов образования слоя теплоизоляции выступают жидкие материалы образующие пенополимеры различных типов; без использования герметизирующих материалов и компенсационного клапана, а также в которой торцевые заглушки выполняют несколько функции, первая из которых технологическая, связанная с изготовлением трубы, вторая функция той же заглушки - конструктивная, в соответствии с которой заглушка используется как элемент готовой трубы, обеспечивающий, с одной стороны, герметизацию теплоизолирующего слоя, с другой стороны возможность доступа к слою теплоизоляции и т.д.
Известна теплоизолированная труба, изготовленная способом в соответствии с международной заявкой WO 2012004135, 12.01.2012 (ближайший аналог). Данная теплоизолированная труба содержит внутреннюю (рабочую) трубу из металла или закрытопористого полимера, теплоизоляционный материал и наружную трубу из материала на полимерной основе. Теплоизолированная труба изготавливается в разъемной форме путем формования теплоизоляционного материала на внутренней трубе. Перед помещением в разъемную форму внутреннюю (рабочую) трубу заключают в трубчатый гибкий чехол, открытый по концам и охватывающий внутреннюю трубу. Трубчатый гибкий чехол предварительно вакуумируют, чтобы он плотно охватывал внутреннюю (рабочую) трубу. На концах внутренней трубы предварительно устанавливают торцевые заглушки, закрепленные на внутренней трубе, а гибкий трубчатый чехол выводят наружу с охватом внешней периферийной поверхности торцевых заглушек или оставляют концы чехла внутри. Контактные поверхности между внутренней трубой, торцевыми заглушками и гибким трубчатым чехлом герметизируют, предпочтительно, до начала процесса формования. После закрытия формы вокруг внутренней трубы, полость между внутренней трубой и мешком может быть заполнена сжатым воздухом или газом, например инертным газом. Для того чтобы жидкий теплоизоляционный материал вспенивался должным образом, торцевые заглушки выполнены с вентиляционными отверстиями. В торцевых заглушках может содержаться, по меньшей мере, одно отверстие для впрыска и, по крайней мере, одно вентиляционное отверстие. После этого внутреннюю трубу помещают в разъемную форму, далее впрыскивают в пространство между внутренней трубой и гибким трубчатым чехлом компоненты теплоизоляционного материала в жидком состоянии, в результате в этом пространстве происходит вспенивание теплоизоляционного материала и его последующее затвердевание с образованием твердого теплоизоляционного слоя. В альтернативном варианте гибкий трубчатый чехол размещен вокруг всей внутренней трубы таким образом, что края чехла помещают между внутренней трубой и торцевыми заглушками. Теплоизоляционный материал в жидком состоянии вводят с помощью трубки или аналогичного приспособления, присоединенного одним концом к гибкому трубчатому чехлу. В результате весь теплоизоляционный материал в процессе формования будет заключен внутрь чехла. В ходе вспенивания под воздействием увеличивающегося в объеме вспенивающегося теплоизоляционного материала гибкий трубчатый чехол прижимается к внутренней стенке разъемной формы. Верхняя часть формы, как и заглушка, имеет вентиляционные отверстия для стравливания избыточного давления, возникающего при вспенивании теплоизоляционного материала. Поверхности торцевых заглушек, обращенные к полости, заполненной теплоизоляционным материалом, могут иметь различную геометрию в зависимости от типа изготавливаемой изолированной трубы, например, они могут быть вертикальными, или наклонными, или иметь параболическую форму с вершиной, расположенной на оси внутренней (рабочей) трубы. Изготовленная изолированная внутренняя труба готова к соединению ее с внешней трубой для защиты изоляционного материала. Следующая операция - внутреннюю трубу с изоляционным слоем и внешнюю трубу соединяют между собой через гибкий трубчатый чехол, охватывающий теплоизоляцию с заключенной в нее внутренней трубой. Гибкий трубчатый чехол может быть покрыт адгезионным составом и/или обработан коронным разрядом для получения лучшей адгезии между ним, изолирующим слоем и внешней трубой.
Данный аналог позволяет получить теплоизолированную трубу со слоем теплоизоляции, герметично заключенным между наружной трубой, внутренней (рабочей) трубой и торцевыми заглушками, однако, данный процесс производства занимает две отдельные, технологические стадии: первая из которых - герметизация и нанесение слоя изоляции на рабочую трубу; вторая - нанесение слоя гидроизоляции посредством экструзии. При этом такая конструкция, во-первых, сложна в изготовлении, так как для ее изготовления требуются специальные формы на каждый типоразмер труб; необходимо проведение дополнительных операций, связанных с установкой гибкого трубчатого элемента, вакуумирования; предполагается использование дополнительных материалов в виде гибкого трубчатого чехла, при этом данная конструкция, не предусматривает возможности визуального контроля теплоизоляции без снятия торцевой заглушки.
Задачей, решаемой изобретением, является создание конструкции теплоизолированной трубы, представляющей собой отдельный герметичный участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам, простой в изготовлении с улучшенными технологическими свойствами, обеспечивающими сокращение числа технологических операций и уменьшение производственных отходов, а также с улучшенными эксплуатационными параметрами, обеспечивающими увеличение долговечности трубопроводных систем, в которых используются теплоизолированные трубы заявленной конструкции. Поставленная задача решается за счет того, что с торцевых сторон теплоизолированной трубы и/или фасонного изделия установлены одноразовые торцевые заглушки заявленной конструкции выполняющие необходимые функции, связанные с технологическим процессом производства, в процессе которого теплоизолированная труба получена без использования (нанесения) герметизирующих составов, без применения дополнительных операций и материалов, а также, с защитой слоя теплоизоляции от воздействия негативных факторов, возникающих при хранении, транспортировке, монтаже и эксплуатации теплоизолированной трубы.
Как и ближайший аналог, заявленное техническое решение - теплоизолированная труба представляет собой конструкцию «труба в трубе» и содержит внутреннюю рабочую трубу, внешнюю гидрозащитную трубу-оболочку, размещенный в кольцевой полости между ними слой теплоизоляции, а также торцевые заглушки, каждая из которых выполнена с осевым отверстием под рабочую трубу и установлена на рабочей трубе со стороны ее торцов, при этом в торцевой заглушке выполнены отверстия, по меньшей мере, одно из которых предназначено для заливки вспенивающейся теплоизоляционной композиции при изготовлении теплоизолированной трубы, а другое (одно, два или более) - для сообщения полости размещения теплоизоляционного слоя с внешней средой (атмосферой) в процессе вспенивания и отверждения теплоизоляционной композиции при изготовлении теплоизолированной трубы. Отличительными признаками заявленной теплоизолированной трубы, которые обеспечивают решение поставленной задачи, является то, что из нее может быть образован отдельный участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам, при этом неразъемное соединение торцевых заглушек с гидрозащитной трубой- оболочкой (сваркой, склеиванием и т.п.), что создает замкнутую полость между элементами конструкции (рабочая труба - внешняя гидрозащитная труба-оболочка - заглушки), при этом в заглушке отверстие (или отверстия) для сообщения с внешней средой полости, где размещен теплоизоляционный слой (между внешней трубой-оболочкой и рабочей трубой), перекрыто перфорированным участком (например, плоским элементом с перфорацией любой формы или сеткой с ячейками определенного размера), заглушка выполнена с одним, двумя или более дополнительными отверстиями, предназначенными для вывода элементов (проводников, шины данных и т.п.) системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции (СОДК, СОУ), все отверстия в заглушке, включая дополнительные, выполнены как правило, одинакового размера с возможностью герметичного закрытия пробками одинакового размера, а готовое изделие представляет трубу как отдельный, герметичный элемент (участок) трубопровода с гидрозащитой не только по наружной поверхности, но и по торцам. Каждое отверстие в заглушке с внутренней ее стороны окружено полым, преимущественно цилиндрическим, выступом с внутренней резьбой, в который установлена резьбовая пробка, при этом в отверстии для сообщения межтрубной полости с внешней средой, перфорированный участок выполнен в середине цилиндрического выступа, а с наружной стороны заглушки в цилиндрический выступ с перфорированным участком ввинчена резьбовая пробка. Цилиндрические выступы вокруг отверстий в заглушке могут выполняться без резьбы, в этом случае пробка устанавливается любым другим известным способом..
С внутренней стороны заглушки в зоне расположения дополнительных отверстий вокруг упомянутых отверстий выполнены полости, образованные цилиндрическими выступами (возможна небольшая конусность наружной поверхности выступа) в виде полого стакана с небольшим отверстием в дне для прохождения элементов системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции, а стенки стакана выполнены с резьбой под резьбовую пробку. После завинчивания резьбовой пробки, элементы системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции изолируются от внешней среды, тем самым сохраняется их работоспособность.
Для остальных отверстий, в т.ч. для отверстий с перфорированным участком, с внутренней стороны заглушки вокруг упомянутых отверстий выполнены выступы - отбортовки со сквозным отверстием, имеющие внешнюю цилиндрическую или коническую форму, и внутреннюю цилиндрическую или коническую поверхность, преимущественно, также с резьбой под резьбовые пробки.
Кроме того, в случае использования резьбовых пробок предпочтительно, чтобы каждая резьбовая пробка была выполнена с пазом, например под отвертку или монету для удобства работы.
Одна или несколько пробок могут быть не резьбовыми (отбортовки тогда выполняются также без резьбы). В этом случае герметичное соединение пробок с торцевой заглушкой может быть произведено любым другим известным способом, обеспечивающим, например, неразъемное соединение пробки с заглушкой - сваркой или клеевым соединением, и т.п., или обеспечивающим разъемное соединение, например, установкой с натягом, при этом пробку можно выполнить с кольцом для извлечения пробки из отверстия заглушки, или в виде байонетного соединения. Предпочтительно, чтобы размер (диаметр) отверстий перфорации перфорированного участка составлял 0,1- З,0 мм, что позволяет обеспечить выход наружу газов от реакции взаимодействия вспенивающихся компонентов при образовании слоя теплоизоляции в процессе изготовления теплоизолированной трубы. Это отверстие при эксплуатации теплоизолированной трубы не используется и по окончании технологического процесса изготовления трубы, закрыто несъемной пробкой (заклеено, заварено).
Торцевые заглушки могут быть выполнены как монолитными, так и составными, образованными из нескольких частей. Во втором случае, перед установкой требуется объединение частей заглушки в единую конструкцию. Использование наборных заглушек, состоящих из нескольких частей, наиболее рационально при изготовлении труб больших диаметров.
В качестве материалов для изготовления гидрозащитной трубы- оболочки, и/или рабочей трубы, и/или заглушек, и/или резьбовых пробок могут использоваться полимерные материалы, например полиэтилен, в том числе полиэтилены низкого, среднего и высокого давления. Возможно также использование других материалов позволяющих производить их вторичную переработку (черные или цветные металлы, композиционные материалы и т.д.) или их сочетания. Например, рабочая труба 1 может быть металлической, а труба-оболочка 2 и торцевые заглушки 4 - из полимеров, например полиэтилена низкого давления трубных марок. Технический результат от использования изобретения заключается в упрощении конструкции теплоизолированной трубы, упрощении технологии её изготовления с одновременным снижением риска негативных воздействий на слой теплоизоляции готовой теплоизолированной трубы для сохранения его качественных характеристик, а также с одновременным увеличением срока службы теплоизолированной трубы за счет надежной герметизации слоя теплоизоляции не только по длине, но и по торцам, кроме того, одновременно этой же совокупностью признаков достигается увеличение срока службы трубопроводной системы, в которой использованы теплоизолированные трубы заявленной конструкции, каждая из которых образует отдельный герметичный элемент трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам, вследствие чего в случае аварийной ситуации исключается растекание рабочей жидкости (например, теплоносителя) за пределы аварийного участка, ограниченного одной теплоизолированной трубой или фасонным изделием, на соседние участки трубопровода.
Достижение каждого из указанных результатов обусловлено использованием совокупности существенных признаков устройства, а именно: использованием в конструкции теплоизолированной трубы одинаковых многофункциональных торцевых заглушек, установленных по торцам, с отверстиями разного функционального назначения, одно из которых используется на стадии изготовления для заливки вспенивающегося теплоизоляционного материала, а затем в готовом изделии - для контроля за состоянием слоя теплоизоляции, в другом отверстии, выполнен перфорированный участок, необходимый при изготовлении слоя теплоизоляции. Дополнительные отверстия, выполненные в заглушке, используются как на стадии изготовления трубы (для прокладки элементов СОД и/или СОУ), так и в готовом изделии и необходимы при транспортировке и хранении трубы, так как в герметичной полости (в стакане), закрытой пробкой хранятся элементы системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции (исключается их повреждение, окисление). Все отверстия в заглушке, предпочтительно, выполняются одинакового диаметра и могут быть герметично закрыты унифицированными пробками, как правило, резьбовыми, что обеспечивает доступ в любое время к слою теплоизоляции для его контроля. Таким образом, снятие-установка резьбовых пробок с отверстий заглушек позволяет использовать заглушки для разных целей. Пробки или часть пробок могут быть установлены с помощью других разъемных соединений, а некоторые из пробок, например, на отверстие с перфорированным участком, могут устанавливаться несъемно.
На стадии изготовления теплоизолированной трубы торцевые заглушки выполняют, во-первых, функцию конструктивного элемента, через дополнительные отверстия которой протягивают элементы системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции, для чего открывают (снимают пробки) на обеих заглушках, расположенных на противоположных торцах, выводят концы проводников СОДК и/или СОУ, скручивают эти концы, укладывают их в стакан и завинчивают пробку. Во-вторых, на стадии изготовления трубы или фасонного изделия, заглушки играют роль элемента готовой трубы и технологического приспособления, герметизирующего полость между рабочей трубой и гидрозащитной трубой-оболочкой, при этом в одной из заглушек открывают отверстие для установки средства подачи вспенивающегося состава (снимают резьбовую пробку), а открытое отверстие с перфорированным участком служит для сброса возникающего в процессе вспенивания избыточного давления газов из полости между рабочей трубой и трубой-оболочкой. Герметизация объема, занимаемого теплоизоляцией, достигнута посредством заглушек, неразъемно и герметично соединенных с гидрозащитной трубой-оболочкой и герметично посаженных на рабочую трубу с образованием отдельного герметичного участка трубопровода, герметизированного как по наружной поверхности (труба-оболочка), так и по торцам (заглушки). Такое выполнение предотвращает выход жидкой текучей реактивной композиции изоляции, например пенополиуретана, из межтрубного пространства через технологические зазоры. Таким образом, необходимое и расчетное количество компонентов используется только для образования слоя теплоизоляции без потерь через зазоры.
С технологической точки зрения, наличие по торцам теплоизолированной трубы заглушек идентичной конструкции, герметично соединенных с рабочей трубой (например, посадкой с натягом) и неразъемно связанных с трубой-оболочкой (сваркой, клеевым соединением и т.п.), позволяет упростить технологию изготовления трубы, так как использование такой конструкции заглушки исключает лишние технологические операции при изготовлении теплоизолированной трубы как отдельного герметичного участка трубопровода.
С конструктивной точки зрения, готовое изделие, полученное по технологии с использованием заглушек заявленной конструкции, имеет гидрозащиту не только по длине изделия (для этого служит гидрозащитная труба-оболочка), но и по торцам, так как заглушки неразъемно и герметично соединены с гидрозащитной трубой-оболочкой и герметично соединены с рабочей трубой, а отверстия закрыты пробками. При использовании теплоизолированной трубы или фасонного изделия заявленной конструкции в трубопроводной системе, участок, на котором установлена теплоизолированная труба, представляет собой отдельный гидроизолированный элемент (отдельный гидроизолированный участок трубопровода) надежно защищенный со всех сторон от воздействия окружающей среды. Наличие отверстий, закрытых пробками, позволяет, при необходимости (ремонт, профилактика), без снятия всей заглушки в любой момент получить доступ к слою теплоизоляции, например, для осмотра или контроля качества теплоизоляционного материала. После завершения осмотра отверстие закрывается резьбовой пробкой, герметичность внутренней полости восстанавливается.
Использование заявленных теплоизолированных труб с заглушками описанной выше конструкции позволяет получить следующие технические эффекты и свойства: упростить технологию изготовления (сократить количество операций технологического процесса), обеспечить стабильное качество теплоизолированных труб за счет получения слоя теплоизоляции с расчетным коэффициентом теплопроводности вследствие оптимальных условий образования слоя теплоизоляции, снизив при этом потери жидкой реактивной композиции пенополиуретана из межтрубного пространства через технологические зазоры.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 - теплоизолированная труба в сборе, вид сверху.
На фиг. 2 - теплоизолированная труба в сборе, вид слева.
На фиг. 3 - аксонометрическая проекция теплоизолированной трубы по сечению А-А с фиг.1, вид с разнесенными резьбовыми пробками. На фиг. 4 - теплоизолированная труба в сборе, сечение В-В по фиг.2. На фиг. 5 - заглушка вид сзади (увеличено).
На фиг. 6, 7, 8 - резьбовая пробка (увеличено).
Теплоизолированная труба состоит из рабочей трубы 1, гидрозащитной трубы-оболочки 2 и размещенного между ними слоя теплоизоляции 3 из вспененного и отвержденного материала. Торцы теплоизолированной трубы закрыты торцевыми заглушками 4, причем рабочая труба 1 выходит за пределы заглушек 4.
Рабочая труба 1, труба-оболочка 2 и торцевые заглушки 4 могут быть выполнены из полимерных материалов, например полиэтилена, Возможно также использование других материалов (черные или цветные металлы, композиционные материалы и т.д.) или их сочетаний. Например, рабочая труба 1 может быть металлической, а труба-оболочка 2 и торцевые заглушки 4 - из полимеров, например полиэтилена низкого давления.
Торцевые заглушки 4, установленные по торцам гидрозащитной трубы-оболочки 2, имеют осевое отверстие с посадочной цилиндрической поверхностью, охватывающей рабочую трубу 1, причем обе торцевые заглушки 4 имеют идентичную конструкцию. Торцевые заглушки 4 могут быть изготовлены монолитными или быть составными (сборными), образованными из двух или более частей. Торцевые заглушки, состоящие из нескольких частей (составные, сборные), целесообразно применять для теплоизолированных труб большого диаметра.
Торцевые заглушки 4 в предпочтительном варианте исполнения могут иметь форму стакана (см. фиг. 3 и 5) со стенкой 11 конической формы и с плоским кольцом 10 по наружному периметру дна стакана (имеет вид фланца), причем плоское кольцо выполнено за одно целое с дном и стенкой стакана. Размер плоского кольца 10 в радиальном направлении соответствует (равен) толщине стенки трубы-оболочки 2 для того, чтобы обеспечить надежное соединение заглушки с гидрозащитной трубой-оболочкой. В заглушке, а именно в дне стакана, выполнено осевое отверстие с посадочной цилиндрической поверхностью - шейкой для прохода и обхвата наружной поверхности рабочей трубы и соединения, например, посадкой с натягом. Заглушка 4 своей конической стенкой 11 устанавливается во внутреннюю полость трубы-оболочки 2, при этом плоское кольцо 10 (фланцевая часть торцевой заглушки) плотно прилегает к торцу трубы-оболочки 2 по толщине стенки трубы-оболочки (их размеры равны) и контактирует со всей торцевой поверхностью трубы-оболочки 2.
Торцевые заглушки 4 с обеспечением герметичности установлены на рабочей трубе 1 (например, посадка с натягом) и приварены или приклеены к наружной гидрозащитной трубе-оболочке 2. Следует учитывать, что неразъемное соединение заглушки с гидрозащитной трубой-оболочкой 2 может быть любым, обеспечивающим неразъемность и герметичность соединения.
Торцевые заглушки 4 выполнены с отверстиями 5 одинакового диаметра, выполняющими различную функцию. Все отверстия закрыты пробками 6, как правило, резьбовыми. Для установки резьбовых пробок 6 все отверстия в торцевой заглушке 4, включая отверстие с перфорированным участком 7 и отверстие 8 предназначенное для подачи реакционных компонентов теплоизоляции, выполняют с отбортовками (выступами, приливами), с внутренней резьбой под резьбовую пробку 6, причем предпочтительно, чтобы отбортовки были обращены внутрь межтрубной полости (фиг.5). Все резьбовые пробки 6 (фиг. 6-8) должны быть выполнены с пазом под отвертку (или монету) и одинаковы для всех отверстий торцевой заглушки.
Каждая торцевая заглушка 4, как правило, имеет не менее двух отверстий 5, которые предназначены для вывода элементов 9 (проводников, шины передачи данных и т.п.) системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции, например, СОДК или СОУ. Отверстия 5 выполнены с отбортовками (выступами) в виде стакана с внутренней резьбой под резьбовую пробку 6 и небольшим отверстием в дне для прохода элемента 9 - проводника и/или шины данных СОДК или СОУ. Полость стакана, заключенная между его дном и резьбовой пробкой, должна быть достаточной, чтобы в ней поместился элемент (элементы) 9 СОДК или СОУ. В полость стакана можно уложить элемент 9 - проводник (или шину данных) системы мониторинга СОДК или СОУ слоя теплоизоляции и завинтить резьбовую пробку 6, изолировав таким образом проводник от воздействия внешней среды (от окисления, механического повреждения), тем самым обеспечивается гарантированная сохранность их работоспособного состояния.
В межтрубной полости между рабочей трубой 1 и гидрозащитной трубой-оболочкой 2 находится теплоизоляционный слой 3, полученный отверждением вспенивающегося материала, поданного в межтрубную полость. Торцевые заглушки 4 к этому моменту должны быть герметично соединены с рабочей трубой 1 и неразъемно и герметично соединены с гидрозащитной трубой-оболочкой 2. Герметичное неразъемное соединение торцевой заглушки с гидрозащитной трубой-оболочкой 2 и рабочей трубой 1 может быть выполнено любым известным способом.
Чтобы обеспечить возможность попадания вспенивающегося материала в кольцевую полость между трубой 1 и трубой-оболочкой 2, в каждой заглушке 4 выполнено отверстие 8, закрываемое резьбовой пробкой 6. При осуществлении операции подачи вспенивающегося материала сначала из отверстия 8 отвинчивают соответствующую резьбовую пробку 6 в одной торцевой заглушке 4, через это отверстие, во внутреннюю кольцевую полость, образованную рабочей трубой 1 и трубой-оболочкой 2, подают необходимое количество жидких компонентов вспенивающегося материала и закручивают резьбовую пробку 6. Вследствие реакции взаимодействия между компонентами, происходит процесс вспенивания с образованием слоя теплоизоляции 3 и его дальнейшая полимеризация до полного отверждения.
Для выхода газов реакции, образующихся при вспенивании, и для стравливания воздуха, вытесняемого вспенивающимся материалом, в каждой торцевой заглушке 4 выполнено отверстие, перекрытое перфорированным участком 7 с отверстиями перфорации, диаметром преимущественно, 0,1+3,0 мм. Отверстия указанного диаметра позволяют газам свободно выходить наружу, при этом вязкий вспенивающийся материал не может пройти через эти отверстия, оставаясь внутри кольцевой межтрубной полости. За счет этого обеспечивается исключение потерь теплоизоляционного материала в процессе изготовления теплоизолированной трубы. После отверждения вспенивающегося материала, отверстия с перфорированным участком 7 герметизируют пробкой 6, причем пробка может быть резьбовой, или соединяемой с заглушкой поворотом пробки (байонетное соединение), или установлена с натягом, или же пробка может быть установлена несъемно, в частности, на клее или приварена.
Внутреннее межтрубное пространство, за счет установки по торцам заглушек 4, получается ограниченным и замкнутым, и вследствие описанной выше конструкции заглушки - герметичным, так как вспенивающаяся теплоизоляция в процессе реакции заполняет его полностью, а наличие отверстия 7 с перфорированным участком создает условия для получения качественного однородного слоя теплоизоляции 3 с заданным коэффициентом теплопроводности.
Таким образом, установленные с торцевых сторон теплоизолированной трубы одноразовые торцевые заглушки заявленной конструкции выполняют функции, во-первых, защиты слоя теплоизоляции от воздействия негативных факторов, возникающих при хранении, транспортировке, монтаже; во-вторых, выполняющие необходимые технологические функции, связанные с технологическим процессом производства; в третьих, при эксплуатации теплоизолированной трубы исключают растекание рабочей жидкости за пределы теплоизолированной трубы, в которой произошла разгерметизация.
Сборка теплоизолированной трубы осуществляется следующим образом.
Рабочая, например, металлическая труба 1, подвергается предварительной подготовке: снятию ржавчины, очистке, обезжириванию поверхности и подается в цех. После проведения предварительной подготовки на наружную или внутреннюю поверхность рабочей трубы может быть нанесено антикоррозионное покрытие.
Гидрозащитная труба-оболочка 2 подается в цех и размещается на сборочном столе. В случае, если гидрозащитная труба-оболочка 2 выполнена из полимера и требует активации (например, для увеличения адгезии) требуемые поверхности обрабатываются коронным разрядом. На наружную поверхность рабочей трубы 1, устанавливают центрирующие опоры, проводят монтаж элементов 9 системы СОДК или СОУ. После этого рабочая труба 1 подается во внутреннюю полость гидрозащитной трубы-оболочки 2 образуя конструкцию «труба в трубе».
С торцов рабочей трубы 1 , концентрично рабочей трубе и гидрозащитной трубе-оболочке 2, устанавливаются торцевые заглушки 4. Соединение заглушки с собранной в таком виде трубой-оболочкой 2 и рабочей трубой 1 выполняют известными способами, например, для трубы-оболочки 2 сваркой, клейкой, для рабочей трубы - посадкой с натягом или любыми другими известными методами.
Отвинчивают на заглушках резьбовые пробки 6 на отверстиях 5, предназначенных для вывода элементов СОДК или СОУ, и через соответствующее приспособление, выводят элементы 9 - проводники системы СОДК или СОУ наружу через небольшое отверстие в дне стакана, окружающего отверстие 5. Диаметр небольшого отверстия в дне стакана выполняется минимальным, исходя из возможности проводки через него элемента 9. Далее элементы 9 СОДК или СОУ укладывают в стакан и завинчивают резьбовую пробку 6 (эту операцию можно делать и по окончании процесса изготовления трубы). Далее формируют слой теплоизоляции 3. Отвинчивают резьбовую пробку 6 на одной из заглушек 4 и через отверстие 8 подают жидкие вспенивающиеся компоненты реакционного образования слоя теплоизоляции, после чего закрывают отверстие 8 резьбовой пробкой 6. Реакция взаимодействия между компонентами обеспечивает образование слоя теплоизоляции. Для выхода газов реакции, заглушка имеет технологическое приспособление - отверстие с перфорациями - перфорированным участком 7, которое обеспечивает свободный выход газов, но не пропускает вязкую композицию слоя теплоизоляции. По окончании вспенивания, слой теплоизоляции отверждается, после чего отверстие 8 закрывают пробкой 6.
Внутреннее межтрубное пространство между рабочей трубой 1 и трубой-оболочкой 2 вследствие установки по торцам одноразовых заглушек 4, за счёт неразъемного соединения имеет ограниченный герметичный объем, не позволяющий жидким вспенивающимся компонентам вытекать наружу, поэтому вспенивающийся теплоизоляционный материал в процессе реакции заполняет все межтрубное пространство полностью.
Производство фасонных изделий проводят аналогичным образом, т.е. первоначально проводят сборку полуфабриката в виде конструкции «труба в трубе». С торцевых сторон концентрично рабочей трубе и гидрозащитной трубе-оболочке устанавливают и неразъемно закрепляют торцевые заглушки, выводят элементы (проводники) СОДК или СОУ, а после, через технологическое отверстие в торцевой заглушке, производят подачу компонентов вспенивающегося теплоизоляционного материала для образования изоляции и все технологические отверстия закрывают пробками.

Claims

Формула изобретения
1. Теплоизолированная труба, содержащая внутреннюю рабочую 5 трубу, размещенную во внешней гидрозащитной трубе-оболочке с образованием конструкции «труба в трубе», слой теплоизоляции, заполняющий межтрубное пространство между упомянутыми трубами, а также торцевые заглушки, каждая из которых выполнена с осевым отверстием под рабочую трубу и установлена на рабочей трубе с ю обеспечением герметичности, при этом в каждой торцевой заглушке выполнены отверстия, используемые при изготовлении теплоизолированной трубы, по меньшей мере, одно из которых предназначено для заливки вспенивающейся теплоизоляционной композиции, и, по меньшей мере, еще одно отверстие— для сообщения
15 межтрубной полости с теплоизоляционным слоем с внешней средой, отличающаяся тем, что торцевые заглушки неразъемно и герметично соединены с внешней гидрозащитной трубой-оболочкой конструкции «труба в трубе», при этом, в каждой торцевой заглушке образовано, как минимум, одно отверстие, предназначенное для вывода элементов
20 системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции, кроме того, не менее одного отверстия для сообщения с внешней средой межтрубной полости, заполненной теплоизоляционным слоем, перекрыто перфорированным участком, причем все отверстия в торцевых заглушках выполнены с возможностью закрытия пробками.
25
2. Теплоизолированная труба по п.1, отличающаяся тем, что торцевые заглушки выполнены по форме стакана с конической стенкой и плоским кольцом по периметру стенки, при этом коническая стенка заведена во внутреннюю полость гидрозащитной трубы-оболочки, в дне стакана выполнено осевое отверстие с посадочной цилиндрической поверхностью под рабочую трубу, причем плоское кольцо, соответствующее по размеру в радиальном направлении толщине стенки 5 гидрозащитной трубы-оболочки, неразъемно и герметично соединено с торцом гидрозащитной трубы-оболочки.
3. Теплоизолированная труба по п.1, отличающаяся тем, что каждое отверстие, имеющееся в заглушке, окружено полым ю цилиндрическим выступом с внутренней резьбой, в который установлена резьбовая пробка, при этом отверстие для сообщения межтрубной полости с внешней средой, перекрытое перфорированным участком, выполнено с диаметром отверстий перфорации перфорированного участка 0,1- З,0 мм, причем перфорированный участок выполнен на конце
15 цилиндрического выступа, а с наружной стороны заглушки в цилиндрический выступ с перфорированным участком ввинчена резьбовая пробка.
4. Теплоизолированная труба по п.1, отличающаяся тем, что для 20 увеличения жесткости конструкции заглушки отверстие для заливки вспенивающейся теплоизоляционной композиции, выполнено с отбортовкой и внутренней резьбой, в которую ввинчена резьбовая пробка.
5. Теплоизолированная труба по п.1, отличающаяся тем, что 25 торцевая заглушка выполнена монолитной или составной из нескольких сборных частей.
6. Теплоизолированная труба по п.1 или 4, отличающаяся тем, что резьбовая пробка выполнена с пазом под отвертку и унифицирована для всех отверстий, включая отверстие с перфорированным участком.
5 7. Теплоизолированная труба по п.1, отличающаяся тем, что неразъемное соединение торцевой заглушки с гидрозащитной трубой- оболочкой выполнена сваркой или клеевым соединением.
8. Теплоизолированная труба по п.1, отличающаяся тем, что ю гидрозащитная труба-оболочка, и/или рабочая труба, и/или торцевые заглушки и/или резьбовые пробки выполнены из полимерных материалов.
9. Теплоизолированная труба по п.1 отличающаяся тем, что торцевые заглушки и герметизирующие пробки выполнены из
15 материалов, позволяющих производить их вторичную переработку.
10. Участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам, отличающийся тем, что он образован теплоизолированной трубой по любому из пунктов 1-9.
20
PCT/RU2014/000132 2014-02-28 2014-02-28 Теплоизолированная труба и участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам WO2015130188A1 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014134562/06A RU2576078C1 (ru) 2014-02-28 2014-02-28 Теплоизолированная труба и участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам
PCT/RU2014/000132 WO2015130188A1 (ru) 2014-02-28 2014-02-28 Теплоизолированная труба и участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам
EP14883841.0A EP3023684B1 (en) 2014-02-28 2014-02-28 Heat-insulated pipe and pipeline section with hydroprotection along the external surface and along the ends
EA201600414A EA028271B1 (ru) 2014-02-28 2014-02-28 Теплоизолированная труба и участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000132 WO2015130188A1 (ru) 2014-02-28 2014-02-28 Теплоизолированная труба и участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015130188A1 true WO2015130188A1 (ru) 2015-09-03

Family

ID=54009404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000132 WO2015130188A1 (ru) 2014-02-28 2014-02-28 Теплоизолированная труба и участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3023684B1 (ru)
EA (1) EA028271B1 (ru)
RU (1) RU2576078C1 (ru)
WO (1) WO2015130188A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2528170A (en) * 2014-05-23 2016-01-13 Itp Sa A thermally insulated and heated double-walled pipe segment for fitting by screw-fastening, and a method of implementing such a pipe segment
CN115076496A (zh) * 2022-07-08 2022-09-20 上海外高桥造船有限公司 检修盖及包含其的风管组件

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637595C1 (ru) * 2017-03-23 2017-12-05 Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" (АО "ВМЗ") Комплект заливочных фланцев для изготовления теплоизолированных труб с пенополиуретановым покрытием (варианты)
RU176204U1 (ru) * 2017-06-28 2018-01-12 Владимир Аркадьевич Устюгов Гибкая протяженная полая конструкция
PL239365B1 (pl) * 2019-10-25 2021-11-29 Zakl Produkcyjno Uslugowy Miedzyrzecz Polskie Rury Preizolowane Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnos Rura preizolowana

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249756C2 (ru) * 2000-11-10 2005-04-10 Закрытое акционерное общество "МосФлоулайн" Способ тепло- и гидроизоляции трубы
RU2273787C2 (ru) * 2003-01-17 2006-04-10 Открытое Акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (ОАО "Татнефть имени В.Д. Шашина") Способ изготовления теплоизолированной трубы
RU95061U1 (ru) * 2010-01-11 2010-06-10 Закрытое акционерное общество "МосФлоулайн" (ЗАО "МосФлоулайн") Концевая заглушка теплоизолированного или теплогидроизолированного изделия для трубопроводов
US8231952B2 (en) * 2007-04-02 2012-07-31 Basf Aktiengesellschaft Insulated pipes

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8312557U1 (de) * 1983-04-28 1983-10-20 Deutsche Fibercast GmbH, 5180 Eschweiler Vorrichtung zum stirnseitigen verschliessen eines ringraumes
DE4324051C2 (de) * 1993-07-17 2002-05-02 Brugg Rohrsysteme Gmbh Rohrleitungsabschnitt für ein Rohrleitungssystem zum Transport von Fernwärme und Rohrleitungssystem
EP2404733A1 (en) * 2010-07-05 2012-01-11 Logstor A/S Method for manufacturing an insulated pipe using a bag
RU114502U1 (ru) * 2011-08-29 2012-03-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Смит-Ярцево" Концевой элемент теплогидроизолированного трубопровода

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249756C2 (ru) * 2000-11-10 2005-04-10 Закрытое акционерное общество "МосФлоулайн" Способ тепло- и гидроизоляции трубы
RU2273787C2 (ru) * 2003-01-17 2006-04-10 Открытое Акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (ОАО "Татнефть имени В.Д. Шашина") Способ изготовления теплоизолированной трубы
US8231952B2 (en) * 2007-04-02 2012-07-31 Basf Aktiengesellschaft Insulated pipes
RU95061U1 (ru) * 2010-01-11 2010-06-10 Закрытое акционерное общество "МосФлоулайн" (ЗАО "МосФлоулайн") Концевая заглушка теплоизолированного или теплогидроизолированного изделия для трубопроводов

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2528170A (en) * 2014-05-23 2016-01-13 Itp Sa A thermally insulated and heated double-walled pipe segment for fitting by screw-fastening, and a method of implementing such a pipe segment
GB2528170B (en) * 2014-05-23 2020-09-02 Itp Sa A thermally insulated and heated double-walled pipe segment for fitting by screw-fastening, and a method of implementing such a pipe segment
CN115076496A (zh) * 2022-07-08 2022-09-20 上海外高桥造船有限公司 检修盖及包含其的风管组件

Also Published As

Publication number Publication date
RU2576078C1 (ru) 2016-02-27
EA201600414A1 (ru) 2016-10-31
EP3023684A1 (en) 2016-05-25
EP3023684A4 (en) 2017-03-01
EA028271B1 (ru) 2017-10-31
EP3023684B1 (en) 2019-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU142892U1 (ru) Теплоизолированная труба и отдельный участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам
RU2576078C1 (ru) Теплоизолированная труба и участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам
US3177528A (en) Mold for applying electrically insulated coating to pipe fittings
CN208058172U (zh) 复合锥形套筒
BRPI0612780A2 (pt) peça de conexão de condutas que comportam uma camisa interna, processo de revestimento e processo de montagem
RU2622776C2 (ru) Способ изготовления изолированных труб и фасонных изделий для трубопроводов
CN201016426Y (zh) 一种卡紧式燃气管网用转换接头
RU114502U1 (ru) Концевой элемент теплогидроизолированного трубопровода
RU96119970A (ru) Способ изготовления герметичных вводов домовых выпусков и подобных подводящих труб в канализационные каналы
US6138861A (en) Method of making a multiple wall storage tank having an extruded outer jacket bonded around an aperture
RU2232340C1 (ru) Способ крепления хомутов на трубопроводе
EP0293203B1 (en) Freeze resistant pipe
WO2017156230A1 (en) A casing system and method for pipeline reinforcement and repair
KR102149532B1 (ko) 이중보온관 케이싱 및 케이싱 시공방법
CN215928842U (zh) 保温管道接口防护保温结构
CN2910529Y (zh) 一种模具冷却水路堵头的结构
RU114503U1 (ru) Неподвижная опора с изоляцией из пенополиуретана
RU2637595C1 (ru) Комплект заливочных фланцев для изготовления теплоизолированных труб с пенополиуретановым покрытием (варианты)
GB2427449A (en) A sealing clamp made of two halves for a pipe
CN104596092A (zh) 电热水器及其制造方法
CN220869851U (zh) 一种螺栓防护组件
CN207961677U (zh) 一种室外阀门保护装置
JP5783089B2 (ja) 鋼材溶接継手部の防食被覆方法及び装置
CN204438495U (zh) 电热水器
US6026977A (en) Multiple wall storage tank having an extruded outer jacket bonded around an aperture

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014134562

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14883841

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014883841

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201600414

Country of ref document: EA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE