WO2017016790A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer leitung, leitung sowie erdwärmesonde - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer leitung, leitung sowie erdwärmesonde Download PDF

Info

Publication number
WO2017016790A1
WO2017016790A1 PCT/EP2016/065409 EP2016065409W WO2017016790A1 WO 2017016790 A1 WO2017016790 A1 WO 2017016790A1 EP 2016065409 W EP2016065409 W EP 2016065409W WO 2017016790 A1 WO2017016790 A1 WO 2017016790A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coating material
conduit
liquid coating
conductive fabric
fabric
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/065409
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hansjürg Leibundgut
Louis KRÄHENBÜHL
Georg PUTZI
Original Assignee
Bs2
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 Bs2 filed Critical Bs2
Publication of WO2017016790A1 publication Critical patent/WO2017016790A1/de

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
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/02—Hoses, i.e. flexible pipes made of fibres or threads, e.g. of textile which may or may not be impregnated, or provided with an impermeable layer, e.g. fire-hoses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/26—Lining or sheathing of internal surfaces
    • B29C63/34—Lining or sheathing of internal surfaces using tubular layers or sheathings
    • B29C63/36—Lining or sheathing of internal surfaces using tubular layers or sheathings being turned inside out
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a general shape other than plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a general shape other than plane
    • B32B1/08—Tubular products
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N1/00—Linoleum, e.g. linoxyn, polymerised or oxidised resin
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/0086—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof characterised by the application technique
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2597/00—Tubular articles, e.g. hoses, pipes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N2211/00—Specially adapted uses
    • D06N2211/12—Decorative or sun protection articles
    • D06N2211/16—Geotextiles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/12—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins
    • D06N3/128—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins with silicon polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/12—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins
    • D06N3/14—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins with polyurethanes
    • 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
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/20—Double-walled hoses, i.e. two concentric hoses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T2010/50—Component parts, details or accessories
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10—Geothermal energy

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing a conduit, a conduit and a geothermal probe according to the independent
  • lines or hoses which are made by weaving or braiding of fibers to a wire mesh or wire mesh, often referred to as textile lines or textile hoses.
  • the fibers used for this purpose include, for example
  • Polyester, aramid or similar particularly tear-resistant materials In a subsequent process, the
  • hoses manufactured according to the prior art usually have a high weight and reduced flexibility due to high coating thicknesses.
  • a method of manufacturing a conduit comprising: weaving a plurality of fibers into a conduit tissue; Conveying the conductive fabric in a feed direction;
  • the liquid coating material is immediately after the web ⁇ or braiding directly on the device for this purpose, which means a web or braiding machine continuously on the inside and / or outside the in formation applied line applied.
  • the conductive fabric can be directly woven and coated in one operation, the feed of the loom is used at the same time for the stratification of the layer.
  • an endless production of the line is advantageously made possible. In an unprecedented manner, this has created a considerably shortened process sequence in relation to the prior art. As a result, the extent of the manufacturing device is reduced overall, whereby space and thus costs are saved. Also, the production time is reduced.
  • Another advantage of the inventive method is the improved
  • Viscosity of the liquid coating material should be chosen such that undesired draining or dripping of the material at the vertical portion of the
  • the liquid coating material is annular to the moving in the feed direction
  • Coating point is applied substantially continuously along the inner surface and / or outer surface of the conductive fabric.
  • bonding the applied liquid coating material to the conductive fabric comprises flowing the fibers with the liquid
  • the coating material comprises silicone, polyurethane or polyurea. These materials are particularly reliable for sealing, which permanently prevents leakage of the pipe.
  • Coating material may also include other materials that contribute to elastic sealing.
  • the layer thickness of the applied liquid coating material is adjusted at at least one point downstream of the application via knife coating or calendering.
  • doctor blade coating the liquid coating material is applied in front of a doctor blade or upstream thereto.
  • the doctor coating is over known methods
  • the liquid coating material is homogeneously distributed and simultaneously penetrates into the conductive fabric, whereby a good bond is achieved.
  • Conductive fabric can be the resulting thickness of the
  • the method further comprises penetrating the conduit tissue with the liquid coating material by applying a negative pressure to the conduit tissue at a point thereof, which at least partially opposite to the line fabric of the point for applying the liquid coating composition.
  • negative pressure refers to a negative pressure in
  • the liquid coating material stored on the opposite side of the conductive fabric is sucked into the conductive fabric.
  • the liquid coating material advantageously becomes uniform between any interstices of the conductive fabric
  • Coating material particularly robust. It may be provided an annular chamber in which the
  • this annular chamber is disposed at a position opposite to the registration of the liquid coating material.
  • the applied negative pressure is, for example, metered or matched to the viscosity of the liquid coating material in such a way that the set negative pressure forces the material through the meshes or interstices of the fabric
  • the method further comprises tempering the fibers upstream of the coating and / or the coated conductive fabric downstream of
  • the retraction of the liquid coating material is supported in the tissue or the mesh of the conductive fabric.
  • Coating material by supply or removal of heat (infrared or hot air), by irradiation with UV light or solely by the chemical reaction at a
  • Two-component coating for example. Polyurea
  • the method further comprises passing a separate inner conduit within the conduit tissue along its advancement direction. This can be done in
  • a coaxial "double line" can be created, as used, for example, for a geothermal probe.
  • the inner pipe has one in relation to the manufactured smaller diameter pipe and may be loosely inserted into the pipe or connected to the pipe of larger diameter.
  • loose means that the inner pipe comes to rest over the entire length of the double pipe to be produced without adhesion to the coating material and, if necessary, can also be removed again.
  • instead of the inner line only a rope, a string, a band, a cable, a line of some kind or the like can be inserted.
  • the sealing coating of the produced outer line is independent of the inner line.
  • Inner line (or the previously described cord) can be embedded directly during the production of the line. This avoids that the
  • the inner conduit can be isolated by a cylindrical partition member against the outside environment. This can
  • Separator can also ensure that the Inner line against prevailing process conditions, for example, applied heat radiation, UV radiation, etc., is protected.
  • Coating process passed through the manufacturing device through protected or guided Alternatively or additionally, by applying suitable means, for example a powder, the inner pipe can be protected from it, with the inner surface of the pipe to be produced
  • This apparatus comprises weaving means for weaving a plurality of fibers into a conductive fabric; a conveyor for conveying the conductive fabric in a feed direction; an application device for applying a liquid coating material to at least the inner surface and / or outer surface of the conductive fabric; and a
  • a crosslinking device for crosslinking the applied liquid coating material for example by means of heat or UV light.
  • This device allows application of the liquid coating material at or in the immediate vicinity of the station where the conductive fabric is woven.
  • these two process stations are hardly spaced apart, whereby advantageously the extent of the device can be reduced overall.
  • the device further comprises a
  • Coating material continuously passed through in the conductive fabric or pulled through all stitches of the fabric until it closes opaque on the opposite side of the entry, so that all mesh or fibers are covered. This results in a line that meets the highest tightness requirements.
  • the coating material comprises silicone, polyurethane or polyurea. These materials are particularly reliable for sealing, creating a
  • the invention also relates to a conduit made by a process according to any one of claims 1 to 8 is. Furthermore, the invention relates to a geothermal probe with a line according to claim 12 for use in geothermal energy.
  • Figure 1 a schematic representation of a
  • Figure 2 a schematic detail view of the
  • FIG. 3 shows a further schematic detail view of FIG
  • Figure 1 shows a schematic representation of a
  • a schematically illustrated weaving device 14 of the Device 10 respectively supplied fibers 16 ', 16''are woven into a conductive fabric 18.
  • the fibers can be unwound over a plurality of fiber drums 20 ', 20,''.
  • a known warp weft weaving method is used as the weaving method.
  • a plurality of fiber webs (warp threads) are guided annularly to the point of use and the crowd of approximately parallel fibers is woven by means of at least one perpendicular to this (shot) weft yarn fiber.
  • a coating material is then applied to the outside and / or inside, which is a liquid coating material.
  • the liquid coating material combines with the fibers of the conductive fabric 18 and subsequently hardens, wherein the coating material can be selected such that it nevertheless remains elastic and flexible after curing.
  • a conduit 12 is made with a water-impermeable wall, which can pass lossless water or other liquids.
  • An exemplary application of such a conduit is to use it as a conduit from a geothermal probe.
  • the conductive fabric 18 is in a feed direction indicated by an arrow V.
  • the production device 10 also comprises in the section of the weaving device 14 a coating head or a coating device 22 which is shown in FIG. 1
  • Coating device 22 is applied to the in
  • Feed direction V performed conductive fabric 18, a liquid coating material applied so that the conductive fabric 18 is hereby completely penetrated.
  • the liquid coating material is from a
  • Coating material storage device 24 is supplied. Details of the coating will be described in more detail below
  • an inner pipe 26 is passed substantially centrally through the weaving device 14 and the coating device 22.
  • the inner pipe 26 is continuously supplied from an inner pipe supply device 28, for example a roller.
  • Line 12 is led out of the device 10 at the feed rate and can then be rolled up, for example, onto a roll (not shown).
  • a roll not shown
  • the coating device 22 may also be arranged outside the line fabric 18 (outer surface).
  • the coating can be inside out or from the outside to the inside, while known methods usually work from the outside to the inside.
  • Figure 2 shows an enlarged view of the coating device 22 shown in Figure 1 in a schematic view to explain the basic principle.
  • the previously woven conductive fabric 18 passes through the
  • Coating device 22 in the feed direction V i. in the view shown in Figure 2 from top to bottom. In this direction V, the conductive fabric 18 passes over
  • Coating material applicator 30 which stores liquid coating material 32. In this case, the coating material 32 penetrates into the past
  • the coating material applicator element 30 is arranged annularly around the inner surface of the conductive fabric 18 around.
  • Conductive tissue 18 is further promoted by a
  • the vacuum chamber 34 is in direct contact with the outer surface of the conductive fabric 18 and is hereby substantially
  • the vacuum chamber 34 applies (in relation to the atmospheric pressure) a negative pressure to the outer surface of the Conduction tissue 18, whereby the liquid
  • Vacuum chamber 34 is, for example. Ring around the
  • Layers are applied. In this case, first a layer that promotes adhesion to the fabric or braid and then a further layer of the actual sealing material
  • additional coating device (not shown) may be provided.
  • the coated conductive fabric 36 which continuously advances downstream of the coating material application element 30, subsequently passes through a crosslinking device 38, which performs the crosslinking.
  • the crosslinking occurs (depending on the chemical composition of the coating material) e.g. by the supply or removal of heat (infrared or hot air) or by the irradiation with UV light.
  • the cross-linking device 38 comprises four infrared radiators 40 '- 40' '', which form the outer surface and inner surface of the
  • coated conductive fabric 36 with infrared rays.
  • infrared radiators concentric with both the inner surface and the outer surface of the coated conductive fabric 36 are arranged so as to a uniform as possible irradiation
  • Coating material 32 is known from the
  • Coating material storage device (see Figure 1) continuously fed through a supply line 42.
  • the inner pipe 26 is guided in the example shown in Figure 2 by a cylindrical separator 44, so as to prevent the inner pipe 26 with the conductive fabric 18 and in particular the
  • the cylindrical partition member 44 also protects the inner duct 26 guided therein against adverse effects by the cross-linking device 38. In other words, the inner duct 26 becomes cylindrical
  • Separating element 44 e.g. against increased heat input, against UV rays and / or other effects by the crosslinking device 38, which could affect the inner line 26 or even destroy protected.
  • Coating material application element 30 is shown as disposed within the conduit tissue 18 (inner surface) and the vacuum chamber 34 as outside the
  • Line fabric 18 (outer surface) arranged, this arrangement may also be reversed.
  • Overpressure relative to the ambient pressure
  • the coating head is structurally adjusted accordingly, so that the overpressure is not
  • the coating of the tubular fabric 18 can in principle be applied "endlessly" by the coating device 22 switching between two separately replaceable tanks (not shown) for
  • thermoplastics as coating materials, which under very high pressure (> 100bar) and correspondingly high
  • the process according to the invention can be based on the processing of silicone and PU or PUA formulations or similar materials that are liquid at room temperature, do not have to be extruded due to their low viscosity and are formulated chemically in such a way that they, in comparison to known methods, in which supply at a low heat energy or a low UV light crosslink. Due to the thus possible processing at low temperatures can
  • the energy consumption is advantageously reduced and is in
  • FIG. 3 shows an example of the coating device 22 in a further schematic view.
  • the coating device 22 in a further schematic view.
  • Pre-heated fibers of the conductive fabric 18 by passing through a preheating station 46.
  • This preheating station 46 comprises a plurality of preheating elements 48 '- 8' '' ', which preheat the inner surface and outer surface of the conduit fabric 18, for example by means of infrared rays.
  • an air knife 50 is provided which is pressed directly onto the conductive fabric 18 during the coating, so that the coating thickness is thereby adjusted. Downstream of the air knife 50, a roller blade 52 is provided, which is pressed onto the coated conductive fabric 36 and thereby
  • the roller blade 52 is corresponding to the outer shape of one on the opposite side
  • the conductive fabric 36 coated with an ideal layer thickness passes through the
  • Networking device 38 and is doing networking an irradiation with infrared rays through
  • Infrared radiator 40 '-40' '' 'exposed To the in the
  • cylindrical partition member 44 guided inner line 26 against a heat input through the infrared radiator 40'- 40 '' ' continue to protect reliable, will
  • cylindrical separator 44 flows inside with supply air 56 (as shown schematically by arrows 56
  • the separating element 44 is in
  • the flow direction of the supply air 56 corresponds to the feed direction V.
  • Separating member 44 exiting supply air 56 then passes through in the opposite direction through the crosslinking device 38 and flows in sections along the coated conductive fabric 36, which additionally promotes cross-linking.
  • the heated exhaust air 58 of this supply 56 flow is then upward from the
  • Coating device 22 discharged.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Leitung (12), wobei das Verfahren ein Verweben einer Mehrzahl von Fasern (16 ',16'') zu einem Leitungsgewebe (18), und ein Fördern des Leitungsgewebes (18) in einer Vorschubrichtung (V) umfasst. Ferner umfasst das Verfahren ein Auftragen von einem flüssigen Beschichtungsmaterial auf die Innenfläche und/oder Aussenfläche des gewebten Leistungsgewebes (18), und ein Vernetzen des aufgetragenen flüssigen Beschichtungsmaterials mit dem Leitungsgewebe (18).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Leitung, Leitung sowie Erdwärmesonde
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Leitung, eine Leitung sowie eine Erdwärmesonde gemäss den unabhängigen
Ansprüchen .
Es sind Leitungen bzw. Schläuche bekannt, welche durch Weben bzw. Flechten von Fasern zu einem Leitungsgewebe bzw. Leitungsgeflecht, oftmals auch als textile Leitungen bzw. textile Schläuche bezeichnet, hergestellt werden. Die hierzu verwendeten Fasern umfassen beispielsweise
Polyester, Aramid oder ähnliche insbesondere reissfeste Materialien. In einem nachfolgenden Prozess wird die
Wandung des Leitungsgewebes durch Auftragen eines
Beschichtungsmaterials beschichtet .
Bekannte Verfahren zum Auftragen des flüssigen
Beschichtungsmaterials auf die Wandung des Leitungsgewebes haben sich als aufwendig und stark toleranzbehaftet
erwiesen. So zeigt es sich im Stand der Technik sehr häufig, dass herkömmliche Leitungen stark variierende
Wandungsdicken haben, welches unerwünscht ist. Auch ist im Stand der Technik nicht immer eine vollständige Verbindung des flüssigen Beschichtungsmaterials mit den Fasern
gewährleistet, sodass herkömmliche Leitungen oftmals undicht sind und somit eine Wasserleckage hervorgerufen wird. Insbesondere bei Verwendung einer Leitung als
Erdwärmesonde kann sich eine Undichtigkeit als sehr teuer erweisen. Ein weiterer Nachteil im Stand der Technik besteht darin, dass keine Möglichkeit einer
Endlosproduktion gegeben ist. Hinzu kommt, dass nach bisherigem Stand der Technik gefertigte Schläuche durch hohe Beschichtungsdicken meist ein hohes Gewicht und reduzierte Flexibilität aufweisen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Leitung, eine Leitung sowie eine Erdwärmesonde zu schaffen, bei welchen die Nachteile aus dem Stand der Technik gelöst sind.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe gelöst durch ein
Verfahren zum Herstellen einer Leitung, welches umfasst: Verweben einer Mehrzahl von Fasern zu einem Leitungsgewebe; Fördern des Leitungsgewebes in einer Vorschubrichtung;
Auftragen von einem flüssigen Beschichtungsmaterial auf die Innenfläche und/oder Aussenfläche des gewebten
Leistungsgewebes; und Verbinden des aufgetragenen flüssigen Beschichtungsmaterials mit dem Leitungsgewebe. Somit ist ein Verfahren mit nur wenigen Schritten zur Herstellung einer Leitung mit besonders zuverlässigen Eigenschaften geschaffen. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird das flüssige Beschichtungsmaterial unmittelbar nach dem Web¬ oder Flechtvorgang direkt an der Einrichtung hierzu, das heisst eine Web- oder Flechtmaschine, fortlaufend auf der Innenseite und/oder Aussenseite auf die sich in Entstehung befindliche Leitung aufgetragen. Somit kann das Leitungsgewebe in einem Arbeitsgang direkt gewebt und beschichtet werden, wobei der Vorschub der Webmaschine gleichzeitig für die Abrakelung der Schicht genutzt wird. Somit wird vorteilhaft eine Endlosproduktion der Leitung ermöglicht. Auf bislang unerreichte Weise ist hierdurch in Relation zum Stand der Technik eine wesentlich verkürzte Prozessablaufstrecke geschaffen. Hierdurch wird das Ausmass der Herstellungsvorrichtung insgesamt reduziert, wodurch Platz und somit auch Kosten eingespart werden. Auch ist die Herstellungszeit reduziert. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht im verbesserten
Durchdringen des flüssigen Beschichtungsmaterials in
Zwischenräume der Fasern von dem Leitungsgewebe. Hierdurch wird eine hohe Dichtigkeit der Leitung erreicht. Die
Viskosität des flüssigen Beschichtungsmaterials sollte derart gewählt werden, dass ein ungewünschtes Ablaufen bzw. Abtropfen des Materials am vertikalen Abschnitt des
Leitungsgewebes, hervorgerufen bspw. durch Schwerkraft oder allfällige Kräfte bzw. Beschleunigungen, ausgelöst durch den Produktionsvorgang, vermieden wird. Im Anschluss an das Auftragen des flüssigen Beschichtungsmaterials reagiert dieses ab bzw. verbindet sich mit den Fasern zu einer vollständig deckenden, füllenden Schicht. Diese Schicht kann gummiartig sein und dichtet besonders zuverlässig ab. Die Schicht verbindet sich zuverlässig mit den Fasern und bringt zudem elastische Eigenschaften hervor. Somit ist die Leitung sehr robust. Die gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Leitung kann anschliessend
zusammengelegt, aufgerollt oder gefaltet werden. Vorzugsweise wird das flüssige Beschichtungsmaterial ringförmig auf das in Vorschubrichtung bewegte
Leitungsgewebe aufgetragen. Hierbei ist die entsprechende Einrichtung zum Auftragen des flüssigen
Beschichtungsmaterials statisch fixiert, während sich das Leitungsgewebe in Vorschubrichtung in Relation hierzu entlangbewegt. Diese Relativbewegung steht in Abhängigkeit zur Geschwindigkeit des Webvorganges. Mit dem Wortlaut "ringförmiges Auftragen" ist gemeint, dass das flüssige Beschichtungsmaterial an zumindest einer
Beschichtungsstelle im Wesentlichen durchgehend entlang der Innenfläche und/oder Aussenfläche des Leitungsgewebes aufgetragen wird.
Vorzugsweise umfasst das Verbinden des aufgetragenen flüssigen Beschichtungsmaterials mit dem Leitungsgewebe ein Umfliessen der Fasern mit dem flüssigen
Beschichtungsmaterial und ein anschliessendes Aushärten dessen.
Vorzugsweise umfasst das Beschichtungsmaterial Silikon, Polyurethan oder Polyurea. Diese Materialien eignen sich als besonders zuverlässig zum Abdichten, wodurch eine Leckage der Leitung dauerhaft vermieden wird. Das
Beschichtungsmaterial kann auch weitere Materialien umfassen, welche zur elastischen Abdichtung beitragen. Vorzugsweise wird die Schichtdicke des aufgetragenen flüssigen Beschichtungsmaterials an wenigstens einer Stelle stromabwärts der Auftragung über eine Rakelbeschichtung oder ein Kalandrieren eingestellt. Bei der
Rakelbeschichtung wird das flüssige Beschichtungsmaterial vor ein Rakel bzw. stromaufwärts hierzu aufgebracht. Die Rakelbeschichtung ist gegenüber bekannten Verfahren
besonders bevorzugt im Hinblick auf die Einstellung von dünnen Schichtdicken. Durch die Scherung unter dem Rakel wird das flüssige Beschichtungsmaterial homogen verteilt und dringt gleichzeitig in das Leitungsgewebe ein, wodurch ein guter Haftverbund erreicht wird. Durch entsprechende Wahl des Abstandes zwischen dem Rakel und dem
Leitungsgewebe kann die resultierende Dicke der
Beschichtung insgesamt zuverlässig definiert werden. Bei sehr geringen Auftragsgewichten auf das Rakel wird das Rakel beim Beschichten direkt auf die Fasern des
Leitungsgewebes angedrückt (Luftrakel). Hierdurch sind sehr dünne Auftragsdicken bis ca. 10 μπι erzielbar. Wie zuvor erwähnt, sind durch das erfindungsgemässe Verfahren
besonders dünne Schichten erzielbar, wobei durch die
Verwendung von einem hochelastischen Beschichtungsmaterial mit einer hohen Bruchdehnung dennoch vorteilhaft eine robuste und dichtende Beschichtung des Leitungsgewebes erzielt wird.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner ein Durchdringen des Leitungsgewebes mit dem flüssigen Beschichtungsmaterial durch ein Anlegen eines Unterdrucks an das Leitungsgewebe an einer Stelle hiervon, welche über das Leitungsgewebe der Stelle zum Auftragen des flüssigen Beschichtungsmittels wenigstens abschnittsweise gegenüberliegt. Der Wortlaut "Unterdruck" bezeichnet hierbei einen Unterdruck in
Relation zum Atmosphärendruck. Durch den angelegten
Unterdruck wird das auf der gegenüberliegenden Seite des Leitungsgewebes bevorratete flüssige Beschichtungsmaterial in das Leitungsgewebe hinein angesaugt. Somit wird das flüssige Beschichtungsmaterial vorteilhaft gleichmässig zwischen jegliche Zwischenräume des Leitungsgewebes
verteilt und verbindet sich mit jeder Faser. Die somit resultierende Leitung wird daher eine besonders
zuverlässige Dichtigkeit aufweisen, und die Beschichtung fällt durch die Verbindung der aufliegenden, definierten Schicht mit dem ins Gewebe eingezogenen
Beschichtungsmaterial besonders robust aus. Es kann eine ringförmige Kammer vorgesehen sein, in welcher der
Unterdruck gegenüber dem Atmosphärendruck eingestellt wird, wobei diese ringförmige Kammer das Leitungsgewebe im
Wesentlichen abdichtend umschliesst. Ferner ist diese ringförmige Kammer an einer Stelle gegenüberliegend der Eintragung des flüssigen Beschichtungsmaterials angeordnet. Der angelegte Unterdruck wird bspw. derart dosiert, bzw. auf die Viskosität des flüssigen Beschichtungsmaterials abgestimmt, dass der eingestellte Unterdruck das Material durch die Maschen bzw. Zwischenräume des Gewebes oder
Geflechts der Leitung hindurchzieht, bis es bspw. die der Eintragung des Materials gegenüberliegende Seite des
Leitungsgewebes (Innenfläche oder Aussenfläche ) derart deckend abschliesst, dass alle Maschen bzw. Fasern bedeckt sind .
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner ein Temperieren der Fasern stromaufwärts der Beschichtung und/oder des beschichteten Leitungsgewebes stromabwärts der
Beschichtung. Indem die Fasern vor der Beschichtung
temperiert werden, d.h. gekühlt oder erwärmt werden, wird das Einziehen des flüssigen Beschichtungsmaterials in das Gewebe bzw. Geflecht des Leitungsgewebes unterstützt.
Hierdurch kann die Beschichtungsqualität zusätzlich
verbessert werden. Durch die Temperierung des beschichteten Leitungsgewebes an einer Stelle stromabwärts der
Beschichtung wird die Verbindung zwischen dem flüssigen Beschichtungsmaterial und den Fasern weiter unterstützt. Diese Verbindung kann in Abhängigkeit der jeweiligen chemischen Zusammensetzung des flüssigen
Beschichtungsmaterials durch Zu- oder Abfuhr von Wärme (Infrarot oder Heissluft), durch Bestrahlung mit UV-Licht oder allein durch die chemische Reaktion bei einer
Vermischung von zwei Komponenten (im Falle einer
Zweikomponenten-Beschichtung, bspw. Polyurea) , geschehen.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner ein Durchleiten einer separaten Innenleitung innerhalb des Leitungsgewebes entlang dessen Vorschubrichtung. Hierdurch kann in
Abgrenzung zu derzeit bekannten Verfahren eine koaxiale "Doppelleitung" geschaffen werden, wie sie bspw. für eine Erdwärmesonde zum Einsatz kommt. Die Innenleitung hat einen in Relation zur hergestellten Leitung geringeren Durchmesser und kann lose in die Leitung eingelegt oder mit der Leitung mit dem grösseren Durchmesser verbunden sein. Mit dem Wortlaut "lose" ist gemeint, dass die Innenleitung über die ganze Länge der zu fertigenden Doppelleitung ohne Anhaftung am Beschichtungsmaterial zum Liegen kommt und bei Bedarf auch wieder entnehmbar ist. In einem alternativen Beispiel kann anstelle der Innenleitung auch lediglich ein Seil, eine Schnur, ein Band, ein Kabel, eine Leitung irgendwelcher Art oder ähnliches eingelegt werden. Die abdichtende Beschichtung der hergestellten Aussenleitung ist von der Innenleitung unabhängig. Ein Vorteil der beschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass die
Innenleitung (oder die zuvor beschriebene Schnur) direkt schon während der Herstellung der Leitung eingebettet werden kann. Hierdurch wird vermieden, dass die
Innenleitung zu einem späteren Zeitpunkt eingeführt werden muss, welches insbesondere bei sehr langen Leitungen, wie sie z.B. bei Erdwärmesonden vorkommen, welche aufgrund ihrer Länge zudem oftmals aufgerollt sind, sehr mühsam und zeitaufwendig ist. Um zu vermeiden, dass die Innenleitung während des Herstellungsprozesses der herzustellenden
Leitung mit Abschnitten hiervon in Kontakt gelangt, kann die Innenleitung durch ein zylindrisches Trennelement gegen die Aussenumgebung isoliert werden. Hierdurch kann
gewährleistet werden, dass die Innenleitung getrennt durchgeleitet werden kann, ohne dass sie mit dem flüssigen Beschichtungsmaterial in Kontakt gelangen wird. Somit wird die Beschichtung nicht zerstört. Das zylindrische
Trennelement kann ebenso gewährleisten, dass die Innenleitung gegen vorherrschende Prozessbedingungen, bspw. angelegte Wärmestrahlung, UV-Strahlung, usw., geschützt wird. Somit wird die Innenleitung während des
Beschichtungsablaufs durch die Herstellungsvorrichtung hindurch geschützt durchgeleitet bzw. geführt. Alternativ oder zusätzlich kann die Innenleitung durch Auftragen geeigneter Mittel, bspw. ein Puder, davor geschützt werden, mit der Innenfläche der herzustellenden Leitung zu
verkleben respektive an dieser anzuhaften, welches eine Beschädigung hervorrufen würde.
Die vorgenannte Aufgabe wird ebenso durch eine Vorrichtung zum Herstellen einer Leitung gelöst. Diese Vorrichtung umfasst eine Webeinrichtung zum Verweben von einer Mehrzahl von Fasern zu einem Leitungsgewebe; eine Fördereinrichtung zum Fördern des Leitungsgewebes in einer Vorschubrichtung; eine Auftrageeinrichtung zum Auftragen eines flüssigen Beschichtungsmaterials auf wenigstens die Innenfläche und/oder Aussenfläche des Leitungsgewebes; und eine
Vernetzungseinrichtung zum Vernetzen des aufgetragenen flüssigen Beschichtungsmaterials, dies beispielsweise mittels Wärme oder UV-Licht. Diese Vorrichtung gestattet ein Auftragen des flüssigen Beschichtungsmaterials an oder in unmittelbarer Nähe der Stelle bzw. Station, an welcher das Leitungsgewebe gewebt wird. Somit sind diese beiden Prozessstationen kaum voneinander beabstandet, wodurch vorteilhafterweise das Ausmass der Vorrichtung insgesamt reduziert werden kann. Zusätzlich gestattet die
Herstellungsvorrichtung eine besonders zuverlässige Verbindung zwischen dem flüssigen Beschichtungsmaterial und den einzelnen Fasern des Leitungsgewebes. Hierdurch
resultiert eine hergestellte Leitung, welche besonders gut abgedichtet ist und somit im späteren Gebrauch keine
Leckage hervorrufen wird.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner eine
Vakuumeinrichtung zum Anlegen eines Unterdrucks an das Leitungsgewebe an einer Stelle hiervon, welche über das Leitungsgewebe der Stelle zum Auftragen des flüssigen
Beschichtungsmaterials wenigstens abschnittsweise
gegenüberliegt. Somit wird das flüssige
Beschichtungsmaterial durchgängig in das Leitungsgewebe hindurchgeleitet bzw. durch alle Maschen des Gewebes hindurchgezogen, bis es an der gegenüberliegenden Seite der Eintragung deckend abschliesst, sodass alle Maschen bzw. Fasern bedeckt sind. Hieraus resultiert eine Leitung, welche höchsten Dichtigkeitsanforderungen genügt.
Vorzugsweise umfasst das Beschichtungsmaterial Silikon, Polyurethan oder Polyurea. Diese Materialien eignen sich als besonders zuverlässig zum Abdichten, wodurch eine
Leckage der Leitung dauerhaft vermieden wird. Es sind weitere Materialien möglich, welche zur elastischen
Abdichtung beitragen.
Die Erfindung betrifft ebenso eine Leitung, welche durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Erdwärmesonde mit einer Leitung nach Anspruch 12 zur Verwendung in der Geothermie .
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die
vorstehenden Ausführungsvarianten beliebig kombinierbar sind. Lediglich diejenigen Kombinationen von
Ausführungsvarianten sind ausgeschlossen, die durch die Kombination zu Widersprüchen führen würden.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1: eine schematische Darstellung von einer
Vorrichtung zum Herstellen einer Leitung;
Figur 2: eine schematische Detailansicht von der
Herstellungsvorrichtung in Figur 1; und
Figur 3: eine weitere schematische Detailansicht von der
Herstellungsvorrichtung in Figur 1.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer
Vorrichtung 10 zum Herstellen einer Leitung 12. Innerhalb einer schematisch dargestellten Webeinrichtung 14 von der Vorrichtung 10 werden jeweils zugeführte Fasern 16 ',16'' zu einem Leitungsgewebe 18 verwebt. Die Fasern können über eine Mehrzahl von Fasertrommeln 20',20,'' abgespult werden. Als Webverfahren wird ein bekanntes Kettfaden-Schussfaden- Webverfahren verwendet. Hierbei werden ringförmig mehrere Faserbahnen (Kettfäden) zur Verwebestelle geführt und wird die Schar der annähernd parallel zueinander verlaufenden Fasern mittels wenigstens einer hierzu senkrecht geführten (geschossenen) Schussfadenfaser verwebt.
Auf das hieraus resultierende Gewebe, im Folgenden als Leitungsgewebe 18 bezeichnet, wird anschliessend an der Aussenseite und/oder Innenseite ein Beschichtungsmaterial aufgetragen, welches ein flüssiges Beschichtungsmaterial ist. Das flüssige Beschichtungsmaterial verbindet sich hierbei mit den Fasern des Leitungsgewebes 18 und härtet anschliessend aus, wobei das Beschichtungsmaterial derart gewählt werden kann, dass es nach dem Aushärten dennoch elastisch und flexibel verbleibt. Somit wird eine Leitung 12 mit einer wasserundurchlässigen Wandung hergestellt, welche verlustfrei Wasser oder weitere Flüssigkeiten durchleiten kann. Eine beispielhafte Anwendung einer solchen Leitung ist die Verwendung als eine Leitung von einer Erdwärmesonde. Das Leitungsgewebe 18 wird in einer durch einen Pfeil V angezeigten Vorschubrichtung
vorgeschoben. Die Vorschub-Geschwindigkeit hängt von der Webgeschwindigkeit innerhalb der Webeinrichtung 14 ab. Die Herstellungsvorrichtung 10 umfasst im Abschnitt der Webeinrichtung 14 ebenso einen Beschichtungskopf bzw. eine Beschichtungseinrichtung 22, welche in der Figur 1
lediglich schematisch dargestellt ist. Innerhalb der
Beschichtungseinrichtung 22 wird auf das in
Vorschubrichtung V durchgeführte Leitungsgewebe 18 ein flüssiges Beschichtungsmaterial derart aufgetragen, dass das Leitungsgewebe 18 hiermit gänzlich durchdrungen wird. Das flüssige Beschichtungsmaterial wird von einer
Beschichtungsmaterial-Speichereinrichtung 24 zugeführt. Details der Beschichtung werden im Folgenden näher
erläutert. Gleichzeitig mit dem Weben und Beschichten des gewebten Leitungsgewebes 18 wird eine Innenleitung 26 im Wesentlichen mittig durch die Webeinrichtung 14 und die Beschichtungseinrichtung 22 durchgeleitet. Die Innenleitung 26 wird von einer Innenleitung-Zufuhreinrichtung 28, bspw. eine Rolle, stetig zugeführt. Die fertig hergestellte
Leitung 12 wird mit der Vorschub-Geschwindigkeit aus der Vorrichtung 10 herausgeführt und kann anschliessend bspw. auf eine Rolle (nicht gezeigt) aufgerollt werden. Somit ist vorteilhafterweise eine Endlosproduktion ermöglicht.
Obwohl in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel die
Beschichtungseinrichtung 22 als innerhalb des
Leitungsgewebes 18 (Innenfläche) angeordnet angezeigt ist kann die Beschichtungseinrichtung 22 auch ausserhalb des Leitungsgewebes 18 (Aussenfläche ) angeordnet sein. Mit anderen Worten, kann die Beschichtung von innen nach aussen oder von aussen nach innen durchgeführt werden, während bekannte Verfahren zumeist von aussen nach innen arbeiten.
Figur 2 zeigt eine vergrösserte Darstellung von der in Figur 1 dargestellten Beschichtungseinrichtung 22 in einer schematischen Ansicht zur Erläuterung des Grundprinzips. Das zuvor gewebte Leitungsgewebe 18 durchläuft die
Beschichtungseinrichtung 22 in Vorschubrichtung V, d.h. in der in Figur 2 gezeigten Ansicht von oben nach unten. In dieser Richtung V überfährt das Leitungsgewebe 18 ein
Beschichtungsmaterial-Auftragelement 30, welches flüssiges Beschichtungsmaterial 32 bevorratet. Hierbei dringt das Beschichtungsmaterial 32 in das vorbeigeführte
Leitungsgewebe 18 ein und durchdringt dabei jegliche
Maschen bzw. Zwischenräume des Geflechts. Um eine
gleichförmige und durchgehende Beschichtung zu erzielen, ist das Beschichtungsmaterial-Auftragelement 30 ringförmig um die Innenfläche des Leitungsgewebes 18 herum angeordnet.
Das Eindringen des Beschichtungsmaterials 32 in das
Leitungsgewebe 18 wird ferner gefördert, indem eine
Unterdruckkammer 34 an der gegenüberliegenden Seite
(Aussenfläche) des Leitungsgewebes 18 und an
korrespondierender Stelle zum Beschichtungsmaterial- Auftragelement 30 bereitgestellt wird. Die Unterdruckkammer 34 steht mit der Aussenfläche des Leitungsgewebes 18 in direkter Anlage und ist hiermit im Wesentlichen
abgedichtet. Die Unterdruckkammer 34 legt (in Relation zum Atmosphärendruck) einen Unterdruck an die Aussenfläche des Leitungsgewebes 18 an, wodurch das flüssige
Beschichtungsmaterial 32 weiter zuverlässig durch das
Leitungsgewebe 18 gezogen wird. Somit wird das
Leitungsgewebe 18 komplett bis zur Aussenfläche mit dem flüssigen Beschichtungsmaterial 32 durchdrungen. Die
Unterdruckkammer 34 ist bspw. ringförmig um die
Aussenfläche des Leitungsgewebes 18 herum angeordnet.
Obwohl nicht gezeigt, kann die Beschichtung mit dem
gleichen Auftragungsprinzip in mehreren Stufen bzw.
Schichten appliziert werden. Hierbei kann zuerst eine zum Gewebe oder Geflecht haftvermittelnde Schicht und dann eine weitere Schicht des eigentlichen Dichtungsmaterials
appliziert werden. Es kann hierzu entsprechend eine
zusätzliche Beschichtungseinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein.
Das stromabwärts vom Beschichtungsmaterial-Auftragelement 30 stetig vorgeschobene beschichtete Leitungsgewebe 36 durchläuft anschliessend eine Vernetzungseinrichtung 38, welche die Vernetzung durchführt. Die Vernetzung geschieht (in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials ) z.B. durch die Zu- oder Abfuhr von Wärme (Infrarot oder Heissluft) oder durch die Bestrahlung mit UV-Licht. In dem in Figur 2 gezeigten Beispiel umfasst die Vernetzungseinrichtung 38 vier Infrarotstrahler 40'- 40' ' ' , welche die Aussenfläche und Innenfläche des
beschichteten Leitungsgewebes 36 mit Infrarotstrahlen bestrahlen. Es können mehrere Infrarotstrahler konzentrisch zu sowohl der Innenfläche als auch der Aussenfläche von dem beschichteten Leitungsgewebe 36 angeordnet werden, um somit eine möglichst gleichmässige Bestrahlung mit
Infrarotstrahlen zu gewährleisten. Das flüssige
Beschichtungsmaterial 32 wird aus der
Beschichtungsmaterial-Speichereinrichtung (siehe Figur 1) stetig durch eine Zufuhrleitung 42 zugeführt.
Gleichzeitig mit den zuvor genannten Prozessschritten wird die Innenleitung 26 durch den Beschichtungskopf 22
geleitet. Hierbei wird die Innenleitung 26 in dem in Figur 2 gezeigten Beispiel durch ein zylindrisches Trennelement 44 geführt, um somit zu verhindern, dass die Innenleitung 26 mit dem Leitungsgewebe 18 und insbesondere dem
beschichteten Leitungsgewebe 36 in Kontakt tritt. Das zylindrische Trennelement 44 schützt die darin geführte Innenleitung 26 ebenso gegen nachteilhafte Einwirkungen durch die Vernetzungseinrichtung 38. Mit anderen Worten, wird die Innenleitung 26 durch das zylindrische
Trennelement 44 z.B. gegen einen erhöhten Wärmeeintrag, gegen UV-Strahlen und/oder weitere Einwirkungen durch die Vernetzungseinrichtung 38, welche die Innenleitung 26 beeinträchtigen oder gar zerstören könnten, geschützt.
Obwohl in dem in Figur 2 gezeigten Beispiel das
Beschichtungsmaterial-Auftragelement 30 als innerhalb des Leitungsgewebes 18 (Innenfläche) angeordnet angezeigt ist und die Unterdruckkammer 34 als ausserhalb des
Leitungsgewebes 18 (Aussenfläche) angeordnet angezeigt ist, kann diese Anordnung ebenso umgekehrt sein. Obwohl in den Figuren nicht gezeigt, ist es auch möglich, mit einem Überdruck (relativ zum Umgebungsdruck) zu arbeiten und somit das Beschichtungsmaterial durch das Gewebe hindurch zu pressen. Hierfür wird der Beschichtungskopf konstruktiv entsprechend angepasst, damit der Überdruck nicht
entweichen kann. Die Beschichtung des Schlauchgewebes 18 kann grundsätzlich „endlos" aufgetragen werden, indem die Beschichtungseinrichtung 22 ein Umschalten zwischen zwei separat auswechselbaren Tanks (nicht gezeigt) zum
Bevorraten des flüssigen Beschichtungsmaterials 32 erlaubt.
Bekannte Verfahren arbeiten meist mit thermoplastischen Kunststoffen als Beschichtungsmaterialien, welche unter sehr hohem Druck (>100bar) und entsprechend hohen
Temperaturen in Extrudern verarbeitet werden müssen. Das erfindungsgemässe Verfahren kann sich hingegen dezidiert auf die Verarbeitung von Silikon- und PU- respektive PUA- Formulierungen oder ähnliche Materialien stützen, die bei Raumtemperatur flüssig vorliegen, aufgrund ihrer tiefen Viskosität nicht extrudiert werden müssen und chemisch derart formuliert sind, dass sie, im Vergleich zu bekannten Verfahren, bei der Zufuhr bei einer geringen Wärmeenergie oder einem geringen UV-Licht vernetzen. Aufgrund der somit möglichen Verarbeitung bei tiefen Temperaturen kann
allenfalls empfindliches Gewebe geschont werden. Ferner ist vorteilhaft der Energieverbrauch reduziert und ist in
Relation zum Kunststoffschmelzen eine angenehmere
Arbeitsumgebung ermöglicht. Figur 3 zeigt ein Beispiel der Beschichtungseinrichtung 22 in einer weiteren schematischen Ansicht. Zusätzlich zu dem in Figur 2 gezeigten Beispiel, werden die zugeführten
Fasern des Leitungsgewebe 18 vorab erwärmt, indem sie durch eine Vorheizstation 46 durchlaufen. Diese Vorheizstation 46 umfasst mehrere Vorheizelemente 48 ' - 8 ' ' ' ' , welche die Innenfläche und Aussenfläche des Leitungsgewebes 18, bspw. mittels Infrarotstrahlen, vorheizen. Durch das Vorheizen der Fasern des Leitungsgewebes 18 wird die anschliessende Verbindung mit dem flüssigen Beschichtungsmaterial 32 unterstützt. Zusätzlich ist ein Luftrakel 50 vorgesehen, welches beim Beschichten direkt auf das Leitungsgewebe 18 angedrückt wird, sodass hierdurch die Beschichtungsdicke eingestellt wird. Stromabwärts vom Luftrakel 50 ist ein Walzenrakel 52 vorgesehen, welches auf das beschichtete Leitungsgewebe 36 angedrückt wird und hierdurch
überschüssiges Beschichtungsmaterial abträgt. Somit kann ebenso zuverlässig eine gewünschte Beschichtungsdicke eingestellt werden. Das Walzenrakel 52 ist korrespondierend zu der Aussenform eines auf der gegenüberliegenden Seite
(Aussenseite ) angeordneten Gegenstücks 54 geformt, welches eine im Wesentlichen kreisförmige Aussenfläche hat. Um sich dieser Aussenfläche im Wesentlichen anzuschmiegen, nimmt das Walzenrakel 52 daher eine im Wesentlichen J-Form ("J- Rakel") an.
Zur anschliessenden Vernetzung durchläuft das mit idealer Schichtdicke beschichtete Leitungsgewebe 36 durch die
Vernetzungseinrichtung 38 und wird dabei zur Vernetzung einer Bestrahlung mit Infrarotstrahlen durch
Infrarotstrahler 40 ' -40 ' ' ' ' ausgesetzt. Um die im
zylindrischen Trennelement 44 geführte Innenleitung 26 gegen einen Wärmeeintrag durch die Infrarotstrahler 40'- 40'''' weiter zuverlässig zu schützen, wird das
zylindrische Trennelement 44 im Inneren mit Zuluft 56 durchströmt (wie schematisch durch Pfeile 56
gekennzeichnet) . Hierzu ist das Trennelement 44 in
Längsrichtung ausgehöhlt bzw. doppelschichtig ausgebildet. Die Durchströmungsrichtung der Zuluft 56 entspricht hierbei der Vorschubrichtung V. Die am Ende des zylindrischen
Trennelements 44 austretende Zuluft 56 durchläuft dann in entgegengesetzter Richtung durch die Vernetzungseinrichtung 38 und strömt abschnittsweise entlang des beschichteten Leitungsgewebes 36, wodurch zusätzlich die Vernetzung gefördert wird. Die erwärmte Abluft 58 dieser Zuluft 56 Strömung wird anschliessend nach oben aus der
Beschichtungseinrichtung 22 abgeführt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Leitung (12), welches umfasst : Verweben einer Mehrzahl von Fasern (16 ',16' ') zu einem Leitungsgewebe (18) ;
Fördern des Leitungsgewebes (18) in einer Vorschubrichtung (V) ;
Auftragen von einem flüssigen Beschichtungsmaterial (32) auf die Innenfläche und/oder Aussenfläche des gewebten Leistungsgewebes (18); und
Verbinden des aufgetragenen flüssigen
Beschichtungsmaterials (32) mit dem Leitungsgewebe (18) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das flüssige
Beschichtungsmaterial (32) ringförmig auf das in
Vorschubrichtung (V) bewegte Leitungsgewebe (18)
aufgetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verbinden des aufgetragenen flüssigen Beschichtungsmaterials (32) mit dem Leitungsgewebe (18) ein UmfHessen der Fasern
(16', 16' ') mit dem flüssigen Beschichtungsmaterial (32) und ein anschliessendes Aushärten dessen umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Beschichtungsmaterial (32) Silikon, Polyurethan oder Polyurea umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schichtdicke des aufgetragenen flüssigen
Beschichtungsmaterials (32) an wenigstens einer Stelle stromabwärts der Auftragung über eine Rakelbeschichtung oder ein Kalandrieren eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Durchdringen des Leitungsgewebes (18) mit dem flüssigen Beschichtungsmaterial (32) durch ein Anlegen eines Unterdrucks an das Leitungsgewebe (18) an einer Stelle hiervon, welche über das Leitungsgewebe (18) der Stelle zum Auftragen des flüssigen Beschichtungsmittels (32) wenigstens abschnittsweise gegenüberliegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Temperieren der Fasern (16 ',16'') stromaufwärts der Beschichtung und/oder des beschichteten Leitungsgewebes (36) stromabwärts der Beschichtung.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Durchleiten einer separaten
Innenleitung (26) innerhalb des Leitungsgewebes (18) entlang dessen Vorschubrichtung (V) .
9. Vorrichtung (10) zum Herstellen einer Leitung (12), umfassend : eine Webeinrichtung (14) zum Verweben von einer Mehrzahl von Fasern (16', 16'') zu einem Leitungsgewebe (18); eine Fördereinrichtung zum Fördern des Leitungsgewebes (18) in einer Vorschubrichtung (V) ;
ein Auftragelement (30) zum Auftragen eines flüssigen
Beschichtungsmaterials (32) auf wenigstens die Innenfläche und/oder Aussenfläche des Leitungsgewebes (18); und eine Vernetzungseinrichtung (38) zum Vernetzen des
aufgetragenen flüssigen Beschichtungsmaterials (32) mit dem Leitungsgewebe (18) .
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner umfassend eine
Vakuumeinrichtung (34) zum Anlegen eines Unterdrucks an das Leitungsgewebe (18) an einer Stelle hiervon, welche über das Leitungsgewebe (18) der Stelle zum Auftragen des flüssigen Beschichtungsmaterials (32) wenigstens
abschnittsweise gegenüberliegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei das
Beschichtungsmaterial (32) Silikon, Polyurethan oder
Polyurea umfasst.
12. Leitung (12), welche durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.
13. Erdwärmesonde mit einer Leitung (12) nach Anspruch 12 zur Verwendung in der Geothermie.
PCT/EP2016/065409 2015-07-27 2016-06-30 Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer leitung, leitung sowie erdwärmesonde WO2017016790A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH01088/15A CH711385B1 (de) 2015-07-27 2015-07-27 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Leitung, Leitung sowie Erdwärmesonde.
CH01088/15 2015-07-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017016790A1 true WO2017016790A1 (de) 2017-02-02

Family

ID=56413628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/065409 WO2017016790A1 (de) 2015-07-27 2016-06-30 Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer leitung, leitung sowie erdwärmesonde

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH711385B1 (de)
WO (1) WO2017016790A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3603945A1 (de) 2018-07-31 2020-02-05 TTS Inova AG Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines endloshalbzeugs, endloshalbzeug, erdwärmesonde, bohrlocharmierung sowie sanierungsrohr
JP2020514672A (ja) * 2017-03-07 2020-05-21 エー−チューブ・スウェーデン・アーベー 可撓性封止チューブおよびその製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1440081A (en) * 1972-11-06 1976-06-23 Goodyear Tire & Rubber Structures of reinforced elastomeric material
DE102009028306A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-24 Tpr Fiberdur Gmbh & Co. Kg Doppelrohr
DE102012201262A1 (de) * 2012-01-30 2013-08-01 Burgmann Packings GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs, Endlos-Halbzeug sowie Pultrusionsverfahren und Pultrusionsvorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1440081A (en) * 1972-11-06 1976-06-23 Goodyear Tire & Rubber Structures of reinforced elastomeric material
DE102009028306A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-24 Tpr Fiberdur Gmbh & Co. Kg Doppelrohr
DE102012201262A1 (de) * 2012-01-30 2013-08-01 Burgmann Packings GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs, Endlos-Halbzeug sowie Pultrusionsverfahren und Pultrusionsvorrichtung

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020514672A (ja) * 2017-03-07 2020-05-21 エー−チューブ・スウェーデン・アーベー 可撓性封止チューブおよびその製造方法
JP7084951B2 (ja) 2017-03-07 2022-06-15 エー－チューブ・スウェーデン・アーベー 可撓性封止チューブおよびその製造方法
US11549726B2 (en) 2017-03-07 2023-01-10 E-Tube Sweden Ab Flexible sealing tube and method for producing the same
EP3603945A1 (de) 2018-07-31 2020-02-05 TTS Inova AG Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines endloshalbzeugs, endloshalbzeug, erdwärmesonde, bohrlocharmierung sowie sanierungsrohr
WO2020025720A1 (de) 2018-07-31 2020-02-06 Tts Inova Ag Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines endloshalbzeugs, endloshalbzeug, erdwärmesonde, bohrlocharmierung sowie sanierungsrohr

Also Published As

Publication number Publication date
CH711385A2 (de) 2017-01-31
CH711385B1 (de) 2019-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2835956C2 (de) Verfahren zum innwandigen Verbinden einer installierten Rohrleitung
DE2240153C2 (de) Verfahren zum Auskleiden eines Kanals
DE1303367C2 (de) Verfahren zum herstellen eines mit einem geflecht aus polyamidfasern ueberzogenen polyamidschlauches
DE102016219553B4 (de) Pultrusionsverfahren, Verwendung eines Pultrusionsverfahren und Anordnung zur kontinuierlichen Herstellung von Rohlingen aus einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff
DE2834511A1 (de) Rohr aus duroplast
DE2848157A1 (de) Vorrichtung zum aufbringen von fluessigkeit auf ein gewebe
DE102012201262A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs, Endlos-Halbzeug sowie Pultrusionsverfahren und Pultrusionsvorrichtung
EP1697109B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum aufbringen einer verstärkung auf ein kunststoffrohr durch ein wickelschweissverfahren
EP1042110B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur faserimprägnierung
WO2017016790A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer leitung, leitung sowie erdwärmesonde
DE1504971B1 (de) Vorrichtung zur fortlaufenden Herstellung nahtloser Kunststoffschlaeuche mit Textilarmierung
DE1779612A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von verstaerkten Schlaeuchen
DE1629250B1 (de) Verfahren zum herstellen von schläuchen
DE102006019562A1 (de) Mit Verstärkungselement versehene Schlauchleitung und Verfahren sowie Vorrichtung zu deren Herstellung
DE2137059C3 (de) Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffrohren oder Kunststoffschläuchen mit einer verstärkenden schlauchförmigen Einlage
DE2310962C3 (de) Gegen hohe Temperaturen beständiger, flexibler Schichtkörper
EP1026313B1 (de) Band für Maschinen zur Herstellung von Materialbahnen
DE2932941C2 (de)
EP0400573A1 (de) Verfahren zur Herstellung von beidseitig beschichteten endlosen Lauftüchern, insbesondere für Papier- und Textilmaschinen, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102008055156B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten strangförmiger Materialien
DE3909935C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines undurchlässigen und biegsamen Bandes oder Schlauches
DE2727318A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen herstellung eines verstaerkten schlauches aus einem elastomer und vorrichtung zur durchfuehrung desselben
DE102016219554B4 (de) Injektionseinrichtung zur Imprägnierung eines Strangs aus Fasern sowie deren Verwendung in einem Pultrusionsverfahren
DE1546383C3 (de) Vorrichtung zum fortlaufenden Auftragen von Flüssigkeiten in Gel-, Sol- oder kolloidaler Form, beispielsweise von Lösungen synthetischer Harze und von Gummisorten, auf Faserstoffbahnen aus Papier oder Gewebe
WO2020015890A1 (de) Schlauchpaket zur herstellung eines schlauchliners sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung eines schlauchliners aus dem schlauchpaket

Legal Events

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

Ref document number: 16739047

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16739047

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1