DE1779406C - Verfahren zur Herstellung thermisch isolierter Leitungsrohre - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung thermisch isolierter Leitungsrohre zum Transport flüssiger oder gasförmiger, erwärmter oder gekühlter Medien, bei dem von einer Vorratsspule ein gewelltes Innenrohr abgewickelt, von einer weiteren Vorratsspule ein zu einem Rohr Siit Abstand um das Innenrohr zu formendes Band abgezogen, in den gebildeten Hohlraum selbstschäumender Kunststoff eingeträufelt, das gebildete Außenrohr durch Schweißen hergestellt und dann das Außenrohr gewellt wird.

Bei der Herstellung thermisch isolierter Leitungsrohre, die aus mindestens zwei koaxialen, Vorzugsweise gewellten Rohren bestehen und zum Transport flüssiger oder gasförmiger, .rwärmter oder gekühlter Medien verwendet werden, hat man bereits auf das Innenrohr ein Schaumstoffband aufgebracht, das längseinlaufend oder schraubenlinienförmig aufgcwickelt und anschließend verschweißt wird. Dieses Verfahren hat jedoch seine Grenze dann, wenn der Abstand zwischen Außen- und Innenrohr relativ groß isl, d. li., wenn dicke Schaiimsloffschiehten notwendig sind, die sich nur schwer formen und ver· ■-chwcil.tcii lassen. Werden weiche Schaumstoffe vervvcndcl, so isl es möglich, bei gewellten Rohren die Wellenklippen des äußeren Rohres iiusziifüllen, die Konzentrizität der Rohranordnung wird jedoch beeinträchtigt. Verwendet man härtere Schaumstoffe, so ist es schwer, sie zum Rohr zu verformen. Versuche, statt einer mehrere dünne Schaumstoffschichten um das Innenrohr aufzubringen, haben auch nicht zum gewünschten Erfolgt geführt, weil tinmal das Verschweißen der dünnen Schaumstoffbänder Schwierigkeiten bereitet und zum anderen die hierzu erforderlichen Vorrichtungen recht aufwendig sind (deutsches Gebrauchsmuster 1 954 245).

Man ist deshalb dazu übergegangen, eine thermische Isolierung zu verwenden, die aus einem selbstschäumenden Kunststoff besteht. Hierbei wird der noch nicht aufgeschäumte Kunststoff auf das gewellte Innenrohr getropft, das vor dem Aufschäumprozeß von einem zum Rohr geformten Band umschlossen wird. Der aufgeschäumte Kunststoff füllt den Raum zwischen Außen- und Innenrohr aus.

Diese für glatte Rohre bekannten Verfahren (deutsche Auslegeschrift 1 175 423) läßt sich aber für Leitungsrohre, deren Außenmantel zur Erhöhung der Flexibilität der Rohre gewellt wird, nicht anwenden, da beim anschlie3enden Wellen des Außenmantels Erhebungen oder des öfteren auch Knickungen des Innenrohres auftreten. Solche Knickungen oder Erhebungen beeinträchtigen aber den Durchfluß des strömenden Mediums und darüber hinaus die mechanische Festigkeit eines solchen Rohrgebildes. Die Ursachen hierfür sind im wesentlichen darin zu sehen, daß die durch die Wellung verursachte Rohrverkürzung auf die thermische Isolierschicht einwirkt, die teils durch die Verklebung, teils durch in die \Vellenkuppen eingedrungenen Kunststoff auf Druck und Schub beansprucht wird. Da zum Zeitpunkt der Wellung der Schaumstoff eine gewisse Härte besitzt, vermögen die am Rande vorkommenden axial gerichteten Kräfte ihre Wirkung auf das Innenrohr zu übertragen, das in kurzen und ziemlich regelmäßigen Abständen geknickt wird. Bei koaxialen Leitungsrohren, die zur besseren Konzentrizität eine Stützwendel aufweisen, ergibt sich eine spiralförmige Erhebung, die sich der Wellung des Inrienrohres anpaßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, Rohrleitungen aus zwei koaxialen gewellten Rohren mit einer zwischen den Rohren angeordneten thermisch isolierenden Schaumstoffschicht in kontinuierlicher Weise und ohne Beschädigung des Innenrohres herzustellen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art zwischen dem Innenrohr und dem zum Außenrohr zu formenden Band ein weiteres von einer Vorratsrolle abzuziehendes Band eingebracht wird und der selbstschaumende Kunststoff auf dieses Band aufgeträufelt wird, wonach das Band zu einem Rohr gebogen wird.

Auf diese Weise ist verhindert, daß der selbstschaumende Kunststoff mit dem Innen- bzw. Außenrohr verklebt und damit die beim Wellen eintretende Rohrverkürzung auf das Innenrohr übertragen wird. Durch das um das jeweils innere zweier koaxialer Rohre geformte Band, das gleichzeitig zum Transport des selbstschäumcnden Kunststoffes benutzt wird, ist vielmehr eine Relativbewegung zwischen dem mit dem selbstschäumenden Kunststoff beaufschlagten Innenrohr und dem Außenrohr gewährleistet.

Da infolge der Wellung des Melallbüüdes tür das

Außenrohr eine größere Länge benötigt wird als für das um das Innenrohr geformte Band, ist die Zuführungsgeschwindigkeit des Metallbandes größer als die des verformten Bandes, jedoch so eingestellt, daß beide Durchlaufgeschwindigkeiten in der Welleinrichtung gleich sind.

Von Jen Eigenschaften des verwendeten selbstschäumenden Kunststoffes hängt die Konsistenz und Festigkeit des verwendeten Bandes ab. Wird beispielsweise ein schnellschäumender Kunststoff verwendet, d. h. ein Kunststoff mit einer Topfzeit bis zu 50 Sekunden, der also vor der WeHeinrichtung aufgeschäumt ist, so ist ein formstabiles Band vorteilhaft, das zu einem Rohr verformt und geschweißt wird oder auch unverschweißt bleibt. Unverschweißt kann das formstabile Band beispielsweise dann bleiben, wenn das Außenrohr unmittelbar um dieses Band gebogen und verschweißt wird. Als formstabile Bänder, die die Konzentrizität ües innen- ^nd Außenrohres während der Fertigung sicherstellen können Metallbänder verwendet werden, die eine Wandstärke zwischen 0,02 und 0,7 mm aufweisen. Als besonders vorteilhaft haben sich jedoch Metallbänder, beispielsweise Stahlbänder, mit einer Wandstärke von 0,05 bis 0,4 mm erwiesen.

Zur weiteren Erleichterung der Relativverschiebung zwischen dem mit dem verformten Band umgebenden Innenrohr und dem Außenrohr beim Wellvorgang kann der Raum zwischen dem rohrförmig verformten Band und dem Außenrohr mit einem langsam schäumenden Kunststoff gefüllt werden, der bis zur WeHeinrichtung als Gleitmittel wirkt und erst danach aufschäumt. Auf diese Weise erhält man eine ausgezeichnete Längswasserdichtigkeit einer solchen Anordnung.

Verwendet man in Weiterführung des Erfindungsgedankens einen selbstschäumenden Kunststoff mit einer Topfzeit bis zu 10 Minuten, d. h. einen langsamen Schaum, der erst nach der WeHeinrichtung aufschäumt, so braucht das um das Innenrohr geformte Band keine besondere Festigkeit zu besitzen. In diesem Fall dient das Band im wesentlichen zum Transport der Schaumstoffkomponenten so lange, bis das Außenrohr gewellt ist.

Damit eine R?!ationsbewegung zwischen Band und äußerem Roh' entsteht, wird das Band gebremst. Als Trägerband kann ein längseinlaufendes Papierband verwendet werden, dessen Breite so gewählt ist, daß beim Umlegen zum Rohr in der Nähe der Schweißnaht ein Spalt von 30 bis 40 mm aufklafft. Als vorteilhaft hat sich auch ein gekrepptes Papierband erwiesen, das sich beim Aufschäumen des Kunststoffes leicht in die Wellen des Außenmantels einlegt.

Die Verwendung eines langsam schäumenden Kunststoffes hat gegenüber der Verwendung eines schnelL.i Schaumes den Vorteil, daß auf das verhältnismäßig teure formstabile Band verzichtet werden kann. Darüber hinaus kann ein auf diese Weise hergestelltes thermisch isoliertes Leitungsrohr oft insbesondere dann Vorteile bringen, wenn von der Rohrleitung eine bestimmte Längswasserdichtigkeit gefordert wird, da durch das Aufschäumen des Kunststoffes nach der Wellung auch die Wcllenkuppen ausgefüllt werden. Zjr Erhöhung der Wasserdichtigkeit empfiehlt es sich auch, ein Band in der oben beschriebenen Breite zu verwunden, das ni<:ht die ganze Tnncnwandung des Außenrohres abdeckt, sondern zu einem offenen Rohr geformt wird. Auf diese Weise ist es möglich, daß der aufgeschäumte, aus dem Spalt austretende Kunststoff unmittelbar auf dem Außenrohr haftet und somit eine Wassersperre bildet.

Die Erfindung sei an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. '

Auf das von der Vorratstrommel 1 abgezogene gewellte Innenrohr 2, beispielsweise aus Kupfer, werden die beispielsweise aus einem geeigneten Schaumstoff bestehenden Abstandshalter 3 aufgebracht. Das so vorbereitete Innenrohr läuft dann in eine an sich bekannte, nicht dargestellte Formvorrichtung ein, in der das von der Vorratsscheibe 4 abgezogene, vorzugsweise gekreppte Papierband 5 um das Innen-

rohr 2 zum Rohr verformt wird. Die Breite des Papierbandes ist hierbei so gewählt, daß am Umfang des verformten Bandes ·τ· Längsrichtung ein Spalt von etwa 30 bis 40 mm aufklafft. Während der Verformung des Papierbandes 5 zum Rohr wird mittels

20. der Tropfvorrichtung 6 der flüssige Kunststoff auf das Band aufgebracht. Diese Tropfvorrichtung 6 ist mit nicht näher bezeichneten Zuführungsleitungen für die Komponenten des aufzuschäumenden Kunststoffes, im Falle von Polyurethan, Polyol und Isocy-

»5 anat, ausgerüstet. Die zugeführten Komponenten werden dann in einer besonders ausgebildeten Kammer gemischt und schließlich durch eine nicht dargestellte Düse auf das Papierband aufgetropft. Der so aufgebrachte Kunststoff, der eine Topfzeit bis zu 10 Minuten aufweisen kann, wird dann mit Hilfe des Bandes 5 in Richtung auf die Lichtbogenschweißeinrichtung 8 transportiert, mittels der das von der Abwikkelvorrichtung 9 abgezogene Stahlband 10 nach dem Umbiegen zum Schlitzrohr in bekannter Weise ver-

schweißt wird. Das so vorbereitete Leitungsrohr durchläuft dann anschließend die schematisch angedeutete WeHeinrichtung 1, mit deren Hilfe das aus dem Stahlband 10 geformte Außenrohr 12 gewellt wird. Der Kunststoff 7 schäumt jetzt auf und füllt alle Zwischenräume zwischen dem Innenrohr und dem um das Innenrohr geformten Papierband bzw. zwischen dem Papierband und dem Außenmantel, soweit der aufschäumende Kunststoff aus dem klaffenden Spalt am Umfang des Papierbandes zur Her-

stellung einer Längswasserdichtigkeit in den Raum zwischen dem Papierband und dem Außenmantel eindringen kann.

Um das gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellte thermisch isolierte Leitungsrohr auch ge-

So gen Korrosion zu schützen, wird der Außenmantel 12 nach Fertigstellung mit einem Korrosionsschutz umgeben und anschließend das so vorbereitete Leitungsrohr einem nicht dargestellten Extruder zugeführt, vj es in an sich bekannter Weise mit einem korrosionsbeständigen Mantel aus einem geeigneten Kunststoff umgeben wird.

Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es selbstverständlich auch möglich, thermisch isolierte Leitungsrohre herzustellen, die aus

mehr als zwei spiralförmig gewellten oder mit einer Parallelwellung versehenen Rohren bestehen. Hierzu ist es erforderlich, daß das lnnenmhr mit der beschriebenen Vorrichtung mehrmals behandelt wird oder mehrere in Reihe hintereinander angeordnete Vorrichtungen durchlaufen muß. die in gleicher Weise aulgebaut sind.

Bei Verwendung eines langsam SL-Iiiiimieiulen Kunststoffes ist es abweichend von dem dargestellten

Aiisführungsbeispiel auch möglich und in der Regel besonders vorteilhaft, auf eine Vorvcrformung des Papierbandes zu verzichten und dieses zusammen mit dem Stahlband in einem doppclwandigen Schlitzrohr zu verformen, dessen Außenrohr verschweißt und gcwellt wird. Die nach der Wellung einsetzende Aufschaumung drückt dann das Papierband in die WcI-lcnkupperi ein und füllt diese mit dem aufschäumenden Kunststoff aus.

Die gemäß dem Verfahren nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel hergestellte Rohranordnung kann sowohl als sogenanntes Fcrnheizkabcl Verwendung finden, d. h. zur Übertragung erwärmter Flüssigkciten, als auch dort, wo der Transport gekühlter Medien ohne wesentliche Verluste erfolgen soll. Geht man hierbei zu extrem niedrigen Temperaturen des gekühlten Mediums über, beispielsweise in den Bcreich der Supraleitfähigkeit, dann kann eine solche Anordnung auch als elektrisches Kabel verwendet werden. Hierbei ist es dann auch möglich und oft besonders vorteilhaft, im Inneren des z. B. mit flüssigem Helium gefüllten innersten Rohres Leitungsstrenge anzuordnen. Als aufschäumender Kunststoff wird in diesem Falle vorteilhaft ein Polyamid-Schaum verwendet, der sich durch gute Isolicreigenschaften auszeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung thermisch isolierter Leitungsrohre zum Transport flüssiger oder gasförmiger, erwärmter oder gekühlter Medien, bei dem von einer Vorratsspule ein gewelltes Innenrohr abgewickelt, von einer weiteren Vorratsspule ein zu einem Rohr mit Abstand um das Innenrohr zu formendes Band abgezogen, in den gebildeten Hohlraum selbstschäumender Kunststoff eingeträufelt, das gebildete Außenrohr durch Schweißen hergestellt und dann das Außenrohr gewellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innenrohr (2) ur;' dem zum Außenrohr (12) zu formenden Band (10) ein weiteres von einer Vorratsrolle (4) abzuziehendes Band (5) eingebracht wird und der selbstschäpmende Kunststoff (7) auf dieses Band (5) aufgeträufelt wird, wonach das Band (5) zu einem Rohr gebogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Band (5) ein Metallband benutzt wird, das eine Wandstärke zwischen 0,02 und 0,7 mm aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Band (5) ein gekrepptes Papierband benutzt wird

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzek "inet, daß der zwisehen dem verformten Band (5) und dem Außenrohr (12) vorhandene Zwischenraum mit einem als Gleitmittel wirkenden Kunststoff gefüllt ist, der nach dem Wellen des Außenrohres (12) aufschäumt.