AT398053B - Verfahren und rohrverbindungsstück zur kontinuierlichen herstellung umschäumter, thermisch isolierter leitungsrohre - Google Patents

Description

AT 398 053 B

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung umschäumter, thermisch isolierter Leitungsrohre zum Transport flüssiger oder gasförmiger, erwärmter oder gekühlter Medien, bei dem das Leitungsrohr kontinuierlich in einer Doppel-Formblockketten-Bandanlage durch Aufbringen eines schäumbaren Kunststoffgemisches umschäumt wird, wobei das Leitungsrohr durch den Schaumstoff 5 lagefixiert wird.

Verfahren sowohl zur kontinuierlichen als auch diskontinuierlichen Herstellung von thermisch isolierten Leitungsrohren, die außen mit einem Schutzmantel aus Kunststoff versehen sind, sind bekannt.

Verschiedene der bekannten kontinuierlichen Verfahren bestehen darin, daß man das mit Abstandhaltern versehene Leitungsrohr gemeinsam mit einem als Schutzmantel dienenden Kunststoff-Folienschlauch io durch ein stationäres Formrohr führt, wobei das Zusammenfügen und Zusammenschweißen der Ränder des Kunststoffbandes zu dem Kunststoff-Folienschlauch kurz vor dem Einfuhren in das stationäre Formrohr erfolgt. Das zu verschäumende Kunststoffgemisch wird in der Regel kurz vor dem Zusammenfügen und Zusammenschweißen der sich überlappenden Ränder des zu dem Kunststoff-Folienschlauch geformten Kunststoff-Folienbandes auf das Kunststoff-Folienband aufgetragen. Während des Durchganges durch das 75 stationäre Formrohr erfolgt dann das Ausschäumen des Ringraumes zwischen Leitungsrohr und schlauchförmigen Außenschutzmantel. Gegebenenfalls kann bei diesem Verfahren anstelle des Kunststoff-Folienschlauches eine beidseitig mit Copolymeren beschichtete Aluminiumfolie eingesetzt und der Schutzmantel nach Durchgang des umschäumten Leitungsrohres durch das stationäre Formrohr mittels eines Extruders aufextrudiert werden (DE-OS 33 07 865). 20 Diese kontinuierlichen Verfahren haben sich jedoch bei Leitungsrohren mit größerem Durchmesser in der Praxis nicht durchsetzen können, da die Reibungskräfte zwischen Außenmantel und stationärem Formrohr, bedingt durch den auftretenden Schaumdruck, zu groß sind, um einen schnellen Durchgang durch das stationäre Formrohr zu gewährleisten, selbst wenn man zwischen Außenmantel und stationärem Formrohr noch ein Gleitmittel zusätzlich einbringt. 25 Aus der DE-OS 30 46 463 ist ein kontinuierliches Verfahren der einleitend genannten Art zum Umschäumen von Rohren für Heizungs- oder Klimaanlagen bekannt, bei welchem das Rohr in eine kontinuierlich aus einem umlaufenden Band gebildete Formhülse unter gleichzeitiger Zufuhr des aufschäumenden Kunststoffes eingeführt wird und mit der Hülse eine Doppel-Formblockketten-Bandanlage durchläuft, wonach die Hülse sich wieder zum Band zurückbildet und dabei das umschäumte Rohr freigibt. 30 Für Rohre großen Durchmessers, die ein relativ hohes Eigengewicht aufweisen, haben sich diese Verfahren als untauglich erwiesen, weil das Rohr beim Durchlauf durch die Doppel-Formblockketten-Bandanlage nicht im Formraum zentriert bleibt und somit eine ungleichmäßige Schaumstoffhülle erhält.

Anstelle dieser kontinuierlichen Verfahren wird daher in der Praxis bei Leitungsrohren mit Längen von 6 bis 18 m und Durchmessern von 20 bis 60 mm ein diskontinuierliches Verfahren durchgeführt, bei dem das 35 Leitungsrohr zunächst in bestimmten Abständen mit schaumdurchlässigen Abstandhaltern versehen und mit einem relativ dicken Kunststoffschlauch überzogen wird. Das so vorbereitete Gebilde wird dann in Schräglage nach und nach ausgeschäumt. Die Dicke des Kunststoffschlauches richtet sich bei diesem Verfahren nach dem auftretenden Schaumdruck, da er nicht nur die Aufgabe hat, den Außenmantel zu bilden, sondern gleichzeitig als "Form" zu dienen. Deshalb muß der Kunststoffschlauch so stark ausgelegt sein, daß er den 40 auftretenden Schaumdruck abfangen kann. Nachteilig bei diesem Verfahren ist damit nicht nur die notwendige Verwendung des dicken Kunststoffschlauches, sondern auch die Tatsache, daß kein gleichmäßiger Schaum durch die Schräglagenverschäumung entsteht und außerdem der Schaum ein relativ hohes Raumgewicht aufweist. Hinzu kommt, daß die diskontinuierliche Verfahrensweise nicht wirtschaftlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu 45 stellen, mit denen es möglich ist, Leitungsrohre, auch solche mit größerem Durchmesser, in wirtschaftlicher Weise kontinuierlich herzustellen, unter gleichzeitiger Einsparung von Material für den Außenmantel und Bildung eines gleichmäßigen Schaumes niedriger Dichte in der thermisch isolierend wirkenden Schicht.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung mit einem Verfahren der einleitend genannten Art, das sich dadurch auszeichnet, daß zum Umschäumen starrer unbiegsamer Leitungsrohre mit größeren Durch-50 messern von vorzugsweise 20 bis 60 mm und mit Längen von 6 bis 18 m vor Aufbringen des schäumbaren Kunststoffgemisches die Leitungsrohre zur Bildung eines endlosen Stranges mittels Rohrverbindungsstük-ken verbunden werden, und daß das schäumbare Kunststoffgemisch entsprechend eingestellt wird, so daß es spätestens dann so weit erhärtet ist und eine für das Leitungsrohr tragende Funktion ausübt, wenn das Leitungsrohr aufgrund seines Eigengewichtes durchhängen würde, und auf den umschäumten endlosen 55 Leitungsrohrstrang anschließend schäumbarer Kunststoff zur Bildung eines geschäumten Kunststoffschutzmantels mit hohem Raumgewicht in an sich bekannter Weise aufextrudiert und kalibriert wird, worauf vorzugsweise die Rohrverbindungsstücke quer zur Längsachse mittig durchgesägt werden. 2

AT 398 053 B

Die durch die Anwendung der Doppel-Formblockketten-Bandanlage mögliche kontinuierliche Verfahrensweise gestattet eine kontinuierliche Umschäumung der Leitungsrohre, die den Vorteil mit sich bringt, daß die Schaumstoffumhüllung über die gesamte Länge ein homogenes Zellbild ohne Blasen bei niedrigem Raumgewicht aufweist, wodurch nicht nur eine gleichmäßige mechanische Festigkeit, sondern auch bessere Lambda-Werte gegeben sind.

Mittels des der Doppel-Formblockketten-Bandanlage nachgeschalteten Extruders mit dazugehörender Vakuumkalibriervorrichtung ist es darüber hinaus möglich, in wirtschaftlicher Weise den geschäumten Kunststoffschutzmantel mit hoher Dichte und glatter Außenhaut formgetreu zu erzeugen. Außerdem kann der Kunststoffschutzmantel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich dünner ausgelegt werden als bei dem eingangs geschilderten diskontinuierlichen Verfahren, da der bei der Bildung der thermisch isolierenden Schaumstoffschicht auftretende Druck nicht mehr von dem Kunststoffmantel abgefangen zu werden braucht. Somit reduzieren sich beim erfindungsgemäßen Verfahren die Funktionen des Kunststoff-manteis auf Diffusionsdichtigkeit und Schutz gegen Verletzung beim Transport und beim Verlegen. Der geschäumte Schutzmantel verringert das Gewicht, den Preis und erhöht die Flexibilität. Er besteht vorzugsweise aus einem geschäumten Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid od.dgl. und weist vorzugsweise Raumgewichte von 500 bis 800 kg/m3 auf.

Da das erfindungsgemäße Verfahren so ausgelegt ist, daß die Leitungsrohre automatisch zum Außenmantel konzentrisch - also mittig - liegen, kann auf sämtliche Abstand- bzw. Zentrierhalter, wie sie bei den Verfahren gemäß des Standes der Technik notwendig sind, verzichtet werden. Hiedurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß die vielen Kältebrücken entfallen, wodurch das erfindungsgemäß hergestellte thermisch isolierte Leitungsrohr weiterhin wesentlich verbessert und verbilligt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für alle thermisch zu isolierenden Leitungsrohre, wie z.B. solche aus Kupfer, Stahl oder Kunststoff.

Kunststoffrohre größeren Durchmessers erzeugt man am besten direkt vor der erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung durch Extrusion, so daß das Hantieren mit den Rohren entfällt. Nach Verlassen der erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung werden die Leitungsrohre, die sich nicht mehr auf eine Rolle aufwickeln lassen, in die thermisch isolierten Leitungsrohre der jeweils gewünschten Länge zerschnitten.

Die Erfindung schlägt auch ein für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignetes Rohrverbindungsstück vor, das sich dadurch auszeichnet, daß es als Zylinder mit an beiden Stirnseiten koaxial angeordneten Sackbohrungen ausgebildet ist, wobei der Durchmesser der Sackbohrungen dem Außendurchmesser der Leitungsrohre und der Außendurchmesser des Zylinders dem Innendurchmesser des Formkanals der Doppel-Formblockketten-Bandanlage entspricht. Die Rohrverbindungsstücke sind damit so ausgelegt, daß sie nach ihrer Entfernung beim Verlegen der thermisch isolierten Leitungsrohre die Rohrenden ohne Schaumstoffisolierung freigeben, so daß die Leitungsrohre dann mit üblichen Rohrverbindungsstücken dicht und dauerhaft verbunden und anschließend isoliert werden können.

Zur Erzeugung der thermisch isolierenden Schaumstoffschicht kann man jeden geeigneten mit Treibmitteln versehenen Kunststoff oder entsprechende den jeweiligen Kunststoff bildende Ausgangskomponenten verwenden.

Je nach Anwendung kann der Schaumstoff der thermisch isolierenden Schicht mehr oder weniger flexibel oder starr sein.

Zu geeigneten Schäumen gehören vorzugsweise Polyurethanschäume, Polyisocyanuratschäume, Polyolefinschäume, insbesondere Polyethylen- oder Polypropylenschäume oder Schäume von entsprechenden Copolymerisaten davon, sowie Polystyrolschäume.

Bei der Erzeugung von Polyurethanschäumen, egal ob flexibler oder starrer Art, ist die Verwendung einer Trennfolie notwendig, die zusammen mit dem Leitungsrohr in die Doppel-Formblockketten-Bandanla-ge so eingeführt wird, daß sie an den Formblöcken zum Anliegen kommt. Der Ringraum zwischen Trennfolie und Leitungsrohr wird dann ausgeschäumt.

Als Trennfolie kann man jede Art von Folie verwenden, beispielsweise solche aus Papier, Kunststoff oder Metall. Um eine reine Trennwirkung zu erzielen, reicht es aus, Papier oder eine Kunststoff-Folie als Trennfolie einzusetzen. Wenn man jedoch zusätzliche Effekte, wie z.B. eine Wärmereflektion oder eine Dampfsperre wünscht, ist es vorteilhaft, eine Metallfolie, z.B. eine mit Papier oder mit Kunststoff einseitig oder beidseitig beschichtete Aluminiumfolie einzusetzen.

Andererseits kann man bei bestimmten Schaumstofftypen, z.B. bei solchen aus Polyethylen oder Polystyrol, ohne eine Trennfolie arbeiten, da es ausreichend sein kann, wenn die Formblockketten bei Rücklauf mit einem üblichen Formentrennmittel behandelt werden. Arbeitet man dabei mit während des Rücklaufs zusätzlich gekühlten Formblockketten, so kann man bei geeigneter Verfahrensweise sogar erreichen, daß man eine relativ feste, weitgehend homogene Oberflächenhaut erhält, so daß gegebenenfalls sogar auf den äußeren Kunststoffschutzmantel verzichtet werden kann. 3

AT 398 053 B

Die Einbringung des verschäumbaren Gemisches in den Ringraum zwischen Leitungsrohr und Trennfolie bzw. Formblockketten erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise indem man das verschäumbare Gemisch auf die Trennfolie vor dem Zusammenfügen zum Folienschlauch aufbringt. Die Einstellung des verschäumbaren Kunststoffs, vorzugsweise der Komponenten A und B zur Bildung von Polyurethanschäumen, erfolgt so, daß bereits kurz nach Eintritt der mit verschäumbarem Gemisch versehenen schlauchförmig geformten Trennfolie in die Doppel-Formblockketten-Bandanlage, der Schaumstoff den Ringraum zwischen Leitungsrohr und Trennfoiie ausfüllt und gleichzeitig das Leitungsrohr konzentrisch von dem inzwischen tragfähigem Schaumstoff gehalten wird. Die hierzu notwendigen Maßnahmen sind dem Fachmann bekannt, bzw. können ohne Schwierigkeiten ermittelt werden.

Wenn gewünscht, können beim Umschäumen des Leitungsrohres ein oder mehrere Meldeleiter im Abstand zum Leitungsrohr miteingeschäumt werden. Diese Meldeleiter dienen dazu, in die Schaumstoffschicht eingedrungene Feuchtigkeit zu melden und zu lokalisieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet selbstverständlich auch das gleichzeitige Einschäumen von mehreren, gegeneinander isolierten Leitungsrohren, die dann von einem gemeinsamen Kunststoffschutzmantel umgeben sind. Vorteilhafterweise wird man dabei zwei Leitungsrohre in einen Kunststoffschutzmantel unterbringen und diese gegeneinander isolieren, wobei der Querschnitt durch ein solches Verbundgebilde vorzugsweise nicht rund, sondern oval ist. Diese Anordnung findet beispielsweise Verwendung als Abzweigleitung von der Hauptleitung zu den Abnehmern, so daß Vor- und Rücklauf in einer Einheit untergebracht sind, wodurch man die Transport- und Verlegungskosten vermindern kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 4,die besonders bevorzugte Ausführungsformen darstellen, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf das Kernstück der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch die die Doppel-Formblockketten der Bandanlage (5) bildenden Formblöcke (5a, 5b, 5a', 5b') entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes thermisch isoliertes Leitungsrohr 7 und Fig. 4 im Querschnitt ein Rohrverbindungsstück 12.

In den Fig. 1 bis 4 und den nachfolgenden Ausführungen haben die Bezugszeichen folgende Bedeutung: 1 Leitungsrohr 2 Trennfolien-Vorratsrolle 3 Trennfolie 4 Schäummaschine 5 Doppel-Formblockketten-Bandanlage 5a, 5b, 5a', 5b’ die Formblockkette bildenden Formblöcke 6 vakuumkalibrierter Extruder 7 thermisch isoliertes Leitungsrohr 8 der von den Formblöcken 5a, 5b gebildete Formkanal 9 Gestell für die Führung der Formblockketten 10 thermisch isolierende Schaumstoffschicht 11 geschäumter Kunststoffschutzmantel 12 Rohrverbindungsstück

Bei der in der Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Doppel-Formblockketten-Bandanlage 5 sind zwei Formhälften vorgesehen, die in einzelne Formblöcke 5a, 5b, 5a', 5b’ längs aufgeteilt sind, und die sich mit konformer Geschwindigkeit entlang einer geraden Linie bewegen. Die einzelnen Formblöcke 5a, 5b bilden eng aneinandergepreßt den notwendigen Formkanal und werden außerhalb des Herstellungsbereiches als getrennte Formblöcke 5a', 5b' (Fig. 2) auf dem Führungsgestell 9 in an sich bekannter Weise umgelenkt und zurückgeführt. Die Formblöcke 5a, 5b können zwecks Anpassung an den jeweils gewünschten Durchmesser des Leitungsrohres bzw. der zu erzeugenden thermisch isolierend wirkenden Schaumstoffummantelung ausgetauscht werden.

Gemäß Fig 1 wird ein Leitungsrohr 1 mittels einer Rohrzuführungs- und -halterungseinrichtung der Doppel-Formblockketten-Bandanlage 5 zusammen mit einer von der Trennfolien-Vorratsrolle 2 abgewickelten Trennfolie 3 zugeführt, wobei die Trennfolie 3 vor Eintritt in die Doppel-Formblockketten-Bandanlage 5 mittels der Schäummaschine 4 mit dem verschäumbaren Gemisch versehen und zu einem Schlauch geformt wird. Nach Verlassen der Doppel-Formblockketten-Bandanlage 5 wird das mit der Schaumstoffschicht 10 versehene Leitungsrohr 1 (Fig 3) durch den mit Vakuumkaiibriervorrichtung versehene Extruder 6 geführt, wo auf die Trennfolie 3 der eigentliche geschäumte Kunststoffschutzmantel 11 mit hohem Raumgewicht aufgebracht wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden starre, nicht biegsame Leitungsrohre 1, insbesondere solche mit größeren Durchmessern in Längen von 6 bis 18 m, vorzugsweise von 12 bis 18 m, von einem in Fig. 1 4

Claims (2)

1. AT 398 053 B nicht dargestellten Vorratsgestell mittels der in der ebenfalls nicht dargestellten Rohrzuführungs- und -halterungsvorrichtung der Doppel-Formblockketten-Bandanlage5 zusammen mit der Trennfolie 3 und dem schäumbaren Gemisch in der vorstehend beschriebenen Weise zugeführt. Um eine kontinuierliche Arbeitsweise zu gewährleisten, werden die zu isolierenden Leitungsrohre 1 nacheinander mittels der aus Fig. 4 ersichtlichen Rohrverbindungsstücke 12 verbunden und als quasi endloser Strang durch die Doppel-Formblockketten-Bandanlage 5 geführt. Die Rohrverbindungsstücke 12 sind in ihrem Außen- und Innendurchmesser dem jeweiligen Leitungsrohr 1 und der gewünschten thermisch isolierenden Schaumstoffschicht 10 angepaßt. Nach Verlassen des mit Vakuumkalibriereinrichtung versehenen Extruders 6 und dem Aufbringen des Kunststoffschutzmantels 11 wird das von außen nicht sichtbare Rohrverbindungsstück 12 mittels einer gesteuerten Säge quer zur Längsachse mittig durchgesägt. Die auf diese Weise wieder separierten thermisch isolierten Leitungsrohre 7 werden über ein Lagergestell der Verpackungs- bzw. Bündelungseinheit zugeführt. Die durchgeschnittenen Rohrverbindungsstücke verbleiben vorteilhafterweise bis zur Verlegemontage mit den thermisch isolierten Leitungsrohren 7 verbunden und werden erst kurz vor der Montage von den Leitungsrohren entfernt. Selbstverständlich kann man aber auch die aus der Vakuumkalibriereinrichtung des Extruders 6 austretenden thermisch isolierten Leitungsrohre 7 von den Rohrverbindungsstücken 12 gleich trennen, so daß diese nicht zersägten Rohrverbindungsstücke 12 nach Entfernung der sie überziehenden Trennfolie 3 mit Kunststoffschutzmantel 11 immer wieder eingesetzt werden können. Die von den Rohrverbindungsstük-ken 12 befreiten thermisch isolierten Leitungsrohre 7 können dann zum Transport bis zur Montage mit anderen Schutzkappen versehen werden, falls dies gewünscht wird. Ein weiterer Vorteil, den die Verwendung des erfindungsgemäß eingesetzten Rohrverbindungsstückes 12 ergibt, ist darin zu sehen, daß man nach Entfernung des Rohrverbindungsstückes 12 gleich die Leitungsrohrenden für die später notwendige, übliche dauerhafte und dichte Rohrmuffenverbindung frei hat. Patentansprüche 1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung umschäumter, thermisch isolierter Leitungsrohre zum Transport flüssiger oder gasförmiger, erwärmter oder gekühlter Medien, bei dem das Leitungsrohr kontinuierlich in einer Doppel-Formblockketten-Bandanlage durch Aufbringen eines schäumbaren Kunststoffgemisches umschäumt wird, wobei das Leitungsrohr durch den Schaumstoff lagefixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umschäumen starrer unbiegsamer Leitungsrohre mit größeren Durchmessern von vorzugsweise 20 bis 60 mm und mit Längen von 6 bis 18 m vor Aufbringen des schäumbaren Kunststoffgemisches die Leitungsrohre zur Bildung eines endlosen Stranges mittels Rohrverbindungsstücken verbunden werden, und daß das schäumbare Kunststoffgemisch entsprechend eingestellt wird, so daß es spätestens dann so weit erhärtet ist und eine für das Leitungsrohr tragende Funktion ausübt, wenn das Leitungsrohr aufgrund seines Eigengewichtes durchhängen würde, und auf den umschäumten endlosen Leitungsrohrstrang anschließend schäumbarer Kunststoff zur Bildung eines geschäumten Kunststoffschutzmantels mit hohem Raumgewicht in an sich bekannter Weise aufextrudiert und kalibriert wird, worauf vorzugsweise die Rohrverbindungsstücke quer zur Längsachse mittig durchgesägt werden.
2. 2. Rohrverbindungsstück zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Zylinder mit an beiden Stirnseiten koaxial angeordneten Sackbohrungen ausgebildet ist, wobei der Durchmesser der Sackbohrungen dem Außendurchmesser der Leitungsrohre und der Außendurchmesser des Zylinders dem Innendurchmesser des Formkanals der Doppel-Formblockket-ten-Bandanlage entspricht. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 5