NO153069B - Varmeisolert og varmeforlengbart stoept roer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et støpt rør med stor diameter og bestemt for transport av et fluid med høy temperatur over en betydelig avstand.

Varmeisolerte støpte rør er i og for seg allerede kjent. Fransk patentskrift nr. 2.042.814 viser f.eks. et sådant rør som omfatter varmeisolerende skumplastmaterial som hefter på den ene side til et indre rørlegeme og på den annen side til

et ytre beskyttelsessjikt som dekker størstedelen av rørlege-met, men i en viss avstand fra hver av rørets ytterender ender i en konisk skråflate. Foreliggende oppfinnelse har som for-mål å frembringe et støpt rør av samme art, men som er enda bedre egnet for transport av varme fluider, idet røret i henhold til oppfinnelsen i tillegg også er utført for å tillate fri varmeutvidelse.

Oppfinnelsen gjelder således et varmeisolert og varmeforlengbart støpt rør med stor diameter for transport av fluider med høye temperaturer,idet røret omfatter en koblingsmuffe ved sin ene ende, et innerrør som danner en stikkende ved rørets annen ende, et sjikt av varmeisolerende skumplast som dekker inner-røret bortsett fra stikkenden og muffeenden, samt hefter såvel til innerrøret som til en ytre beskyttelsekappe som er forholdsvis stiv over størstedelen av sin lengdeutstrekning, samt en tetningspakning anordnet i muffen for radial sammentrykning ved innføring av stikkenden av et annet rør av samme art, idet den ytre beskyttelsekappe oppviser tilstrekkelig friksjonskoeffisient for forankring i bakken, samt ved hver rørende er forlenget av et beskyttelseovertrekk av elastisk ettergivende material og anordnet for tildekning av skumsjiktets endeflate, og hvert sådant overtrekk er festet til beskyttelsekappen ved sin ene ytterende og til innerrøret ved sin annen ytterende, samt har tilstrekkelig elastisk ettergivenhet til å tillate skumplastsjiktet å følge innerrørets utvidelse og sammentrekning, mens beskyttelsekappen forblir uforandret.

På denne bakgrunn av prinsippielt kjent teknikk fra f.eks.

SE-AS 361.9.30, NO-AS 143.135 oq US-PS 2 . 872 . 947 og 3 .5 75 .445 har så dette rør i henhold til op<p>finnelsen som særtrekk at innerrørets stikkende er forsynt med et belegg av olastmateri-al som ooDviser sådan friksjonskoeffisient overfor tetnings-Dakningen at glidekontakt ODDrettes med pakningen, idet pakningens maksimale radiale sammentrykning er begrenset til 25%.

Ved en sådan rørkonstruksjon forenes to tilsynelatende mot-stridende fordringer, nemlig på den ene side mekanisk fasthet av rørets ytre beskyttelsekappe, og på den annen side mulig-heter for differensialbevegelse av skummaterialet mellom utsiden av innerrøret, som utvider seg ved oppvarming, og innsiden av den ytre beskyttelseka<p>pe som ikke er qjenstand for noen forlenqelse oa grunn av sin kontakt med jorden og sin termiske isolasjon. Hvis den ytre kappe f.eks. er av polyuretan uten oorer sikres dessuten perfekt tetthet av kappen og lett fremstilling av røret, idet kappen kan påføres utenoå skumstofflaget ved Dåsorøyting.

Rørets fordeler og særtrekk i henhold til oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelo av et ikke begrensende utfør-elseseksempel og under henvisning til den vedføyde tegninq, hvoroå: Fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom et avsnitt av et varmeisolert rør i henhold til oppfinnelsen, og

Fiq. 2 viser i halvt aksialsnitt en sammenkobling mellom ytterender av to rør utført i samsvar med den utførelsesvariant som er vist i fiq. 1.

Det varmeisolerte rør Ta som er vist i fiq. 1 omfatter et innerrør 1 av smeltemasse, fortrinnsvis av sfærisk qrafitt, nemlig såkalt duktil smeltemasse, som oppviser stor diameter, hvilket vil si diameter større enn 150 mm oq som kan -qå oop til 1200 eller til oq med 1600 mm. Dette rør er bereqnet på transport av varmt vann eller lignende fluid ved en høy temoe-råtur som kan qå odp til 120°C, over en avstand av størrel-sesorden en eller flere kilometre, idet .røret fortrinnsvis er laqt ned i jorden.

Innsiden av innerrøret 1 er forsynt med en indre forinq 2, f.eks. av sementmørtel, hvis art oq kvalitet er avhengiq av den strømninqskanal som det varmeisolerte rør er montert i, liksom egenskapene oq arten av det fluid som skal trans<p>or-teres .

Til utsiden av innerrøret 1 er det heftet et sjikt 4 av isolerende material som fortrinnsvis utqjøres av en skummasse av polyuretan av forholdsvis stor stivhet og en tykkelse på 30 til 50 mm. Dette oolyuretan eller annet plastmaterial som skal utgjøre den isolerende skummasse, påføres innerrøret 1 ved <p>ulverbelegninq i kald tilstand, mens rørlegemet holdes i rotasjon. Dette plastmaterial kan f.eks. være av den art som markedsføres av firmaet ENODIM under betegnelsen MR 2109, idet dette material hefter seg godt til det innenforliggende smeltematerial. Den masse som dannes ved denne påføring i kald tilstand oppviser en større tetthet ved grenseflatene, hvilket vil si massens kontaktflate mot det innenforiiqgende rørlegeme og dens ytre overflate, enn innvendig i selve mas-sen. Den således dannede skummasse oppviser fortrinnsvis en tetthet av størrelsesorden 80 til 120 k<q>/m^, hvilket sikrer mekanisk fasthet uten å øke materialets varmeledninqsevne i for høy grad.

Dette sjikt av isolerende skummaterial 4 er omgitt av en be-skyttelseka<pp>e 6a som beskytter den innenforligqende rør-sammenstilling oq sikrer rørets tetthet.

Kaopen 6a utqjøres av et sjikt av polyuretan-ferniss hvilket vil si oolyuretan uten indre oorer eller hulrom oq som således er kompakt oq tett. Kaopen 6a av polyuretan er påført omkring laget av isolerende skumstoff 4 ved hjelp av en påfør-ingsteknikk som er i oq for seq kjent, nemli<q> ved påsorøytinq. Polyuretan er et ikke-løselig produkt av to komponenter (en oolyol og en isocyanat), og dette er qrunnen til at påsprøyt-ingen utføres ved hjelp av en sprøytepistol for to komponenter, fortrinnsvis en automatisk sprøyte<p>istol uten trykkluft. Det kan f.eks. anvendes et <p>olvuretan-material som markeds-føres under varemerket "POLYSTAL" av Société Technique d'Aoolications Chimiques (S.T.A.C.), idet dette produkt oå-sprøytes i en tykkelse på en til noen få mm.

Kappen 6a, liksom skummaterialet 4, dekker ikke innerrøret 1 i hele dets lenqdeutstrekninq, men avsluttes en viss avstand fra innerrørets ytterender, således at den nakne ende 10 liksom koblinqselementet 12 etterlates utildekket ved hver sin ende av røret for sammenkobling med tilstøtende rørender oå andre rørlengder. Ved hver av sine ytterender avsluttes skummaterialet 4 i en flate 14 som er skråstilt i forhold til slange-aksen og hovedsakelig har form av en avskåret konus. Denne flate er dekket av et beskyttelseshylster eller -overtrekk 16 av tilsvarende form, oq som i sin tur overlappes av kappen 6a ved sin ene ende samt er festet til innerrøret ved sin annen ende, enten ved hjelp av et klebemiddel eller ved hjelp av en festekrave 20. Hylsteret 16 er utført i et material som kan motstå høye temperaturer oq særliq tem<p>eraturer av størrel-sesorden 120° som er en mulig driftstemperatur for røret. Dette material bør likeledes ha en god strekkfasthet samt en tøybarhet som er tilstrekkeliq til at overtrekket kan deformeres uten å ta skade under rørets varmeutvidelse. Butyl-qummi, eller ganske enkelt butyl, er et material som har sådanne egenskaper, men oqså andre gummiarter kan anvendes, t.eks. etylen/<p>rooylen-qummi.

Når det varmeisolerte rør i henhold til oppfinnelsen er av den type som kan sammenkobles ved omslutning og radial sammentrykning av en tetningspakning, slik som vist i fig. 2, ut-gjøres en av rørets ytterender 10 en bar stikkende eller maskulin koblingsdel, mens den motsatte ytterende danner et konisk omslutningsstykke eller feminin koblingsmuffe 12. Den ytre overflate av den nakne stikkende 10 er dekket med et belegg 22 som omhyller hele dens overflate og strekker seg under festekraven 20 og ytterenden av beskyttelsehylsteret 16. Dette belegg er utført i et material som har en lav friksjonskoeffisient overfor koblingsstykker av elastomermaterial samt tilstrekkelig mekanisk fasthet til å kunne tåle oppvarming til en temperatur av størrelsesorden 120°C uten å miste sine friksjonsegenskaper. Belegget 22 utgjøres fortrinnsvis av et fluorert polymer eller difluorert polyvinyliden, som vanlig-vis betegnes med bokstavene DFPV. Et belegg av samme material eller et tilsvarende material 24 dekker likeledes den ytre overflate av koblingsmuffen 12 og strekker seg under festekraven 20 og ytterenden 18 av beskyttelseovertrekket 16. Iblant strekker dette belegg seg videre over ytterenden av koblingsmuffen 12 og langs dens innside. Muffens innside omfatter en uttagning for mottagelse av en tetningspakning 26, som er anordnet for å sammentrykkes mellom den nakne stikkende 10 og koblingsmuffen 12. Uttagningen for mottagelsen av pakningen 26 er ved sin indre ende avgrenset av en indre skulder 28 i koblingsstykket 12 samt ved sin ytre ende av en anleggs-kant 30 som er utformet ved den fri ytterende av koblings-muf f en 12. Bunnen av uttagningen omfatter en sylinderflate 32 som kan være dannet direkte ved støpningen av koblingsmuffen, men fortrinnsvis er utboret slik at det oppnås snevre dia-metertoleranser ved en passende diameter for derved å sikre den ønskede sammentrykning av pakningen 26 ved sammenkobling av rørender. Til høyre for anleggskanten 30 omfatter uttag-ningens bunn 32 en utvidelse 34 for innpasning av et frem-spring på pakningens 26, hvilket tillater ubevegelig fast-holding av denne i sin arbeidsstilling. Den aktive del av denne pakning er den som kommer i kontakt med flaten 32.

Når to innbyrdes tilstøtende ytterender av varmeisolerte rør Ta og Ta' er innbyrdes sammenkoblet, vil det ene rørs nakne stikkende 10, som er forsynt med belegg 22, være innført i koblingsmuffen 12 på det annet rør samt glidepasset inn i pakningen 26 som trykkes sammen. Skulderdiameteren ved anleggskanten 30 er større enn ytterdiameteren av belegget 22 på enden 10, således at denne ende lett kan trenge inn i koblingsmuffen 12 med en liten diameterklaring som begrenser den mulige eksentrisitet, hvorpå pakningen presses sammen. På lignende måte velges diameteren av beleggets overflate således at det sikres en radial sammenpresning av pakningen 26 på minst 5%, men ikke over 25%, hvilket tilsvarer toleransene ved fremstillingen av den nakne stikkende. Pakningen 26 kan i seg selv fremstilles ved støpning ut i fra en blanding av etylen-propylen-dien-metylen, eller et annet lignende material som er i stand til å motstå høye temperaturer, f.eks. plastmaterialet med betegnelsen "EPDM 5512" som selges av KLEBER COLOMBES.

Det ferdige sammenstilte varmeisolerte rør fremstilles i fabrikk og kan lett lagres for transport til anvendelsestedet ved det tidspunkt den skal anvendes. Ved installasjonen plasseres først et første rør Ta i jorden. På den nakne ende 10 av dette første rør Ta tres en koblingsmuffe 12 på enden av en annen rørlengde Ta' av samme utførelse som det første rør, således at pakningen 26 klemmes mellom de to rørlengder og sikrer en tett sammenkobling. En ytterligere varmeisolasjon (ikke vist) kan anordnes omkring koblingsmuffen 12 og kraven 20. Et passende antall like rørlengder sammenkobles på denne måte ende mot ende til den ønskede samlede lengde, som kan oppgå til fleire kilometer.

I bruk strømmer varmtvann eller et annet opphetet fluid i

rekkefølge gjennom de sammenkoblede innerrør 1, og frembringer oppvarming og dermed varmeutvidelse av disse. Som en følge av denne varmeutvidelse vil stikkenden 10 ha en tendens til å gli innvendig i pakningen 26 i retning innover i koblingsmuffen 12. Arten av belegget 22 tillater denne glidning og sikrer hele tiden tett kontakt mellom rørenden og pakningen, således at sammenkoblingens tetthet på ingen måte nedsettes av den termiske utvidelse.

Den varmeutvidelse som frembringes ved gjennomstrømning av varmt fluid gjennom rørene Ta, Ta' medfører en deformasjon av det isolerende skumstoff 4 på utsiden av innerrøret 1 for å følge med i rørets utvidelse. Den ytre kappe 6a oppvarmes imidlertid nesten ikke i det hele tatt, da den er termisk

isolert fra innerrøret ved hjelp av skumstoffet. Rørlengdenes nedgravning og arten av det omgivende material sikrer ofte ved friksjonskraft en tilstrekkelig forankring av kappen 6a. Valg av passende polyuretan-materiale gjør det da mulig å oppnå den ønskede friksjonskoeffisient mellom kappen og det omgivende

material.

Det isolerende skumstoff 4 oppviser imidlertid tilstrekkelig ettergivenhet til å kunne deformeres og følge utvidelsen av innerrøret 1 uten å løsrives fra den fastholdte kappe 6a. Likeledes er beskyttelseovertrekket 16 tilstrekkelig elastisk til å kunne tilpasse seg utvidelsen av innerrøret og forbli i fast forbindelse med ytterenden av kappen 6a, hvilket tillater det varmeisolerte rør å oppta betraktelige varmeutvidelser uten å skades, og således bibeholde sine driftsegenskaper i lang tid. Kombinasjonen av skumstoff, den forholdsvis stive og ubevegelige kappe samt de elastiske beskyttelseovertrekk ved rørendene gjør det med andre ord mulig å oppta den radiale utvidelsegradient gjennom skumstoffet mellom innerrøret og den ytre faste kappe.

Ved innføring av den nakne stikkende av innerrøret i koblingsmuffen er det forøvrig hensiktsmessig elementer å gi plass til tilstrekkelig aksial avstand mellom de to rørlengder til å tillate en forholdsvis kraftig varmeutvidelse av rørlengdene i forhold til monteringstemperaturen ved rørsammenstillingen. Hver rørlengdes utvidelse absorberes da i sammenkoblingen med en tilstøtende rørlengde uten risiko for at varmeutvidelser akkumuleres fra en lengde til den neste, således at det opp-står alvorlige ulemper på visse steder i rørkanalen.

I henhold til oppfinnelsen er det således oppnådd et varmeisolert rør med stor diameter og fremstilt i fabrikk ved sam-menstilling av bestanddeler som er fast sammenføyet uten risiko for adskillelse, samt innrettet for å motstå høye temperaturer. Ved hjelp av et visst antall sådanne like rør-lengder er det videre mulig å danne en strømningskanal av stor lengde og sammenkoblet på enkel måte ved å føye ytterender av tilstøtende rørlengder inn i hverandre,uten å anvende spesial-innretninger slik som klemmer eller belger for å sikre for-bindelsen mellom de enkelte lengder. Der er likevel også mulig ved spesielle anvendelser å koble sammen varmeisolerte rør i henhold til oppfinnelsen med to nakne ender 10, idet sammenkoblingen finner sted ved hjelp av en muffe eller lignende som tillater varmeutvidelse. Ved en således oppnådd strømningskanal foreligger det ingen fare for manglende tetthet eller varmebestandighet, selv om den har en meget stor lengde, og en sådan kanal vil være særlig egnet for transport av fluider over betydelige avstander. Det vil være åpenbart at den enkle montasje på bruksstedet i tillegg til enkel transport av de varmeisolerte rørlengder, i betraktelig grad nedsetter omkostningene ved opprettelse og vedlikehold av strømningskanaler sammensatt av rør i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Beskyttelseovertrekkene 16 inneslutter kanalens isolasjon således at ingen fuktighet kan trenge inn og løsne skummaterialet, selv ved svikt i den ekstra varmeisolasjon som eventuelt plasseres rundt sammenkoblinger av tilstøtende rørlengder.

Laget 6a av polyuretan utgjør en ytre tett kappe som påføres ved påsprøytning. Dette er en arbeidsoperasjon som er lett og rask å utføre og ikke forstyrres av eventuelle uregelmessig-heter i den ytre overflate av det isolerende skumstoffsjikt 4. Det bør likeledes bemerkes at ventetiden etter påføringen, hvilket vil si den tid det tar før vedkommende rør kan hånd-teres uten skade av den påførte kappe, er kort, nemlig av størrelsesorden 5 min. Det skal også henvises til en ytterligere viktig fordel. For å holde på plass det polyuretanlag som utgjør beskyttelsekappen 6a, kan det anvendes samme material som tjener til å holde på plass det isolerende sjikt 4, eller et lignende material.

Den tetthet som oppnås ved hjelp av kappen 6a opprettholdes også ved rørets ytterender, idet nevnte kappe overlapper den ene ende av hvert beskyttelseovertrekk 16, og forankringen av kappen til skummaterialet 4 er meget god og bedre enn skum-materialets indre sammenholdning, således at ved en avrivning vil materialet heller briste i skumstoffet 4 enn i grense-flaten mellom dette og kappen 6a.

Claims (4)

1. Varmeisolert og varmeforlengbart støpt rør med stor diameter for transport av fluider med høye temperaturer, idet røret omfatter en koblingsmuffe (12) med sin ene ende, et innerrør (1, la) som danner en stikkende (10) ved rørets annen ende, et sjikt (4) av varmeisolerende skumplast som dekker innerrøret (1, la) bortsett fra stikkenden og muffeenden, samt hefter såvel til innerrøret som til en ytre beskyttelsekappe (6, 6a) som er forholdsvis stiv over størstedelen av sin lengdeutstrekning, samt en tetningspakning (26) anordnet i muffen for radial sammentrykning ved innføring av stikkenden av et annet rør av samme art, idet den ytre beskyttelsekappe (6, 6a) oppviser tilstrekkelig friksjonskoeffisient for forankring i bakken, samt ved hver rørende er forlenget av et beskyttelseovertrekk (16) av elastisk ettergivende material og anordnet for tildekning av skumsjiktets endeflate, og hvert sådant overtrekk er festet til beskyttelsekappen (6, 6a) ved sin ene ytterende og til innerrøret (1, la) ved sin annen ytterende, samt har tilstrekkelg elastisk ettergivenhet til å tillate skumplastsjiktet (4) å følge innerrørets utvidelse og sammentrekning, mens beskyttelsekappen (6, 6a) forblir uforandret , karakterisert ved at innerrørets stikkende (10) er forsynt med et belegg (22) av plastmaterial som oppviser sådan friksjonskoeffisient overfor tetningspakningen (26) at glidekontakt opprettes med pakningen, idet pakningens maksimale radiale sammentrykning er begrenset til 25%.

2. Varmeisolert rør som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den ende (18) av beskyttelseovertrekket (16) som er festet til innerrøret, overlapper belegget (22) på innerrørets stikkende (10), og er festet til innerrøret (1, la) ved hjelp av en festeklemme (20) .

3. Varmeisolert rør som angitt i krav 2, karakterisert ved at beskyttelseovertrekket (16) på endeflaten (14) av skumplastsjiktet (4) utgjøres av en gummistrimmel.

4. Varmeisolert rør som angitt ikrav 2 eller 3, karakterisert ved at den ytre beskyttelsekappe (6, 6a) overlapper endene (17) av de tilstøtende beskyttelseovertrekk (16).