СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННОЙ ТРУБЫ Российский патент 2008 года по МПК B29D23/00 B29C44/32 

Изобретение относится к способу изготовления теплоизолированной трубы согласно ограничительной части п.1 формулы.

Из DE 19629678 А1 известен способ изготовления теплоизолированной трубы, при котором, по меньшей мере, одну внутреннюю трубу обертывают формованной в рукав полимерной пленкой с образованием полости в виде кольцевого зазора и в полость подают вспениваемую полимерную смесь на основе полиуретана, которая полностью заполняет полость с образованием теплоизолирующего пенопласта. На полимерную пленку экструдируют внешнюю трубу из термопласта в качестве механического защитного слоя. У этого известного способа смешиваемые между собой компоненты пенополиуретана - полиол и изоцианат - подают к пистолету-распылителю, который впрыскивает в полость смешиваемые между собой компоненты. Компоненты полиол и изоцианат поставляют в емкостях, из которых полиол и изоцианат подают отдельно друг от друга в смесительное устройство, смешивают в нем и смесь направляют дальше к пистолету-распылителю.

Для повышения изолирующего действия пенополиуретана находящийся в порах пенопласта воздух уже заменяли галогенированными углеводородами за счет того, что в смесь перед вспениванием добавляли галогенированные углеводороды. Эти галогенированные углеводороды, например известный под торговой маркой фригин, с экологической точки зрения, однако, сомнительны, поскольку они предположительно разрушают озоновый слой.

В поисках заменителей инженеры натолкнулись на негалогенированные углеводороды, такие, например, как U-пентан, циклопентан и другие, которые приводят к пене с такими же свойствами.

Из DE 19708570 известен способ получения пенопластов, которые могут применяться в качестве материала для теплоизоляции в трубопроводах. Пенопласт получают путем превращения полиизоцианатов, реактивных по сравнению с изоцианатами соединений с молекулярной массой 500-8000 г/моль, в присутствии порообразователей и катализаторов, при котором применяют порообразователи, содержащие углеводороды с С₃- или С₄-кольцами, имеющие точку кипения 0-75°С при давлении 1013 мбар. Получение пенопластов описано в лабораторном масштабе, а не в промышленном.

В основе настоящего изобретения лежит задача усовершенствования описанного выше способа изготовления теплоизолированных труб таким образом, чтобы, исходя из известного уровня техники, его можно было осуществлять рентабельно, и чтобы он позволял изготовлять слой теплоизоляции в трубе с улучшенными теплоизолирующими свойствами. Более узкая задача состоит в том, чтобы можно было дозировать порообразователь и воздух самым точным образом в малых количествах.

Для решения указанной задачи предлагается способ изготовления теплоизолированной трубы, состоящей из одной или нескольких внутренних труб, концентрично расположенной на расстоянии от внутренней трубы внешней трубы и заполняющего кольцевой зазор между внутренней и внешней трубами слоя теплоизоляции на основе полиуретановой или полиизоциануратной пены, при котором внутреннюю трубу непрерывно обертывают внешней трубой и в кольцевой зазор вводят вспениваемый пластик, при этом полиол, порообразователь на основе пентана и воздух подают в статический смеситель и смешивают в нем, и затем эту смесь смешивают с изоцианатом в динамическом смесителе.

Порообразователь представляет собой пентан. Причем жидкий пентан подают посредством пневмонасоса по предохранительной линии из емкости к трехпоршневому мембранному насосу и посредством трехпоршневого мембранного насоса подают в статический смеситель по рукаву. Смесь, состоящую из компонента полиол, пентана и воздуха, и компонент изоцианат подают посредством шестеренных насосов в динамический смеситель.

Помимо непосредственно вытекающих из постановки задачи преимуществ благодаря мерам, согласно изобретению, достигаются еще следующие преимущества:

- дозируемые доли могут быть в любое время изменены;

- компонент полиол может быть в любое время заменен;

- инвестиционные затраты ниже, чем в традиционных способах;

- взрывоопасная зона меньше, чем в традиционном способе.

На фиг.1 изображен вид сбоку устройства для изготовления теплоизолированных труб. На фиг.2 - схема подготовки пены.

С барабана 1 непрерывно разматывают внутреннюю трубу 2. Внутренняя труба 2 представляет собой преимущественно сшитую полиэтиленовую трубу, в стенку которой заделан слой поливинилспирта. Внутреннюю трубу 2 пропускают через пару 3 приводимых калибровочных роликов. Калибровочная роликовая пара 3 установлена с возможностью перемещения в двух взаимоперпендикулярных направлениях поперек направления изготовления.

С бобины 4 разматывают пленку 5 из LLDPE (линейный полиэтилен низкой плотности) и формуют вокруг внутренней трубы 2 концентрично ей в разрезную трубу 6 со склеенным или сваренным продольным швом. В еще открытую разрезную трубу 6 вводят вспениваемую полимерную смесь на полиуретановой или полиэтиленовой основе. В случае полиуретана применяют пистолет 7, из которого смешиваемые между собой компоненты распыляют на пленку 5.

В разрезную трубу 6 могут быть введены, при необходимости, сигнальные жилы 8.

Замкнутую трубу вводят в форму 9, состоящую из множества полуформ 9а, 9b, которые образуют сообща «бегущую форму» для внутренней трубы 2, снабженной слоем изоляции и пленкой 5.

Обращенные к пленке 5 поверхности полуформ 9а, 9b имеют волнообразный профиль, в который пленка 5 вдавливается вследствие давления вспенивания. Выходящая из формы 9 труба 10 имеет поэтому гофрированную поверхность.

Труба 10 проходит затем через рентгеновское устройство 11, с помощью которого трубу 10 непрерывно проверяют на точное центрическое положение внутренней трубы 2. В случае отклонения калибровочную роликовую пару 3 соответственно смещают. На трубу 10 затем с помощью экструдера 12 экструдируют внешнюю оболочку 13 из пластика, которая под действием пониженного давления вдавливается в гофры трубы 10. Внешняя оболочка склеивается при этом с полимерной пленкой 5 на основе своей высокой за счет экструзии температуры.

Готовую трубу 14 можно затем тянуть с помощью тянущего гусеничного устройства 15 и в подходящем устройстве сформовать в кольцевую бухту.

В качестве альтернативы трубу 14 наматывают на барабан (не показан).

Получение пены более подробно поясняется на фиг.2.

Компоненты пентан, например циклопентан, полиол и воздух дозированно подают в статический смеситель 18. Пентан подают при этом в статический смеситель 18 из емкости 16 посредством трехпоршневого мембранного насоса 17. Трехпоршневой мембранный насос 17 обеспечивает производительность от 0,003 до 4,4 г/с с точностью 0,5%. Для проверки используют расходомер 19. Полиол подают из емкости 20 посредством шестеренного насоса 21, причем количество полиола регулируют расходомером 22.

Воздух подают компрессором к термическому расходомеру 23, который дозирует воздух в количестве от 0,5 до 20 нл/ч.

Предварительно смешанные в статическом смесителе 18 компоненты подают в расположенный непосредственно за ним динамический смеситель 24. За счет непосредственного соседства статического 18 и динамического 24 смесителей предотвращается отделение компонентов.

Компонент изоцианат подают в динамический смеситель 24 из емкости 25 посредством насоса 26 и расходомера 27 и там перерабатывают с предварительно смешанными компонентами полиол, пентан и воздух в высококачественную и очень однородную пену, которую непрерывно с помощью пистолета-распылителя 7 подают в кольцевой зазор между внутренней трубой 2 и пленкой 5 или внешней трубой 13.

Изобретение относится к способу изготовления теплоизолированной трубы. Она состоит из одной или нескольких внутренних труб, концентрично расположенной на расстоянии от внутренней трубы внешней трубы и заполняющего кольцевой зазор между внутренней и внешней трубами слоя теплоизоляции на основе полиуретановой или полиизоциануратной пены. Внутреннюю трубу непрерывно обертывают внешней трубой и в кольцевой зазор вводят вспениваемый пластик. К компоненту полиол незадолго до смешивания с компонентом изоцианат посредством статического смесителя примешивают жидкий порообразователь на основе пентана и воздух. Эту смесь смешивают с изоцианатом в динамическом смесителе. Технический результат, достигаемый при использовании способа по изобретению, заключается в повышении рентабельности и изготовлении слоя теплоизоляции в трубе с улучшенными теплоизолирующими свойствами. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления теплоизолированной трубы, состоящей из одной или нескольких внутренних труб (2), концентрично расположенной на расстоянии от внутренней трубы (2) внешней трубы (13) и заполняющего кольцевой зазор между внутренней (2) и внешней (13) трубами слоя теплоизоляции на основе полиуретановой или полиизоциануратной пены, при котором внутреннюю трубу (2) непрерывно обертывают внешней трубой (13) и в кольцевой зазор вводят вспениваемый пластик, отличающийся тем, что полиол, порообразователь на основе пентана и воздух подают в статический смеситель (18), и смешивают в нем, и эту смесь смешивают с изоцианатом в динамическом смесителе (24).2. Способ по п.1, отличающийся тем, что порообразователь представляет собой пентан.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что жидкий пентан подают посредством пневмонасоса по предохранительной линии из емкости (16) к трехпоршневому мембранному насосу (17) и посредством трехпоршневого мембранного насоса (17) подают в статический смеситель (18).4. Способ по п.3, отличающийся тем, что пентан подают в статический смеситель (18) посредством трехпоршневого мембранного насоса (17) по рукаву.5. Способ по одному из пп.1, 2, 4 отличающийся тем, что смесь, состоящую из компонента полиол, пентана и воздуха, и компонент изоцианат подают посредством шестеренных насосов в динамический смеситель (24).6. Способ по п.3, отличающийся тем, что смесь, состоящую из компонента полиол, пентана и воздуха, и компонент изоцианат подают посредством шестеренных насосов в динамический смеситель (24).