DE20011306U1 - Flexible thermally insulated pipe - Google Patents
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Description
Flexibles wärmeisoliertes Leitungsrohr
BeschreibungFlexible heat-insulated pipe
Description
Die Erfindung betrifft ein flexibles wärmeisoliertes Leitungsrohr nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a flexible heat-insulated pipe according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 196 29 687 Al ist ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierten Leitungsrohres bekannt, bei dem ein metallisches gewelltes Innenrohr mit Abstand von einer zu einem Schlauch geformten Kunststoffolie umhüllt und in den Raum zwischen dem Innenrohr und der Kunststoffolie ein aufschäumbarer Kunststoff eingebracht wird. Nach dem Aufschäumen des aufschäumbaren Kunststoffes wird ein Außenmantel auf die Kunststoffolie aufextrudiert. Der die Wärmedämmschicht bildende aufschäumbare Kunststoff ist ein Polyurethanschaumstoff. Über das Material des Außenmantels ist nichts ausgesagt, jedoch besteht der Außenmantel bei solchen flexiblen Rohren üblicherweise aus Polyethylen.DE 196 29 687 A1 discloses a method for producing a heat-insulated pipe, in which a metallic corrugated inner pipe is surrounded at a distance by a plastic film formed into a hose, and a foamable plastic is introduced into the space between the inner pipe and the plastic film. After the foamable plastic has been foamed, an outer jacket is extruded onto the plastic film. The foamable plastic that forms the thermal insulation layer is a polyurethane foam. Nothing is said about the material of the outer jacket, but the outer jacket of such flexible pipes is usually made of polyethylene.
Um die Flexibilität dieses bekannten Leitungsrohres zu erhöhen, wird das Innenrohr mit dem aufschäumbaren Kunststoffgemisch und der Kunststoffolie in ein aus mitlaufenden Formhälften, deren innere Oberfläche eine Wellkontur aufweisen, eingeführt. Während des Aufschäumens wird der aufschäumende Kunststoff und die Kunststoffolie in die Wellkontur eingedrückt und dabei eine Wellkontur in der Isolierschicht des Rohres erzeugt. Auf das „gewellte" isolierte Rohr wird abschließend der Kunststoffmantel extrudiert, der sich in die Wellkontur einlegt. Auf diese Weise entsteht ein wärmeisoliertes Leitungsrohr mit einem gewellten Innenrohr und einem gewellten Außenrohr.In order to increase the flexibility of this well-known pipe, the inner pipe with the foamable plastic mixture and the plastic film is introduced into a mold made of rotating halves, the inner surface of which has a corrugated contour. During the foaming process, the foaming plastic and the plastic film are pressed into the corrugated contour, thereby creating a corrugated contour in the insulating layer of the pipe. Finally, the plastic jacket is extruded onto the "corrugated" insulated pipe, which is inserted into the corrugated contour. This creates a thermally insulated pipe with a corrugated inner pipe and a corrugated outer pipe.
Das bekannte Leitungsrohr wird vornehmlich als Hausanschlußleitung eines Fernwärmeversorgungsnetzes eingesetzt.The well-known pipe is primarily used as a house connection line for a district heating supply network.
Nachteilig bei diesem Rohr ist, daß die Wärmedämmschicht insbesondere bei erhöhten Temperaturen oberhalb 150 0C unter mechanischer Last nicht formstabil ist. Dies hat zur Folge, daß sich das Innenrohr innerhalb der Wärmedämmschicht aus seiner konzentrischen Anordnung zum Außenrohr verlagern kann. Eine optimale Wärmedämmung ist dann nicht mehr gegeben.The disadvantage of this pipe is that the thermal insulation layer is not dimensionally stable under mechanical load, particularly at elevated temperatures above 150 0 C. This means that the inner pipe within the thermal insulation layer can shift from its concentric arrangement to the outer pipe. Optimal thermal insulation is then no longer provided.
Ein weiterer Nachteil ist, daß der aus massivem Kunststoff bestehende Außenmantel trotz der Wellung die Biegbarkeit des Leitungsrohres beeinträchtigt.A further disadvantage is that the outer jacket, which is made of solid plastic, impairs the flexibility of the pipe despite the corrugation.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles isoliertes Leitungsrohr bereitzustellen, welches bei Temperaturen des Innenrohres oberhalb 150 0C voll funktionsfähig bleibt und ein wesentlich besseres Biegeverhalten zeigt als das bekannte Leitungsrohr.The present invention is based on the object of providing a flexible insulated conduit which remains fully functional at temperatures of the inner pipe above 150 ° C and shows a significantly better bending behavior than the known conduit.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst.This problem is solved by the features defined in the characterising part of claim 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.Further advantageous embodiments of the invention are covered in the subclaims.
Neben den sich aus der Aufgabenstellung direkt ergebenden Vorteilen, hat das Leitungsrohr gemäß der Lehre noch den Vorteil, daß die Wärmedämmschicht eine geringere Wanddicke aufweisen kann, da der geschäumte Außenmantel Teil der Wärmedämmschicht ist und sich vorteilhaft auf das Wärmedämmverhalten des Rohres auswirkt.In addition to the advantages directly resulting from the task, the pipe according to the teaching also has the advantage that the thermal insulation layer can have a smaller wall thickness, since the foamed outer jacket is part of the thermal insulation layer and has a beneficial effect on the thermal insulation behavior of the pipe.
Die Wärmedämmschicht auf der Basis von Polyisocyanuratschaum ist bis zu einer Temperatur von 200 0C formstabil unter mechanischer Belastung. Die innenliegende harte Wärmedämmschicht muß beim Biegen nur geringe Dehnungen aufnehmen, wogegen die weiche äußere Mantelschicht größere Dehnungen aufnehmen kann.The thermal insulation layer based on polyisocyanurate foam is dimensionally stable under mechanical stress up to a temperature of 200 0 C. The hard thermal insulation layer on the inside only has to absorb small amounts of expansion when bent, whereas the soft outer layer can absorb larger amounts of expansion.
Die innere Wärmedämmschicht ist geschlossenzellig, so daß sich ein längswasserdichtes isoliertes Leitungsrohr ergibt, da der Polyisocyanuratschaum fest mit dem Innenrohr verklebt.The inner thermal insulation layer is closed-cell, resulting in a longitudinally watertight insulated pipe because the polyisocyanurate foam is firmly bonded to the inner pipe.
Das Leitungsrohr gemäß der Lehre der Erfindung ist insbesondere einsetzbar als Transportrohr für in Solaranlagen erwärmte Medien.The pipe according to the teaching of the invention can be used in particular as a transport pipe for media heated in solar systems.
Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the embodiments shown schematically in Figures 1 and 2.
Figur 1 zeigt ein wärmeisoliertes Leitungsrohr nach der Lehre der Erfindung, worin mit 1 ein Innenrohr aus nichtrostendem Stahl, mit 2 die Wärmedämmschicht auf der Basis von Polyisocyanurat-Schaum und 3 ein Außenmantel aus aufgeschäumtem Polyethylen ist. Der Außenmantel 3 bildet zusammen mit der Polyisocyanuratschicht 2 die Wärmedämmschicht für das Innenrohr 1.Figure 1 shows a heat-insulated pipe according to the teaching of the invention, in which 1 is an inner pipe made of stainless steel, 2 is the thermal insulation layer based on polyisocyanurate foam and 3 is an outer jacket made of foamed polyethylene. The outer jacket 3, together with the polyisocyanurate layer 2, forms the thermal insulation layer for the inner pipe 1.
Das Innenrohr 1 wird durch Formen eines längseinlaufenden Bandes aus nichtrostendem Stahl zu einem Schlitzrohr, Verschweißen der Längskanten und anschließendes Wellen in großen Längen hergestellt.The inner tube 1 is manufactured by forming a longitudinal strip of stainless steel into a slotted tube, welding the longitudinal edges and then corrugating it in long lengths.
Das Innenrohr 1 wird in einer kontinuierlichen Arbeitsweise von einer Folie z. B. aus Kunststoff umhüllt, wobei der Durchmesser der Hülle größer ist als der Außendurchmesser des Innenrohres 1. In den Spalt zwischen dem Innenrohr 1 und Hülle wird das noch flüssige aber aufschäumbare Polyisocyanuratgemisch eingebracht. Nachdem der Polyisocyanuratschaum aufgeschäumt und zumindest teilweise ausgehärtet ist, wird der Außenmantel 3 mittels eines Extruders aufgebracht. Die Folie kann vor der Extrusion des Außenmantels 3 entfernt werden. Das für den Außenmantel 3 vorgesehene Polyethylen enthält ein Aufschäummittel, z. B. Azodicarbonamid, welches bei der Schmelztemperatur des Polyethylens zersetzt wird und dabei Gas abspaltet. Beim Austritt aus dem Extrudermundstück schäumt dann das im Extruder unter Druck stehende Polyethylen auf, so daß ein aufgeschäumter Mantel 3 entsteht. Das Aufschäummittel wird in einer solchen Menge zugegeben, daß sich ein Aufschäumgrad (Anteil der Zellen/AnteilThe inner tube 1 is continuously covered by a film, e.g. made of plastic, with the diameter of the cover being larger than the outer diameter of the inner tube 1. The still liquid but foamable polyisocyanurate mixture is introduced into the gap between the inner tube 1 and the cover. After the polyisocyanurate foam has foamed and at least partially hardened, the outer jacket 3 is applied using an extruder. The film can be removed before the outer jacket 3 is extruded. The polyethylene intended for the outer jacket 3 contains a foaming agent, e.g. azodicarbonamide, which is decomposed at the melting temperature of the polyethylene and releases gas in the process. When it exits the extruder mouthpiece, the polyethylene under pressure in the extruder then foams up, so that a foamed jacket 3 is created. The foaming agent is added in such an amount that a degree of foaming (proportion of cells/proportion
an festem Polyethylen) von 30 bis 70 % ergibt. Bei diesen Werten besitzt der Außenmantel 3 eine ausreichend hohe Festigkeit bei einem hohen Wärmedämmwert.of solid polyethylene) of 30 to 70%. With these values, the outer jacket 3 has a sufficiently high strength with a high thermal insulation value.
Das fertige isolierte Leitungsrohr kann zu Ringbunden gewickelt oder auf übliche Kabeltrommeln aufgewickelt werden. Es kann also in relativ großen Längen von bis zu 600 m am Verwendungsort angeliefert werden.The finished insulated pipe can be wound into coils or wound onto standard cable drums. It can therefore be delivered to the place of use in relatively long lengths of up to 600 m.
Figur 2 zeigt ein Leitungsrohr mit zwei Innenrohren la und Ib, von denen eines als Vorlauf und eines als Rücklauf dient. Die Wärmedämmschicht 2 weist einen ovalen Querschnitt auf und isoliert die Innenrohre la und Ib gegeneinander.Figure 2 shows a pipe with two inner pipes la and 1b, one of which serves as the flow line and one as the return line. The thermal insulation layer 2 has an oval cross-section and insulates the inner pipes la and 1b from one another.
Innerhalb der Wärmedämmschicht 2 kann noch ein Begleitkabel 4 vorgesehen sein, welches optische oder elektrische Signale an eine nicht dargestellte Überwachungsstation senden kann. So kann es beispielsweise sinnvoll sein, in einer Anlage zur Gewinnung von Solarwärme Daten in Bezug auf die Temperatur, den Isolierwert der Wärmedämmschicht 2 aber auch Steuerungssignale an die Auswertestation zu übertragen.An accompanying cable 4 can also be provided within the thermal insulation layer 2, which can send optical or electrical signals to a monitoring station (not shown). For example, in a system for generating solar heat, it can be useful to transmit data relating to the temperature, the insulation value of the thermal insulation layer 2 and also control signals to the evaluation station.
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