DE3724360A1 - Verfahren zur herstellung von waermeisolierten leitungsrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wärmeisolierter Leitungsrohre begrenzter Länge, vorzugsweise in einer Länge von 6-25 m, bestehend aus einem mediumführenden Innenrohr, einem Außenrohr sowie einer zwischen Innen- und Außenrohr befindlichen Schicht aus einem aufgeschäumten Kunststoff auf der Basis von Polyurethan.

Aus der CH-PS 4 51 621 ist ein wärmeisoliertes Leitungsrohr zur Verlegung in Erde oder auch außerhalb der Erde und zur Fortleitung von Gasen oder Flüssigkeiten bekannt, welches im wesentlichen koaxial verlaufende metallische Rohre mit schrauben- oder balgenförmiger Wellung zeigt, von dem das Innenrohr als die eigentliche Leitung dient und zwischen denen sich eine thermisch isolierende Schicht befindet und daß Außenrohr an seiner Außenseite eine mechanisch und korrosionshemmend wirkende Schicht aufweist. Die besonderen Vorteile dieses Leitungsrohres sind darin zu sehen, daß es kontinuierlich in großen Längen hergestellt und wie ein elektrisches Kabel auf Trommeln in abgemessener Länge versandt und verlegt werden kann. Die exakte längenmäßige Anpassung kann dann an der Baustelle vorgenommen werden.

Dieses Leitungsrohrsystem hat sich insbesondere dort von Vorteil erwiesen, wo aufwendige Erdarbeiten zwecks Verlegung von Leitungsrohren vermieden werden sollen.

Thermisch bedingte Längenveränderungen des Rohres brauchen weder beim Aufbau der Rohrleitung in der Schichtenfolge noch bei der Verlegung berücksichtigt zu werden, weil die Wellung der Rohre diese in sich selbst ausgleicht.

Die Verlegung der Haupttrassen von Fernwärmeleitungsrohren wird in der Regel von den Energieversorgungsunternehmen durchgeführt. Die Verbindung der Haupttrassen mit den einzelnen Verbrauchern, z. B. Einfamilienhäusern, wird jedoch von Subunternehmern, z. B. Heizungsbauern bzw. Installateuren durchgeführt. Da es sich bei den Anschlußleitungen zwischen der Haupttrasse und dem Endabnehmer in der Regel um Längen von weniger als 50 m handelt, ist der Transport solcher kurzer Längen zur Baustelle auf einer Kabeltrommel wirtschaftlich nicht sinnvoll.

Ein Verfahren zur Herstellung solcher Abzweigleitungen ist aus der älteren Anmeldung P 37 04 380.3 bekannt. Dort wird ein gewelltes Kunststoffrohr in Längsrichtung aufgeschlitzt und um ein Innenrohr herumgelegt. Nach dem Einfüllen der Schaumstoffkomponenten wird der Längsschlitz durch Schweißen verschlossen. Mit diesem Verfahren können flexible wärmeisolierte Leitungsrohre in kontinuierlicher Arbeitsweise, d. h., in großen Längen hergestellt werden. Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren, daß das exakte Ausfüllen des zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr befindlichen Ringraums mit Schaumstoff nicht ganz einfach zu handhaben ist. Ein Zuwenig an Schaum führt zu einer unvollständigen Ausschäumung, ein Zuviel an Schaum führt zu einem Schäumdruck, der u. U. das Außenrohr zum Bersten bringen kann. Die Einführung der exakten Schaumstoffmenge erfordert einen hohen regeltechnischen Aufwand. Auch wird man aus Sicherheitsgründen auf eine Abfangung des Drucks am Außenrohr nicht verzichten können. Eine solche Druckabfangung ist in kontinuierlichem Durchlauf jedoch nur unter hohem technischen Aufwand zu relaisieren.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem solche wärmeisolierten Leitungsrohre in begrenzter Länge hergestellt werden können, ohne daß die geschilderten Schwierigkeiten auftreten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in das nahezu horizontal gelagerte Außenrohr das Innenrohr gemeinsam mit einem Trägermaterial für das aufschäumbare Kunststoffgemisch eingezogen wird, und daß der Ringraum nach dem Einziehen des Innenrohres in das Außenrohr ausgeschäumt wird.

Dadurch, daß das Innenrohr gemeinsam mit einem Träger und den Schaumstoffkomponenten in das Außenrohr eingezogen wird und dieses eine begrenzte Länge hat, kann der im Ringraum entstehende Schäumdruck wesentlich besser beherrscht werden. Eine Abstützung des Außenrohres gegen den Schäumdruck ist wesentlich einfacher realisierbar, da das Außenrohr während der Ausschäumung still steht.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird unterhalb des Innenrohres als Trägermaterial ein bahnförmiges Material vorzugsweise eine Papierbahn eingefahren. Auf diese Materialbahn wird das aufschäumbare Gemisch unmittelbar vor dem Einlauf aufgesprüht. Das bahnförmige Trägermaterial wird dabei zweckmäßigerweise von einer Vorratsspule abgezogen und mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innenrohr in das Außenrohr eingefahren. Als bahnförmiges Material können auch Gewebe oder eine Kunsttoffolie verwendet werden.

Es besteht die Möglichkeit, das Innenrohr an seinen Enden zu halten, um eine konzentrische Anordnung des Innenrohres zum Außenrohr zu erreichen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, das Innenrohr mit einer Abstandshalterung zu versehen, die vorzugsweise eine Abstandshalterwendel ist. Eine Verlagerung des Innenrohres infolge des Schäumdrucks ist damit nahezu ausgeschlossen.

Um ein Herabtropfen der in nahezu flüssiger Konsistenz vorliegenden aufschäumbaren Mischung zu verhindern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das bahnförmige Material vor dem Einlauf in das Außenrohr quer zur Längsrichtung kreisbogenförmig vorzubiegen.

Der Radius des Kreisbogens sollte dabei zweckmäßigerweise dem Radius des Außenrohres entsprechen. Das bahnförmige Material kann gleichzeitig als Mittel dienen, um die Reibung zwischen dem Abstandshalter und der inneren Oberfläche des Außenrohres zu vermindern.

Gleichzeitig mit dem Innenrohr können auch ein oder mehrere Meldeleiter eingezogen werden, welche für Leckmelde- bzw. Leckortungszwecke Verwendung finden. Zweckmäßigerweise verlaufen die Meldeleiter gleichsinnig mit der Abstandshalterwendel.

Es hat sich als sinnvoll erwiesen, daß nach dem Einführen des Innenrohres der Ringraum an beiden Seiten durch Ringscheiben abgedichtet wird. Diese Ringscheiben sitzen auf den Innenrohrenden auf und werden gegen die Stirnfläche des Außenrohres gedrückt.

Entlüftungsbohrungen ermöglichen den Austritt der durch den aufsteigenden Schaum verdrängten Luft. Die Ringscheiben haben noch den Vorteil, daß die Enden der gefertigten Rohrleitungslänge nicht mehr gesondert bearbeitet werden müssen. Der Schaum schließt mit dem Ende des Außenrohres ab. Alternativ kann auch vorgesehen sein, einen Ring aus aufgeschäumtem Polyurethan auf jedes Innenrohrende aufzuschieben und in den Ringspalt einzuführen, so daß er mit dem Außenrohr abschließt. Die Spalte zwischen den Schaumstoffring und dem Innen- und dem Außenrohr werden durch den Schaum abgedichtet.

Wird ein Außenrohr aus einem Werkstoff mit relativ geringer Festigkeit wie z. B. Polyäthylen verwendet, ist es von Vorteil, daß das Außenrohr zumindest während des Aufschäumvorgangs von außen gestützt wird. Zu diesem Zweck wird das Außenrohr in ein mechanisch stabiles Stützrohr eingeschoben.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich in besonders vorteilhafter Weise flexible Leitungsrohre herstellen, wenn man als Außenrohr ein gewelltes Kunststoffrohr und als Innenrohr ein gewelltes Metallrohr verwendet. Wie an sich bekannt, kann eine solche Rohrkonstruktion ohne Wärmedehnungskompensatoren verlegt werden. An Stelle des gewellten Metallrohres kann auch ein gewelltes Kunststoffrohr Verwendung finden, sofern die Temperatur des zu transportierenden Mediums dieses zuläßt.

Für die genannte Rohrkonstruktion hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß als bahnförmiges Material eine Metallfolie vorzugsweise eine copolymerbeschichtete Aluminiumfolie verwendet wird, die vor dem Einführen des Innenrohres um dieses bzw. die Abstandshalter herum zu einem Schlitzrohr mit einander überlappenden Bandkanten herumgeführt wird. Die Metallfolie stellt weitestgehend sicher, daß das in den Zellen des Schaumstoffs befindliche Isoliergas nicht aus dem Rohrverbund in radialer Richtung entweichen kann. Dadurch wird eine Verminderung des Isolationswertes der Schaumstoffschicht verhindert. Die Verwendung einer copolymerbeschichteten Aluminiumfolie hat noch den Vorteil, daß diese sich mit den Schaum klebend verbindet und somit beim begrenzten Biegen des Leitungsrohres z. B. um ein Radius von ca 3 m nicht einreißt.

Das Abstützen des Außenrohres gegen den Schäumdruck kann besonders wirkungsvoll durchgeführt werden, wenn ein aus zwei durch Scharniere miteinander verbundenen Halbschalen bestehendes Stützrohr verwendet wird, in welches man das Außenrohr vor dem Einziehen des Innenrohres einlegt, daß man das Stützrohr schließt und verriegelt und nach dem Ausschäumen das wärmeisolierte Leitungsrohr aus dem geöffneten Stützrohr entfernt. Hierdurch ist vermieden, daß bei einer u. U. vorkommenden Überdosierung der Schaumkomponenten das Leitungsrohr sich in dem Stützrohr festsetzt.

Um eine optimale Schaumausbildung zu erzielen, kann es zweckmäßig sein, das Stützrohr nach dem Einführen des Innenrohres an einer Seite bis zu einem Neigungswinkel von ca. 45 Grad anzuheben.

Die Erfindung ist an Hand der in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Ein gewelltes Kunststoffrohr 1 wird in ein Stützrohr 2 eingezogen bzw. eingelegt und dort gegen Längsverschieben gesichert. In das Kunststoffrohr 1 wird dann ein mit einer Abstandshalterwendel 3 aus Polyurethanschaum versehenes Metallwellrohr 4 eingezogen oder eingeschoben. Für das Einziehen kann in nicht dargestellter Weise in das schraubenlinienförmig gewellte Metallrohr 4 ein mit Außengewinde versehener Stopfen eingedreht werden, der mit einem Zugseil verbunden ist. Während des Einziehens wird um das Metallwellrohr 4 ein von einer Vorratsspule 5 abgezogenes copolymerbeschichtetes Aluminiumband 6 zum Rohr mit überlappenden Bandkanten geformt, welches sich an die Innenwandung des Kunststoffwellrohres 1 anlegt. Vor dem Schließen der Bandkanten des Bandes 6 wird mit einer Sprühpistole 7 ein aufschäumbares Gemisch auf der Basis von Polyurethan auf das Band 6 gesprüht. Die Topfzeit, d. h., die Zeit bis das Gemisch beginnt, sich zu entwickeln, d. h., aufzuschäumen, kann für solche Schäume unterschiedlich eingestellt werden. Sie sollte so eingestellt sein, daß erst, nachdem das Metallrohr 4 seine endgültige Lage erreicht hat, der Schäumvorgang beginnt. Bei einer kürzeren Topfzeit muß jedoch sichergestellt sein, daß das Einziehen so schnell vorgenommen wird, daß zum Zeitpunkt der Ausschäumung des Ringraums Innen- und Außenrohr in ihrer Endstellung befindlich sind. Innerhalb der Abstandshalterwendel 3 befinden sich ein oder mehrere nicht näher bezeichnete Meldeleiter, die zur Lecküberwachung und Leckortung des Leitungsrohres herangezogen werden können. Das Innenrohr 4 ist etwas länger als das Außenrohr 1, so daß seine Enden aus dem Außenrohr herausragen. Diese herausragenden Enden dienen dazu, einzelne Rohrlängen miteinander zu verbinden bzw. Armaturen dort anzubringen. Da es sich bei dem Innenrohr 4 um ein relativ dünnwandiges Metallwellrohr handelt, ist es erforderlich, die Enden während der Lagerung des Transportes und auf der Baustelle vor Beschädigung zu schützen. Dies kann beispielsweise durch nicht gezeigte Kunststoffkappen geschehen. Es ist jedoch auch möglich, bereits werksseitig an oder auf/in die Wellrohrenden ein Glattrohrstück zu schweißen.

Kurz vor Beendigung des Einziehvorgangs wird das Band 6 abgetrennt. Dann werden Endkappen 8 und 9 auf die Enden des Innenrohres 4 gesteckt, die ein Herauslaufen von Schaumstoff aus dem Ringspalt zwischen Innenrohr 4 und Außenrohr 1 verhindern sollen. Die Endkappen sind in beliebiger Weise befestigt. Vorzugsweise zeigen sie an ihrer inneren Oberfläche im Falle einer schraubenlinienförmigen Wellung des Innenrohres 4 ein der Wellung entsprechendes Gewinde und werden auf die Enden des Innenrohres 4 aufgeschraubt, bis sie an den Stirnflächen des Außenrohres 1 bzw. des Stützrohres 2 anliegen. Nicht dargestellte Entlüftungsbohrungen in den Endkappen 8 und 9 ermöglichen den Austritt der durch den Schaum verdrängten Luft. Nach dem Ausschäumen werden die Endkappen 8 und 9 sowie das Stützrohr 2 entfernt und die fertige Leitungsrohrlänge entnommen. Anstelle der Endkappen 8 und 9 kann man auch vorgefertigte Schaumstoffringe bzw. aus Segmenten zusammengesetzte Schaumstoffringe verwenden, die in den Ringspalt eingesetzt und dort fixiert werden. Das Stützrohr 2 kann während des Aufschäumvorganges an einem Ende angehoben werden bzw. kann eine Schaukelbewegung entweder um seine Längsachse oder seine Querachse ausführen, um eine optimale Ausschäumung des Ringspaltes zu ermöglichen. Beispielsweise kann das Stützrohr 2 auf drehabtreibbaren nicht dargestellten Rollen gelagert sein.

Die Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch Fig. 2 und verdeutlicht die Ausgestaltung des Stützrohres 2. Dieses besteht aus zwei Rohrhälften 2 a und 2 b, die über ein Scharniergelenk 2 c aufklappbar sind. Nach dem Einlegen des Außenrohres 1 werden die Rohrhälften 2 a und 2 b verriegelt. Nach Beendigung des Aufschäumvorgangs werden die Rohrhälften 2 a und 2 b entriegelt, aufgeklappt und die fertige Rohrlänge entnommen.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Leitungsrohr ist gut biegbar, so daß es zu leicht transportierbaren Ringbunden mit einem Durchmesser von weniger als 3 m gewickelt werden kann. Solche Ringbunde sind unter Verzicht schwer handhabbarer Kabeltrommeln auf Lastkraftwagen gut transportierbar.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von wärmeisolierten Leitungsrohren begrenzter Länge, vorzugsweise in einer Länge zwischen 6 und 25 m, bestehend aus einem mediumführenden Innenrohr einem Außenrohr sowie einer zwischen Innenrohr und Außenrohr befindlichen Schicht aus einem aufgeschäumten Kunststoff auf der Basis von Polyurethan, dadurch gekennzeichnet, daß in das nahezu horizontal gelagerte Außenrohr das Innenrohr gemeinsam mit einem Trägermaterial für das aufschäumbare Kunststoffgemisch eingezogen wird, und daß der Ringraum nach dem Einziehen des Innenrohres in das Außenrohr ausgeschäumt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Innenrohres als Trägermaterial ein bahnförmiges Material, vorzugsweise eine Papierbahn eingefahren wird, und daß das aufschäumbare Gemisch unmittelbar vor dem Einlauf des bahnförmigen Materials auf diese aufgesprüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr vor dem Einführen in das Außenrohr mit einer Abstandshalterung vorzugsweise einer Abstandshalterwendel versehen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das bahnförmige Material vor dem Einlauf in das Außenrohr quer zur Längsrichtung kreisbogenförmig vorgebogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Innenrohr ein oder mehrere Meldeleiter in das Außenrohr eingezogen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einführen des Innenrohres der Ringraum an beiden Seiten durch Ringscheiben abgedichtet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr zumindest während des Aufschäumvorgangs von außen gestützt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr in ein Stützrohr eingeschoben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden dadurch gekennzeichnet, daß als Außenrohr ein gewelltes Kunststoffrohr und als Innenrohr ein gewelltes Metallrohr verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als bahnförmiges Material eine Metallfolie, vorzugsweise eine copolymerbeschichtete Aluminiumfolie verwendet wird, die vor dem Einführen des Innenrohres um dieses herum zu einem Schitzrohr mit einander überlappenden Bandkanten herumgeformt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus zwei durch Scharniere miteinander verbundenen Halbschalen bestehendes Stützrohr verwendet wird, daß das Außenrohr in das aufgeklappte Stützrohr eingelegt, daß das Stützrohr geschlossen und verriegelt wird und daß nach dem Ausschäumen das wärmeisolierte Leitungsrohr aus dem geöffneten Stützrohr entfernt wird.