Przedmiotem wynalazku jest rura termoizola¬ cyjna o duzej srednicy, przeznaczona do transportu cieczy o wysokiej temperaturze na duze odle¬ glosci.Z francuskiego opisu patentowego nr 2 042 814 jest znana rura izolowana termicznie, zawierajaca spienione tworzywo sztuczne, które przylega z jednej strony do rury wewnetrznej, a z drugiej strony do zewnetrznej warstwy ochronnej i które pokrywa wieksza czesc rury, ale konczy sie w pewnej odleglosci od kazdego z konców rury na¬ chylona powierzchnia o ksztalcie scietego stozka.Celem wynalazku jest opracowanie rury tego samego typu, nadajacej sie w szczególnosci do transportu goracych cieczy, a mianowicie rury o dowolnej zdolnosci wydluzania sie.Rura wedlug wynalazku jest zasadniczo takie¬ go typu jak wyzej opisana, przy czym istota wy¬ nalazku jest to, ze zewnetrzna warstwa sklada sie ze stosunkowo sztywnej oslony, utworzonej z warstwy nieporowatego poliuretanu, która konczy sie przed kazda powierzchnia stozkowa oraz z po¬ wloki ochronnej dla kazdej z powierzchni stozko¬ wych tworzywa spienionego, która to powloka jest przymocowana jednym koncem do oslony, a dru¬ gim koncem jest polaczona bezposrednio z rura wewnetrzna, przy czym powloka ta jest wystar¬ czajaco elastyczna, aby pozwolic na wydluzanie sie tworzywa spienionego zgodnie z wydluzaniem sie !• 19 rury wewnetrznej, podczas, gdy oslona pozostaje nieruchoma.Wynalazek pozwala pogodzic wymagania wytrzy¬ malosci mechanicznej rozciagnietej czesci warstwy zewnetrznej, a z drugiej strony pozwala na ruch wzgledny tworzywa spienionego pomiedzy po¬ wierzchnia rury wewnetrznej, która sie wydluza i (powierzchnia warstwy zewnetrznej, która nde podlega zadnemu wydluzaniu z uwagi na swoje zakotwienie w ziemi i na swoja izolacje termiczna.Ponadto, dzieki temu, ze oslona zbudowana jest z warstwy nieporowatego poliuretanu, szczelnosc rury jest doskonala, a wytwarzanie rur termoizola¬ cyjnych latwe, poniewaz oslone mozna nakladac dookola warstwy izolacyjnej z tworzywa spienio¬ nego przez natryskiwanie.Przedmiot wynalazku zostanie szczególowo opi¬ sany na przykladzie wykonania pokazanym na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia rure wedlug wynalazku w przekroju osiowym, zas fig. 2 przed¬ stawia fragment polaczenia kielichowego dwóch kolejnych rur, równiez w przekroju osiowym.Rura termoizolacyjna T», przedstawiona na fig. 1, zaopatrzona jest w rure wewnetrzna z zeliwa, korzystnie z zeliwa sferoidalnego, o duzej srednicy, mianowicie powyzej 150 mm, a dochodzacej do 1200, a nawet 1600 mm. Rura ta przeznaczona jest do transportu goracej wody lub innej cieczy, o temperaturze do 120°C, na odleglosc rzedu jedne- 121 5933 121 593 4 go lub kilku kilometrów, przy czym rura korzyst¬ nie jest zakopana w ziemi.Powierzchnia wewnetrzna rury 1 zaopatrzona jest w powloke wewnetrzna 2, np. w powloke z zaprawy cementowej, której rodzaj i jakosc zaleza od typu obwodu, w jaki wlaczona jest rura ter¬ moizolacyjna oraz od jakosci i rodzaju transporto¬ wanej cieczy.Do zewnetrznej powierzchni rury 1 przylega warstwa materialu izolujacego 4, stanowiaca ko¬ rzystnie spieniony poliuretan, stosunkowo sztyw¬ na, o grubosci np. 30—50 mm.Poliuretan, lub inne tworzywo sztuczne, przezna¬ czone do wytworzenia spienionej warstwy izolacyj¬ nej naklada sie przez rozpylanie na zimno na rure 1, która sie obraca.) Mozna tu stosowac np. two¬ rzywo sztuczne o skladzie opracowanym przez fir¬ me E iNODIM, pod *ir MR 2109, które silnie przy¬ lega do zeliwa. Ponadto, tworzywo spienione wy¬ tworzone przez poWyzsze natryskiwanie na zimno na rure ma wieksza gestosc na powierzchniach granicznych, czyli sasiadujacej z zeliwem i na po¬ wierzchni zewnetrznej, niz w masie. Tak wytwo¬ rzona piana ma korzystnie gestosc rzedu 80—il20 kg/m3, co jej zapewnia wytrzymalosc mechaniczna bez zwiekszania zbytnio jej przewodnictwa ciepl¬ nego.Powyzsza warstwa z izolujacego tworzywa spie¬ nionego 4 otoczona jest oslona ochronna 6a, która ochrania calosc i zapewnia szczelnosc.Oslona 6a sklada sie z warstwy lakieru, poli¬ uretanowego, nieporowatego, który jest wdec sci¬ sly i szczelny. Oslone z poliuretanu 6a naklada sie dookola izolujacej warstwy spienionej 4 znana technika natryskiwania. 'Poliuretan stanowi pro¬ dukt nie zawierajacy rozpuszczalnika o dwóch skladnikach (poliol i izocyjanian); dlatego tez na¬ tryskiwanie wykonuje sie pistoletem. Mozna np. stosowac poliuretan, znajdujacy sie w handlu pod nazwa „POLYSTAL", wytwarzany przez Societe * Techniaue d^pplications Chimiques (S.T.A.C.) i natryskiwac to tworzywo na grubosc 1 do kilku • milimetrów.Oslona 6a oraz tworzywo spienione 4 nie pokry¬ waja calej dlugosci rury 1, ale koncza sie w pew¬ nej odleglosci od konców tej ostatniej tak, aby przylaczona koncówka 10, jak równiez kielich 12, znajdujace sie odpowiednio na koncach rury i przeznaczone do laczenia sasiadujacych rur, po¬ zostaly wolne. Przy kazdym z konców tworzywo spienione 4 konczy sie powierzchnia 14, nachylo¬ na w stosunku do osi rury i majaca ksztalt wy¬ raznego scietego stozka.Powierzchnia ta pokryta jest powloka 16, odpo¬ wiednio uformowana, przy czym powloka ta przy¬ kryta jest oslona 6a przy jednym ze swych kon¬ ców oraz przymocowana do rury klejem i-jedno¬ czesnie za pomoca pierscienia mocujacego 20 dru¬ gim swym koncem. Powloka 16 wykonana jest z materialu odpornego na wysokie . temperatury, zwlaszcza na temperatury rzedu 120°C, które sa przewidziane przy uzytkowaniu r.ury. f Material ten: musi miec ponadto dobra wytrzy¬ malosc na rozciaganie i wystarczajaca elastycz¬ nosc, aby mógl sie odksztalcac bez pogorszenia ja¬ kosci pod wplywem wydluzania sie termicznego rury. Wymagania te spelnia kauczuk butylowy, ale oczywiscie mozna stosowac i inne rodzaje kau¬ czuku np. kauczuk etylenowo-propylenowy.Jak widac na fig. 2, jezeli rura termoizolacyjna wedlug wynalazku ma polaczenia kielichowe z u- szczelnieniem sciskajacym promieniowo, jeden z jej konców 10 stanowi przylaczona koncówke o- bejmowana, podczas gdy przeciwny koniec tworzy stozkowy kielich obejmujacy 12. Powierzchnia ze¬ wnetrzna przylaczonej koncówki 10 pokryta jest powloka 22, która pokrywa cala jej powierzchnie i rozciaga sie pod pierscieniem 20 i pod koncem powloki 16.Powloka ta wykonana jest z materialu, który jednoczesnie ma niski wspólczynnik tarcia w sto¬ sunku do zlacz z elastomerów oraz wystarczajaca wytrzymalosc mechaniczna, aby wytrzymac ogrza¬ nie do temperatury rzedu 120°C -bez utraty swe¬ go wspólczynnika tarcia. Powloka ta korzystnie wykonana jest z polimeru fluorowanego lub z polidwufluorku winylidenu, zwykle okreslanego ja¬ ko PVDF. Powloka z tego samego lub analogiczne¬ go materialu 24 pokrywa w ten sam sposób ze¬ wnetrzna powierzchnie kielicha 12, przedluzajac sie pod pierscien 20 i koniec 18 oslony 16.Jednakze, powloka ta przedluza sie do konca kielicha 12 i pokrywa równiez jego powierzchnie wewnetrzna, która posiada wyciecie, stanowiace obudowe uszczelnienia 26, które jest sciskane po¬ miedzy przylaczona koncówka 10 i kielichem 12.Wyciecie stanowiace obudowe uszczelnienia 26 o- graniczone jest na swym koncu wewnetrznym za pomoca wewnetrznego zgrubienia pierscieniowego 28 kielicha 12, zas na swoim koncu zewnetrznym przez obrzeze ograniczajace 30, umieszczone na wolnym koncu wspomnianego kielicha 12.Dno wyciecia tworzy powierzchnia cylindryczna 32, która moze byc wykonana podczas odlewania, ale która korzystnie wytacza sie w taki sposób, aby uzyskac dokladniejsza tolerancje srednicy, któ¬ ra jest potrzebna do odpowiedniego sciskania u- szczelnienia 26 po polaczeniu. Na prawo od obrze¬ za ograniczajacego 30 dno cylindryczne 32 zaopa¬ trzone jest w gardziel 34, w które wchodzi wy¬ step uszczelnienia 26, co pozwala na zupelne unie¬ ruchomienie tego ostatniego w czasie uzytkowania.Aktywna czesc uszczelnienia styka sie z. po¬ wierzchnia 32.Jak widac wyraznie na fig. 2, po polaczeniu dwóch sasiadujacych konców rur termoizolacyj¬ nych Ta i T'a o zlaczu kielichowym, przylaczona koncówka 10 jednej z rur, pokryta powloka 22, zaglebia sie w kielich 12 drugiej rury i slizga sie na uszczelnieniu 26, .które ja sciska.Srednica obrzeza ograniczajacego 30 jest wieksza niz zewnetrzna srednica powloki 22 przylaczonej koncówki 10, tak ze koncówka ta wchodzi, latwo do kielicha 12 z niewielkim luzem srednicowym, ograniczajacym mimosrodowosc, czyli sciskanie. W ten sam sposób, srednice ,pQwierzchni cylindrycznej 32 dobiera sie tak, aby zapewnic sciskanie pro¬ mieniowe uszczelnienia 26, rzedu co najmniej po¬ lo 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 £•** m121 593 5 6 wyzej 5*%, a nie przekraczajace 25%, niezaleznie od tolerancji wykonania przylaczonej koncówki.Uszczelnienie 26 moze byc wykonane za pomoca odlewania, z mieszaniny etylenowo^propylenowo- -dienowo-metylenowej lub z innej analogicznej substancji, odpornej na wysokie temperatury, np.„EPDM 5512", produkowanej przez KLEBER CO- LOMBES.Rury termoizolacyjne wedlug wynalazku wytwa¬ rza sie fabrycznie, latwo jest je skladowac i trans¬ portowac w momencie uzytkowania. Nastepnie, pierwsza rure TA umieszcza sie w ziemi. Na przy¬ laczona koncówke 10 pierwszej rury Tfi nasuwa sie kielich 12 drugiej rury T'a, praktycznie iden¬ tycznej jak pierwsza, takiego rodzaju, ze uszczel¬ nienie 26 zostaje scisniete miedzy powyzszymi dwiema rurami i zapewnia szczelnosc polaczenia.Mozna wtedy nalozyc dodatkowa termoizolacje (nie przedstawiona) dookola glowicy kielicha 12 ; pierscienia 20.W ten sposób mocuje sie koncami odpowiednia ilosc identycznych rur, wzdluz zadanej odleglosci dochodzacej do kilku kilometrów.W czasie uzytkowania woda lub inna goraca ciecz przeplywa kolejno przez wewnetrzne rury 1, powodujac ich ogrzanie, czyli wydluzenie termicz¬ ne. Pod wplywem tego wydluzenia przylaczona koncówka 10 ma tendencje do slizgania sie pod uszczelnieniem 26 w kierunku wnetrza kielicha 12.Rodzaj powloki 22 pozwala na to slizganie, zapew¬ niajac jednak szczelny styk pomiedzy koncówka i uszczelnieniem tak, ze wydluzanie nie powoduje utraty szczelnosci.Wydluzenie spowodowane przeplywem goracej cieczy w rurach Ta, T'a powoduje odksztalcenie jed¬ noczesnie przesuwajacego sie izolacyjnego tworzy¬ wa spienionego 4 na jego powierzchni, graniczacej z wewnetrzna rura 1. Odwrotnie, oslona zewnetrz¬ na 6a nie ogrzewa sie praktycznie wcale, poniewaz jest ona izolowana termicznie wskutek obecnosci tworzywa spienionego. Ponadto, sposób zakopania rur i rodzaj gruntu, w którym sie je umieszcza w wielu przypadkach wystarczaja, aby zapewnic wskutek tarcia dostateczne zakotwienie oslony 6a.Wybór poliuretanu pozwala otrzymac zadany wspólczynnik tarcia pomiedzy oslona i gruntem.Jednakze, izolujace tworzywo spienione 4 jest wystarczajaco elastyczne, aby moglo, sie odksztalcac pod wplywem rozszerzenia sie rury\ 1 bez oderwa¬ nia sie od nieruchomej oslony 6a. Ponadto, po¬ wloka 16 jest równiez wystarczajaco elastyczna, aby zaadaptowac sie do wydluzenia rury 10, a jednoczesnie pozostaje mocno przytwierdzona do konca oslony 6a, co pozwala termoizolacji znosic znaczne wydluzenia termiczne bez obawy uszko¬ dzenia i wobec tego zapewnia zachowanie jej,sku¬ tecznego dzialania w ciagu dlugiego ojkresu uzyt¬ kowania. ,' -¦¦•*"'¦¦-' * Ponadto, polaczenie tworzywa spienionego, sto¬ sunkowo sztywnej i nieruchomej oslony oraz ela¬ stycznych powlok na koncach, pozwala na dopaso¬ wanie sie do gradientu promieniowej rozszerzalno¬ sci wewnatrz tworzywa spienionego pomiedzy ru¬ ra i nieruchoma oslona.Co wiecej, po wprowadzeniu przylaczonej kon¬ cówki do kielicha latwo jest pozostawic pomiedzy tymi dwoma elementami wystarczajaca odleglosc osiowa, aby pozwolic na stosunkowo znaczne wy¬ dluzenie termiczne rur przy wzroscie temperatury ukladu kanalizacyjnego. W ten sposób wydluzenie kazdej rury absorbuje sie w miejscu polaczenia z sasiednia rura bez obawy przeniesienia sie lub kumulacji tego wydluzenia z jednej rury na dru¬ ga.Wynalazek pozwala na laczenie rur termoizola¬ cyjnych o duzej srednicy, wytwarzanych fabrycz¬ nie, w zestawy utworzone ze szczelnie polaczonych elementów, przy czym nie zachodzi obawa, ze ru¬ ry ulegna rozlaczeniu. Zestawy takie sa odporne na wysokie temperatury. Ponadto, za pomoca pew¬ nej ilosci podobnych rur mozna wykonywac syste¬ my kanalizacyjne o znacznej dlugosci, w sposób bardzo prosty, wsuwajac konce sasiadujacych rur jeden w drugi, bez stosowania specjalnych urzadzen kompensujacych wydluzenia termiczne.Oczywiscie, mozna w ipewnych przypadkach sto¬ sowac rury termoizolacyjne wedlug wynalazku, które maja dwie przylaczone koncówki 10, przy czym polaczenia dokonuje sie za pomoca tulei lub równowaznego urzadzenia pozwalajacego na roz¬ szerzenie sie rur. W ten sposób wykonana kanali¬ zacja nie przedstawia zadnego niebezpieczenstwa powstania nieszczelnosci lub braku odpornosci na cieplo, nawet w przypadku bardzo duzych odleglo¬ sci i wobec tego nadaje sie szczególnie do trans¬ portu cieczy na znaczne odleglosci.Oczywiste jest, ze prostota montazu w terenie, w polaczeniu z latwoscia transportu rury termo¬ izolacyjnej obniza powaznie koszty wykonania i konserwacji kanalizacji wykonanej z rur wedlug wynalazku.Ponadto, powloki 16 przedzielaja izolacje ruro¬ ciagu tak, ze nie moze zachodzic zadna wedrówka wilgoci, która moglaby odkleic tworzywo spienione, nawet w przypadku oslabienia dodatkowej termo- izolacji,. umieszezpnej wokól zlacza sasiadujacych rur. *tzi-z,.:.-i--. . ¦ .-.•v''^r Warstwe poliuretanu 6a stanowiaca zewnetrzna oslone uszczelniajaca naklada sie przez natryski¬ wanie, co jest bardzo szybkie i latwe i nie ulega hamowaniu wskutek ewentualnych nieregularnosci zewnetrznej powierzchni izolacyjnej warstwy z tworzywa spienionego 4. Nalezy zauwazyc, ze okres czasu, po którym mozna manipulowac rura bez uszkodzenia powloki jest krótki, rzedu 5 minut.Dodatkowa wazna zaleta jest to, ze do wykona¬ nia warstwy poliuretanu, tworzacego oslone u- szczelniajaca 6a niozna stosowac to samo tworzy¬ wo, które stosuje sie do wytworzenia warstwy izolujacej 4, lub bardzo podobny material.Oslpna 6a zapewnia absolutna szczelnosc nawet na koncach rury, poniewaz oslona ta przykrywa konce kazdej z powlok 16, a przyczepnosc oslony do warstwy spienionej 4 jest doskonala, przewyz¬ szajaca kohezje samej warstwy spienionej. Powlo¬ ka rozrywa sie raczej wewnatrz warstwy spienio¬ nej 4 niz na powierzchni granicznej miedzy ta ostatnia oraz oslona 6a. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 121 593 8 5. Rura wedlug zastrz. 1 albo 4, znamienna tym, ze izolujace tworzywo spienione (4) stanowi rozpy¬ lana na zimno substancje pieniaca o gestosci rzedu 80—(120 kg/m3, korzystnie poliuretan. 6. Rura wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze powloka (16) jest polaczona z rura wewnetrzna <1) za pomoca pierscienia mocujacego (20). 7. Rura wedlug zastrz. 1 albo 6, znamienna tym, ze powloka (16) dla konców izolujacego tworzywa spienionego wykonana jest z folii kauczukowej. 8. Rura wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze ma koniec obejmowany (10), skladajacy sie z przy¬ laczonej koncówki, pokrytej powloka (22) z two¬ rzywa sztucznego, odpornego na cieplo i zdolnego do wytworzenia szczelnego styku z niewielkim tar¬ ciem z uszczelnieniem (26). 9. Rura wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zaopatrzona jest w koniec obejmujacy <12), zawie¬ rajacy wyciecie (32—34), stanowiace obudowe u- szczelnienia (26), pokryte powloka (24) z tworzywa sztucznego, odpornego na cieplo. 10. Rura wedlug zastrz. 9, znamienna tym, ze wyciecie (32—34) stanowiace obudowe uszczelnie¬ nia (26) zaopatrzone jest w rozwiercone dno (32), którego srednica zapewnia maksymalne sciskanie uszczelnienia o wartosci 25%. 11. Rura wedlug zastrz. 9 albo 10, znamienna tym, ze koniec obejmujacy (12) rury zaopatrzony jest w koncówke wejsciowa (30), której srednica stanowi funkcje zadanego stopnia sciskania uszczel¬ nienia (26).DN-3, z. 279/83 Cena 100 z! Zastrzezenia patentowe 1. Rura termoizolacyjna o duzej srednicy do transportu cieczy o wysokiej temperaturze, zawie¬ rajaca spienione tworzywo sztuczne, izolujace ter- * micznie, które przylega z jednej strony do we¬ wnetrznej rury, a z drugiej strony do zewnetrznej warstwy ochronnej i które pokrywa wieksza czesc rury, ale konczy sie w pewnej odleglosci od kaz¬ dego z konców rury nachylona powierzchnia o 10 ksztalcie stozka scietego, znamienna tym, ze ze¬ wnetrzna warstwa sklada sie ze stosunkowo sztyw¬ nej oslony, utworzonej z warstwy nieporowatego poliuretanu, która konczy sie przed kazda powierz¬ chnia stozkowa (14) oraz z powloki ochronnej (16) i* dla kazdej z powierzchni stozkowych tworzywa spienionego (4), która to powloka jest przymoco¬ wana jednym koncem do oslony, a drugim koncem polaczona jest bezposrednio z rura wewnetrzna (1), przy czym powloka ta jest wystarczajaco elastycz- *o na, aby pozwolic na wydluzanie sie tworzywa spie¬ nionego zgodnie z wydluzaniem sie rury wewnetrz¬ nej, podczas gdy oslona pozostaje nieruchoma. 2.; Rura wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze o- slona (6a) jest oslona natryskiwana dookola war- » stwy izolujacej z tworzywa spienionego (4). 3. Rura wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, ze oslona (6a) pokrywa konce kazdej powloki (16). 4. Rura wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze tworzywo spienione (4) ma wieksza gestosc na po- *° wierzchniach graniczacych z rura wewnetrzna (1) i z oslona (6, 6a) niz wewnatrz swej masy. PL PL PL PL PL PL PL