PL170927B1 - Prefabrykat rury ciepłowniczej - Google Patents

Abstract

1. Prefabrykat rury ciepłowniczej, zwłaszcza dla układanych w ziemi linii przesyłowych ciepła, składający się z rury przewodzącej medium, która przebiega współosiowo z przestrzenią pośrednią w paroszczelnej, polietylenowej rurze okładzinowej bez szwu, przy czym przestrzeń pośrednia pomiędzy tymi dwoma rurami zawiera spieniony w tej przestrzeni element z tworzywa piankowego jako izolację cieplną, a między rurą przewodzącą medium 1 elementem z tworzywa piankowego znajduje się izolacja rdzeniowa z materiału odpornego na wysoką temperaturę, znamienny tym, ze izolację rdzeniową (3) stanowi rura z włókna ceramicznego, zwłaszcza z glinokrzemianu nasunięta na rurę (1) przewodzącą medium.

Description

Przedmiotem wynalazku jest prefabrykat rury ciepłowniczej, zwłaszcza dla układanych w ziemi linii przesyłowych ciepła, składający się z rury przewodzącej medium, przebiegającej współosiowo z przestrzenią pośrednią w paroszczelnej, polietylenowej rurze okładzinowej bez szwu, przy czym przestrzeń pośrednia pomiędzy tymi dwoma rurami, zawiera jako izolację cieplną, element z tworzywa piankowego spieniony w tej przestrzeni, a pomiędzy rurą przewodzącą medium i elementem z tworzywa piankowego znajduje się izolacja rdzeniowa z materiału odpornego na wysoką temperaturę.

Rury ciepłownicze tego rodzaju są opisane na przykład w opisie niemieckim AS 28 23 051. Z opisu tego jest znane tworzenie takich rur z rury stalowej służącej jako rura przewodząca medium, na którą dla koncentrycznego zamocowania rury okładzinowej są nasunięte rozporki wykonane z tworzywa sztucznego, przy czym rura stalowa jest osłonięta włóknistymi materiałami izolacyjnymi stanowiącymi izolację rdzeniową a istniejąca pusta przestrzeń o przekroju pierścieniowym pomiędzy rurą stalową i rurą okładzinową jest wypełniona sztywną pianką z tworzywa sztucznego. Sztywną piankę z tworzywa sztucznego nanosi się przy tym w taki sposób, że tworzy ona wypełnienie ciśnieniowe, dzięki któremu włókniste materiały izolacyjne otaczające rurę stalową zagęszcza się w taki sposób, że rura przewodząca medium dzięki swojemu własnemu ciężarowi i ciężarowi wypełnienia nie dopuszcza do dalszego odkształcania włóknistego materiału izolacyjnego i w ten sposób również do zmiany położenia koncentrycznie umieszczonej rury przewodzącej medium. Jak to również można wywnioskować z opisu AS 28 23 051 podczas wytwarzania takich rur ciepłowniczych nasuwa się najpierw rozporki na rurę stalową w taki sposób, że osiadają one na odpowiednich powierzchniach nasadzania bezpośrednio na rurze stalowej. Następnie na rurę stalową nanosi się pierścieniową warstwę z włóknistych materiałów izolacyjnych, nasuwa się rurę okładzinową na rozporki i wreszcie pozostającą pustą przestrzeń pierścieniową wypełnia się pianą.

170 927

Zamocowanie rozporek pomiędzy rurą stalową i rurą okładzinową uniemożliwia jednak całkowite przykrycie rury stalowej włóknistymi materiałami izolacyjnymi. W związku z tym nanosi się włókniste materiały izolacyjne w postaci wielu w tym celu prefabrykowanych mat albo powłok w taki sposób, że otaczają one powierzchnie osadzania rozporek na rurze stalowej. Ogółem taka konstrukcja prowadzi do następujących wad: Dla uniknięcia przesuwania prefabrykowanych mat albo powłok na rurze stalowej przed całkowitym wypełnieniem pianą pustej przestrzeni pierścieniowej muszą one być ustalone przy pomocy odpowiednich do tego celu zabiegów na rurze stalowej albo na nasuniętych na nią rozporkach, przez co jest potrzebna dodatkowa operacja podczas wykonywania takich rur ciepłowniczych.

Dochodzi do tego, ze podczas obkładania rury stalowej włóknistymi materiałami izolacyjnymi w postaci wielu mat albo powłok, pomiędzy pojedynczymi częściami składowymi obłożenia albo szczelinami między rozporkami i osłoną powstają spoiny. Spoiny te albo szczeliny podczas końcowego spieniania można wypełnić używanym w tym celu materiałem ze sztywnej pianki. Istnieje przy tym niebezpieczeństwo, że pomiędzy rurą stalową i materiałem ze sztywnej pianki wytworzy się bezpośredni kontakt, tak, że podczas stosowania mediów transportu ciepła zdalnego o temperaturach ponad około 130°C można uszkodzić warstwę izolacyjną i w następstwie tego również rurę okładzinową.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest opracowanie rury ciepłowniczej możliwej do wytworzenia w prosty sposób i dającej się niezawodnie eksploatować również podczas używania mediów ciepła zdalnego o temperaturach ponad 130°C.

Prefabrykat rury ciepłowniczej według wynalazku ma izolację rdzeniową w postaci nasuniętej na rurę przewodzącą medium rury wykonanej z włókna ceramicznego, zwłaszcza z glinokrzemianu.

Korzystnie prefabrykat ma postać odcinka o długości 6 do 12 m, ze swobodnymi końcami rury przewodzącej medium wystającymi poza wierzchnie elementy stanowiące otulinę rury przewodzącej medium.

Korzystnie grubość izolacji rdzeniowej jest tak dobrana, że temperatura graniczna pomiędzy izolacją rdzeniową i elementem z tworzywa piankowego nie przekracza 125°C.

Korzystnie izolacja rdzeniowa ma grubość od 15 do 45 mm, a element z tworzywa piankowego od 25 do 35 mm.

Korzystnie pomiędzy rurą przewodzącą medium i izolacją rdzeniową jest umieszczony środek antyadhezyjny w postaci warstwy ślizgowej.

Ukształtowaną według wynalazku rurę ciepłowniczą można wykonać w szczególnie prosty sposób, ponieważ izolację rdzeniową istniejącą jako rura z włókna ceramicznego można łatwo nasunąć na rurę przewodzącą medium bez potrzeby stosowania szczególnych zabiegów dla ustalenia położenia izolacji rdzeniowej albo jej poszczególnych części składowych.

Przez stosowanie izolacji rdzeniowej w postaci rury unika się przy tym tworzenia spoin albo szczelin w izolacji rdzeniowej. Przez to zapobiega się skutecznie prowadzącemu do uszkodzeń rury ciepłowniczej bezpośredniemu kontaktowi pomiędzy rurą prowadzącą medium i elementem z tworzywa piankowego mocowanym między izolacją rdzeniową i elementem okładzinowym i uzyskuje się dużą niezawodność w eksploatacji tak ukształtowanej rury nawet przy temperaturach eksploatacji ponad 130°C.

Niniejszy wynalazek nie wynika również z niemieckiego opisu AS 28 23 051, ponieważ fachowcowi wskazuje się tam jednoznacznie zamocowanie rozporek pomiędzy rurą przewodzącą medium i rurą okładzinową, co jak już nadmieniono - wyklucza stosowanie izolacji rdzeniowej w postaci rury. Opis niemiecki AS 28 23 051 odbiega więc od przedmiotu niniejszego wynalazku.

Zresztą w przypadku rury ciepłowniczej według wynalazku izolację rdzeniową tworzy się z odpornej na naciski rury z włókna ceramicznego, zwłaszcza z glinokrzemianu, tak że do wyboru mocowane rozporki można umieszczać pomiędzy izolacją rdzeniową i rurą okładzinową nie zmniejszając opisanych przedtem zalet rury według wynalazku.

Z opisu AS 28 23 051 można natomiast wywnioskować, że jako izolację rdzeniową można stosować materiał ściśliwy. Podczas stosowania takiego materiału zamocowanie rozporek między izolacją rdzeniową i rurą okładzinową nie prowadziłoby do wymaganej

170 927 stabilizacji koncentrycznej rury okładzinowej względem rury przewodzącej medium. Opis niemiecki AS 28 23 051 odbiega więc również pod tym względem od przedmiotu niniejszego zgłoszenia.

Rury według wynalazku prefabrykuje się korzystnie o długościach 6 i 12 m. Są to powszechnie stosowane długości fabryczne dostępnych w handlu rur polietylenowych, tak, że takie rury można stosować bez szczególnych zabiegów natychmiast, w sposób niezmieniony do wytwarzania rury ciepłowniczej według wynalazku. Rura dla podanego zakresu temperatur ma przez to tę zaletę względem innych technik układania, że występujące krótkotrwałe zmiany tras można wyeliminować bez nakładu konstrukcyjnego.

Przez nierówne wydłużenia termiczne części składowych rury, zwłaszcza w rejonie między rurą przewodzącą medium i jej bezpośrednim otoczeniem może wystąpić ścieranie, które z upływem czasu może zmniejszyć działanie izolacji cieplnej. Aby przedstawić się temu niepożądanemu zjawisku rurą przewodzącą medium i izolacją rdzeniową jest umieszczony korzystnie środek zapobiegający przyleganiu jako warstwa ślizgowa, przez co zmniejsza się i określa siły tarcia i zapobiega niszczeniu izolacji podczas przemieszczeń rur przewodzących medium. Dzięki tej warstwie ślizgowej ułożony układ rur staje się określonym układem ślizgowym, którego wydłużenie mogą przyjmować kompensatory a siły tarcia podpory stałe rurociągu. Dzięki takiemu jednoznacznemu zaplanowaniu układu ślizgowego są możliwe do obliczenia wszystkie wielkości, a konstrukcyjnie wymagane elementy są możliwe do zaprojektowania i zwymiarowania.

Wynalazek jest bliżej objaśniony na podstawie przykładu wykonania uwidocznionego na rysunku, który pokazuje przekrój osiowy przez wycinek linii przesyłowej ciepła w miejscu połączenia dwóch rur ciepłowniczych.

Rura ciepłownicza składa się z rury 1 przewodzącej medium, zwłaszcza z rury stalowej, która jest umieszczona współosiowo w dostępnej w handlu, polietylenowej paroszczelnej rurze okładzinowej 2 bez szwu, wykonanej korzystnie z polietylenu niskociśnieniowego (HDPE), której średnica wewnętrzna jest większa kilkakrotnie od średnicy zewnętrznej rury 1 przewodzącej medium i której długość odpowiada długości fabrycznej tych rur, przeważnie 6 albo 12 m. Na rurę 1 przewodzącą medium jest nasunięta izolacja rdzeniowa 3 w postaci rury z glinokrzemianu. Dla zapobieżenia zawilgoceniom izolacja rdzeniowa 3 ma korzystnie specjalną konstrukcję na stronach czołowych 6, która powoduje utworzenie zapory przed wilgocią. Osiowe zamocowanie rury 1 przewodzącej medium i izolacji rdzeniowej 3 w rurze okładzinowej 2 jest możliwe dzięki rozporkom rurowym 11 umieszczonym w odstępach. Pozostająca picrścieniowa przestrzeń pośrednia między izolacją rdzeniową 3 i rurą okładzinową 2 jest jednolicie i bezszczelinowo wypełniona pianą przy użyciu samoklejącego elementu 5 z poliuretanowego tworzywa piankowego, który przywiera zarówno do ścianki wewnętrznej rury okładzinowej 2 jak również do powierzchni zewnętrznej izolacji rdzeniowej 3.

Między powierzchnią zewnętrzną rury 1 przewodzącej medium i znajdującą się naprzeciw niej powierzchnią wewnętrzną izolacji rdzeniowej 3 jest umieszczona cienka warstwa znanego środka antyadhezyjnego dla utworzenia warstwy ślizgowej 10.

W przypadku praktycznego wykonania takiej rury ciepłowniczej izolacja rdzeniowa 3 może mieć grubość między 15 i 45 mm, a element 5 z tworzywa sztucznego piankowego grubość między 25 i 35 mm. Takie wymiary zapewniają między rurą 1 przewodzącą medium i elementem 5 z tworzywa piankowego redukcję temperatury co najmniej o 75°C, albo mówiąc inaczej, również podczas transportu mediów o temperaturach do 20o°C w rejonie przejścia do elementu 5 z tworzywa piankowego nie zostaje przekroczona dopuszczalna temperatura 125°C.

Prefabrykat rury ciepłowniczej ze względów technologicznych ma na obu końcach trochę wystającą rurę przewodzącą medium. Transportuje się go do miejsca układania i układa się tam bezpośrednio w przygotowane wykopy w gruncie. Układanie nie różni się od sposobu pracy stosowanego przy dotychczas znanych rurach ciepłowniczych, tak, że można zrezygnować z jego opisu.

Dzięki warstwie ślizgowej 10 ułożony układ rur stanowi określony układ ślizgowy.

170 927

Dla przyjęcia wydłużenia tego układu można przewidzieć kompensatory a dla przyjęcia sił występujących wskutek tarcia, ciśnienia roboczego i sztywności sprężyny kompensatora można przewidzieć podpory stałe rurociągu w wyznaczonych wcześniej miejscach. Przez jednoznaczne zaplanowanie układu ślizgowego wszystkie wielkości stają się możliwe do obliczenia a konstrukcyjnie wymagane elementy możliwe do zaprojektowania i zwymiarowania.

170 927

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz

Cena 2,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Prefabrykat rury ciepłowniczej, zwłaszcza dla układanych w ziemi linii przesyłowych ciepła, składający się z rury przewodzącej medium, która przebiega współosiowo z przestrzenią pośrednią w paroszczelnej, polietylenowej rurze okładzinowej bez szwu, przy czym przestrzeń pośrednia pomiędzy tymi dwoma rurami zawiera spieniony w tej przestrzeni element z tworzywa piankowego jako izolację cieplną, a między rurą przewodzącą medium i elementem z tworzywa piankowego znajduje się izolacja rdzeniowa z materiału odpornego na wysoką temperaturę, znamienny tym, że izolację rdzeniową (3) stanowi rura z włókna ceramicznego, zwłaszcza z glinokrzemianu nasunięta na rurę (1) przewodzącą medium.
2. 2. Prefabrykat rury według zastrz. 1, znamienny tym, że ma postać odcinka o długości 6 do 12 m ze swobodnymi końcami rury (1) przewodzącej medium. ~
3. 3. Prefabrykat rury według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że grubość izolacji rdzeniowej (3) jest dobrana w taki sposób, że temperatura graniczna między izolacją rdzeniową (3) i elementem (5) z tworzywa piankowego nie przekracza 125°C.
4. 4. Prefabrykat rury według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że izolacja rdzeniowa (3) ma grubość między 15 i 45 mm a element (5) z tworzywa piankowego 25 i 35 mm.
5. 5. Prefabrykat rury według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy rurą (1) przewodzącą medium i izolacją rdzeniową (3) jest umieszczony środek antyadhezyjny w postaci warstwy ślizgowej (10).