RS67666B1

RS67666B1 - Cev za transport fluida, izolovana cev sa istom, i način proizvodnje cevi

Info

Publication number: RS67666B1
Application number: RS20260082A
Authority: RS
Inventors: Jaroslaw Lach; Ziv Shindler; Eyal Gruner
Original assignee: Brugg Rohrsystem Ag; Golan Renewable Ind Ltd
Priority date: 2021-08-09
Filing date: 2021-08-09
Publication date: 2026-02-27
Also published as: CA3228203A1; AU2021459696B2; WO2023016624A1; AU2021459696A1; EP4384740B1; US20240369162A1; ES3061512T3; EP4384740A1; PL4384740T3; EP4384740C0

Description

[0001] Opis

[0003] Tehnička oblast

[0005] Pronalazak se odnosi na cev za transport fluida, na izolovanu cev, posebno za daljinsko grejanje, koja sadrži takve cevi za transport fluida i na metodu za proizvodnju cevi za transport fluida u skladu sa odgovarajućim nezavisnim patentnim zahtevom.

[0007] Stanje tehnike

[0009] Cevi za transport fluida su široko poznate u različitim oblastima, na primer u oblasti daljinskog grejanja. Takve cevi su u mnogim slučajevima višeslojne cevi, koje moraju ispuniti niz zahteva u zavisnosti od namene cevi i od fluida koji se transportuje. Konkretno, takvi zahtevi uključuju otpornost na visoke pritiske koji deluju na zidove cevi i cevi moraju izdržati visoke temperature medija koji se transportuje unutar, na primer, obično se javljaju u oblasti daljinskog grejanja.

[0011] Danas su takve cevi često fleksibilne polimerne cevi, široko izrađene od unakrsno povezanog polietilena (PEX), što omogućava relativno jednostavnu proizvodnju u dugim segmentima i, zbog svoje fleksibilnosti, jednostavnu ugradnju izvlačenjem iz kalema ili bubnja. Posebno u oblasti daljinskog grejanja, jednostavna instalacija je centralni zahtev zbog veoma velikih udaljenosti za polaganje takvih cevi. Iako PEX zadovoljava ovaj aspekt, ima ograničenje da nije dovoljno otporan na visoke temperature od oko 95–110 °C, što dovodi do omekšavanja zidova cevi i posledično gubitka njihove otpornosti na zahtevane pritiske (ciljni pritisci).

[0013] Pored toga, u mnogim slučajevima, ove cevi su uključene u izolovane cevi kao takozvane srednje cevi, koje su okružene izolacionim materijalom, obično kaljenom penom, koja je sama okružena robusnim spoljnim omotačem koji štiti cev od okoline. Time se uvodi problem da je PEX materijal srednje cevi podložan difuziji različitih elemenata i jedinjenja, npr. kiseonika, u srednju cev. Ovo je nepoželjno jer može npr. dovesti do povećane korozije metalnih delova prisutnih u vodenom krugu. Poznato je i da kiseonik uzrokuje oksidativnu degradaciju PEX cevi, što vremenom dovodi do kvarova cevi. Dalje, PEX materijal srednje cevi je podložan difuziji vodene pare iz srednje cevi, što može imati štetan uticaj na izolaciona svojstva izolacionog materijala, koji je tipično poliuretanska (PUR) pena.

[0015] Početno rešenje za povećanje srednje čvrstoće cevi jednostavnim projektovanjem da ima deblji zid ne rešava ovaj drugi problem i dovodi do znatno veće potrošnje materijala. Shodno tome, došlo je do trenda projektovanja srednjih cevi sa slojevitim zidovima, od kojih različiti slojevi predstavljaju rešavanje različitih problema. Na primer, kako bi se problem difuzije sveo na minimum, uveden je sloj od etilen-vinilalkohol-kopolimera (EVOH), koji između ostalog deluje kao dobra barijera kiseonikom.

[0017] Da bi se rešio prvi pomenuti problem pritiska, CH 680815 A5 otkriva fleksibilnu transportnu cev koja uključuje unutrašnju plastičnu cev i propusnu barijeru za tečnost i/ili gas. Cela spoljna površina cevi je pokrivena barijerom, koja se sastoji od rastezljivog metalnog sloja otpornog na habanje, i sa držačem i/ili oklopnim slojem koji leži direktno na njoj pod zatezanjem. Američki patent 6,179 008 N! otkriva slične konstrukcije cevi, ali obezbeđuje lepljivi sloj za vezivanje spoljašnjeg sloja za sloj barijere. EP 2574833 predlaže upotrebu slojevite cevi koja sadrži sloj za ojačavanje koji se sastoji od mrežastih vlakana izabranih od jakog materijala kao što je aramid. Iako ova slojevita cev pruža dobru otpornost na određeni pritisak i istovremeno deluje kao dobra barijera za difuziju fluida zbog upotrebe sloja barijere, ima i određene nedostatke. Jedan nedostatak proizilazi iz činjenice da sila takvog materijala za ojačavanje mora da izdrži dejstva i u uzdužnom (aksijalnom) smeru cevi i u radijalnom smeru. Poželjno je da vlakna obezbeđuju ojačanje u oba smera na podjednako pouzdan način. WO 2009/013567 otkriva način izračunavanja obrasca mrežastih vlakana koja formiraju sloj ojačanja kako bi se obezbedilo ojačanje u oba smera za dati ciljni pritisak. Mrežasta vlakna su raspoređena pod određenim datim uglom u odnosu na uzdužnu osu srednje cevi, koja se kasnije naziva ugao ravnoteže, pod kojim datim uglom je ravnoteža između otpora vlakana prema radijalnim i aksijalnim komponentama sile zbog pritiska jednaka. Dati ugao određuje pritisak. Međutim, srednje cevi mogu biti proizvedene u različitim veličinama (npr. između 40 mm i 160 mm), a ciljni pritisak koji cev mora da izdrži može varirati (obično između 15 i 20 bara). Iako navedeno rešenje radi za određene fiksne parametre, ima nedostatak da varijacija jednog ili više parametara rezultira neuravnoteženom otpornošću na radijalne i aksijalne sile na vlaknu usled pritiska, odnosno radijalno ojačanje može biti povećano po ceni manjeg otpora na komponente aksijalne sile na vlaknu usled pritiska. To znači spuštanje rezultirajućeg pritiska pucanja cevi, koji se određuje donjom komponentom radijalnih i aksijalnih komponenti sile.

[0019] Još jedan uslov za takvu medijumsku cev je da je cev otporna na temperaturne promene i mehaničko opterećenje, koje se obično javlja u oblasti upotrebe zbog uticaja okoline. Da bi se ispunio ovaj zahtev, EP

[0020] 2 574 833 predlaže ugradnju sloja za ojačanje između sloja barijere i spoljašnjeg zaštitnog sloja pomoću lepljivog sloja koji sa jedne strane vezuje zaštitni sloj za sloj barijere, a sa druge strane ne vezuje vlakna sloja za ojačavanje, što omogućava vlaknima da se u određenoj meri kreću u odnosu na ostatak tela cevi u prisustvu takvih temperaturnih ili mehaničkih promena opterećenja.

[0022] Obelodanjivanje pronalaska

[0024] Stoga je opšti cilj predmetnog pronalaska da se obezbedi cev za transport fluida, što barem minimizira gore navedene probleme. Konkretno, pronalazak ima za cilj da obezbedi cev sa većim performansama, boljom trajnošću i koja je pouzdanija u pogledu promenljivih radnih parametara i uticaja na životnu sredinu.

[0026] U cilju primene ovih i još daljih predmeta pronalaska, koji će postati očigledniji kako se opis nastavlja, u prvom aspektu pronalaska cev se manifestuje karakteristikama da sadrži najdublju polimernu cev za transport fluida, sloj barijere za difuziju fluida koji okružuje polimernu cev, sloj za ojačanje koji okružuje sloj barijere za difuziju fluida i najudaljeniji polimerni omotač koji okružuje sloj za ojačanje. Sloj barijere za difuziju fluida se vezuje za polimernu cev pomoću prvog lepljivog sloja. Sloj za ojačanje sadrži mrežasto vlakno koje obezbeđuje aksijalno i radijalno ojačanje cevi i vezuje se sa slojem barijere za difuziju fluida pomoću drugog lepljivog sloja. Polimerni omotač se vezuje sa slojem za ojačanje pomoću trećeg lepljivog sloja. Treći lepljivi sloj i/ili drugi lepljivi sloj su prilagođeni da prijanjaju na mrežasta vlakna sloja za ojacanje.

[0027] Prilikom projektovanja mrežastog vlakna kako bi moglo da se kreće između zaštitnog sloja i sloja barijere može doći do određenih promena veličine cevi, npr. zbog dilatacije, takvo kretanje može izazvati trenje sa susednim slojevima i posledično oštetiti zaštitni sloj i/ili drugi ili treći lepljivi sloj, čime se slabi cev u celini, posebno zato što su mrežasta vlakna napravljena od materijala visoke čvrstoće kao što je aramid, koji je svesno veoma otporan na abraziju. Još jedan nedostatak projektovanja mrežastih vlakana kako bi se mogla kretati između zaštitnog sloja i sloja barijere je taj što mrežasta vlakna mogu apsorbovati pritiske koji potiču iz srednje cevi samo u ograničenoj meri, ako uopšte, jer ne formiraju kruti kompozit sa susednim slojevima. Shodno tome, predmetni pronalazak usvaja drugi pristup koji se sastoji od fiksiranja mrežastih vlakana i onemogućavanja njihovog pomeranja. Kako su takva vlakna izuzetno elastična, ona izdržavaju pomenute promene u životnoj sredini, a istovremeno eliminišu opasnost od oštećenja susednih slojeva usled abrazije. Shodno tome, mera izbora trećeg lepljivog sloja koji takođe vezuje vlakna, rezultira stvaranjem veoma stabilnog entiteta, što povećava trajnost cevi u celini.

[0029] U drugom aspektu pronalaska cev za transport fluida sadrži najmanje najdublju polimernu cev za transport fluida, sloj barijere za difuziju fluida koji okružuje polimernu cev, sloj za ojačanje koji okružuje sloj barijere za difuziju fluida i najudaljeniju polimernu cev omotača koja okružuje sloj za ojačanje. Sloj barijere za difuziju fluida se vezuje za polimernu cev pomoću prvog lepljivog sloja. Sloj za ojačanje sadrži mrežasto vlakno koje obezbeđuje aksijalno i radijalno ojačanje cevi i vezuje se sa slojem barijere za difuziju fluida pomoću drugog lepljivog sloja.

[0030] Polimerni omotač se vezuje sa slojem za ojačanje pomoću trećeg lepljivog sloja.

[0032] Mrežasta vlakna u svakom smeru koja formiraju mrežu raspoređena su pod uglom α u odnosu na uzdužnu osu cevi koja nije paralelna sa poprečnim presekom cevi i nije paralelna sa uzdužnom osom cevi. Ugao α se određuje prema formuli (I):

[0035]

[0038] u kojoj N predstavlja ukupan broj mrežastog vlakna, P predstavlja ciljni pritisak pucanja, R predstavlja maksimalno opterećenje po mrežastom vlaknu u Njutnu, D predstavlja spoljni prečnik najdublje polimerne cevi, a ε predstavlja izduženje mrežastog vlakna pri prekidu.

[0040] Sloj za ojačanje sadrži broj Na dodatnih podužnih vlakana koja su orijentisana paralelno sa podužnom osovinom cevi. Broj Na uzdužnih vlakana izračunava se formulom (II):

[0043]

[0046] u kojoj ε<a>predstavlja uzdužno izduženje vlakana pri prekidu, a Ra predstavlja maksimalno opterećenje po uzdužnom vlaknu u Njutnu.

[0048] Pomoću dodatnih uzdužnih vlakana, cev se može projektovati na fleksibilniji način u odnosu na željeni ciljni pritisak, uz istovremeno održavanje ravnoteže između aksijalnih i radijalnih komponenti sile. Drugim rečima, isti stepen ojačanja se postiže i u radijalnom i u aksijalnom pravcu, čak i ako je ciljni pritisak različito određen za različite cevi. Na taj način se povećava ukupna čvrstoća cevi.

[0050] Treći aspekt pronalaska se odnosi na izolovanu cev za transport fluida, posebno zagrejane vode za daljinsko grejanje. Izolovana cev sadrži cev prema prvom ili drugom aspektu pronalaska, koja se koristi kao srednja cev za transport fluida, posebno tople vode, termoizolacionog sloja koji okružuje najistureniji polimerni omotač navedene cevi i spoljašnjeg omotača koji okružuje termoizolacioni sloj.

[0052] Izolovana cev nasleđuje prednosti cevi prema prvom ili drugom aspektu pronalaska.

[0054] Četvrti aspekt pronalaska se odnosi na metodu za proizvodnju cevi u skladu sa prvim ili drugim aspektom pronalaska. Metoda sadrži sledeće korake:

[0056] a) ekstrudiranje najdublje polimerne cevi,

[0058] b) nanošenje prvog lepljivog sloja na najdublju polimernu cev,

[0059] c) nanošenje sloja barijere za difuziju fluida na prvi lepljivi sloj, d) nanošenje drugog lepljivog sloja na sloj barijere za difuziju fluida,

[0060] e) nanošenje sloja za ojačanje na drugi lepljivi sloj,

[0062] f) nanošenje trećeg lepljivog sloja na sloj za ojačanje, i

[0064] g) ekstrudiranje najudaljenije polimerne cevi omotača na treći lepljivi sloj.

[0066] Kratak opis slika

[0068] Pronalazak će biti bolje shvaćen, a predmeti koji nisu gore navedeni postaće očigledni kada se razmotri njihov sledeći detaljan opis u kombinaciji sa priloženim crtežima, pri čemu:

[0070] Sl. 1 prikazuje perspektivni prikaz preseka cevi prema prvom ili drugom aspektu pronalaska,

[0072] Sl. 2 prikazuje detalj Sl.1 koji ilustruje sloj za ojačanje,

[0074] Sl. 3 prikazuje detaljan bočni prikaz dela sloja za ojačanje, i

[0075] Sl. 4 prikazuje izolovanu cev prema trećem aspektu pronalaska.

[0077] Režimi za sprovođenje pronalaska

[0079] U daljem tekstu, termin „cev“ ili „srednja cev“ su ekvivalentni i odnose se na prvi i drugi aspekt pronalaska, dok se termin „izolovana cev“ odnosi na treći aspekt pronalaska.

[0081] Tokom opisa, pretpostavlja se da se različita otelotvorenja cevi primenjuju i na prvi i na drugi aspekt pronalaska, osim ako nije drugačije navedeno.

[0083] Tokom opisa, termin „sloj“ se koristi kao nadređeni termin za slojeve cevi ili izolovane cevi. Suprotno tome, termin „podsloj“ odnosi se na laminatnu ili sendvičastu strukturu jednog sloja.

[0085] Termin „fluid“ koji se ovde koristi obuhvata tečna i gasovita jedinjenja, dok se termin „tečnost“ odnosi samo na tečna jedinjenja. U svrhu opisa, voda se koristi kao primer, ali se smatra da pronalazak obuhvata različite druge fluide, npr. mineralno ulje.

[0087] U sadašnjem kontekstu, termin „mrežasta vlakna“ odnosi se samo na obodna vlakna koja se pružaju, dok se termin „uzdužna vlakna“ odnosi na vlakna koja su paralelna sa uzdužnom osovinom cevi, iako se u otelotvorenjima uzdužna vlakna takođe mogu spojiti u navedena mrežasta vlakna.

[0089] U ovom kontekstu, termin „pritisak“ se odnosi na pritisak generalno kao varijablu. Termin „ciljni pritisak“ odnosi se na maksimalni pritisak koji vlakna ili cev, respektivno, moraju izdržati tokom normalnog rada tokom čitavog životnog veka cevi. Termin „pritisak pucanja“ odnosi se na maksimalni pritisak koji vlakna ili cev, respektivno, moraju izdržati, a koji je veći od ciljnog pritiska tokom određenog vremenskog perioda. Termin „ciljni pritisak pucanja“ odnosi se na željeni pritisak pucanja koji vlakna ili cev, respektivno, moraju biti u stanju da izdrže u određenom vremenskom periodu. Ciljni pritisak pucanja se definiše kao ciljni pritisak pomnožen sa relevantnim bezbednosnim i projektnim koeficijentima.

[0091] U vezi sa Sl.1, cev sadrži, kao što je pomenuto, najdublju polimernu cev 1 za transport fluida, sloj barijere za difuziju fluida 3 koji okružuje polimernu cev, sloj za ojačanje 5 koji okružuje sloj barijere za difuziju fluida i najudaljeniji polimerni omotač 7 koji okružuje sloj za ojačanje.

[0093] Sada će prvo biti opisana polimerna cev 1 i slojevi 3, 5 i 7, nakon čega će uslediti opis načina vezivanja slojeva. Nakon toga će se detaljnije opisati sloj za ojačanje 5.

[0095] Polimerna cev 1 je poželjno PEX cev ili PE-RT cev, u kojoj PE-RT označava polietilen otpornosti na povišenu temperaturu. PEX je široko poznat stručnjaku i neće biti detaljno opisan. PE-RT je poznat i npr. opisan na https://plasticpipe.org/building-construction/bcd-pe-rt.html. Međutim, polimerna cev 1 može biti napravljena i od, a ne samo od polibutilena (PB) ili poliketona.

[0097] U jednom otelotvorenju, sloj barijere za difuziju fluida 3 je napravljen od termoplastičnog materijala prilagođenog da ograniči difuziju najmanje jednog od fluida: kiseonika, pentana, CO2, HFO spolja u najdublju polimernu cev i da ograniči difuziju najmanje vodene pare iz unutrašnjosti najdublje polimerne cevi do spoljašnjosti sloja barijere za difuziju fluida. U ovom otelotvorenju, poželjan termoplastični materijal je EVOH ili alifatski poliketon.

[0099] U drugom otelotvorenju, sloj barijere za difuziju fluida sadrži metal prilagođen da zaustavi difuziju najmanje jednog od fluida: kiseonika, pentana, CO2, HFO spolja u najdublju polimernu cev i da zaustavi difuziju najmanje vodene pare iz unutrašnjosti najdublje polimerne cevi ka spoljašnjosti sloja barijere za difuziju fluida. Poželjni metal je aluminijum.

[0101] Dok je upotreba termoplastičnog materijala povoljna u pogledu materijala i troškova proizvodnje, ona ima nedostatak da se takav materijal može razgraditi na visokim temperaturama vode koja se transportuje kroz polimernu cev. Aluminijum sa druge strane ima prednost što je otporan na visoke temperature i blokira difuziju, tako da navedeni fluidi uopšte ne prolaze kroz barijeru. Pored toga, aluminijum se ne razgrađuje na vreme, za razliku od termoplastičnih materijala. Konačno, proizvodnja aluminijuma je jednostavna. Za razliku od toga, poznate termoplastične materijale koji se mogu koristiti kao barijera za difuziju fluida je teže proizvesti i parametri procesa moraju se pažljivo prilagoditi. Pre upotrebe, takvi materijali se moraju temeljno osušiti i zahtevaju posebne uslove skladištenja kako bi se sprečila degradacija. Iz ovih razloga, upotreba aluminijuma kao sloja barijere za difuziju fluida 3 je poželjna opcija za predmetni pronalazak.

[0103] Kada se koristi aluminijum kao glavni materijal za sloj difuzije fluida, sloj može imati različite konfiguracije. U prvoj konfiguraciji može se koristiti jedan sloj legure aluminijuma ili više podslojeva aluminijuma. Sloj legure aluminijuma ili više podslojeva legure aluminijuma koriste se ako je debljina svakog sloja veća od 0,1 mm. To je zbog činjenice da se tanji Al slojevi teško nanose zbog opasnosti da se mogu pokidati tokom procesa nanošenja. Slojevi debljine veće od 0,1 mm pokazali su se dovoljno stabilnim za pouzdanu primenu na polimernu cev 1.

[0105] U drugoj konfiguraciji, koja obuhvata više opcija, sam difuzioni sloj fluida 3 može biti sastavljen od više podslojeva, koji takođe mogu uključivati polimerne podslojeve osim slojeva legure aluminijuma. Prednost je u tome što u takvim slojevima difuzije laminatnog fluida debljina svakog Al podsloja može biti manja zbog dodatne stabilnosti koju pružaju polimerni podslojevi. Tako se može uštedeti aluminijum, za čiju proizvodnju je, kao što je poznato, potrebna velika potrošnja energije. Među poželjnim opcijama, biće navedene sledeće opcije laminatnog sloja, kao što se vidi radijalno spolja od uzdužne ose cevi. Napominje se da izbor sloja difuzione barijere laminatnog fluida nije ograničen na ove opcije. Napominje se da se može koristiti bilo koja pogodna tehnologija osim laminacije za proizvodnju višeslojnog sloja barijere za difuziju fluida. Navedene opcije višeslojne (podslojne) konfiguracije uključuju:

[0107] 1) aluminijumski podsloj i polimerni podsloj;

[0109] 2) prvi aluminijumski podsloj, polimerni podsloj, drugi aluminijumski podsloj, lepljivi podsloj;

[0111] 3) aluminijumski podsloj, polimerni podsloj, lepljivi podsloj;

[0113] 4) lepljivi podsloj, aluminijumski podsloj, polimerni podsloj;

[0115] 5) prvi lepljivi sloj, aluminijumski sloj, polimerni sloj, drugi lepljivi sloj, posebno pri čemu se prvi lepljivi sloj i drugi lepljivi sloj sastoje od istog materijala;

[0117] 6) prvi lepljivi sloj, aluminijumski sloj, polimerni sloj, drugi aluminijumski sloj, drugi lepljivi sloj;

[0119] 7) najmanje dva aluminijumska podsloja;

[0121] Dok se folije sa podslojevima prema gore navedenim opcijama koje sadrže polimerne slojeve mogu dobiti kao već montažne folije, u drugim otelotvorenjima, takve folije za sloj difuzije fluida takođe se mogu proizvesti po potrebi. Mogu se npr. proizvesti ekstruzijskim premazom. Ovaj proces

[0122] je npr. opisan na https://en.wikipedia.org/wiki/Extrusion_coating. Drugi način proizvodnje takvih folija je laminiranje podslojeva. Ovaj proces je npr. opisan na https://en.wikipedia.org/wiki/Lamination.

[0124] Poželjno je da u svim opcijama koje sadrže polimerni podsloj polimerni podsloj bude PET podsloj ili PE podsloj.

[0125] U slučaju da sloj barijere za difuziju fluida sadrži više podslojeva, debljina svakog aluminijumskog podsloja je poželjno između 0,005 mm i 0,2 mm, najpoželjnije 0,025 mm. Primera radi, u opciji 3) aluminijumski podsloj ima debljinu od 0,025 mm, polimerni podsloj (npr. PEX) ima debljinu od 0,012 mm i lepljivi podsloj ima debljinu od 0,025 mm.

[0127] Jedna od prednosti korišćenja laminatnog sloja je da se sloj difuzije fluida može učiniti još stabilnijim u poređenju sa konfiguracijom koristeći samo jedan Al sloj. Ako se uporedi sa konfiguracijom koja koristi više Al podslojeva, konfiguracija sloja laminatne difuzione barijere je povoljna jer se takav laminatni sloj može prefabrikovati i naneti u jednom koraku, dok se više Al podslojeva mora naneti u jednom koraku po podsloju, čime se proces proizvodnje čini složenijim.

[0129] U još jednom otelotvorenju, moguće je naneti više slojeva difuzione barijere laminata, od kojih svi slojevi laminata mogu imati istu strukturu u odnosu na jednu od gore navedenih opcija, ili od kojih svaki sloj laminata može biti različit u okviru gore navedenih opcija.

[0131] U prvom aspektu pronalaska, sloj za ojačanje sadrži obodno nanesena mrežasta vlakna N koja formiraju uzorak vlakana. U drugom aspektu pronalaska, sloj za ojačanje sadrži gore pomenuta mrežasta vlakna N i dodatna uzdužna vlakna Na. Mrežasta vlakna N su poželjno izabrana iz grupe koja sadrži najlon, ugljenik, polietilen ultravisoke molekulske mase (UHMWP), GF, aramid, paraaramid, meta-aramid, staklena vlakana ili bilo koje njihove kombinacije. Međutim, mogu se koristiti i druga vlakna koja pokazuju određenu potrebnu čvrstoću za određeni scenario rada.

[0133] Polimerni omotač 7 poželjno sadrži poliolefin. U određenim slučajevima, na primer ako se cev koristi sama za sebe bez drugih spoljnih slojeva, npr. bez integrisanja u izolovanu cev u skladu sa trećim aspektom pronalaska, može biti poželjno da polimerni omotač dodatno sadrži vlakna, posebno staklena vlakna ili ugljenična vlakna ili njihovu kombinaciju. Takva vlakna povećavaju stabilnost polimernog omotača ako je polimerni omotač direktno izložen životnoj sredini.

[0135] Polimerna cev 1 je vezana (zalepljena) za sloj barijere za difuziju fluida 3 pomoću prvog lepljivog sloja 2. Sloj barijere za difuziju fluida 3 je vezan (zalepljen) za sloj za ojačanje 5 pomoću drugog lepljivog sloja 4. Sloj za ojačanje 5 je vezan (zalepljen) za polimerni omotač 7 pomoću trećeg lepljivog sloja 6.

[0137] Kao što je pomenuto, prema prvom aspektu pronalaska, treći lepljivi sloj 6 i/ili drugi lepljivi sloj 4 su prilagođeni da prijanjaju na mrežasta vlakna N i, u zavisnosti od slučaja, uzdužna vlakna Na, sloja za ojačanje 5. Ovo je opciono slučaj i za cev prema drugom aspektu pronalaska. Pored toga, treći lepljivi sloj i/ili drugi lepljivi sloj su opciono prilagođeni da vire između mrežastih vlakana tako da se drugi lepljivi sloj i treći lepljivi sloj međusobno lepe. Konkretno, oni na ovaj način formiraju kompozitni materijal, tako da su mrežasta vlakna fiksirana između drugog lepljivog sloja i trećeg lepljivog sloja. Ovo vezivanje dva lepljiva sloja kroz mrežice sloja za ojačanje je povoljno, jer obezbeđuje dodatno fiksiranje mrežastog vlakna između drugog i trećeg lepljivog sloja, tj. mrežastog vlakna su inkapsulirana između dva lepljiva sloja i nisu vezana samo za jedan od lepljivih slojeva.

[0139] Dodatna prednost fiksiranja mrežastih vlakana N i, u zavisnosti od slučaja, uzdužnih vlakana Na, između sloja barijere za difuziju fluida i polimernog omotača je u tome što se suprotstavlja takozvanom efektu „puzanja“. To znači da mrežasta vlakna mogu pod okolnostima da strše iz cevi na njenim krajevima kao posledica malih promena dužine usled uticaja okoline, npr. usled temperaturnih promena.

[0140] Takvo puzanje je nepoželjno jer izaziva probleme prilikom međusobnog povezivanja delova cevi i čini proces povezivanja složenijim i podložnijim kvarovima.

[0142] Da bi se pojednostavilo vezivanje između drugog i trećeg lepljivog sloja, poželjno je da ljepljivi materijal bude isti. Takođe je poželjno da se prvi lepljivi sloj takođe sastoji od istog materijala kao i druga dva lepljica sloja. Naravno, u drugim otelotvorenjima lepljivi materijali se mogu razlikovati. Posebno, prvi lepljivi sloj može biti različit od drugog i trećeg lejpljivog sloja jer samo treba da zadovolji zahtev pouzdanog lepljenja polimerne cevi na sloj difuzione barijere. Odabrani materijal može varirati u zavisnosti od izbora materijala difuzionog sloja barijere; odnosno ako difuzioni sloj barijere sadrži EVOH ili aluminijum. U slučaju korišćenja laminatnog materijala za sloj difuzione barijere, kao što je gore opisano, prvi lepljivi sloj takođe može varirati u zavisnosti od kompozicije poslednjeg podsloja okrenutog ka polimernoj cevi, koji može biti aluminijumski ili lepljivi podsloj. U odnosu na opcije za drugu konfiguraciju sloja difuzione barijere, prvi lepljivi sloj može biti identičan lepljivom sloju iz opcije 4) ili prvom lepljivom sloju iz opcija 5) i 6). Ovo štedi korak nanošenja dodatnog prvog lepljivog sloja.

[0144] Drugi i treći lepljivi sloj takođe se mogu izabrati da budu različiti pod uslovom da imaju sposobnost međusobnog lepljenja.

[0146] Poželjni materijal za lepljive slojeve je lepak na bazi poliolefina na bazi maleinskog anhidrida, posebno lepak na bazi ko-PP na bazi maleinskog anhidrida. Drugi poželjan materijal je epoksidni lepak ili poliuretanski lepak. Mogu se koristiti i druge vrste lepka ako obezbeđuju potrebnu čvrstoću vezivanja.

[0148] Na Sl.2 prikazan je detalj sloja za ojačanje na Sl.1, koji ilustruje mrežasta vlakna N i egzemplarno dodatna uzdužna vlakna Na.

[0150] U zavisnosti od primene, posebno od ciljnog pritiska koji se očekuje na cevi, sloj za ojačanje može biti sastavljen i od više podslojeva, u kojima svaki podsloj može biti sastavljen od mrežastih vlakana i/ili dodatnih uzdužnih vlakana Na. Međutim, jedan sloj mrežastih vlakana se pokazao kao dovoljan za širok spektar ciljnih pritisaka, što će biti detaljnije objašnjeno u vezi sa Sl.3.

[0152] Na Sl.3 prikazan je detaljan bočni prikaz dela sloja za ojačanje. D predstavlja spoljni prečnik najdublje polimerne cevi. Iz jednostavnih razloga sloj barijere za difuziju fluida 3 nije prikazan na slici. Međutim, za potrebe proračuna ovog dokumenta može se koristiti i prečnik D1 difuzione barijere fluida, jer je razlika u prečniku zanemarljiva. Na Sl.3, x predstavlja uzdužnu osu cevi P i r predstavlja radijalnu osu cev P. N se odnosi na mrežasta vlakna, a Na se odnosi na dodatna uzdužna vlakna, koja su orijentisana paralelno sa uzdužnom osom cevi.

[0154] Kao što se može videti na slici, mrežasta vlakna N u svakom smeru formiranja mreže raspoređena su pod uglom α u odnosu na uzdužnu osu na neparalelni način na poprečni presek cevi i na neparalelni način na uzdužnu osu cevi.

[0156] U otelotvorenjima, mrežasta vlakna imaju različitu DTEX vrednost od uzdužnih vlakana. Vrednost DTEX (deci-tex) je vrednost grama na 10.000 metara pređe i predstavlja direktnu meru linearne gustine vlakna. To je poznato stručnjaku. Prednost korišćenja različitih DTEX vrednosti za mrežasta vlakna i podužna vlakna je veća fleksibilnost u konfiguraciji za željene parametre cevi i optimizacija troškova materijala i proizvodnje.

[0158] Ugao α se izračunava prema formuli (I) pomenutoj na početku u kontekstu drugog aspekta pronalaska. Međutim, naknadna diskusija o ovom i daljim formulama takođe se primenjuje na otelotvorenja prvog aspekta pronalaska. Shodno tome, isto važi i za broj dodatnih podužnih vlakana, koja se izračunavaju prema formuli (II). Radi lakšeg snalaženja, ovde se ponavlja formula (I):

[0161]

[0164] N predstavlja ukupan broj mrežastog vlakna, P predstavlja ciljni pritisak pucanja, R predstavlja maksimalno opterećenje po mrežastom vlaknu u Njutnu, D predstavlja spoljni prečnik najdublje polimerne cevi, a ε predstavlja izduženje mrežastog vlakna pri prekidu.

[0166] Izduženje pri prekidu je svojstvo vlakna i opisuje odnos između promenjene dužine i početne dužine nakon loma u procentima. Izduženje pri prekidu i maksimalno opterećenje zavise od vrednosti DTEX vlakana.

[0168] Broj mrežastih vlakana zavisi od broja nosača vlakana na mašini koja polaže vlakna, npr. mašina za pletenje, i od broja vlakana raspoređenih paralelno na svakom kalemu mašine, koji je na primer 1 do 4. U zavisnosti od mašine za pletenje, broj mrežastih vlakana može npr. biti 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168 ili 192.

[0170] U odnosu na prethodnu tehniku pomenutu na početku, proračun koji se tamo koristi za broj mrežastih vlakana pretpostavlja takozvani ugao ravnoteže od 54°44". Navedeni su željeni ciljni pritisak pucanja i prečnik D. Dakle, parametri N, R, ε mogu se podesiti kako bi se postigao što jednakiji otpor prema radijalnim i aksijalnim komponentama sile. Suprotno tome, u predmetnom pronalasku, ugao α se takođe smatra promenljivom. U prvoj alternativi, ugao α je izabran da bude veći od navedenog ugla ravnoteže, čime se omogućava veća fleksibilnost izbora drugih promenljivih parametara N, R, ε. U drugoj alternativi, ugao α se izračunava u zavisnosti od navedenih drugih promenljivih parametara. Drugim rečima, jedan ili više parametara formule (I) su prilagodljivi na takav način da je ugao α veći od ugla ravnoteže od 54°44''. Obe alternative omogućavaju dizajn cevi P na takav način da bude što je moguće uravnoteženija u pogledu njene otpornosti na radijalne i aksijalne komponente sile na vlaknima usled pritiska za različite željene ciljne pritiske pucanja. Otkriveno je da se na ovaj način postiže bolji balans od rešenja pomenute prethodne predmetne oblasti, koji omogućava povećanje otpora na komponentu radijalne sile na račun otpora na komponentu aksijalne sile i obrnuto. Da bi se kompenzovala preostala neravnoteža u odnosu na otpornost na radijalne i aksijalne komponente sile, uvode se dodatna uzdužna vlakna.

[0171] Primenom izračunatog ili izabranog ugla α i parametara R, ε do formule (II), izračunava se broj Na dodatnih uzdužnih vlakana potrebnih za kompenzaciju preostalog disbalansa. Radi potpunosti, formula (II) proizilazi iz sledeće formule (IV), koja odražava neravnotežu između komponenti maksimalne aksijalne i radijalne sile usled pritiska:

[0174]

[0177] u kojoj je ΔP<fr>razlika između pritiska pucanja izračunatog prema radijalnoj komponenti sile na vlaknima i pritiska pucanja izračunatog prema aksijalnoj komponenti sile na vlaknima. Sada, formula (II) proizilazi iz podešavanja ΔP<fr>= 0, što odražava cilj balansiranja maksimalnih radijalnih i aksijalnih komponenti sile. U slučaju da se ne koriste uzdužna vlakna, (dakle Na=0), gore pomenuti ugao ravnoteže od 54°44" poznat iz rezultata prethodne predmetne oblasti i obavezan je da bi se zadovoljio ΔP<fr>= 0.

[0179] Korišćenjem formule (IV) sa Na= 0 i promenom ugla α moguće je saznati koji tip disbalansa sile bi nastao, odnosno koja bi maksimalna komponenta sile bila niža i time bi se odredio pritisak pucanja koji se primenjuje na cev.

[0181] Ako je α>54°44", radijalna komponenta sile se povećava, a aksijalna komponenta sile se smanjuje. Niža aksijalna sila se može kompenzovati (da dostigne značajno ΔP<fr>= 0) uvođenjem broja Na uzdužnih vlakana izračunatog prema formuli (II).

[0183] Ako je α<54°44", komponenta aksijalne sile se povećava, a komponenta radijalne sile se smanjuje. Niža radijalna sila se može kompenzovati (da bi dostigla značajno ΔP<fr>= 0) npr. uvođenjem drugog dodatnog podsloja mrežastog vlakna ili odabirom jačih mrežastog vlakna za sloj za ojačanje.

[0184] Dakle, ukupan broj Na dodatnih uzdužnih vlakana je konfigurisan tako da izjednači stepen ojačanja u odnosu na sile koje deluju na cev u radijalnom smeru i uzdužnom smeru cevi P, čime se omogućava veći ciljni pritisak pucanja od pritiska pucanja pri uglu ravnoteže od 54°44''. Napominje se da brojevi N, Na, Na1, Na2 moraju biti celobrojne vrednosti. Stoga, u slučaju da formule prikazane u tekstu ne daju celobrojnu vrednost, odgovarajući broj vlakana se zaokružuje na sledeću celobrojnu vrednost.

[0186] U otelotvorenjima, uzdužna vlakna sadrže broj Na1 prvih uzdužnih vlakana sa prvom DTEX vrednošću i broj Na2 drugih uzdužnih vlakana sa drugom DTEX vrednošću. Prva uzdužna vlakna i druga uzdužna vlakna su raspoređena naizmenično. Ukupan broj uzužnih vlakana određuje se prema formuli (III)

[0189]

[0192] u kojoj R a1 predstavlja maksimalno opterećenje po prvom uzdužnom vlaknu u Njutnu, Ra2 predstavlja maksimalno opterećenje po drugom uzdužnom vlaknu u Njutnu, ε<a>1 predstavlja izduženje pri prekidu za prvo uzdužno vlakno i ε<a>2 predstavlja izduženje pri prekidu za drugo uzdužno vlakno. Dakle, u ovom slučaju sva korišćena vlakna (mrežasta vlakna, prva uzdužna vlakna, druga uzdužna vlakna) imaju različite DTEX vrednosti. Takva fleksibilnost u izboru DTEX vrednosti omogućava bolje usklađivanje komponenti, optimizaciju troškova dizajna i proizvodnje.

[0194] Ako se u otelotvorenjima prvog aspekta pronalaska koriste dodatna vlakna Na, koja su npr. umrežena mrežastim vlaknima, ili u slučaju da se sam sloj za ojačanje sastoji od više podslojeva, pronalazak takođe obuhvata vezivanje i time fiksiranje svih vlakana jednog sloja ili svih podslojeva sloja za ojačanje, respektivno, između sloja barijere za difuziju fluida i polimerne ljuske.

[0196] Da rezimiramo, koristeći formule (I) i (II) i opciono formulu (III), ojačana cev P može biti projektovana tako da bude otporna na aksijalne i radijalne komponente sile na vlaknima zbog pritiska na uravnotežen način, sa vrlo malo ili nimalo kompromisa između radijalnog otpora i aksijalnog otpora, čime je cev jača i stabilnija i izdržljivija. Pored toga, uvođenje sloja za ojačanje dizajniranog na gore opisani način omogućava značajno smanjenje debljine zida najdublje polimerne cevi u poređenju sa cevima bez takvog sloja za ojačanje. Primeri izračunavanja u tom pogledu mogu se naći u tabelama u nastavku. Napominje se da se radi o teorijskim proračunima uz pretpostavku određenih realnih parametara tipične primene daljinskog grejanja, odnosno transporta grejne vode na radnoj temperaturi od 115 °C i pritisku od 1,6 MPa. Tabele imaju za cilj da prikažu razliku između upotrebe ojačanih cevi prema pronalasku i teoretske upotrebe čistih PEX cevi. Trenutno se monolitne PEX cevi ne koriste u takvoj instalaciji iz istog razloga što njihove izračunate debljine zida (tj. SDR=3,35) nisu izvodljive. Ovaj primer pokazuje prednost pronalaska

[0198] Svaki red tabele 1 odgovara istom redu tabele 2. Skraćenice u tabelama su sledeće:

[0200] riPEX = ojačana PEX polimerna cev 1

[0202] PEX = neojačana PEX polimerna cev

[0204] ID = unutrašnji prečnik polimerne cevi

[0206] AD = spoljni prečnik polimerne cevi

[0208] s = debljina zida

[0211] Oblast

[0213] Smanjenje površine = smanjenje zapremine PEX materijala

[0214] E/J, C/I = odnosi se na odnos odgovarajuće vrednosti kolone u tabeli

[0215] SDR = „Standardni dimenzioni odnos“ se odnosi na geometriju cevi. SDR se definiše kao odnos nominalnog spoljnog prečnika i nominalne debljine zida. Prema tome, veći SDR ukazuje na cev tanjeg zida na bilo kom datom prečniku.

[0216] Tabela 1

[0218]

[0221] Tabela 2

[0223]

[0226] Kao što se može videti iz tabela, smanjenje debljine zida je između 89,6% i 93,5%, dok je smanjenje materijala još veće između 93,6% i 96,1%. Kao što je ranije pomenuto, ovo poređenje je teorijsko poređenje čiji je cilj da ilustruje prednosti pronalaska. PEX cevi SDR koeficijenta 3,35 se ne nude zbog tehnoloških ograničenja.

[0227] Sl. 4 prikazuje izolovanu IP cev prema trećem aspektu pronalaska. Izolovana cev sadrži, kao što se vidi radijalno prema spolja, cev P prema prvom ili drugom aspektu pronalaska, kroz koju teče medijum 8, npr. topla voda, termoizolacioni sloj 9, koji je po mogućnosti sloj PUR pene, i spoljašnji omotač 10, koji je po mogućnosti napravljen od termoplastičnog materijala. Obično se izolovana IP cev proizvodi tako što se cev P prvo centrira unutar spoljašnjeg omotača 10 i u otvor između cevi i spoljašnjeh omotača uvodi izolaciona pena koja se širi i stvrdnjava, čime se praznina u potpunosti popunjava. Ovo je poznato stručnjaku i ovde neće biti detaljno objašnjeno. Radi kompletnosti upućuje se na patent EP0897788, koji opisuje metodu za proizvodnju termoizolovane cevi, i na patent EP2953776, koji opisuje metodu za proizvodnju izolovane cevi u talasastom kućištu.

[0229] U nastavku će biti detaljnije opisan proces proizvodnje prema četvrtom aspektu pronalaska.

[0231] U prvom koraku a), najdublja polimerna cev se ekstrudira pomoću adekvatnog ekstrudera, što je poznato.

[0233] U drugom koraku b), prvi lepljivi sloj 2 se nanosi na unutrašnju polimernu cev poznatim metodama, npr. ekstrudiranjem, prskanjem, premazivanjem, pri čemu je poželjan način nanošenja lepljivog sloja ekstruzijom. Napominje se da se svaki korak nakon koraka nanošenja lepljivog sloja sprovodi blagovremeno pre nego što se lepak stvrdne. Ovaj vremenski period može varirati u zavisnosti od korišćenog lepka.

[0235] U trećem koraku c), sloj barijere za difuziju fluida 3 se nanosi na prvi lepljivi sloj. U slučaju da sloj difuzione barijere sadrži metal, korak c) se poželjno izvodi spiralnim omotavanjem ili lepljenjem sloja difuzione barijere na prvi lepljivi sloj ili okruživanjem prvog lepljivog sloja slojem difuzione barijere i naknadnim spajanjem (npr. zavarivanjem) ivica sloja difuzione barijere zajedno. U slučaju da je sloj barijere za difuziju fluida sastavljen od više aluminijumskih podslojeva, svi slojevi mogu npr. biti umotani u jednom smeru. Alternativno, podslojevi se mogu omotati u suprotnim pravcima, posebno naizmenično.

[0236] U slučaju da sloj barijere za difuziju fluida sadrži termoplastični materijal, korak c) se poželjno sprovodi ekstrudiranjem sloja barijere za difuziju fluida na prvi lepljivi sloj. Kao što je pomenuto u vezi sa Sl.1, ako sloj barijere za difuziju fluida sadrži više podslojeva, može se dobiti već prefabrikovan ili se može proizvesti unapred u skladu sa jednim od opisanih procesa.

[0238] U četvrtom koraku d), drugi lepljivi sloj 4 se nanosi na sloj barijere za difuziju fluida slično kao u koraku b).

[0240] U petom koraku e), sloj za ojačanje 5 se nanosi na drugi lepljivi sloj, po mogućnosti pletenjem ili spiralom ili savijanjem ili lepljenjem sloja za ojačanje.

[0242] U jednom otelotvorenju, dodatna uzdužna vlakna Na su ugrađena u mrežasta vlakna. Na primer, mogu se utkati u mrežasta vlakna u isto vreme kada se mrežasta vlakna nanose na cev. Ovo povoljno ubrzava nanošenje sloja za ojačanje, jer se sva vlakna postavljaju u jedan korak.

[0244] U drugom otelotvorenju, dodatna uzdužna vlakna se nanose kao nezavisni podsloj na ili ispod mrežastih vlakana kao što se vidi radijalno prema spolja. U ovom otelotvorenju, sloj za ojačanje se stoga formira sa najmanje dva podsloja. Iako su potrebna dva koraka za nanošenje prvog podsloja koji se sastoji od mrežastih vlakana i drugog podsloja koji se sastoji od uzdužnih vlakana, složenost mašine koja se koristi za nanošenje je povoljno niža.

[0246] U još jednom otelotvorenju, može se koristiti kombinacija dva pomenuta otelotvorenja. U prvom koraku, podsloj koji se sastoji od mrežastih vlakana i integrisanih uzdužnih vlakana može se naneti prvo na gore pomenuti način, a naknadno se može naneti jedan ili više dodatnih podslojeva ili samo dodatnih uzdužnih vlakana ili kombinacija mrežastih vlakana i uzdužnih vlakana.

[0248] U otelotvorenjima, poželjno je da korak metode e) sadrži podkorak e1) istezanja i zatezanja vlakana (mrežastih vlakana i/ili dodatnih uzdužnih vlakana) tokom nanošenja, npr. prilikom mreženja, vlakana da bi se dobio sloj za ojačanja pomoću najmanje jedne opruge. Poželjno je da opruga bude različita za različite DTEX vrednosti vlakana kako bi se postiglo dobro zatezanje za različite vrste vlakana. U slučaju da sloj za ojačanje sadrži kombinaciju vlakana sa različitim DTEX vrednostima, poželjno je da se za vlakna sa različitim DTEX vrednostima koriste različite opruge. Povoljno, korišćenjem jedne ili više opruga pomoću kojih su vlakna zategnuta, povećava se čvrstoća sloja za ojačanje.

[0250] U šestom koraku f), treći lepljivi sloj 6 se nanosi na sloj za ojačavanje 5. Iako je poželjno sprovesti korake d) do f) u takvom vremenskom prozoru da se drugi lepljivi sloj ne stvrdne dok se ne nanese treći lepljivi sloj, kako bi se postiglo bolje vezivanje između dva lepljiva sloja, takođe je dovoljno izvršiti samo korak e) u tom vremenskom prozoru.

[0252] U sedmom koraku g), najudaljenija polimerna cev omotača 7 se ekstrudira na treći lepljivi sloj na poznati način.

[0254] Predmetni pronalazak nudi više rešenja za ojačanje cevi za transport fluida uzimajući u obzir različite probleme koji doprinose propadanju običnih cevi. U prvom aspektu pronalaska, ojačanje se postiže fiksiranjem vlakana na susedne slojeve i time se sa jedne strane daje cev sa uvećanom „blokovskom strukturom“, a sa druge strane izbegava oštećenje slojeva trenjem. U drugom aspektu pronalaska, upotreba poboljšanih formula za izračunavanje parametara slojeva za ojačanje, kao i uvođenje dodatnih uzdužnih vlakana, obezbeđuje da je cev optimalno izbalansirana u smislu radijalnih i aksijalnih komponenti sile koje deluju na vlakna usled pritiska na cev tokom rada.

[0256] Iako su prikazana i opisana trenutno poželjna otelotvorenja pronalaska, treba jasno razumeti da pronalazak nije ograničen na njih, već se može na drugi način različito otelotvoriti i praktikovati u okviru sledećih patentnih zahteva.

[0257] Posebno se podrazumeva da termini kao što su „po mogućnosti“, „posebno“, „u otelotvorenjima“ itd. označavaju samo opcione karakteristike.

[0259] _____________________

Claims

1. PATENTNI ZAHTEVI

1. Cev (P) za transport fluida (8), cev (P) koja ima uzdužnu osu (x) i sadrži najmanje sledeće slojeve:

najdublju polimernu cev (1) za transport fluida (8),

sloj barijere za difuziju fluida (3) koji okružuje polimernu cev (1), naznačeno time što je sloj barijere za difuziju fluida (3) vezan za polimernu cev (1) pomoću prvog lepljivog sloja (2),

sloj za ojačanje (5) koji okružuje sloj barijere za difuziju fluida (3), pri čemu sloj za ojačanje (5) sadrži mrežasta vlakna (N) koja pružaju aksijalno (x) i radijalno (r) ojačanje za cev (P), pri čemu je sloj za ojačanje (5) vezan za sloj barijere za difuziju fluida (3) pomoću drugog lepljivog sloja (4),

najudaljeniji polimerni omotač (7) koji okružuje sloj za ojačanje (5), pri čemu je polimerni omotač (7) vezan sa slojem za ojačanje (5) pomoću trećeg lepljivog sloja (6),

pri čemu su treći lepljivi sloj (6) i/ili drugi lepljivi sloj (4) prilagođeni/prilagođeni da prijanjaju na mrežasta vlakna (N) sloja za ojačavanje (5).

2. Cev prema patentnom zahtevu 1, naznačena time što je sloj barijere za difuziju fluida (3) napravljen od termoplastičnog materijala, posebno EVOH ili alifatnog poliketona, prilagođenog da ograniči difuziju najmanje jednog od fluida: kiseonika, pentana, CO2, HFO spolja u najdublju polimernu cev (1) i da ograniči difuziju najmanje vodene pare iz unutrašnjosti najdublje polimerne cevi (1) do spoljašnjosti sloja barijere za difuziju fluida (3) ili

pri čemu sloj barijere za difuziju fluida (3) sadrži metal, posebno aluminijum, prilagođen da zaustavi difuziju najmanje jednog od fluida: kiseonika, pentana, CO2, HFO iz spoljašnjosti u najdublju polimernu cev (1) i da zaustavi difuziju najmanje vodene pare iz unutrašnjosti najdublje polimerne cevi (1) u spoljašnjost sloja barijere za difuziju fluida.

3. Cev prema patentnom zahtevu 2, naznačena time što sloj barijere za difuziju fluida (3) sadrži najmanje jedan aluminijumski sloj debljine veće od 0,1 mm ili pri čemu sloj barijere za difuziju fluida (3) sadrži, kao što se vidi radijalno spolja od uzdužne ose cevi, najmanje jedan laminatni sloj koji sadrži više podslojeva, izabranih od sledećih opcija:

aluminijumski podsloj i polimerni podsloj;

prvi aluminijumski podsloj, polimerni podsloj, drugi aluminijumski podsloj, lepljivi podsloj;

aluminijumski podsloj, polimerni podsloj, lepljivi podsloj;

lepljivi podsloj, aluminijumski podsloj, polimerni podsloj;

prvi lepljivi sloj, aluminijumski sloj, polimerni sloj, drugi lepljivi sloj, posebno pri čemu se prvi lepljivi sloj i drugi lepljivi sloj sastoje od istog materijala;

prvi lepljivi sloj, aluminijumski sloj, polimerni sloj, drugi aluminijumski sloj, drugi lepljivi sloj;

najmanje dva aluminijumska podsloja;

posebno pri čemu je u svim opcijama koje sadrže polimerni podsloj polimerni podsloj PET podsloj ili PE podsloj,

posebno pri čemu, u slučaju da aluminijumski sloj sadrži više od jednog podsloja, debljina svakog aluminijumskog podsloja je između 0,005 mm i 0,2 mm, najpoželjnije 0,025 mm.

4. Cev prema jednim od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što su treći lepljivi sloj (6) i/ili drugi lepljivi sloj (4) prilagođeni da strše između mrežastog vlakna (N) tako da se drugi lepljivi sloj (4) i treći lepljivi sloj (6) međusobno lepe, posebno na taj način formirajući kompozitni materijal, tako da su mrežasta vlakna (N) fiksirana između drugog lepljivog sloja (4) i trećeg lepljivog sloja.

5. Cev prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što se drugi lepljivi sloj (4) i treći lepljivi sloj (6) sastoje od istog materijala, posebno pri

čemu se prvi lepljivi sloj (2) i drugi i treći lepljivi sloj (6) sastoje od istog materijala, pri čemu je materijal lepak na bazi poliolefina maleinski anhidrid, posebno lepak na bazi ko-PP anhidrida, ili je materijal epoksidni lepak, ili je materijal poliuretanski lepak, ili

pri čemu su drugi lepljivi sloj (4) i treći lepljivi sloj (6) izrađeni od različitih materijala.

6. Cev prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time šzo su mrežasta vlakna (N) u svakom smeru formiranja mreže raspoređena pod uglom α u odnosu na uzdužnu osu neparalelno sa presekom cevi i neparalelno sa uzdužnom osom cevi,

pri čemu sloj za ojačanje (5) sadrži ukupan broj Na dodatnih uzdužnih vlakana koja su orijentisana paralelno sa uzdužnom osom cevi, pri čemu su uzdužna vlakna ugrađena u mrežasta vlakna (N) ili se nanose kao nezavisni podsloj na mrežasta vlakna.

7. Cev prema patentnom zahtevu 6, naznačena time što ugao α mrežastih vlakana (N) za dati ukupan broj mrežastih vlakana (N) zavisi od ciljnog pritiska pucanja P na cevi i određuje se prema formuli (I):

u kojoj:

N predstavlja ukupan broj mrežastih vlakana,

R predstavlja maksimalno opterećenje po mrežastom vlaknu u Njutnu,

D predstavlja spoljni prečnik najdublje polimerne cevi, i

ε predstavlja izduženje mrežastog vlakna pri prekidu.

8. Cev prema patentnom zahtevu 7, naznalena time što se ukupan broj Na dodatnih uzdužnih vlakana za ugao α izračunat prema formuli (I) određuje prema formuli (II):

u kojoj:

N predstavlja ukupan broj mrežastih vlakana,

R predstavlja maksimalno opterećenje po mrežastom vlaknu u Njutnu,

Ra predstavlja maksimalno opterećenje po uzdužnom vlaknu u Njutnu,

ε predstavlja izduženje mrežastog vlakna pri prekidu, i

εa predstavlja uzdužno izduženje vlakana pri prekidu,

posebno pri čemu uzdužna vlakna sadrže broj Na1 prvih uzdužnih vlakana sa prvom DTEX vrednošću i broj Na2 drugih uzdužnih vlakana sa drugom DTEX vrednošću, pri čemu su prva uzdužna vlakna i druga uzdužna vlakna raspoređena naizmenično, pri čemu se ukupan broj uzdužnih vlakana određuje prema formuli (III)

u kojoj

Ra1 predstavlja maksimalno opterećenje po prvom podužnom vlaknu u Njutnu,

Ra2 predstavlja maksimalno opterećenje po sekundi uzdužnog vlakna u Njutnu,

εa1 predstavlja prekidno izduženje za prvo uzdužno vlakno, i

εa2 predstavlja prekidno izduženje za drugo uzdužno vlakno.

9. Cev prema patentnom zahtevu 1,

naznačena time što su mrežasta vlakna (N) u svakom smeru formiranja mreže raspoređena pod uglom α u odnosu na uzdužnu osu cevi neparalelno sa poprečnim presekom cevi i neparalelno sa uzdužnom osom cevi, pri čemu se ugao α određuje prema formuli (I):

u kojoj:

N predstavlja ukupan broj mrežastih vlakana,

P predstavlja ciljni pritisak pucanja,

R predstavlja maksimalno opterećenje po mrežastom vlaknu u Njutnu,

D predstavlja spoljni prečnik najdublje polimerne cevi, i

ε predstavlja izduženje mrežastog vlakna pri prekidu,

pri čemu sloj za ojačanje (5) sadrži niz Na dodatnih uzdužnih vlakana koja su orijentisana paralelno sa uzdužnom osom cevi, pri čemu se broj Na uzdužnih vlakana izračunava formulom (II):

u kojoj

Ra predstavlja maksimalno opterećenje po uzdužnom vlaknu u Njutnu, i

εa predstavlja uzdužno izduženje vlakana pri prekidu.

10. Cev prema patentnom zahtevu 9, naznačena time što uzdužna vlakna sadrže broj Na1 prvih uzdužnih vlakana sa prvom DTEX vrednošću i broj Na2 drugih uzdužnih vlakana sa drugom DTEX vrednošću, pri čemu su prva uzdužna vlakna i druga uzdužna vlakna raspoređena naizmenično, pri čemu se ukupan broj uzdužnih vlakana određuje prema formuli (III)

u kojoj

Ra1 predstavlja maksimalno opterećenje po prvom podužnom vlaknu u Njutnu,

Ra2 predstavlja maksimalno opterećenje po sekundi uzdužnog vlakna u Njutnu,

εa1 predstavlja prekidno izduženje za prvo uzdužno vlakno, i

εa2 predstavlja prekidno izduženje za drugo uzdužno vlakno.

11. Cev prema jednom od patentnih zahteva 9 ili 10, naznačena time što je sloj barijere za difuziju fluida (3) napravljen od termoplastičnog materijala, posebno EVOH ili alifatnog poliketona, prilagođenog da ograniči difuziju najmanje jednog od fluida: kiseonika, pentana, CO2, HFO spolja u najdublju polimernu cev

(1) i da ograniči difuziju najmanje vodene pare iz unutrašnjosti najdublje polimerne cevi (1) do spoljašnjosti sloja barijere za difuziju fluida (3) ili

12. Cev prema patentnom zahtevu 11, naznačena time što sloj barijere za difuziju fluida (3) sadrži najmanje jedan aluminijumski sloj debljine veće od 0,1 mm ili pri čemu aluminijumski sloj sadrži, kao što se vidi radijalno spolja od uzdužne ose cevi, najmanje jedan laminatni sloj koji sadrži više podslojeva, izabranih iz jedne od sledećih opcija:

aluminijumski podsloj i polimerni podsloj;

aluminijumski podsloj, polimerni podsloj, lepljivi podsloj;

lepljivi podsloj, aluminijumski podsloj, polimerni podsloj;

najmanje dva aluminijumska podsloja;

posebno pri čemu je u svim opcijama polimerni podsloj PET podsloj,

posebno pri čemu, u slučaju da aluminijumski sloj sadrži više od jednog podsloja, debljina svakog aluminijumskog podsloja je između 0,005 mm i 0,2 mm, poželjnije između 0,05 i 0,075 mm, najpoželjnije 0,025 mm.

13. Cev prema jednom od patentnih zahteva 9 do 12, naznačena time što su treći lepljivi sloj (6) i/ili drugi lepljivi sloj (4) prilagođeni da se lepe na mrežasta vlakna (N) sloja za ojačanje (5), posebno pri čemu su treći lepljivi sloj (6) i/ili drugi lepljivi sloj (4) prilagođeni da strše između mrežastih vlakana (N) tako da se drugi lepljivi sloj (4) i treći lepljivi sloj (6) međusobno lepe, posebno na taj način formirajući kompozitni materijal, tako da su mrežasta vlakna (N) fiksirana između drugog lepljivog sloja (4) i trećeg lepljivog sloja (6).

14. Cev prema jednom od patentnih zahteva 9 do 13, naznačena time što se drugi lepljivi sloj (4) i treći lepljivi sloj (6) sastoje od istog materijala, posebno pri čemu se prvi lepljivi sloj (2) i drugi i treći lepljivi sloj (6) sastoje od istog materijala, pri čemu je materijal lepak na bazi poliolefina maleinski anhidrid, posebno lepak na bazi ko-PP anhidrida, ili je materijal epoksidni lepak, ili je materijal poliuretanski lepak, ili

15. Izolovana cev za transport fluida, posebno zagrejane vode za daljinsko grejanje, koja sadrži

cev prema jednom od prethodnih patentnih zahteva,

sloj toplotne izolacije, posebno sloj PUR pene, koji okružuje najudaljeniji polimerni omotač (7) navedene cevi, i

spoljni omotač, posebno izrađen od termoplastičnog materijala, koji okružuje termoizolacioni sloj.

______________________

Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Kneginje Ljubice 5, 11000 Beograd

29