DE1954245U

DE1954245U - THERMAL INSULATED PIPE.

Info

Publication number: DE1954245U
Application number: DE1966H0055679
Authority: DE
Inventors: Joseph Dipl Ing Goepfert
Original assignee: Hackethal Draht Kabel Werke AG
Current assignee: Hackethal Draht Kabel Werke AG
Priority date: 1966-06-01
Filing date: 1966-06-01
Publication date: 1967-01-26

Description

. lib 15Ί 6*13.12 66. lib 15Ί 6 * 13.12 66

Hackethal-Draht- und Kabel-Werke PAHackethal-Draht- und Kabel-Werke PA

Aktiengesellschaft 29*11.66Public limited company 29 * 11.66

Dipl*-Ing. J* Goepfert, HamburgDipl * -Ing. J * Goepfert, Hamburg

Heat-insulated conduit

Die vorliegende Neuerung ist anwendbar auf allen Gebieten, auf denen Gase oder Flüssigkeiten durch unterirdisch verlegte Leitungen geführt werden. Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung auf dem Gebiet des Fernheizungsbaues»The present innovation can be used in all areas in which gases or liquids are laid underground Lines are guided. The invention is of particular importance in the field of district heating construction »

Beim Fernheizungsbau werden die Leitungen für das Hei2medium, ζ* B« Wasser, zumindest auf den zwischen dem Heizwerk und den zu beheizenden Gebäuden verlaufenden Strecken, gewöhnlich aus Stahlrohren verhältnismäßig kurzer Länge gebaut, die. in besonderen Kanälen verlegt und auf der Baustelle verschweißt und isoliert werden müssen* Die kurzen Rohrlängen, deren Durchmesser zwischen 0,012 m und 0,700 m liegen, erfordern eine Vielzahl von Verbindungsstellen, die sorgfältig ausgeführt werden müssen. Dazu tritt der Aufwand für die Erstellung der Kanäle, die betoniert und mit Hauben oder dgl* abgedeckt werden müssen. In Gebieten mit hohem Grundwasserstand bringt der Bau der Kanäle, die in einer gewissen Mindesttiefe liegen müssen, zusätzliche Schwierigkeiten mit sich. Besonders schwierig ist dabei die Abdichtung gegen Grundwasser und die Beherrschung der thermischen Ausdehnung der Leiter» Hierzu werden Kompensatoren der verschiedensten Art und Krümmer verwendet.In the case of district heating, the lines for the heating medium, ζ * B «water, at least on the routes between the heating plant and the buildings to be heated, are usually made of steel pipes of relatively short length. must be laid in special ducts and welded and insulated on site * The short pipe lengths, whose diameters are between 0.012 m and 0.700 m, require a large number of connection points that must be carefully executed. In addition, there is the expense of creating the channels, which have to be concreted and covered with hoods or the like *. In areas with a high groundwater level, the construction of the canals, which must be at a certain minimum depth, creates additional difficulties. Sealing against groundwater and controlling the thermal expansion of the conductors is particularly difficult.

Bei der Leitung tiefgekühlter Medien, wie z» B. verflüssigter Gase, ist man, ausgehend von den bekannten Hochfrequenzkoaxialkabeln mit hohlem Innenleiter (D.B* Mann: Air Dielectric Coaxial Cables as Cryogenic Transfer Lines, Cryogenics, Juni 1963, Seite 108/109), dazu übergegangen, Koaxialleitungen mit Stützwendeln als Abstandshalter zu entwickeln, bei denen der Zwischenraum zwischen den Rohren evakuiert wird. Zwar wird dabei das Vakuum durch das Ausfrieren der Restgase an dem kalten Leiter verbessert.When conveying deep-frozen media, such as »liquefied Gases, one is based on the well-known high-frequency coaxial cables with hollow inner conductors (D.B * Mann: Air Dielectric Coaxial Cables as Cryogenic Transfer Lines, Cryogenics, June 1963, p 108/109), switched to developing coaxial lines with support coils as spacers, in which the space is evacuated between the pipes. It is true that the vacuum is improved by freezing out the residual gases on the cold conductor.

jedoch ist damit ein großer Aufwand für die Prüfung der koaxialen Rohre in der Fertigung und die Vakuumerzeugung und -haltung im Betrieb verbunden, weil die mittlere freie Weglänge der Restgase schon bald in die Größenordnung des Abstandes der Rohre kommt und deswegen starke Pumpen in kurzen Abständen an der Leitung vorgesehen werden müssen« Dies gilt besonders, wenn die Stützwendel den zu evakuierenden Hohlzylinder in eine Hohlwendel unterteilt, deren Gesamtlänge dann wesentlich größer ist als die Länge der die Hohlwendel begrenzenden Rohre»however, this means a great deal of effort for testing the coaxial tubes in production and for generating and maintaining a vacuum in operation connected because the mean free path of the residual gases soon comes to the order of magnitude of the distance between the pipes and therefore powerful pumps at short intervals on the line must be provided «This is especially true if the supporting helix divides the hollow cylinder to be evacuated into a hollow helix, the total length of which is then significantly greater than the length of the tubes delimiting the hollow helix »

Die Anwendung einer vakuumisolierten Leitung ist darüber hinaus für die Leitung erwärmter Medien nicht vorteilhaft, weil die Erwärmung der Leitung die an der Außenwand des Rohres adsorbierten Restgase freisetzt« Dies würde einen noch höheren Aufwand für die Vakuumhaltung voraussetzen, wollte man ein Ausheizen des Rohres kurz vor dem Einbau in das Außenrohr unter entsprechenden Einbaubedingungen vermeiden»The use of a vacuum-insulated line is also not advantageous for the line of heated media, because the heating the pipe releases the residual gases adsorbed on the outer wall of the pipe Presupposing vacuum maintenance, one wanted to bake out the pipe shortly before installation in the outer pipe under appropriate installation conditions avoid"

Gegenstand der vorliegenden Neuerung ist ein wärmeisoliertes Leitungsrohr zum Verlegen in Erde und auch obererdig und zur Leitung von vorzugsweise gegenüber der Umgebung erwärmten Gasen oder Flüssigkeiten, das sich von den bisher bekannten dadurch unterscheidet, daß zwei im wesentlichen koaxial verlaufende metallische Rohre mit schraubenförmiger oder balgenförmiger Wellung vorhanden sind, von denen das Innenrohr als die eigentliche Leitung dient und zwischen denen sich eine thermisch isolierende Schicht befindet und daß das Außenrohr an seiner Außenseite eine mechanisch und korrosionshemmend wirkende Schicht aufweist.The subject of the present innovation is a thermally insulated conduit for laying in the ground and also above ground and for Conduction of gases or liquids, which are preferably heated to the environment and which differ from those previously known distinguishes that two essentially coaxial metallic tubes with helical or bellows-shaped corrugation are present, of which the inner tube serves as the actual line and between which there is a thermally insulating Layer is located and that the outer tube has a mechanical and corrosion-inhibiting layer on its outside.

Die besonderen Vorteile des Leitungsrohres nach der Neuerung sind darin zu sehen, daß es kontinuierlich in großen Längen hergestellt und wie ein elektrisches Kabel auf Trommeln in abgemessener Länge versandt werden kann. Die thermische Isolierung auf der Baustelle entfällt ebenso wie die Verbindungsstellen* Der für etwaige Kanäle erforderliche Aufwand wird mindestens stark vermindert« Unter günstigen Umständen kann auf die Kanäle ganz verzichtetThe particular advantages of the conduit after the innovation can be seen in the fact that it is continuously produced in great lengths and how an electrical cable on reels can be shipped in measured lengths. The thermal insulation on the construction site and the connection points are omitted * The effort required for any sewers is at least greatly reduced « Under favorable circumstances, the channels can be dispensed with entirely

werden und die bei der Verlegung von elektrischen Erdkabeln bekannte Technik angewandt werden. Die thermisch bedingten Längenveränderungen brauchen weder beim Aufbau der Leitung in der Schichtenfolge noch bei der Verlegung berücksichtigt zu werden, weil die Wellung der Rohre diese in sich selbst ausgleicht. Auch ist die Behinderung durch hohen Grundwasser stand mindestens stark vermindert, weil das Wasser nicht in die Isolation selbst eindringen kann.and the technique known in the laying of electrical underground cables can be used. The thermally induced Changes in length do not need to be taken into account either when building the line in the sequence of layers or when laying it because the corrugation of the tubes compensates for this in itself. Also is the obstruction from high groundwater stood at least greatly reduced because the water cannot penetrate the insulation itself.

Unter gewissen Bedingungen kann es ausreichen, xtfenn das Innenrohr hinsichtlich Festigkeit und Dichtigkeit den an eine Leitung für Gase und Flüssigkeiten zu stellenden Anforderungen entspricht und das Außenrohr nur als mechanischer Schutz und Stütze für die isolierende Schicht dient. Jedoch ist es allgemein von Vorteil, auch das Außenrohr nach den für das Innenrohr geltenden Anforderungen herzustellen. Mit besonderem Vorteil verwendet man Rohre, die aus einem Metallband mit Längs- oder Wendelnaht geschweißt sind.Under certain conditions it may be sufficient to remove the inner tube in terms of strength and tightness corresponds to the requirements to be placed on a line for gases and liquids and the outer tube only serves as mechanical protection and support for the insulating layer. However, it is generally advantageous also manufacture the outer tube according to the requirements applicable to the inner tube. It is particularly advantageous to use pipes which are welded from a metal strip with a longitudinal or spiral seam.

Wegen der günstigeren Strömungsverhältnisse und der geringeren Neigung zu Korrosionen wird für das Innenrohr Kupfer bevorzugt* Das Material des Außenrohres wird sich weitgehend nach den Umgebungsverhältnissen richten« Zeigen diese z« B. eine geringe Verkehrsbelastung, so wird man auch für das Außenrohr Kupfer nehmen. Andernfalls kann Stahl verwendet werden, jedoch ist dann stets eine besondere Korrosionsschutzschicht vorzusehen.Because of the more favorable flow conditions and the lower The tendency to corrosion is preferred for the inner tube copper * The material of the outer tube will largely depend on the ambient conditions align «If these show, for example, a low traffic load, the outer pipe is also made of copper to take. Otherwise steel can be used, but then a special corrosion protection layer must always be provided.

Zu einer besonders handlichen Ausführung gelangt man, wenn die thermisch isolierende Schicht vorwiegend aus Schaumstoff, z. B. aus Polyurethan, besteht«A particularly handy version is obtained when the thermally insulating layer predominantly made of foam, e.g. B. made of polyurethane, consists "

Um bei der Fertigung und bei der Verlegung die zentrische Lage der Rohre sicherzustellen, kann zwischen den Rohren eine den Abstand der Rohre bestimmende Stützwendel vorgesehen werden«In order to ensure the central position of the pipes during production and installation, the distance between the pipes can be the supporting helix determining the pipes should be provided "

Da an sich auch Luft in einer Schichtdicke, die die Konvektion unterdrückt, ein gutes thermisches Isoliervermögen besitzt,There in itself also air in a layer thickness, which the convection suppressed, has good thermal insulation properties,

brauchte nicht der ganze zwischen den Rohren befindliche Raum mit Schaumstoff ausgefüllt zu sein. Um jedoch eine gute Längsdichtigkeit der Isolierschicht zu erhalten, wird vorteilhaft der ganze zwischen den Rohren befindliche Raum einschließlich der Wellung von dem Schaumstoff oder diesem und der Wendel ausgefüllt. the entire space between the pipes did not have to be filled with foam. However, to ensure a good longitudinal seal To obtain the insulating layer, it is advantageous to include the entire space between the pipes the corrugation of the foam or this and the coil filled.

Bei Leitungen, deren Rohre mit einer Stützwendel zentriert werden, kann der Schaumstoff in Form von zwischen die Wendel gewickelten Bahnen vorgesehen werden, auch ist in diesem Fall . die Möglichkeit gegeben, an Stelle von Schaumstoffbahnen solche aus Glasfasern zu verwenden»In the case of lines whose tubes are centered with a helical support, the foam can be in the form of between the helix wound webs are provided, too, in this case. given the option of such instead of foam sheets to use made of fiberglass »

Die mechanisch und korrosionshemmend wirkende Schutzschicht besteht mit Vorteil aus einem in der Wärme zähflüssigen Korrosionsschutzmittel, z. B. auf Bitumenbasis, und einem, gegebenenfalls unter Zwischenfügung einer Folie, darüber befindlichen Schlauch aus Polyvinylchlorid«The mechanical and corrosion-inhibiting protective layer consists with advantage of a viscous anti-corrosion agent in the heat, z. B. bitumen-based, and one, optionally with the interposition of a film, overlying a hose made of polyvinyl chloride «

Die Figur zeigt in zum Teil schemätischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Leitungsrohres gemäß der Lehre der Neuerung.The figure shows an exemplary embodiment in a partially schematic representation a conduit according to the teaching of the innovation.

Das Innenrohr 1 besteht aus Kupfer, Es ist aus einem Band zum Rohr geformt, bei 2 stumpf verschweißt und anschließend gewellt worden. Auf das Innenrohr 1 ist eine Stützxtfendel 3 aufgewickelt. Das Außenrohr 4 ist nach der gleichen Technik hergestellt wie das Innenrohr 1« Der Raum zwischen dem Innenrohr 1 und dem Äußenrohr 4 ist, soxveit er nicht von der Stützwendel 3 in Anspruch genommen wird, durch die aus Schaumstoff bestehende thermische Isolierschicht 5 ausgefüllt. Auf dem Außenrohr 4, das aus Kupfer oder Stahl hergestellt ist, befindet sich eine Korrosionsschutzschicht 6 und über dieser ein Mantel 7 aus Polyvinylchlorid. Zwischen der Korrosionsschicht 6 und dem Mantel 7 kann noch eine Folie "vorgesehen werden, die die Weichmacherwanderuna verhindert.The inner pipe 1 is made of copper, it is made of a tape to the pipe shaped, butt welded at 2 and then corrugated. A support extension 3 is wound onto the inner tube 1. The outer tube 4 is manufactured using the same technology as the inner tube 1 «The space between the inner tube 1 and the outer tube 4 is, soxveit it is not used by the helical support 3 by the consisting of foam thermal insulating layer 5 filled. On the outer tube 4, which is made of copper or steel, there is a corrosion protection layer 6 and above this a jacket 7 made of polyvinyl chloride. Between the corrosion layer 6 and the jacket 7 can also be provided with a film "which prevents plasticizer migration.

Bei einer anderen Ausfuhrungsform des neuerungsgemäßen Leitungsrohres ist die thermisch isolierende Schicht durch Abschottung des Zwischenraumes in mindestens annähernd konvektxonsfreie Luftkammern dargestellt. Die Abschottung erfolgt mit besonderem fertigungstechnischen Vorteil durch auf das Innenrohr aufgesetzte und aus schlecht wärmeleitendem Stoff bestehende Fremdkörper, z* B« mit Halbschalenprofil.In another embodiment of the line pipe according to the innovation is the thermally insulating layer by partitioning off the space in at least approximately convection-free air chambers shown. The partitioning takes place with a particular manufacturing advantage by being placed on the inner pipe and Foreign bodies consisting of poorly thermally conductive material, z * B « with half-shell profile.

Claims

HA.6515 ^ * 13.12.66 Hackethal-Draht- und Kabel-Werke PÄ Aktiengesellschaft 29.11.1, Dipl.-Ing. J. Goepfert, Hamburg S σ h u t ζ a η s ρ r ü σ h e

1. Heat-insulated conduit for laying in the ground or also outside of the earth and for the conduction of gases or liquids, which are preferably heated to the environment, characterized in that two essentially coaxially extending metallic tubes with helical or bellows-shaped Corrugations are present, of which the inner tube serves as the actual line and between which there is a predominantly made of foam, e.g. B. made of polyurethane, existing thermally insulating layer and that the outer pipe has a mechanical and corrosion-inhibiting protective layer on its outside "

2. Pipe according to claim 1, characterized in that at least the inner pipe, but preferably both pipes, are welded from a metal strip with a longitudinal or spiral seam.

3. Line pipe according to claim 1 or 2, characterized in that the inner pipe made of copper, the outer pipe made of copper or Steel is made with an anti-corrosion layer.

4. Pipe according to claim 1 or one of the following, characterized in that the thermally insulating layer predominantly made of foam, e.g. B. made of polyurethane.

5. Line pipe according to claim 4, characterized in that except the foam has a support coil that determines the distance between the pipes is present between the pipes.

6. Line pipe according to claim 4 or 5, characterized in that

that the entire space between the pipes including

the corrugation is filled by the foam or this and the spiral "

7 «pipe according to claim 4, characterized in that the foam is made of wound between the support coils Orbits.

8. Line pipe according to claim 7, characterized in that

Instead of the foam sheets, those made of fiberglass are used.

9. Line pipe according to claim 1 to 3 or one of the same, characterized in that the thermally insulating layer is represented by partitioning off the space in at least approximately convection-free air chambers »

10 «pipe according to claim 9, characterized in that the foreclosure by placed on the inner tube and made of poorly thermally conductive material molded body, z. B. with half-shell profile, takes place «

11. Line pipe according to claim 1 or one of the following, characterized characterized that the mechanical and anti-corrosion Effective protective layer made of a corrosion protection agent that is viscous when exposed to heat, e.g. bitumen-based, and one, if necessary with the interposition of a film, overlying a hose made of polyvinyl chloride.

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