DE3445383A1 - Schlauch - Google Patents

Description

Ryder Street, St. James's

London SWIY 6PX England

Schlauch

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen flexiblen Schlauch und insbesondere, aber nicht ausschließlich auf einen flexiblen Schlauch, welcher sich für den Transport korrosiver Fluide, beispielsweise Rohöl, unter hohem Druck eignet.

Bei der Konstruktion eines flexiblen Schlauches ist es bekannt, daß bestimmte Polymermaterialien, welche der Berührung korrosiver Fluide standhalten können, wie beispielsweise Rohöl, das Schwefelwasserstoff enthält, ungeeignet sind für die Verwendung in Schlauchen, bei welchen ein plötzlicher Druckabfall in der Durchflußöffnung des Schlauches auftritt. Dies rührt daher, daß Komponenten des transportierten Fluids unter Druck von dem Polymermaterial absorbiert werden und bei einem plötzlichen Druckabfall innerhalb der Durchflußöffnung des Schlauches das Polymermaterial nicht in der Lage ist, dem

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Druck des absorbierten Fluids innerhalb des Materials zu widerstehen. Folglich verliert das Polymermaterial seine Unversehrtheit und erfüllt seine Funktionen nicht mehr befriedigend, typischerweise einschließlich der Fluidabdichtung, welche sie erfüllen soll.

Wegen des zuvor beschriebenen Problems ist es üblich, die Auswahl des Polymermaterials für die Benutzung in einem Schlauch für den Transport korrosiver Fluide auf solche zu beschränken, welche keine nennenswerte Menge an transportiertem Fluid absorbieren; dadurch wird jedoch die Auswahl der Materialien erheblich beschränkt; bestimmte Materialien, welche beispielsweise aus Kostengründen., oder wegen ihrer Verarbeitbarkeit oder sonstigen Qualität ausgewählt würden, können nicht eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung ist dazu bestimmt, die zuvor beschriebenen Schwierigkeiten zu überwinden, indem in einem Schlauch, welcher eine Polymermaterialschicht aufweist, diese Schicht zwischen einer radial inneren und einer radial äußeren Stützschicht angeordnet wird, welche die Expansion des Polymermaterials bechränken; das Polymermaterial wird von solcher Art ausgewählt, daß es in Abwesenheit eines äußeren Zwanges durch die Stützschichten des Schlauches um wenigstens 10 % seines ursprünglichen Volumens aufquellen würde, wenn es dem korrosiven Fluid, beispielsweise Rohöl bei Umgebungstemperatur und -druck für eine Zeitdauer- von sieben Tagen ausgesetzt wird.

Vorzugsweise ist das Polymermaterial von der Art, daß es in seinem Volumen um wenigstens 20 % expandieren würde, und weiter vorzugsweise wenigstens 50 %, wenn es erstmals dem korrosiven Fluid, beispielsweise Rohöl, bei Umgebungstemperatur und -druck für sieben Tage ausgesetzt wird.

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Während man normalerweise erwartet, daß ein Polymermaterial verwendet werden sollte, welches nicht nennenswert aufquillt, um die Beschädigung der Polymermaterialschicht bei einem raschen Druckabfall in der Durchflußöffnung des Schlauches so gering wie möglich zu halten, wird nach der Erfindung bewußt davon ausgegangen, daß in einem vorbestimmten Zwischenraum zwischen einer inneren und einer äußeren Stützschicht ein Polymermaterial der Art verwendet wird, daß es ein hohes Maß an Aufquellen aufweist, wenn es erstmalig dem transportierten Fluid ausgesetzt wird, wenigstens wenn es sich bei dem transportierten Fluid um Rohöl handelt.

Man geht davon aus, daß bei der Verwendung eines Materials der Art, daß es ein hohes Maß an Aufquellen zeigt, nachdem es erstmalig dem transportierten Fluid ausgesetzt worden ist, ein hohes Maß an Kompression innerhalb des zusammengedrückten Polymermaterials erreicht wird und daß folglich das Fluid, welches in das Polymermaterial eingewandert ist, nicht in der Lage ist, schnell zu expandieren oder aus dem Material auszutreten, wenn ein plötzlicher Druckabfall in der Durchflußöffnung des Schlauches eintritt. Dementsprechend wurde gefunden, daß die Unversehrtheit und nützlichen Fluidabdichteigenschaften der Polymermaterialschicht nicht nennenswert beeinträchtigt werden.

Die radial äußere Stützschicht kann der Art sein, daß sie wenigstens ein sich schraubenlinienförmig erstreckendes Verstärkungselement aufweist, dessen aufeinanderfolgende Windungen sich in axialem Abstand in Richtung der Länge des Schlauches befinden. Um möglichst sicherzustellen, daß die Schicht aus Polymermaterial sich nicht nennenswert zwischen

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den aufeinanderfolgenden Windungen hindurchdrückt, wenn es anfänglich dem transportierten Fluid ausgesetzt wird und dadurch zum Aufquellen neigt, ist nach einem weiteren Erfindungsmerkmal vorgesehen, daß die Schicht aus Polymermaterial, vorzugsweise in einem radial äußeren Bereich, wenigstens eine eingebettete Schicht aus hochfestem Material, beispielsweise Textilmaterial, enthält. Der Ausdruck "Textilmaterial" schließt Materialien, wie Stahldrähte, Drahtkorde und metallische Korde ein, wie sie beispielsweise für die Verstärkung von pneumatischen Reifen verwendet werden. Der Ausdruck "hochfest" bedeutet ein Material mit einer Festigkeit größer als 0,25 Newton/tex. Wenn es sich bei dem Material um Rayon handelt, sollte die Reißfestigkeit größer als 0,3 Newton/tex sein. Ist das Material Polyester oder Polyamid, sollte die Reißfestigkeit größer als 0,5 Newton/tex sein.

Die Schicht aus Textilmaterial kann aus einer Gewebelage, einer Kordlage (bei welcher parallele Kettkorde in Abstandsbeziehung zueinander durch leichte Schußgarne gehalten sind) oder aus gesonderten Korden gebildet sein, welche schraubenlinienförmig um den teilweise formierten Schlauch gewunden oder durch Flechten aufgebracht sind. Im Falle von gesonderten Korden können diese in einem Kautschukstreifen eingebettet sein, welcher dann um den Schlauch gewickelt wird. Das Textilmaterial hoher Zugefestigkeit kann, insbesondere wenn es sich um eine Gewebe- oder Kordlage handelt, die Form eines Streifens haben, welcher vorzugsweise schraubenlinienförmig relativ zur Länge des Schlauches aufgebracht ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das textile Material hoher Zugfestigkeit ein Zellulosematerial, beispielsweise Rayon.

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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Die einzige Figur veranschaulicht schematisch einen Längsschnitt eines Teils eines die Erfindung aufweisenden Schlauches .

Der Schlauch besitzt eine Einlagenanordnung 1 1 mit einer Polymerschicht, beispielsweise einem elastomeren Polyacrylsäureester, welcher zwischen einer radial inneren Stützschicht 12 und einer radial äußeren Stützschicht 13 angeordnet ist.

Die innere Stützschicht 12 ist aus einem einzelnen doppelt gefaltenen schraubenlinienförmig gewickelten Streifen 14 gebildet, welcher so angeordnet ist, daß aufeinanderfolgende Windungen ineinandergreifen bzw. sich ineinander verhaken.

Der ineinander verhakte Streifen 14 bildet in der radial äußeren Oberfläche der inneren Stützschicht 12 einen sich schraubenlinienförmig erstreckenden Spalt 15. Vorzugsweise sind Streifen 14 und Spalt 15 von einer Art, wie sie im einzelnen in der parallelen deutschen Patentanmeldung ... (entsprechend der britischen Patentanmeldung 84/21238) mit gleichem Anmelde- und Prioritätstag näher beschrieben sind.

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Um die innere Stützschicht 12 herum ist eine Polymerschicht 11 aus elastomerem Polyacrylsäureester derart extrudiert, daß sie den Spalt 15 vollständig ausfüllt. Die Schicht 11 wird in einem zweistufigen Extrusionsprozeß gebildet. In einer ersten Stufe wird ein wesentlicher Anteil der Gesamtdicke des Einlagenmaterials aufgebracht, dann wird eine Vielzahl von Rayon-Garnen hoher Zugfestigkeit schraubenlinienförmig um die teilweise vorgebildete bzw. formierte Einlagenschicht herumgewickelt. Die Rayon-Garne werden in einer solchen Weise gewickelt, daß sie zwei Lagen bilden, wobei die Garne 16 in einer Lage 18 links herum bezogen auf die Längsrichtung des Schlauches und die Garne 17 in einer anderen Lage 19 rechts herum bezogen auf die Längsrichtung des Schlauches gewickelt sind. Nach dem Wickeln der Garne 16, 17 wird eine dünne Schicht aus elastomerem Polyacrylsäureester über die Lagen 18, 19 extrudiert, so daß diese in dem Polymermaterial praktisch vollständig eingebettet sind.

Der elastomere Polyacrylsäureester, aus welchem die Einlagenschicht 11 besteht, würde in Abwesenheit eines äußeren Zwanges um etwa 35 % aufquellen, wenn es Rohöl bei Umgebungstemperatur und -druck sieben Tage lang ausgesetzt würde.

Bei dem beschriebenen Schlauchaufbau ist jedoch ein Aufquellen des elastomeren Polyacrylsäureester durch die innere Stützschicht 12 und eine äußere Stützanordnung 13 behindert. Die äußere Stützanordnung 13 umfaßt, eingebettet in Elastomermaterial, zwei Lagen aus hochfestem Verstärkungsdraht, welcher jeweils schraubenlinienförmig gewickelte Mehrfachfilament-Drahtkorde 20 von einem äußeren Durchmesser von 6 mm aufweist, wobei die Korde einer Lage sich bezüglich der Länge des Schlauches in entgegengesetztem Sinne zu den Korden der anderen Lage des Kordlagenpaares erstrecken. Die Drähte,

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welche jeweils einen Kord 20 bilden, sind vorzugsweise von einem Aluminiumüberzugtyp, wie er beispielsweise Gegenstand der parallelen deutschen Patentanmeldung ... (entsprechend der britischen Patentanmeldung 84/21237) mit gleichem Anmelde- und Prioritätstag ist. Es ist ferner bevorzugt, daß sich die schraubenlinienförmig erstreckenden Drähte jedes Kordes 20 relativ zu der Kordlänge im gleichen Sinne erstrecken, wie die jeweiligen Korde sich relativ zur Länge des Schlauches erstrecken; dies bedeutet, daß die Drähte eines Kordes, der sich relativ zur Schlauchlänge rechts herum erstreckt, vorzugsweise (mit Ausnahme eines Seelendrahtes) rechts herum relativ zur Kordlänge erstrecken und umgekehrt im Falle eines links gedrehten Kordes .

Außen auf der äußeren Verstärkungsanordnung 13 ist eine Protektorgewebeeinlage 22 und eine abriebfeste Neoprenabdeckschicht 21 vorgesehen.

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Claims (7)

ο , , ς ο ο Q KeIL& SCHAAFHAUSEN θ44ϋΟΟΟ PATENTANWÄLTE D 15 PG 349 Frankfurt am Main 11 .12.1984 Dunlop Limited Dunlop House Ryder Street, St. James's London SW1Y 6PX England Schlauch Ansprüche:

1. Schlauch, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Schicht (11) aus Polymermaterial aufweist, welche zwischen einer radial inneren und einer radial äußeren Stützschicht (12, 13) angeordnet ist, welche der Verhinderung eines Aufquellens des Polymermaterials dienen, wobei das Polymermaterial von der Art ist, daß es in Abwesenheit eines Zusammenhaltens durch die Stützschichten (12, 13) um wenigstens 10 % seines urprünglichen Volumens aufquellen würde, wenn es einem korrosiven Fluid, insbesondere Rohöl, bei Umgebungstemperatur und -druck während einer Zeitperiode von sieben Tagen ausgesetzt wird.

2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial der Schicht (11) von einer Art ist, daß es in seinem Volumen um wenigstens 20 % expandiert, wenn es erstmals dem Fluid, insbesondere Rohöl, ausgesetzt wird.

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3. Schlauch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial der Schicht (11) der Art ist, daß es in seinem Volumen um wenigstens 50 % expandiert, wenn es zum ersten Mal dem Fluid, insbesondere Rohöl, ausgesetzt wird.

4. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Stützschicht (13) wenigstens ein sich schraubenlinienförmig erstreckendes Verstärkungselement (20) aufweist, dessen aufeinanderfolgende Windungen in axialem Abstand in Richtung der Länge des Schlauches liegen.

5. Schlauch nach einem der Ansprüche ^;1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem radial äußeren Bereich der Schicht (11) aus Polymermaterial wenigstens eine eingebettete Schicht (18, 19) aus einem Material hoher Reißfestigkeit einbezogen ist.

6. Schlauch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material hoher Reißfestigkeit der eingebetteten Schicht (18, 19) textiles Material und insbesondere Zellulosematerial, vorzugsweise Rayon, ist.

7. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (11) aus Polymermaterial elastomeres Polyacrylsäureester aufweist.