熱絕緣管生產設備及工藝的製作方法
2023-06-14 06:06:36
專利名稱：熱絕緣管生產設備及工藝的製作方法
技術領域：
本發明包括熱絕緣管的生產設備及工藝，這些熱絕緣管用於為防止流過管的流體狀態的不適當變化而需要減少即控制與外界環境的熱交換的所有的技術中。
本發明將解決預絕緣管的泡沫聚氨酯生產的問題，而與導管和套管的直徑、長度或材料無關。通過注入聚氨酯進行生產，聚氨酯處於靜止狀態。而且，該工藝可以按照不同的技術要求，在任何需要的位置，在絕緣套內進行其它的安裝。該裝置和工藝排除了在絕緣體內出現空氣氣泡或者膨脹聚氨酯密度的不同的可能性。因為膨脹發生在垂直位置和上部自由表面，這就避免了聚氨酯泡沫沿導管和套管的滑動。本發明還解決了導管和套管的同軸問題，將偏差減小到套管和導管軸的偏差水平。
該工藝可以進行現場生產，因為該工藝不需要任何特殊的建築。而且，該設備是可攜式的，可以容易地避免和消除任何環境的不利影響。
該種產品通常稱為「預安裝管」，通常用於城市地區遠距離控制供熱。
目前在預絕緣管生產中採用的工藝包括在高壓下(達到100巴)從兩端或一端注入聚氨酯的時候使用定距環。該管或者傾斜(大約30度)，或者，在一些情況下，沿著彈性支撐臺滾動管，這樣導管和套管可以獲得更好的同心性。
為此，就必須沿著特殊彈性支撐臺和用於管滾動和高壓下注入聚氨酯泡沫的設備安裝定距環。當物質注入傾斜的管時，導管和套管出現相當大的偏心現象，這一現象將會給內部安裝過程和防水層建造帶來問題。同時，聚氨酯的膨脹狀況的優越性降低。
由於預絕緣管的重量較大，所有這些生產方式都需要價格昂貴的大型設備(升降設備、彈性支撐臺，滾動設備等等)。導管直徑500毫米的管(12米長)，每根重量大約是1000千克，導管直徑為1000毫米時每根重量甚至為3500千克。
在絕緣層中額外安裝其它裝置是非常困難的。這就需要按照絕緣的種類採用特殊形狀的定距環，而在聚氨酯注入過程中出現錯誤的可能性是不可能被消除的。由於更軟的材料使導管不能保持所期望的形狀，當導管不是由鋼或其它材料製成時，就不能完成在絕緣層安裝其它裝置。
該熱絕緣生產工藝和設備可以通過滾動支架將內部導管與導管的所有安裝件(如果被內裝的話)一起插入，通過用於管關閉和支撐的上部和下部工具完成必要的定中心工作。按照內部導軌選用外部導軌及其定位工藝，將該裝配體提升到垂直位置，可使得聚氨酯泡沫注入其中。由上部和下部工具支撐和固定安裝在絕緣套中的安裝件。通過上部工具將注射器放入熱絕緣體的內空間中，深入的深度和下部工具的高度一樣為0.5米。考慮到所注入聚氨酯的重量及其反應速度，連續穩定地提升注射器，直到完成計算量聚氨酯的注入之後將注射器移出內空間。接著上部工具的孔被板件關閉，通過膨脹和在壓力下，明顯過剩的聚氨酯通過一個更短的透明彈性管溢出。該透明管的直徑和長度決定聚氨酯的洩漏阻力和絕緣層膨脹完成時的壓力。在一些極端的情況下，可以採用側導軌來確定套管和導管的同心性。如果導管不是由金屬製造的(它不具有所需要的強度)，為了保持同心性和同時支撐上部工具，相同的外導軌所需要的位置通過調整上部工具來維持，通過下部工具由重量來確保軸的方向。本發明的主要優點在於本發明不需要昂貴的設備或對導管的直徑或長度進行任何限制。更相反，本發明可以依據內部安裝的位置和條件生產多種多樣材料的預絕緣管。
圖例簡要說明本發明在
圖1-54中示出。
圖1-當注入絕緣材料時在垂直方向生產熱絕緣管時所需要的備。
圖2-具有基本尺寸的熱絕緣管。
圖3-導管、套管和導軌的相互位置。
圖4-下部支架和塔式支座。
圖5-下部支架的水平視圖。
圖6-上部支架和支架的側視圖。
圖7-圖6的「A」向視圖。
圖8-具有外部導軌支座的下部工具。
圖9-在下部工具中導管和套管的相互位置。
圖10-上部工具的剖視圖。
圖11-圖10中上部工具的俯視圖。
圖12-圖1、8和9中的外部導軌支座。
圖13-圖12中外部導軌支座的俯視圖。
圖14-沿圖15的B-B線的剖視圖，具有平的格柵支座做為活動支座。
圖15-具有活動支架的外部導軌的側視圖。
圖16-圖15的「B」向視圖。
圖17-具有平的格柵支架做為活動支架的圖15的「C」向視圖。
圖18-具有空間格柵支架做為活動支架的圖15的「C」向視圖。
圖19-具有空間格柵支架做為活動支架的沿圖15的B-B線的剖視圖。
圖20-在上部工具中的導管和套管的相互關係，該上部工具與內部導向鎖(圖1)相聯。
圖21-沿圖20的C-C線的剖視圖。
圖22-在絕緣材料聚氨酯的最初注入點處(圖1)具有下部和上部工具的導管和套管相互位置的縱向剖視圖。
圖23-(圖22)的混合器的橫截面。
圖24-圖23的局部橫截面。
圖25-圖23的俯視圖。
圖26-在絕緣材料聚氨酯的最後注入過程中圖10和20中上部工具的橫截面。
圖27-圖26的「N」向視圖和圖26、29和31中固定蓋板的工藝。
圖28-當下部和上部工具的軸進入時楔塊的最初位置，具有圖1中的外部和內部導軌，同圖3中相同。
圖29-(圖10)的上部工具蓋板的俯視圖。
圖30-當下部和上部工具的軸進入時楔塊的最後位置，具有圖1中的外部和內部導軌，同圖3中相同。
圖31-沿圖29的R-R線的截面圖。
圖32-在絕緣空間內的外加彈性裝置的一種可能位置。
圖33-諸如水滲透檢測電纜之類的外加彈性裝置的支架的視圖。
圖34-諸如石油管線側面加熱裝置之類的導管上外加裝置的位置。
圖35-在絕緣內空間安裝外加彈性裝置。
圖36-導管車。
圖37-圖36中導管車的正視圖。
圖38-導管進入套管-相互位置。
圖39-將導管放入不同厚度套管時調整放入高度的工藝。
圖40-圖39的底部橫截面。
圖41-車導杆的側視圖。
圖42-車導杆的上表面。
圖43-準備安裝下部和上部工具的導管和套管。
圖44-在上部和下部工具放置到導管和套管的位置處，下部和上部工具用小車載運。
圖45-彈性導管和套管的下部工具的截面圖。
圖46-將彈性導管和套管固定到圖45中工具上的夾圈。
圖47-具有外部導軌支架的彈性套管的下部工具的截面圖。
圖48-彈性導管的下部工具的截面圖。
圖49-圖47的「M」向視圖。
圖50-具有外部導軌支架的彈性套管的上部工具的截面圖。
圖51-與支撐高度H相適應的支架(圖6)的側視圖。
圖52-調整支架(圖51)高度。
圖53-將導管和套管接受和安裝到具有圖44中的上部和下部工具的支架中的方式。
圖54-導管和套管與上部和下部工具和位於一定位置處的外部導軌組裝在一起時的側視圖，外部導軌具有活動支架，導管和套管位於通過絞車索提升到垂直位置處的容納位置。
圖中示出了生產在絕緣層(19)中具有或不具有外加裝置(32)的熱絕緣管(2)時所使用的工藝和設備。圖1示出了能生產熱絕緣管(2)的設備。該管具有如圖2所示的基本尺寸。為了確保生產該管的工藝的安全(圖2)，就必須將導管(1)和套管(5)放入如圖3所示的位置，圖中所示的導軌(7和8)決定套管(5)的位置。為了獲得導管(1)和套管(5)裝配件的垂直位置，使用下部支架(固定器)(12)和塔式支座(17)(圖4和圖5)。由於導管(1)直徑的很大不同(從20到2000毫米)，直徑在工藝中是沒有限制的，建議在上部支架(13)使用可以調節的支架(12)。通過垂直移動支架(12)和水平移動支架(13)使它們適合套管(5)的直徑。對於直徑範圍20到2000毫米，有3到4個工具就足夠了，雖然有時候僅需要使用一個工具。H和B的尺寸(圖6和7)與套管(5)的直徑直接成正比。為了獲得圖3中導軌(7)的位置和導管(1)和套管(5)的同心性，如圖8所示，使用具有外部導軌支座(9)的下部工具(10)。圖9示出了通過圖8中下部工具(10)完成導管(1)和套管(5)的軸同心性的工藝。圖1中上端的導管(1)和套管(5)的軸同心性通過圖10和11所示的上部工具(11)完成。與上部工具(11)一起，同一圖中還示出了外部導軌(3)和內部導軌(4)的鎖。圖12和圖13示出了外部導軌支座(9)的視圖和位置，圖15中示出了固定在活動支架(6)上的外部導軌(7)。同一圖中示出了下部活動支架(21)和上部活動支架(22)的位置。按照熱絕緣管的直徑和長度(2)，或者使用平的格柵支座做為活動支架(6)(沿圖15的B-B線的剖視14)，或者使用空間格柵支架做為活動支架(6)，如圖19所示，圖19是沿圖15的B-B線的剖視圖。在外部導軌支架(9)中傾斜活動支架(6)通過下部活動支架(21)，將活動支架(6)放入圖20所示的位置，朝向上部工具的方向，通過將外部導軌楔塊(23)穿過上部支架(22)完成連接。按照這種方式，就確保了套管(5)的確切性和與外部導軌(7)的軸同心性。圖17和18示出了上部活動支架(22)，圖12和13示出了下部活動支架(21)的視圖和位置。在所有的元件放置在合適的位置且裝配件放入如圖1所示的垂直位置之後，固定到塔式支架(17)中的內部導軌(8)穿過塔式支架(25)和導軌楔塊(24)確定同心。通過將支架(12)放入一定的位置將內部導軌(8)放置到套管(5)內的合適位置，該支架的合適位置使得外部導軌發生器(8)可以如圖9所示與工具(10)的內部部分位置相切，沿著外部導軌發生器(8)支架接觸外部套管(5)。按照這種方式，就滿足了導管(1)和套管(5)的同心和同軸(圖3)。這就完成了安裝導管(1)和套管(5)裝配件的過程(如圖1所示)。圖22示出了通過混合器(26)將絕緣聚氨酯(19)注入絕緣空間(18)的工藝。首先將混合器降低到下部工具的高度0.5米(h＝0.5米)，接著打開聚氨酯泵(28)開始注入絕緣聚氨酯的過程。與被注入的聚氨酯一起，混合器(26)也被提升，這樣給定高度(h)就大約保持在絕緣材料聚氨酯(19)的膨脹面的上面，一直達到所有計算量聚氨酯都被注入絕緣空間(18)的位置，然後取出混合器(26)。上部工具(11)的開口通過蓋板(29)關閉，蓋板(29)由小塊(30)固定(圖26、27、29和31)。過剩的絕緣材料聚氨酯(19)通過蓋板(29)的開口溢出，事先在蓋板中間插一個短的透明管，通過增加流動阻力來增加壓力，按照生產者的建議膨脹絕緣聚氨酯(19)的頂層壓力達到一個巴。這就結束了絕緣過程。這樣就得到了熱絕緣管(2)，上述過程的任務也就完成了。
在該過程中所使用的混合器(26)的寬度(b)是2-5毫米，比絕緣層(19)的厚度要小。混合器的橫截面視圖見圖5，在圖23中為俯視圖，圖24是混合器的局部橫截面圖。為了重建圖1中具有工具的熱絕緣管(2)垂直裝配件的水平位置，通過將導軌楔塊(24)的位置從(圖30)中的位置轉換到圖28中的位置，將熱絕緣管(2)與塔式支架(17)分開。通過穿過繩索(14)的電動絞車(15)固定該水平位置。進一步的拆卸過程與工藝中的工具和裝配件安裝的反向過程相同。
有或沒有外加的裝置(32)和彈性裝置(36)都不影響將導管(1)插入套管(5)的過程。如果在透明管(1)中需要對流體進行額外的加熱或冷卻，外加裝置(32)被安裝在管的外側(圖34)。這些外加裝置通常是剛性裝置，被直接固定到導管(1)上，可以使用支架也可以不使用。在安裝彈性外加裝置(36)的情況下，該彈性外加裝置被安裝在絕緣空間(18)中間，位於導管(1)和套管(5)之間的特殊位置，在下部(10)和上部(11)工具中打孔，通過該孔安裝彈性裝置(36)，如圖33和35所示，支架(31)固定彈性裝置。如圖36所示具有或不具有外加裝置(32)或彈性裝置(36)的導管(1)被放置在小車(34)上。高度H1為2-5毫米，比絕緣層(19)厚度的兩倍要低。圖36和37給出了連接導管(1)和小車(34)的方法，通過限制器(33)和螺絲釘(35)完成該工作。當導管(1)(通過其端部)放置在小車(34)上的時候，導管(1)被放入圖38所示的位置，通過插入套管(5)中的車導杆(37)。車導杆(37)的形狀如圖41和42所示，車導杆的位置如圖39所示，底部視圖如圖40所示。圖43還示出了進行前面操作時底部的形狀，顯示了導管(1)和套管(5)準備安裝上部(11)或下部(10)工具的過程。通過液壓升降塔架(38)完成該過程，通過支架(39)直到圖43所示的高度H。在此處，導管(1)被車端(40)固定，其上分別放置下部工具(10)和上部工具(11)。如圖44所示，當導管(1)和套管(5)強度足夠大的時候，通過具有兩個旋轉塔式起重機(52)的下部(10)和上部(1)工具，該過程可以如圖53所示連續進行。(從上看，顯示了容納導管(1)和套管(5)裝配件的情況)；然後，當外部導軌(7)和活動支架(6)被放進上部工具(10)和下部工具(11)中時，其轉換到朝向支架(12)的位置；現在，當上部工具(11)被固定的時候，所有的元件都進入了支架(12)，通過繩索(14)，裝配件從旋轉塔式起重機(52)上分開，並且通過電絞車(15)提升到垂直位置(圖1)。
當導管(1)和套管(5)的強度不夠，不能夠垂直豎立在下部工具(10)的內部時，為了消除與建造強度相關的問題，如下所述，將下部工具(圖8)和上部工具(圖10)，外部導軌支架(9，圖12)，支架(12，圖6)和外部導軌瑣(3，圖10)互換。如圖51和52所示，支架(12)被液壓下部工具支架(51)代替，螺絲管管夾(41)(如圖46所示)用做彈性導管(43)的下部工具，彈性套管(42)的下部工具，彈性導管(47)的上部工具和彈性套管(48)的上部工具。圖45示出了導管(43)的下部工具和彈性套管(42)的下部工具。圖47示出了彈性套管(42)的彈性下部工具，圖48示出了彈性導管(43)的下部工具。圖50示出了具有彈性導管(44)，彈性套管(45)和彈性導管(47)的上部工具與彈性套管(43)的上部工具的相互位置，這裡採用螺絲管管夾(41)將元件固定在具有外部導軌(7)的活動支架(6)上，按照圖47和46，改變下部活動支架(21)，實現兩個環形楔塊的剛性連接，如圖50所示，由彈性管(49)的上部活動支架代替上部活動支架(22)。通過穿過孔的兩個環形楔塊，由該支架實現與彈性套管(48)的緊密連接。在提升裝配件的過程中，外部導軌(7)通過活動支架(6)維持彈性套管(48)上部工具和彈性套管(42)下部工具之間的緊密連接，直到獲得垂直位置時為止，這樣就獲得了和高強度導管(1)和套管(5)中相同的同心性，即，通過塔式支架(25)上的支架。現在，因為降低了彈性套管(42)的下部工具(51)的液壓支架，整個裝配件由塔式支架(25)支撐，由於下部工具的重力和重量使得通過拉緊對準彈性套管(45)和彈性導管(44)，通過向彈性導管(44)中的孔吹空氣實現所需要的彈性導管(44)的強度。按照這種方式，就完成了注入絕緣材料-聚氨酯(19)的過程。
上述過程和設備可以很容易地移動，這樣就可以使生產在更方便的位置進行。為了確保惡劣天氣情況下生產的正常進行，只有人和原材料有躲避惡劣天氣的場所，為了通過分別加熱或冷卻來創造必要的條件，可以在下部工具(10)的下方通過導管(1)安裝一個加熱或冷卻裝置。
本發明可以通過在塔式支架(17)的旁邊放置兩個或更多套上述名稱的工具來實現熱絕緣管的永久鏈式生產。按照這種方式，通過方便地安置原材料倉庫和使用輸送機和相應的提升裝置，工藝可以垂直於塔式支架(17)進行，達到聚胺酯注入點，然後在倉庫或地點的側向進行，從倉庫或地點進一步運輸。
自然，本發明不僅僅局限於使用聚胺酯作為熱絕緣材料。可以作出修改和使用其它等同的技術材料和技術設備而不偏離本發明的範圍。
本發明可以應用於來自熱電廠的城市供熱用熱絕緣管的生產，可以用於主幹或分支線路，還可用於石油管線，無論管中的石油是否需要加熱。
權利要求
1.熱絕緣管生產工藝，包括下述的步驟通過小車(34)將帶有或不帶有外加裝置(32)和彈性裝置(36)的用於各種流體的導管(1)沿水平墊塊經車導杆(37)推入套管(5)中，在該導管的端部，通過接收小車(40)和液壓升降塔架(38)將下部工具(10)和上部工具(11)一起放入支架(12)中；放置好具有外部導軌(7)的活動支架(6)後，用繩索(14)將其提升到由內部導軌(8)確定的垂直位置；然後，導管(1)經內部導軌鎖(4)與套管(5)對準，同時，混合器(26)被推入絕緣空間(18)中，深度為下部工具(10)的0.5米；同時，被注入一定數量的絕緣材料(19)被垂直提升，停止在膨脹絕緣材料(19)上面0.5米距離處，直到所有的計算量的絕緣材料已經被注入；然後，通過上部工具(11)取出混合器(26)，由蓋板(29)關閉開口並由固定裝置(30)固定；存在的過剩的注入絕緣材料(19)通過蓋板(29)中的孔溢出，由此完成該工藝。
2.熱絕緣管生產設備，包括塔式支座(17)被建造成豎直空間格柵，由正方形的角柱、U8形的在6.8和12.8米高度處的工作平臺和L60×60×5形的格柵的其它部件組成；其被用於其餘裝置的基本的固定器和支架；在其上，有具有鋼絲繩製成的轉向杆(16)的電動絞盤(15)，該塔式支座(17)的前豎直側的中部豎直安裝有L100×100×10的長為11.5米的內部導軌(8)，其可容納預先制好的由鋼管制成的帶有外加加熱或冷卻裝置(32)的導管(1)；該裝置(32)通過固定器被焊接在導管(1)上，並且用四輪的中間有振動軸的小車(34)使導管傾斜於它們，並且穿過帶有孔的L形的限制器(33)，通過螺釘(35)將其固定在小車(34)上，然後經具有b3寬度的比小車寬度長10-30毫米的楔塊形式的車導杆(37)水平推進，其b2寬度等於絕緣材料(19)的厚度，即直徑超過1000毫米的導管(1)為30-120毫米；推進到套管(5)中；現在，由一個液壓汽缸的液壓升降塔架(38)一起提升它們，其前部支撐在從管段形式的槽支架(39)突出的大約20毫米厚的基體鋼板上，當具有三個輪的容納小車(40)作為支架時，活塞行程為100毫米，比支架(12)的高度H長，兩個管支柱和水平軸大約1米長，放置在大約1米的高度，下部工具(10)和上部工具(11)預先放置在其端部上面，該容納小車接收導管(1)和下部工具(10)，下部工具(10)包括兩個直徑比導管(1)和套管(5)直徑長1-2毫米的鋼圈以及一個直徑比導管(1)直徑大1-2毫米的具有一個中心開口的環形板，並且在環形板上具有兩個用於支撐在支架(12)中的側銷；在下部工具(10)的一側上，有兩個具有切口的板件作為外部導軌支架(9)，外部導軌(7)靠在其上，其由L60×60×5的11.5米長的三角形板製成，其一端有一個銷作為下部支架(21)，平的或空間格柵結構的活動支架(6)和活動支架的上部支架(22)作為一個壁厚為約50毫米的短管，朝向經過外部導軌鎖(3)的外部導軌楔塊(23)，其為短管的形狀，該短管的內徑為大約50毫米，在兩種情況下，都建造為一個具有空氣間隙的裝配件；上部工具(11)也包括兩個內徑比導管(1)和套管(5)直徑長1-2毫米的圈以及一個直徑比導管(1)外徑大1-2毫米的具有一個中心開口的環形板，其支承外部導軌(3)和內部導軌(4)的內裝式鎖，它們確定導管(1)和套管(5)軸的疊加程度，同時，作為環形圈的一半的兩部分蓋板(29)沿其邊緣加強，以便傾斜在上部工具(11)端部中，在壓力下進行注入絕緣材料(19)的過程，通過斜楔塊形狀的固定裝置(30)牢固地固定，當諸如電纜之類的彈性裝置(36)有規律地裝在裝置(19)中時，圓形的彈性裝置固定器(31)逐漸變尖為具有自鎖的圓錐角的兩部分楔塊；所有這些可使兩個元件絕緣材料(19)和混合器(26)建造為具有圓形腔和一個在通向出口管的通道放大後變窄的收縮部分，通過振動進行混合，並在絕緣層的膨脹表面上的0.5米高度處放入額外的空氣，當導管(1)和套管(5)強度不夠時，它們本身不能保持在如上所述的豎直位置，可使用其它的工具，即將下部工具(10)和上部工具(11)替換為彈性導管(43)的下部工具，其為帶有圓圈的環形板形狀，圓圈的外徑等於導管(1)的內徑；在環形板的中心孔中，設置一個閥門，用於吹入空氣；彈性套管(42)的下部工具是一個板件，其具有一個直徑比彈性導管(44)的內徑大1-2毫米的中心開口，以及一個外徑比彈性套管(45)的內徑小1-2毫米的圈，沿板件邊緣的外部導軌支架在用於彈性套管(46)的圈的外面，作為兩個具有兩個變窄的開口的板件，還有一個下部活動支架銷(21)可通過的切口，彈性套管(42)的上部工具具有三個另外的150-200毫米長的鋼板，以支承彈性套管(48)的上部工具上的彈性導管(47)的上部工具，其具有象兩個板件的彈性管(49)的上部活動支架的支架，兩個板件具有一個切口和兩個中心開口，用於與活動支架(6)緊緊地連接，液壓下部工具支架(51)包括液壓起重機，其具有一個從一個板件突出的楔塊，該板件具有半圓形的切口，以便接收彈性套管的下部工具，在其下降時可使整個裝配件傾斜在塔式支架(25)上的支架上，彈性導管(44)和套管(45)靠重力緊緊地連接。
全文摘要
該生產工藝包括如下的步驟:將水平定位的導管(1)插入套管(5)中;與外部導軌(7)連接的端部由工具(10和11)固定;然後,該裝配件被提升到豎直位置;通過塔式支架(17)上的外部導軌(7)和內部導軌(8)使提升的裝配件通過鎖(3和4)相連,可以使得導管(1)和套管(5)疊加;導管(1)和套管(5)的同心可通過下部固定器(11)和上部固定器(10)和提升工具來完成。此處,通過上部工具(11),將混合器(26)放入熱絕緣空間(18),深度為0.5米,與下部工具(10)的高度一樣;然後,注入計算量的絕緣材料(19),同時提升混合器(26)直到取出為止;然後,由蓋板(29)關閉上部工具(11)。
文檔編號F16L59/14GK1307672SQ99806636
公開日2001年8月8日 申請日期1999年3月24日 優先權日1998年3月26日
發明者斯洛博丹·米什科維奇 申請人:斯洛博丹·米什科維奇