Элемент трубопровода и способ его изготовления

Элемент трубопровода (1), содержащий по меньшей мере одну проточную трубу (4), изолятор(3), размещенный на наружной поверхности трубы, и гофрированный наружный кожух (2),выполненный на изоляторе (3) таким образом, что элемент трубопровода является гибким по всей длине. Наружный диаметр изолятора (3) уменьшают перед его подачей в гофроагрегат (13) внутри наружного кожуха (2). В гофроагрегате (13) наружный диаметр изолятора (3) приобретает свой первоначальный размер. Свободный наружный диаметр слоя изолятора больше, чем минимальный внутренний диаметр наружного кожуха (2).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЮПОНОР ИННОВЕЙШН АБ (SE) Предпосылки создания изобретения Изобретение относится к элементу трубопровода, содержащему по крайней мере один удлиненный элемент, на наружной поверхности которого размещен изоляционный слой (изолятор), который, в свою очередь, окружен гофрированным защитным кожухом, при этом элемент трубопровода является гибким. Изобретение также относится к способу изготовления элемента трубопровода, при котором подают по меньшей мере один элемент трубопровода, на наружную поверхности которого устанавливают изолятор, направляют элемент трубопровода с изолятором на его внешней поверхности к гофроагрегату, который образует защитный гофрированный кожух на поверхности изолятора. Кроме того, изобретение относится к устройству для изготовления элемента трубопровода, которое содержит средство для подачи по крайней мере одного удлиненного элемента, средство для размещения изолятора на наружной поверхности удлиненного элемента, а также экструдер и гофроагрегат для формирования внешнего гофрированного кожуха на изоляторе. В районах размещения нагревательных систем используют, например, элементы трубопровода,имеющие одну или более проточных труб, размещенных внутри с изолятором, их окружающим. Снаружи изолятора установлен защитный гофрированный кожух. Такой элемент трубопровода описан, например, в публикации US 4929409. Этот элемент трубопровода имеет очень хорошую кольцевую жесткость,поэтому его хорошо использовать для установки под землей, например в районе нагревательных сетей. Элемент трубопровода является также гибким, в связи с чем, его можно наматывать на сердечник для хранения и транспортировки. Также известно, что в нагревательных системах используются элементы трубопровода, в которых полиуретановая пена наносится на наружную поверхность проточных труб, а наружный кожух формируют на полиуретановой пене. Из-за полиуретановой пены такие элементы трубопровода становятся жесткими и негибкими, поэтому транспортировка, установка и работа с ними достаточна трудная и неудобная. В публикации JP 02057790 описана теплоизолированная труба, включающая внутреннюю трубу и изоляционный слой, нанесенный на нее. Гофрированный наружный слой натягивается на наружный изоляционный слой. Наружная поверхность изоляционного слоя выполнена с выступами в форме пирамиды или ребрами в осевом направлении. Когда гофрированный наружный слой натягивается на наружный изоляционный слой среда давления, а именно воздух, одновременно заполняет пространство между наружным слоем и изоляционным слоем. Краткое описание изобретения Целью данного изобретения является создание улучшенной конструкции элемента трубопровода по сравнению с известными из уровня техники, а также способа и устройства для его изготовления. Элемент трубопровода согласно данному изобретению отличается тем, что свободный наружный диаметр изоляционного слоя элемента трубопровода больше по всей его длине, чем наименьший внутренний диаметр гофрированного наружного кожуха. Способ согласно данному изобретению отличается тем, что на элемент трубопровода наносят изоляционный материал таким образом, чтобы свободный наружный диаметр изоляционного слоя был больше по всей его длине, чем наименьший внутренний диаметр гофрированного наружного кожуха, и уменьшают наружный диаметр изолятора временно перед введением его в гофроагрегат, при этом на изоляторе устанавливают наружный кожух, а наружный диаметр изолятора вновь приобретает свой больший размер, оказывая давление на внутреннюю поверхность наружного кожуха. Также устройство согласно данному изобретению отличается тем, что содержит средство для временного уменьшения наружного диаметра изолятора, которое установлено перед гофроагрегатом. В представленном решении элемент трубопровода содержит по меньшей мере один удлиненный элемент, такой как проточная труба, изолятор, выполненный на ее наружной поверхности, и гофрированный наружный кожух, размещенный на изоляторе таким образом, что трубчатый элемент является гибким по всей его длине. Наружный диаметр открытого изоляционного слоя элемента трубопровода по всей его длине больше, чем наименьший внутренний диаметр гофрированного наружного кожуха. Таким образом, изолятор плотно прижат к наружному кожуху. Поэтому, например, при возникновении отверстия в наружном кожухе, через которое проникает вода, она не сможет проникнуть к элементу трубопровода между наружным кожухом и изолятором. Кроме этого изоляционный слой плотно установлен на участке трубы и при этом участок трубы по всей длине уплотнен и чисто отрезан. Задача, решаемая вариантом воплощения настоящего изобретения, заключается в том, что снаружи изоляционного слоя выполняется водонепроницаемый слой между изоляционным слоем и наружным кожухом. Таким образом, водонепроницаемый слой защищает изоляционный слой от промокания. Особенно предпочтительным является размещение между изоляционным слоем и наружным кожухом приваренного/склеенного вместе изоляционного слоя и наружного кожуха. Краткое описание черетежей Настоящее изобретение будет детально описано ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 - схематический вид сбоку и частичное сечение устройства для изготовления элемента трубопровода; фиг. 2 - схематический вид сбоку и частичное сечение элемента трубопровода. На чертежах варианты воплощения изобретения показаны для ясности упрощенно. Одинаковые элементы пронумерованы одинаковыми цифровыми обозначениями. Подробное описание вариантов воплощения изобретения На фиг. 1 показано устройство для изготовления элемента трубопровода. Элемент трубопровода 1 включает гофрированный наружный кожух 2. Внутри наружного кожуха 2 размещен изолятор 3. Внутри изолятора 3 размещена проточная труба 4. Внутри могут быть размещены одна или более проточные трубы 4. Элемент трубопровода 1 может иметь дополнительно или вместо проточной трубы 4 удлиненные элементы, такие как кабель, защитная труба и/или опорный элемент для установки других удлиненных элементов. Проточная труба 4 изготавливается заранее и наматывается на сердечник 5. Устройство включает средство для подачи проточных труб 4 с сердечника 5, но указанное средство, которое поддерживает сердечник 5 и подает проточные трубы 4, для ясности отображения на фиг. 1 не показано. Изолятор 3 является заранее изготовленным изолятором и в плоском виде намотан на сердечник 6. Для ясности на фиг. 1 не показано опорное средство или средство вращения сердечника 6. От сердечника 6 изолятор 3 в плоском виде подается через намоточное устройство 7 и наматывается на проточную трубу 4. Боковые стороны плоского изолятора 3 соединяются при помощи сварочного устройства 8. Шов образованный боковыми сторонами плоского изолятора 3, которые размещены напротив друг друга,плотно заваривается, например, горячим воздухом, таким образом, что изолятор 3 полностью покрывает проточные трубы 4. Вместо использования горячего воздуха сварочное устройство 8 может расплавить шов любым другим известным образом. Вместо сварочного устройства 8 можно, например, использовать склеивающее устройство для соединения боковых сторон плоского изолятора. После этого проточные трубы 4 и изолятор 3 подаются на намоточное устройство, где пластиковая пленка 10 наматывается на изолятор 3 посредством намоточного устройства 9. Поскольку проточные трубы 4 и изолятор 3 движутся постоянно вперед к устройству, т.е. налево по фиг. 1, а намоточное устройство 9 наматывает пластиковую пленку на изолятор 3, пластиковая пленка 10 размещается на изоляторе в форме винтовой линии или спирали. Пластиковая пленка 10 используется для уменьшения наружного диаметра изолятора 3. Проточные трубы 4 и изолятор, намотанный вокруг них, имеющий наружный диаметр, уменьшенный пластиковой пленкой 10, подаются через форсунку 12 экструдера 11. На фиг. 1 уменьшение наружного диаметра показано в утрированном виде. С помощью экструдера 11 и форсунки 12 слой пластического материала экструдируется на внешнюю поверхность изолятора 3 и пластиковую пленку 10, а из слоя пластического материала в гофроагрегате 13 образуется гофрированный наружный кожух элемента трубопровода 1. Гофроагорегат 13 имеет два подвижных формующих средства 14, известных, сами по себе. Конструкция и работа экструдера 11, форсунки 12 и гофроагрегата 13 не описываются более подробно в данной заявке, поскольку они широко известны специалистам в данной области техники. Температура в гофроагрегате 13 в намоточном устройстве настолько высока, обычно от 165 до 175C, что пластиковая пленка 10, размягчается, поэтому она растягивается и позволяет изолятору увеличиться в диаметре. Поскольку наружный диаметр изолятора 3 был уменьшен перед гофроагрегатом 13 путем намотки на него пластиковой пленки, его первоначальный свободный внешний диаметр становится больше в каждой точке по всей длине, чем наименьший внутренний диаметр гофрированного наружного кожуха 2. Таким образом, изолятор 3 приобретает в гофроагрегате 13 свой большой диаметр, оказывая давление на внутреннюю поверхность наружного кожуха 2. Гофрированный наружный кожух 2 состоит из выступающих ребер 2 а и канавок 2b, обычно расположенных по окружности. При необходимости ребро 2 а и канавка 2b могут быть непрерывными и располагаться по спирали. Наименьший внутренний диаметр гофрированного наружного кожуха 2 находится в точке канавки 2b. Таким образом, изолятор 3 плотно прижат к внутренней поверхности гофрированного наружного кожуха 2 в точке канавки 2b, при этом изолятор 3 плотно прижат к внутренней поверхности гофрированного наружного кожуха 2 в точке канавки 2b по всей поверхности элемента трубопровода. Поэтому, например, вода не может проникнуть между изолятором 3 и наружным кожухом 2 в осевом направлении элемента трубопровода. В точке выступа 2 а изолятор 3 может расшириться до размера,большего, чем минимальный внутренний диаметр гофрированного наружного кожуха 2, как показано на фиг. 2. В гофроагрегате 13 пластиковая пленка 10 нагревается так, что она, по меньшей мере, частично расплавляется, плотно склеивая/приваривая, таким образом, изолятор 3 к внутренней поверхности наружного кожуха 2. Толщина пластиковой пленки 10 может быть, например, от 20 до 100 м. Тонкая пластиковая пленка в результате нагревания может быть не видна после гофроагрегата, однако она достаточно плотно приваривает изолятор 3 к внутренней поверхности наружного кожуха 2. Более толстая пластиковая пленка видна после нагревания, таким образом, водонепроницаемость образовавшегося слоя может быть визуально проконтролирована. Предпочтительно пластиковая пленка 10 наматывается таким образом, что при новом витке она частично перекрывает предыдущий слой, другими словами, кромки пленки перекрыты. Этим обеспечивается водонепроницаемый слой пластиковой пленки. Пластиковая пленка 10 может также наматываться таким образом, что между слоями остается зазор, при этом пластиковая пленка не образует сплошной слой на изоляторе 3, однако такое решение также позволяет уменьшить наружный диаметр изолятора 3 перед гофроагрегатом, и изолятор 3 плотно прилегает к внутренней поверхности наружного кожуха 2. Толщина слоя, создаваемая пластиковой пленкой 10, может регулироваться количеством оборотов намоточного устройства 9, что позволяет регулировать величину перекрытия последующими слоями. Усилие сжатия пластиковой пленкой 10, т.е. величина, на которую изолятор 3 сжимается, может регулироваться путем регулирования тормозящего усилия намоточного устройства 9. Свободный наружный диаметр изолятора 3 может быть выполнен, например, от 3 до 20 мм толще по всей длине, т.е. в каждой точке,чем минимальный внутренний диаметр наружного кожуха 2, измеряемый по точке в канавке 2b. Минимальный внутренний диаметр наружного кожуха 2 может изменяться, например, от 50 до 300 мм. Материалом пластиковой пленки 10 может быть, например, низкой плотности полиэтилен PE-LD с толщиной, например, от 20 до 200 мм. В этом случае ширина пластиковой пленки 10 может быть, например, от 50 до 200 мм. Наиболее предпочтительным является изготовление изолятора 3 из пены с закрытыми ячейками на основе сшитого полиэтилена. Изолятор 3 может быть выполнен из нескольких предварительно изготовленных плоских изоляционных слоев. Толщина различных слоев может быть одинаковой. Естественно,что ширина слоя, который должен быть размещен снаружи, должна быть больше, чем ширина изоляционного слоя, размещенного внутри. Гофрированный наружный кожух 2 наиболее предпочтительно должен быть изготовлен из полиэтилена РЕ. Наиболее предпочтительным является изготовление проточных труб 4, изолятора 3 и наружного кожуха из поперечно-сшитого или обычного полиэтилена. Это, например, упрощает и облегчает обработку элемента трубопровода при его утилизации. Конечно, возможно использовать и другие материалы. Например, изолятор 3 может быть также изготовлен из пенистого полипропилена. Соответственно, наружный кожух 2 может быть также изготовлен из полипропилена. При выполнении наружного кожуха 2 гофрированным, достигается достаточно хорошая кольцевая жесткость элемента трубопровода, например, от 8 до 12 кН/м 2. Элемент трубопровода 1 особенно пригоден для размещения в грунте. Объектом применения может быть, например, район обогревательных сетей и водопроводных систем. Благодаря гофрированию и мягкости изолятора, элемент трубопровода, тем не менее, является гибким. Гибкость элемента трубопровода 1 означает, что элемент трубопровода может быть намотан на сердечник для хранения и транспортировки и размотан в связи с его установкой. Наружный диаметр элемента трубопровода 1 обычно составляет от 100 до 300 мм. Такие элементы трубопровода могут наматываться на сердечник диаметром например, от 0,8 до 3 м для хранения и транспортировки. В некоторых случаях признаки, описанные в данной заявке, могут быть использованы независимо от других признаков. С другой стороны, признаки, представленные в данной заявке, могут быть при необходимости объединены для создания различных комбинаций. Чертежи и относящееся к ним описание представлены как иллюстрация идеи изобретения. Варианты данного изобретения могут меняться в объеме формулы изобретения. Вместо использования наматывающего устройства и пластиковой пленки наружный диаметр изоляционного слоя может быть постепенно уменьшен, например, пропусканием проточной трубы с изолятором, размещенным на ней через понижающий конус, уменьшая, тем самым, наружный диаметр изоляционного слоя. Затем наружный диаметр изоляционного слоя, уменьшенный в понижающем конусе,увеличивается благодаря памяти материала до своего первоначального наружного диаметра до внутренней поверхности наружного кожуха 2. Кроме этого, наружный диаметр изолятора может быть уменьшен посредством экструзии на внешнюю поверхность изолятора слоя, вызывающего усадку, например, полиэтилена, который позволяет изолятору 3 расширяться в гофроагрегате в результате нагревания, другими словами, таким же образом, как при использовании пластиковой пленки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Элемент трубопровода, включающий по меньшей мере один удлиненный элемент, на внешней поверхности которого размещен изолятор (3), на котором установлен гофрированный наружный кожух(2), при этом элемент трубопровода остается гибким, отличающийся тем, что между изолятором (3) и наружным кожухом (2) выполнена намотанная водонепроницаемая пластиковая пленка (10) для уменьшения внешнего диаметра изолятора, а изолятор (3), выполненный в виде плоской ленты, намотан на внешний диаметр элемента трубопровода по всей его длине, при этом свободный внешний диаметр намотанного изолятора (3) больше, чем наименьший внутренний диаметр гофрированного наружного кожуха (2), а пластиковая пленка (10) повторяет форму изолятора (3) в кожухе. 2. Элемент трубопровода по п.1, отличающийся тем, что слой между наружной поверхностью изолятора (3) и внутренней поверхностью гофрированного наружного кожуха (2) является клейким слоем для соединения изолятора (3) и наружного кожуха (2) друг с другом. 3. Элемент трубопровода по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что удлиненным элементом является проточная труба (4). 4. Способ изготовления элемента трубопровода, при котором подают по меньшей мере один удлиненный элемент, на наружной поверхности удлиненного элемента размещают изолятор (3), подают удлиненный элемент, на наружной поверхности которого размещен изолятор (3), к гофроагрегату (13) и на наружной поверхности изолятора (13) формируют гофрированный наружный кожух (2) с помощью гофроагрегата (13), отличающийся тем, что изолятор (3), выполненный в виде плоской ленты, наматывают на удлиненный элемент, при этом наружный свободный диаметр изолятора (3) выполняют большим по всей длине, чем наименьший внутренний диаметр гофрированного наружного кожуха (2), и уменьшают наружный диаметр намотанного изолятора (3) постепенно путем намотки на него пластиковой пленки(10), перед его подачей в гофроагрегат (13), при этом наружный кожух (2) размещают на изоляторе (3), а внешний диаметр изолятора растягивается в гофроагрегате (13) и увеличивается до своего большего наружного диаметра в результате его нагревания, прижимая изолятор к внутренней поверхности наружного кожуха (2). 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что удлиненным элементом является проточная труба (4). 6. Устройство для изготовления элемента трубопровода, включающее средство для подачи по меньшей мере одного удлиненного элемента, средство для намотки изолятора (3) на внешнюю поверхность удлиненного элемента, экструдер (11) и гофроагрегат (13) для выполнения гофрированного наружного кожуха (2) на наружной поверхности изолятора (3) и средство для постепенного уменьшения наружного диаметра изолятора (3), которое размещено перед гофроагрегатом (13), отличающееся тем,что средство для уменьшения наружного диаметра изолятора (3) включает намоточное устройство (9) для намотки пластиковой пленки (10) на наружную поверхность изолятора (3) по спирали. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что удлиненным элементом является проточная труба (4).