185586. lajstromszámú szabadalom • Csővezeték hőszigetelést igénylő közeg, különösen melegvíz továbbításához
1 Hőszigetelést igénylő különféle közegek továbbítására szolgáló csővezetékek többféle megoldása ismeretes. Az egyik ilyen ismert megoldásnál a belső közegvezető csövet — pl. szálas szervetlen anyagból álló — hőszigetelő réteggel veszik körül, amelyet kívülről burkolólemezzel védenek meg. Az így kialakított vezetéket — ha földbe fektetett kivitelben készítendő — védőcsatornában helyezik el. A vezetéket alkotó rétegek önmagukban egy-egy fél funkciót töltenek be, ugyanúgy, mint a helyszíni szerelési munka egyszerűsítése céljából kialakított, a „cső a csőben” elv szerint felépített vezetékek esetében, ahol a belső haszoncsövet körülvevő hőszigetelés védelmére egy külső cső szolgál. A hőszigetelést a két cső közötti gyűrű alakú térben helyezik el, vagy abban hozzák létre. Az ilyen típusú hőszigetelt csővezeték három elemét tehát, nevezetesen a belső haszoncsövet, a hőszigetelő réteget (amely általában poliuretánhab), valamint a külső védőcsövet önálló funkció betöltésére szolgáló önálló elemnek tekintik, és ezek az elemek a szerkezetben ténylegesen külön-külön dolgoznak. Ez azt jelenti, hogy a közegnyomásból, a környezeti erőhatásokból és a hőtágulásból származó igénybevételeket mindegyik elem önállóan viseli, és az alakváltozás (megnyúlás) ennek megfelelően alakul ki. Ebből következik, hogy a szerkezet, mint egész nem optimálisan gazdaságos, mert a beépített anyagok egy részében erőtanilag kihasználatlan tartalékok maradnak. Ismeretes, hogy bizonyos közegek, pl. termálvizek, híg sóoldatok, gáztartalmú melegvizek és hasonlók a csővezeték-építésben elterjedten alkalmazott szénacélokra korrozív hatást fejtenek ki. Az ilyen közegek továbbítására szolgáló vezetékek létesítésekor eleve számolnak azzal, hogy a csővezeték a belső korrózió következtében hamar tönkremegy, élettartama korlátozott, tehát más közegekhez előirányzott csővezetékeknél szokásosnál lényegesen rövidebb idő elteltével cserére szorulnak. Ezt a problémát speciális ötvözött acélok gyártásával igyekeznek kiküszöbölni, de ebben az esetben is hátrányként mutatkozik az a jelenség, hogy a kereskedelmi minőségű acélcsövek belső felületének érdessége elősegíti az oldott anyagok — pl. sótartalmú oldatokból a só — kiválását, ami az átfolyási keresztmetszet csökkenéséhez, ily módon a szállítóképesség csökkenéséhez, sőt, súlyosabb esetekben duguláshoz vezet. E nehézségek kémiai hatásoknak ellenálló anyagból, és sima belső felülettel készült műanyagcsövek alkalmazásával kiküszöbölhetők lennének, az ilyen közegek általában magas hőmérséklete és nagy nyomása miatt azonban még megnövelt falvastagságú műanyagcsövek sem alkalmasak — a jelenleg ismert szerkezeti felépítés mellett — a fokozott igénybevételek tartós növelésére: a műanyagcső ilyen célú alkalmazásának a hőmérséklet és nyomás vonatkozásában igénybevehetőségi korlátái vannak. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a jelenleg ismert szerkezeti megoldásokkal + 40 °C— + 60°C-t meghaladó hőmérsékletű közegek műanyagcsőben nem továbbíthatók. A találmány feladata, hogy olyan csővezetéket szolgáltasson hőszigetelést igénylő közeg, különösen melegvíz továbbításához, amelynek belső kőzegtovábbító csöve (haszoncsöve) abban az esetben is készülhet hőre lágyuló műanyagból is, ha magas, tehát pl. mintegy 60 °C-t meghaladó hőmérsékletű közeget kell a csővezetékben továbbítani. 2 A találmány az alábbi felismeréseken alapszik: amennyiben a belső közegvezető csövet (haszoncsövet) és a külső védőcsövet e csöveket egymáshoz merevítő szilárd elemeket tartalmazó, levegővel társított rendszer útján statikailag együttdolgozó tartószerkezeti egységként alakítjuk ki, közegvezető belső csőként és/vagy külső védőcsőként önmagában korlátozott teherviselő képességű cső alkalmazható, mivel az összetett csővezeték elemei az igénybevételeket egységes tartószerkezetként viselik. Ez azt jelenti, hogy a közegvezető belső cső műanyagcső lehet, amely a korrozív hatásoknak ellenáll, így azzal szemben elsősorban folyadékzárási és hőmérsékletállósági követelményt kell támasztani, a szilárdsága viszonylag csekély lehet. A találmány alapja továbbá az a felismerés, hogy a levegővel társított rendszer szilárd elemei a közegvezető csövet nem annak teljes felületén, egyenletes mértékben, ill. feszültséggel fogják meg, hanem csak helyenként (ezek a helyek természetesen a mindenkori szerkezet jellegétől függően egymás közvetlen közelében is lehetnek). Ez a körülmény a viszonylag nagy hőtágulási képességű és alacsony rugalmassági modulusú haszoncső — szabad szemmel alig észrevehető — hullámosodását idézi elő üzem közben, ami egyrészt nagymértékben fokozza a levegővel társított rendszer és a haszoncső együttdolgozását, másrészt a hullámok mintegy felveszik a haszoncső hosszirányú hőtágulását, így hőkompenzátorokra nincs szükség. Ez a hullámosodási jelenség annál fokozottabb mértékben jelentkezik, minél vékonyabb a cső fala, ami azt jelenti, hogy a belső közegvezető cső jelentősen alulméretezhető; ez gazdaságossági szempontból természetesen rendkívül előnyös. E felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan csővezeték segítségével oldottuk meg, amelynek belső közegtovábbító csöve, valamint azt távközzel körülvevő külső védőcsöve van, és e csövek között azok egymáshoz viszonyított helyzetét rögzítő szerkezet van elhelyezve, és amelynek az a lényege, hogy a célszerűen műanyagból készült belső közegvezető cső és a külső védőcső közé befeszített szilárd elem(ek)ből álló vázat tartalmazó, e csövekkel együtt statikailag együttdolgozó tartószerkezetet alkotó, levegővel társított rugalmas merevítőrendszere van. Egy előnyös kiviteli példa szerint a levegővel társított merevítőrendszer vázszerkezetet alkotó szilárd elemeit egymásnak és a csövek belső felületeinek feszülő szemcsék alkotják. Célszerű, ha a szemcsék hőszigetelő anyagból készülnek, 5...300 mm méretűek, legalább mintegy 1,0 MPa nyomószilárdságúak, és előnyösen szabályos geometriai alakúak, pl. gömb, henger vagy hasáb alakúak, és ha a szemcsék azonos, vagy lényegében azonos méretűek, továbbá, ha a szemcséket kemény műanyaghabból álló testecskék alkotják, vagy ha a szemcséket duzzasztással és/vagy darabolással kapott szerves és/vagy szervetlen anyagú testecskék alkotják. Gazdaságossági szempontból különösen előnyös az a találmányi ismérv, amely szerint a szemcséket ipari vagy mezőgazdasági hulladék és/vagy melléktermék, például erőművi pernye, fűrészpor, faapríték, perlit, rizshéj vagy hasonló, vagy ezek kombinációja, és kötőanyag keverékének granulálásával előállított granulátumok alkotják. A kötőanyag például poliaddíciós reakcióra képes műgyanta, például poliésztergyanta, 85 5 ? 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
