一种新型缠绕式绝热管道的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道，采用螺旋缠绕的复合聚乙烯带作为外护层，绝热层采用喷涂工艺形成，提高了绝热管道绝热层的强度；并且，所述复合聚乙烯带具有阻隔层。在管网长期运行过程中，受温度影响，绝热层泡沫孔中的气体透过泡沫孔壁向外流动，当气体流动至外护层中的阻隔层时被阻挡住，使该气体无法继续流动至外护层，更无法扩散至外界环境；并且，当外界环境中的气体通过外护层渗透到阻隔层时，同样被阻挡住，使外界气体无法继续流动。阻隔层阻隔了绝热层泡沫孔中的气体和外界环境中的气体和水分通过外护层流通，从而保证了绝热层的导热系数小，绝热性能稳定。
【专利说明】一种新型缠绕式绝热管道
【技术领域】 [0001]
[0002] 本实用新型涉及一种新型缠绕式绝热管道，属于绝热管道【技术领域】。
【背景技术】
[0003] 在集中供热领域，对用于介质输送的管道都需要进行绝热处理，以确保介质输送 过程中管道的绝热性能。绝热管道一般由位于最内层的工作管、与工作管外壁贴合的聚氨 酯绝热层以及与聚氨酯绝热层贴合的外护管组成，这种绝热管道一般采用"管中管法"工艺 生产，具体为：首先用高密度聚乙烯塑料管作为外护管，然后在高密度聚乙烯塑料管中插入 作为工作管的钢管并使得钢管与所述高密度聚乙烯塑料管形成均匀的环形间隙，再在环形 间隙内注入聚氨酯泡沫原料，聚氨酯泡沫原料反应固化后成为硬质聚氨酯泡沫绝热层，并 将钢管与高密度聚乙烯塑料管粘为一体。
[0004] 但是，由于该工艺在绝热管道成型过程中无法对聚氨酯泡沫发泡过程中的密度以 及质量的均匀性进行检测，从而无法避免处于环形间隙不同位置处的聚氨酯泡沫出现不均 匀的情况，尤其，在制备较大直径以及长度的管道时，由于发泡不均匀而造成的绝热性能的 不均匀性问题更加突出；另外，该种生产工艺制备的绝热管道其聚氨酯绝热层与高密度聚 乙烯塑料管之间的粘附程度受制于发泡工艺，如果发泡过程不理想，则很容易导致发泡后 聚氨酯绝热层不能与高密度聚乙烯塑料管很好的粘附在一起，从而造成高密度聚乙烯塑料 管与聚氨酯绝热层的"脱壳"。
[0005] 为了避免"管中管法"生产工艺的生产出的绝热管道的上述缺陷，中国专利文献 CN201866470U公开了一种硬质聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕预制绝热管道，该绝热管道在工作管 的外壁上通过喷涂的方式形成均匀的聚氨酯泡沫绝热层，并通过模具挤出熔融状态的聚乙 烯材料，熔融状态的聚乙烯材料螺旋缠绕在所述聚氨酯绝热层上而形成外护层，该种绝热 管道采用"喷涂缠绕工艺"制备绝热层，避免了"管中管法"生产工艺的上述缺陷。但是该 种绝热管道在使用过程中依然存在以下问题：在管网的长期运行过程中，受温度影响，聚氨 酯泡沫孔中的气体会透过泡沫孔壁并穿透高密度聚乙烯外护层扩散到周围环境中，与此同 时，外界环境中的水蒸汽、氧气等气体也会通过高密度聚乙烯外护管渗透到泡沫层中，这样 会加速聚氨酯泡沫层的老化，从而降低到了绝热层的绝热性能，增大了热量的损失。 实用新型内容
[0006] 因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的绝热管道绝热性能不 均匀、易于脱壳且热损失较大的缺陷，从而提供一种绝热性能均匀、不易脱壳且热损失较小 的绝热管道。
[0007] 为此，本实用新型提供一种新型缠绕式绝热管道，包括工作管，位于所述工作管的 外壁上的采用喷涂工艺形成的绝热层以及位于所述绝热层的外壁上的外护层，所述外护层 为复合聚乙烯带，所述复合聚乙烯带具有用于阻止所述绝热层泡沫孔中的气体以及外界环 境中的气体和水分透过所述复合聚乙烯带而流通的阻隔层，所述复合聚乙烯带在所述绝热 层的外壁上螺旋缠绕至少一层。
[0008] 所述复合聚乙烯带还包括第一 PE外护层和第二PE外护层，所述阻隔层位于所述 第一 PE外护层的外壁和第二PE外护层的内壁之间。
[0009] 所述复合聚乙烯带还包括第一 PE外护层、第二PE外护层、用于连接所述第一 PE 外护层的外壁与所述阻隔层的内壁的第二连接层，以及用于连接所述第二PE外护层的内 壁与所述阻隔层的外壁的第一连接层。
[0010] 所述阻隔层为聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯-醋酸乙烯共 聚物或乙烯-乙烯醇共聚物中的一种材料形成的单层或多种材料形成的单层或多个单层 叠加形成的复合层。
[0011] 所述第一连接层和/或所述第二连接层为粘结层。
[0012] 所述粘结层为EVA热熔胶层。
[0013] 所述粘结层的厚度为〇· 〇l-lmm。
[0014] 所述阻隔层的厚度为〇· 〇lmm-2mm。
[0015] 所述复合聚乙烯带的各层采用复合共挤的方式连为一体。
[0016] 所述工作管为金属管、聚乙烯塑料管、聚丙烯塑料管、聚丁烯塑料管中的或带有阻 隔层的复合塑料管道中的一种。
[0017] 所述绝热层包括气凝胶层及聚氨酯泡沫层，所述气凝胶层贴合固定在所述工作管 的外壁上，所述聚氨酯泡沫层贴合固定在所述气凝胶层外壁上。
[0018] 所述工作管的外壁上沿着轴向安装有若干圈塑料支架，所述塑料支架上设置穿 孔，所述穿孔用于安装信号线。
[0019] 本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道具有以下优点：
[0020] 1.本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道，采用螺旋缠绕的复合聚乙烯带作为外 护层，为脱离"管中管法"生产提供了可能，绝热层为采用喷涂工艺形成的绝热层，该种方式 形成的绝热层避免了一般发泡工艺形成绝热层时易于造成绝热层不均匀现象的发生，且避 免了绝热层容易受到发泡工艺的影响而易于与外护层脱壳现象的发生，提高了绝热管道绝 热层的均匀性；并且，所述复合聚乙烯带具有用于阻止所述绝热层泡沫孔中的气体以及外 界环境中的气体和水分透过所述外护层而流通的阻隔层。在管网长期运行过程中，受温度 影响，绝热层泡沫孔中的气体透过泡沫孔壁向外流动，当气体流动至外护层中的阻隔层时 被阻隔层阻挡住，从而使该气体无法继续流动至外护层，更无法扩散至外界环境；并且，当 外界环境中的气体通过外护层渗透到阻隔层时，同样被阻隔层阻挡住，从而使外界气体无 法继续流动。阻隔层阻隔了绝热层泡沫孔中的气体和外界环境中的气体和水分通过外护层 流通，从而保证了绝热层的导热系数小，保温性能稳定。
[0021] 2.本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道，所所述复合聚乙烯带还包括第一 PE 外护层和第二PE外护层，所述阻隔层位于所述第一 PE外护层的外壁和第二PE外护层的内 壁之间。该种设置使得阻隔层不与外界环境直接接触，避免了阻隔层被外界物质划伤，也避 免了阻隔层直接与外界环境中的水接触时而造成的阻隔性能的降低，从而确保了阻隔层的 使用寿命。
[0022] 3.本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道，通过粘结层连接阻隔层和各个外护 层，确保了外护层不容易脱落，保证了绝热管道的使用稳定性，并保证了阻隔层不会在使用 中错位，确保了对气体和水分的阻隔效果。
[0023] 4.本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道，所述阻隔层为聚对苯二甲酸乙二酯、 聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-乙烯醇共聚物中的一种材料形成 的单层或多种材料形成的单层或多个单层叠加形成的复合层。聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘 二甲酸乙二醇酯、聚乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-乙烯醇共聚物均为高阻隔性材料，高阻 隔性材料具有较强的水分和气体阻隔性，防止水分和气体的渗透引起的绝热层导热系数的 增大，保证了绝热层具有较好的保温效果。
[0024] 5.本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道，在所述外护层、所述阻隔层以及所述 粘结层采用上述材料的情况下，所述阻隔层的厚度为〇.〇lmm-2mm，所述粘结层的厚度为 0. 01-1_。阻隔层厚度设置时需要考虑成本以及阻隔层的成型性能的问题，如果阻隔层太 薄，挤出机挤出的时候不易成型，容易出现漏洞；如果阻隔层太厚，则成本太高。粘结层厚 度设置时则不但要综合考量连接层本身的成本，还要考虑到粘结层与阻隔层的连接性能以 及抗剪切性能，由于阻隔层的厚度很薄，如果粘结层厚度太薄，粘结强度不够，抗剪切强度 不够，而如果一味提高粘结层的厚度不但提高了成本，也不能保证抗剪切强度，从而易于导 致剪切情况下粘结层和阻隔层的脱层。本实用新型的粘结层和阻隔层采用上述特定厚度范 围，确保了粘结层的连接强度、抗剪切强度，提高了阻隔层与外护层的连接性能，并且降低 了整体的生产成本。
[0025] 6.本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道，绝热层可以为聚氨酯泡沫层单独形 成，或由气凝胶层和聚氨酯泡沫层形成形成。气凝胶能承受l〇〇〇°C的高温，适用于管道高 温介质输送的保温，有非常好的隔热效果；聚氨酯泡沫层由于含有许多细小的泡沫孔，泡沫 孔中又大量贮存不流动的气体，如二氧化碳、环戊烷等，这些气体在阻隔层的作用下不会流 失，从而使保温层的导热系数稳定，保证了绝热层的保温效果。
[0026] 7.本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道，工作管为金属管、聚乙烯塑料管、聚 丙烯管、聚丁烯塑料管或带阻隔层的复合塑料管道中的一种。聚乙烯塑料管及聚丙烯塑料 管的特点均为吸水性小，电绝缘性能优良；聚丁烯塑料管的优点是具有很高的耐温性，持久 性、化学稳定性和可塑性；带阻隔层的复合塑料管道能保证介质的品质；金属管具有强度 高，耐高温、耐腐蚀性及耐磨性能强的特点；上述管材均是制作工作管的上佳材料，均可以 保证工作管的稳定性。
[0027] 8.本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道，所述工作管的外壁上沿着轴向安装有 若干圈塑料支架，所述塑料支架上设置穿孔，所述穿孔用于安装信号线。安装塑料支架可以 避免工作管较长时，工作管的中部位置和两端出现偏心现象，进一步保证了工作管本身不 同位置处的同轴度，进而便于实现绝热层厚度的均匀性；另外，安装塑料支架便于在支架上 安装信号线。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施 例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0029] 图1是实施例1提供的新型缠绕式绝热管道的外观示意图；
[0030] 图2是实施例3提供的新型缠绕式绝热管道的剖面图；
[0031] 图3是实施例4提供的新型缠绕式绝热管道的剖面图；
[0032] 图中附图标记表示为：1-工作管；2-绝热层；21-气凝胶层；22-聚氨酯泡沫层； 3-外护层；31-阻隔层；32-第一 PE外护层；33-第二PE外护层；34-第一连接层；35-第二 连接层。
【具体实施方式】
[0033] 以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处 所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0034] 实施例1
[0035] 本实施例提供一种新型缠绕式绝热管道，如图1所示，包括工作管1，位于所述工 作管1的外壁上的喷涂工艺形成的绝热层2以及位于所述绝热层2的外壁上的外护层3,所 述外护层3为复合聚乙烯带，所述复合聚乙烯带在所述绝热层2的外壁上螺旋缠绕至少一 层，所述复合聚乙烯带包括第一 PE外护层32、第二PE外护层33,以及位于所述第一 PE外 护层32的外壁和第二PE外护层33的内壁之间阻隔层31，所述阻隔层31用于阻止所述绝 热层2泡沫孔中的气体以及外界环境中的气体和水分透过所述外护层3而流通。
[0036] 本实用新型提供的新型缠绕式绝热管道，采用螺旋缠绕的复合聚乙烯带作为外护 层3,为脱离"管中管法"生产提供了可能，绝热层2为采用喷涂方式形成的，该种方式形成 的绝热层2避免了发泡形成绝热层2时易于造成绝热层2不均匀且容易受到发泡工艺的影 响而易于与外护层3脱壳现象的发生，提高了绝热管道绝热层2的均匀性；并且，所述复合 聚乙烯带具有用于阻止所述绝热层泡沫孔中的气体以及外界环境中的气体和水分透过所 述外护层而流通的阻隔层31。在管网长期运行过程中，受温度影响，绝热层泡沫孔中的气体 透过泡沫孔壁向外流动，当气体流动至外护层3中的阻隔层31时被阻隔层31阻挡住，从而 使该气体无法继续流动至外护层3,更无法扩散至外界环境；并且，当外界环境中的气体通 过外护层3渗透到阻隔层31时，同样被阻隔层31阻挡住，从而使外界气体无法继续流动。 阻隔层31阻隔了绝热层2泡沫孔中的气体和外界环境中的气体和水分通过外护层3流通， 从而保证了绝热层的导热系数小，保温性能稳定。
[0037] 在本实施例中，所述阻隔层31为聚乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)，该种材料作为阻 隔层31不但具有优良的阻隔性能且具有较好的粘结性能，在不设置额外连接层的情况下， 通过所述阻隔层31就可以实现阻隔层31自身与所述第一 PE外护层32和第二PE外护层 33的贴合固定。
[0038] 作为本实施例的一种变形，所述阻隔层31还可以为聚对苯二甲酸乙二酯（PET)、 聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、乙烯-乙烯醇共聚物层（EV0H)中的一种形成的单层或多种形 成的单层或多种形成的单层后叠加形成的复合层。上述材料均为高阻隔性材料，高阻隔性 材料具有优良的水分和气体阻隔性能。
[0039] 在本实施例中，所述阻隔层31采用厚度为0. 5mm的薄膜，采用此种厚度的薄膜作 为阻隔层31，不但可以保证保温性能且能够提高使用寿命。
[0040] 作为一种变形，所述阻隔层31的厚度还可以在0. 01mm-2mm的范围内变化，优选为 0. 5mm-〇. 7mm,例如 0· 5mm、0. 6mm、0. 7mm 等。
[0041] 在本实施例中，所述工作管1为钢管，作为本实施例的一种变形，所述工作管1还 可以为其它金属管、聚乙烯塑料管、聚丙烯管、聚丁烯塑料管或带阻隔层的复合塑料管道中 的一种。聚乙烯塑料管及聚丙烯塑料管的特点均为吸水性小，电绝缘性能优良；聚丁烯塑料 管的优点是具有很高的耐温性，持久性、化学稳定性和可塑性；带阻隔层的复合塑料管道能 保证输送介质的品质；钢管具有强度高，耐高温、耐腐蚀性及耐磨性能强的特点；上述管材 均是制作工作管的上佳材料，均可以保证工作管的稳定性。作为本实施例的一种变形，工作 管也可以是其它现有的金属管道，如铜管。
[0042] 在本实施例中，所述绝热层2为聚氨酯泡沫层，聚氨酯泡沫层由于含有许多细小 的泡沫孔，泡沫孔中又大量贮存不流动的气体，如二氧化碳、环戊烷等，这些气体在没有流 失的状态下，可以使保温层的导热系数稳定，这保证了绝热层的保温效果。
[0043] 实施例2
[0044] 本实施例提供一种新型缠绕式绝热管道，其是在实施例1基础之上的变形，在本 实施例中，所述复合聚乙烯带的结构与实施例1不同，所述复合聚乙烯带包括第一 PE外护 层32、第二PE外护层33、位于所述第一 PE外护层32和所述第二PE外护层33之间的阻隔 层31、用于连接所述第一 PE外护层32的外壁与所述阻隔层31的内壁的第二连接层35,以 及用于连接所述第二PE外护层33的内壁与所述阻隔层31的外壁的第一连接层34。
[0045] 在本实施例中，所述第一 PE外护层32、所述阻隔层31以及所述第二PE外护层33 同轴设置，同轴设置避免了所述第一 PE外护层32、所述阻隔层31以及所述第二PE外护层 33的偏心现象，确保了所述第一 PE外护层32、所述阻隔层31以及所述第二PE外护层33 层内厚度的均匀性，从而避免了由于厚度不均匀而造成的厚度较薄部位容易损坏的缺陷。
[0046] 在本实施例中，所述阻隔层31采用厚度为0. 6mm的薄膜，所述第一连接层34和所 述第二连接层35的厚度为分别0. 3mm。采用此种厚度的薄膜作为阻隔层31，配合PE外护 层，并且采用该种厚度的连接层，降低成本，提高了连接性能以及抗剪切性能。
[0047] 作为一种变形，所述阻隔层31的厚度还可以在0. 01mm-2mm的范围内变化，优选为 0. 5mm-〇. 7mm，例如 0. 01mm、0. 02mm、0. 5mm、0. 6mm、0. 7mm、2mm 等，所述第一连接层 34 和所述 第二连接层35的厚度还可以在0. 01-lmm范围内变化，所述第一连接层34和所述第二连 接层35的厚度小于所述阻隔层31的厚度。
[0048] 实施例3
[0049] 本实施例提供一种新型缠绕式绝热管道，其是在实施例1基础之上的变形，在本 实施例中，如图2所示，所述绝热层2包括气凝胶层21及聚氨酯泡沫层22,所述气凝胶层 21贴合固定在所述工作管1的外壁上，所述聚氨酯泡沫层22贴合固定在所述气凝胶层21 外壁上。
[0050] 气凝胶能承受1000°C的高温，适用于管道高温介质输送的保温，有非常好的隔热 效果；聚氨酯泡沫层由于含有许多细小的泡沫孔，泡沫孔中又大量贮存不流动的气体，如二 氧化碳、环戊烷等，这些气体在没有流失的状态下，可以使绝热层2的导热系数稳定，这保 证了绝热层2的保温效果。
[0051] 实施例4
[0052] 本实施例提供一种新型缠绕式绝热管道，其是在实施例2基础之上的变形，在本 实施例中，如图3所示，所述绝热层2包括气凝胶层21及聚氨酯泡沫层22,所述气凝胶层 21贴合固定在所述工作管1的外壁上，所述聚氨酯泡沫层22贴合固定在所述气凝胶层21 外壁上。
[0053] 气凝胶能承受1000°C的高温，适用于管道高温介质输送的保温，有非常好的隔热 效果；聚氨酯泡沫层由于含有许多细小的泡沫孔，泡沫孔中又大量贮存不流动的气体，如二 氧化碳、环戊烷等，这些气体在没有流失的状态下，可以使绝热层2的导热系数稳定，这保 证了绝热层2的保温效果。
[0054] 实施例5
[0055] 本实施例提供一种新型缠绕式绝热管道，其是在实施例1或2或3或4基础之上 的变形，在本实施例中，所述工作管1的外壁上沿着轴向安装有若干圈塑料支架，所述塑料 支架上设置穿孔，所述穿孔用于安装信号线。
[0056] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【权利要求】
1. 一种新型缠绕式绝热管道，包括工作管（1)，位于所述工作管（1)的外壁上的采用喷 涂工艺形成的绝热层（2)以及位于所述绝热层（2)的外壁上的外护层（3)，其特征在于：所 述外护层（3)为复合聚乙烯带，所述复合聚乙烯带具有用于阻止所述绝热层（2)泡沫孔中 的气体以及外界环境中的气体和水分透过所述复合聚乙烯带而流通的阻隔层（31)，所述复 合聚乙烯带在所述绝热层（2 )的外壁上螺旋缠绕至少一层。
2. 根据权利要求1所述的新型缠绕式绝热管道，其特征在于：所述复合聚乙烯带还包 括第一 PE外护层（32)和第二PE外护层（33)，所述阻隔层（31)位于所述第一 TO外护层 (32)的外壁和第二PE外护层（33)的内壁之间。
3. 根据权利要求1所述的新型缠绕式绝热管道，其特征在于：所述复合聚乙烯带还包 括第一 PE外护层（32)、第二PE外护层（33)、用于连接所述第一 PE外护层（32)的外壁与所 述阻隔层（31)的内壁的第二连接层（35)，以及用于连接所述第二PE外护层（33)的内壁与 所述阻隔层（31)的外壁的第一连接层（34)。
4. 根据权利要求3所述的新型缠绕式绝热管道，其特征在于：所述阻隔层（31)为聚对 苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-乙烯醇共聚物中 的一种材料形成的单层或多种材料形成的单层或多个单层叠加形成的复合层。
5. 根据权利要求4所述的新型缠绕式绝热管道，其特征在于：所述第一连接层（34)和 /或所述第二连接层（35)为粘结层。
6. 根据权利要求5所述的新型缠绕式绝热管道，其特征在于：所述粘结层为EVA热熔 月父层。
7. 根据权利要求6所述的新型缠绕式绝热管道，其特征在于：所述粘结层的厚度为 0· 01-lmm〇
8. 根据权利要求5-7中任一项所述的新型缠绕式绝热管道，其特征在于：所述阻隔层 (31)的厚度为 0· 01mm-2mm。
9. 根据权利要求5-7中任一项所述的新型缠绕式绝热管道，其特征在于：所述复合聚 乙烯带的各层采用复合共挤的方式连为一体。
10. 根据权利要求1-3中任一项所述的新型缠绕式绝热管道，其特征在于：所述工作管 (1) 为金属管、聚乙烯塑料管、聚丙烯塑料管、聚丁烯塑料管中的或带有阻隔层的复合塑料 管道中的一种。
11. 根据权利要求1-3中任一项所述的新型缠绕式绝热管道，其特征在于：所述绝热层 (2) 包括气凝胶层（21)及聚氨酯泡沫层（22)，所述气凝胶层（21)贴合固定在所述工作管 (1)的外壁上，所述聚氨酯泡沫层（22)贴合固定在所述气凝胶层（21)外壁上。
【文档编号】F16L59/02GK203847843SQ201420036649
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】贾丽华, 梁健 申请人:北京豪特耐管道设备有限公司