ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР, ВСТРОЕННЫЙ В ТРУБОПРОВОД, С ОБЛИЦОВАННОЙ ВНУТРИ ПОЛИУРЕТАНОМ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТРУБОЙ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
MEASUREMENT DEVICE BUILT INTO PIPELINE WITH MEASUREMENT PIPE COATED INSIDE WITH POLYURETHANE AND METHOD OF MAKING SAID DEVICE

Изобретение относится к измерительному прибору, встроенному в трубопровод, в частности расходомеру, предназначенному для измерения потока текучей среды в трубопроводе, при этом установленный в трубе измерительный прибор содержит, в частности, магнитоиндукционный измерительный датчик с расположенной по ходу трубопровода, снабженной внутри футеровкой измерительной трубой для направления измеряемой текучей среды, при этом футеровка состоит из полиуретана, изготовленного с применением катализатора, содержащего металлоорганические соединения. Также изобретение относится к способу изготовления указанного выше измерительного прибора.
Как известно, с помощью встроенных в трубопровод измерительных приборов с магнитоиндукционным измерительным датчиком измеряют скорость потока и/или объемный расход электропроводящей текучей среды, протекающей в измерительной трубе измерительного датчика в направлении потока. Для этого в магнитоиндукционном измерительном датчике посредством расположенных в большинстве случаев диаметрально напротив друг друга полюсных катушек устройства с магнитопроводом, электрически подключенного к электронному блоку возбуждения встроенного в трубопровод измерительного прибора, создают магнитное поле, проходящее через текучую среду в заданном измеряемом объеме, по меньшей мере, на отдельных участках перпендикулярно направлению потока и образующее обратное замыкание вне текучей среды. При этом измерительная труба состоит в большинстве случаев из неферромагнитного материала для предупреждения неблагоприятного воздействия на магнитное поле в процессе измерения. В результате миграции свободных носителей зарядов текучей среды в магнитном поле в измеряемом объеме в соответствии с магнитно-гидродинамическим принципом создается электрическое поле, проходящее перпендикулярно магнитному полю и перпендикулярно направлению потока текучей среды. Посредством, по меньшей мере, двух расположенных в электрическом поле и разнесенных между собой измерительных электродов и подключенного к ним блока обработки результатов, входящего в состав встроенного в трубопровод измерительного прибора, возможно измерение наведенного в текучей среде электрического напряжения, выражающего величину объемного расхода. Для съема наведенного напряжения могут применяться, например, контактирующие с текучей средой гальванические или не контактирующие с ней емкостные измерительные электроды. Для направления и ввода магнитного поля в измеряемый объем устройство с магнитопроводом обычно содержит находящиеся внутри полюсных катушек сердечники, расположенные, в частности, зеркально по периметру измерительной трубы, в частности диаметрально по отношению друг к другу и разнесенные между собой с образованием свободной задней торцевой поверхности. Следовательно, при эксплуатации магнитное поле, создаваемое подключенными к электронному блоку возбуждения полюсными катушками, вводится через сердечники катушек в измерительную трубу таким образом, что оно пронизывает движущуюся между обоими торцами текучую среду, по меньшей мере, на отдельных участках перпендикулярно направлению потока.
Альтернативно установленным в трубопроводе измерительным приборам с магнитоиндукционными измерительными датчиками для измерения скорости потока и/или объемного расхода текучих сред часто также применяются использующие ультразвук для измерения акустические установленные в трубопроводе измерительные приборы с измерительной трубой, содержащей соответствующие ультразвуковые передатчики и приемники.
Вследствие требуемой большой механической прочности таких измерительных труб последние состоят, в случае применения в качестве как магнитоиндукционных, так и акустических измерительных датчиков, в большинстве случаев из наружной, в частности, металлической несущей трубы с задаваемыми прочностью и диаметром, которая внутри покрыта электрически не проводящим изолирующим материалом заданной толщины, так называемой футеровкой. Например, в US-B 6595069, US-A 5664315, US-A 5280727, US-A 4679442, US-A 4253340, US-A 3213685 или JP-Y 53-51181 описаны соответственно магнитоиндукционные измерительные датчики с герметично установленной в трубопроводе измерительной трубой, содержащей расположенный на стороне впуска первый конец и расположенный на стороне выпуска второй конец с неферромагнитной несущей трубой в качестве наружной оболочки измерительной трубы и расположенной внутри несущей трубы трубчатой футеровки из изолирующего материала для направления потока изолированной от несущей трубы текучей среды.
Футеровка, выполняемая обычно из термопластичной, термореактивной или эластомерной пластмассы, предназначена для химической изоляции несущей трубы от текучей среды. В магнитоиндукционных измерительных датчиках, в которых несущая труба обладает высокой электропроводностью, например, при применении металлических несущих труб футеровка используется кроме того для электрической изоляции несущей трубы от текучей среды, предупреждающей короткое замыкание электрического поля через несущую трубу. Следовательно, при соответствующем выполнении несущей трубы возможно привести в соответствие прочность измерительной трубы с воздействующими в отдельном случае механическими нагрузками, а с помощью футеровки можно привести в соответствие измерительную трубу с действующими в отдельном случае химическими и/или биологическими требованиями.
Благодаря своей хорошей обрабатываемости, с одной стороны, и положительным химическим и механическим свойствам, с другой стороны, наряду с эбонитом или фторсодержащими полимерами, как, например, политетрафторэтилен, полифторамид, особо зарекомендовали себя также полиуретаны в качестве материала для футеровки в проточных измерительных приборах, в частности, в тех из них, которые содержат магнитоиндукционные измерительные датчики.
Из полиуретанов, применяемых для изготовления футеровки описанного типа, используются в большинстве случаев эластомерные пластмассы, изготавливаемые на основе жидкой многокомпонентной системы, образуемой непосредственно перед обработкой из реактивных исходных компонентов, причем эта система после смешивания наносится на предварительно обработанную, при необходимости, промотором адгезии в виде так называемой грунтовки внутреннюю стенку несущей трубы и выдерживается в течение заданного времени реакции для отверждения и образования футеровки. При этом в качестве грунтовки может служить, например, лакокрасочная или покрывная пластмасса, как, например, лак на основе синтетической смолы, лак на основе алкидной смолы, акриловое покрытие, дисперсионное покрытие, эпоксидная смола и пр.
Как известно, полиуретаны получают способом полиприсоединения на основе ди- и полиизоцианатов с двух- или многоатомными спиртами. Исходными компонентами могут при этом служить, например, фторполимеры, состоящие из алифатических и/или ароматических групп простого и/или сложного эфира, а также из групп гликоля и изоцианата, способных вступать в реакцию с соответствующим двух- или многоатомным спиртом. При необходимости могут быть дополнительно примешаны порошковые или пастообразные, при необходимости, также красящие наполнители, как, например, карбонаты, силикаты, сажа, пигменты или реактивные красители.
Для изготовления футеровки из полиуретана часто применяется так называемый способ Ribbon-Flow (ленточное нанесение), при котором предварительно приготовленная жидкая многокомпонентная система равномерно наносится с помощью соответствующей литьевой или распылительной головки на внутреннюю при необходимости предварительно обработанную и соответственно перемещаемую стенку несущей трубы. Необходимое затем время реакции для отверждения многокомпонентной системы может задаваться наряду с дозировкой исходных компонентов в значительной степени посредством соответствующего температурного режима при обработке. Правда, короткое время реакции, составляющее менее одной минуты и необходимое для дешевого изготовления футеровки при температуре, близкой к комнатной, обычно достигается только добавкой в многокомпонентную систему соответствующего, в большинстве случаев содержащего тяжелые металлы или амины катализатора. В качестве катализаторов пригодны при этом, в частности, третичные амины и/или ртуть. Поскольку в готовом полиуретане сам катализатор остается по существу неизменным, то он неизбежно содержит также токсичные, по меньшей мере, физиологически не полностью безопасные соединения. Многочисленные исследования показали, кроме того, что из футеровки в присутствии воды может значительно вымываться, в частности, катализатор. Это же необходимо иметь в виду и в отношении вероятно сохраняющихся в футеровке, не вступивших полностью в реакцию остатков тех или иных исходных компонентов или промежуточных, или вторичных продуктов реакции.
В этом отношении применяемые в настоящее время в установленных в трубопроводе измерительных приборах полиуретаны пригодны лишь условно в случаях, если предъявляются повышенные гигиенические требования, как, например, при измерениях в питьевой воде, так как строгие требования, предъявляемые в этой области к соприкасающимся с текучей средой элементам конструкции, не могут более легко соблюдаться в отношении их химической стойкости и физиологической безопасности. Поэтому, в частности, в сфере питьевой воды в настоящее время применяются относительно дорогостоящие футеровки из полифторамида, политетрафторэтилена или эбонита.
max
ТОС
max. Cl
В сфере питьевой воды особое внимание уделяется в т.ч. соблюдению максимально допустимой миграционной величины (M,) в отношении общего органического содержания углерода (ТОС) и/или соблюдению миграционных предельных значений, установленных для токсикологически критических веществ. Столь же жесткими являются и требования к воздействию футеровки на внешние свойства питьевой воды, в частности, в отношении нейтрального воздействия футеровки в присутствии воды на ее вкус, цвет, мутность и/или запах, а также в отношении максимально допустимых показателей поглощения хлора (M).
Ввиду того, что нельзя беспрепятственно исключить выделения вследствие диффузии и/или обусловленные случайными повреждениями футеровки выделения более глубинных компонентов соответствующей используемой пластмассы в измеряемую текучую среду в течение всего периода эксплуатации проточного измерительного прибора, то, по меньшей мере, при применении в сфере питьевой воды такие строгие требования должны соблюдаться не только в отношении контактирующей с текучей средой футеровки, но также и в отношении применяемой при необходимости между несущей трубой и футеровкой грунтовки
Поэтому задачей изобретения является создание установленного в трубопроводе измерительного прибора, в частности, с магнитоиндукционным измерительным датчиком, измерительная труба внутри которого снабжена футеровкой, обладающей положительными физиологическими, органолептическими и бактериологическими свойствами. Кроме того, несмотря на применение материала для футеровки и, при необходимости, для грунтовки, встроенный в трубопровод измерительный прибор, способный удовлетворять высоким химико-биологическим и гигиеническим требованиям при применении для питьевой воды, должен быть по возможности дешевым в изготовлении. Кроме того, проточный измерительный прибор должен быть доступным для применения по возможности в широко диверсифицируемых областях, в частности, также при применении питьевой воды.
Для решения указанной задачи предлагается встроенный в трубопровод измерительный прибор, предпочтительно расходомер для измерения потока текучей среды в трубопроводе, содержащий измерительный датчик с измерительной трубой, установленной по ходу трубопровода, предназначенной для направления измеряемой текучей среды и состоящей из несущей трубы с внутренней футеровкой, соединенной с несущей трубой через связывающую грунтовку, при этом футеровка и грунтовка содержат, по меньшей мере, частично полиуретан, пригодный для питьевой воды.
Кроме того, в изобретении предлагается способ изготовления измерительной трубы для встроенного в трубопровод измерительного прибора, предпочтительно расходомера для измерения потока текучей среды в трубопроводе, причем измерительная труба содержит несущую трубу с выполненной внутри нее футеровкой, причем способ включает в себя следующие этапы:
- приготовление первой текучей, в частности, распыляемой и/или размазываемой многокомпонентной системы, содержащей изоцианат, в частности диизоцианат, и двух- или многоатомный спирт,
- нанесение первой многокомпонентной системы на внутреннюю стенку несущей трубы, в частности металлической несущей трубы, являющейся составной частью измерительной трубы,
- отверждение, по меньшей мере, части первой многокомпонентной системы на внутренней стенке несущей трубы для создания сцепленной с несущей трубой грунтовки из полиуретана, пригодного для питьевой воды,
- приготовление второй текучей многокомпонентной системы, содержащей изоцианат, в частности диизоцианат, двух- или многоатомный спирт и катализатор,
- нанесение второй многокомпонентной системы на грунтовку, расположенную на внутренней стенке несущей трубы, и
- выдержка для отверждения второй многокомпонентной системы на несущей трубе для образования футеровки из полиуретана, пригодного для питьевой воды.
Кроме того, указанный выше, в частности, изготовленный способом согласно изобретению встроенный в трубопровод измерительный прибор предусмотрен для измерения расхода и/или скорости потока протекающей по трубопроводу воды, в частности питьевой воды.
Согласно частному случаю выполнения встроенного в трубопровод измерительного прибора согласно изобретению предусмотрено, чтобы сцепление между несущей трубой и футеровкой обеспечивалось промежуточным положением соединительной, в частности, пригодной также для питьевой воды грунтовки.
Согласно первому варианту такого частного случая выполнения изобретения предусмотрено, чтобы полиуретан для футеровки и полиуретан для грунтовки были разными.
Согласно второму варианту частного случая выполнения изобретения предусмотрено, чтобы футеровка и грунтовка состояли, по меньшей мере, частично по существу из одинакового полиуретана.
Согласно третьему варианту частного случая выполнения изобретения предусмотрено, чтобы как для футеровки, так и для грунтовки применялся полиуретан, пригодный для питьевой воды.
Согласно четвертому варианту частного случая выполнения изобретения предусмотрено, чтобы как футеровка, так и грунтовка были пригодны для питьевой воды.
В соответствии с пятым вариантом выполнения указанного измерительного прибора согласно изобретению предусмотрено, чтобы полиуретан для футеровки и/или полиуретан для грунтовки содержал ароматические и/или алифатические соединения.
Согласно шестому варианту выполнения указанного измерительного прибора предусмотрено, чтобы полиуретан для футеровки и/или полиуретан для грунтовки содержал, в частности, алифатические группы простого эфира.
Согласно седьмому варианту выполнения установленного в трубопроводе измерительного прибора предусмотрено, чтобы полиуретан для футеровки и/или полиуретан для грунтовки содержал, в частности, алифатические группы сложного эфира.
Согласно восьмому варианту выполнения указанного измерительного прибора предусмотрено, чтобы, по меньшей мере, полиуретан для футеровки был получен с применением катализатора, содержащего металлоорганические соединения.
Согласно девятому варианту выполнения указанного измерительного прибора предусмотрено, чтобы при изготовлении футеровки применялся такой катализатор, при котором металлы, возможно попавшие вместе с ним в футеровку и остающиеся в ней, были связаны химически, в частности, на атомном уровне, и/или физически с образовавшимися в футеровке углеродными цепочками.
Согласно десятому варианту выполнения указанного измерительного прибора предусмотрено, чтобы применяемый, в частности, при получении полиуретана для футеровки катализатор содержал олово, при этом футеровка содержит органически, в частности, алифатически связанное олово.
Согласно одиннадцатому варианту выполнения предлагаемого измерительного прибора предусмотрено, чтобы применяемый, в частности, при получении полиуретана для футеровки катализатор по существу не содержал тяжелых металлов.
Согласно двенадцатому варианту выполнения предлагаемого измерительного прибора предусмотрено, чтобы применяемый, в частности, при получении полиуретана для футеровки катализатор по существу не содержал аминов.
Согласно тринадцатому варианту выполнения установленного в трубопроводе измерительного прибора предусмотрено, чтобы полиуретан для футеровки также был получен с применением катализатора, содержащего металлоорганические соединения.
Согласно четырнадцатому варианту выполнения предлагаемого измерительного прибора предусмотрено, чтобы полиуретан для футеровки и полиуретан для грунтовки были получены с применением одинакового катализатора.
Согласно пятнадцатому варианту выполнения предлагаемого измерительного прибора предусмотрено, чтобы полиуретан для футеровки и/или полиуретан для грунтовки были получены, по меньшей мере, посредством одной многокомпонентной системы, приготовленной на основе, в частности, ароматических и/или алифатических изоцианатов, в частности диизоцианатов, а также двух- или многоатомного спирта, например бутандиола. Согласно частному случаю этих вариантов выполнения встроенного в трубопровод измерительного прибора предусмотрено, чтобы, по меньшей мере, одна многокомпонентная система была приготовлена на основе мономерных и/или фторполимерных и/или полимерных изоцианатов. Согласно другому частному случаю варианта выполнения изобретения предусмотрено, чтобы, по меньшей мере, одна многокомпонентная система была приготовлена с применением диизоцианатов, в частности дифенилметандиизоцианата, гександиизоцианата, толуолдиизоцианата и/или изофорондиизоцианата.
Согласно шестнадцатому варианту выполнения предлагаемого измерительного прибора предусмотрено, чтобы полиуретан для футеровки и/или полиуретан для грунтовки был получен посредством, по меньшей мере, одной многокомпонентной системы, приготовленной на основе, в частности, ароматических и/или алифатических изоцианатов, в частности диизоцинатов, а также двух- или многоатомного спирта в виде фторполимера. Согласно частному случаю этого варианта выполнения предлагаемого измерительного прибора согласно изобретению предусмотрено, чтобы в качестве спирта применялся форполимер на основе касторового масла.
Согласно семнадцатому варианту выполнения предлагаемого изобретения предусмотрено, чтобы как футеровка, так и грунтовка по существу не содержали тяжелых металлов.
Согласно восемнадцатому варианту осуществления изобретения предусмотрено, чтобы как футеровка, так и грунтовка по существу не содержали аминов.
Согласно девятнадцатому варианту осуществления изобретения предусмотрено, чтобы толщина футеровки составляла менее 8 мм, в частности менее 4 мм.
Согласно двадцатому варианту осуществления изобретения предусмотрено, чтобы толщина грунтовки составляла менее 500 мкм, в частности менее 300 мкм.
Согласно двадцать первому варианту осуществления изобретения предусмотрено, чтобы номинальный внутренний диаметр измерительной трубы был менее или равен 2000 мм.
Согласно двадцать второму варианту осуществления изобретения предусмотрено, чтобы номинальный внутренний диаметр измерительной трубы был больше или равен 25 мм.
Согласно частному случаю выполнения встроенного в трубопровод измерительного прибора измерительный датчик содержит установленное на измерительной трубе устройство с магнитопроводом для создания и направления магнитного поля, которым в потоке текучей среды наводится электрическое поле, и измерительные электроды для съема наведенных в потоке текучей среды электрических напряжений.
Согласно первому варианту выполнения способа предлагаемого изобретения предусмотрено, чтобы катализатор второй многокомпонентной системы содержал, в частности, образованные физиологически безопасным металлом металлоорганические соединения, как, например, оловоорганические соединения или им подобные. Согласно частному случаю этого варианта осуществления способа предусмотрено, чтобы катализатор второй многокомпонентной системы содержал оловоорганические соединения, в частности ди-n-октилолова соединения. Согласно другому частному случаю этого варианта предусмотрено, чтобы в качестве катализатора применялись ди-n-октилолова дилаурат и/или ди-n-октилолова дималинат.
Согласно второму варианту осуществления предлагаемого способа предусмотрено, чтобы фторполимер первой и/или второй многокомпонентной системы содержал, по меньшей мере, две реактивных группы NCO.
Согласно третьему варианту осуществления способа предусмотрено, чтобы фторполимер первой и/или второй многокомпонентной системы содержал ароматические и/или алифатические группы изоцианатов.
Согласно четвертому варианту осуществления способа предусмотрено, чтобы первая и/или вторая многокомпонентная система содержала мономерный и/или фторполимерный и/или полимерный изоцианат.
Согласно пятому варианту осуществления способа предусмотрено, чтобы первая и/или вторая многокомпонентная система приготавливалась с применением фторполимера на основе диизоцианата. Согласно частному случаю этого варианта предусмотрено, чтобы фторполимер первой и/или второй многокомпонентной системы был получен на основе дифенилметандиизоцианата, гександиизоцианата, толуолдиизоцианата и/или изофорондиизоцианата.
Согласно шестому варианту осуществления способа предусмотрено, чтобы первая и/или вторая многокомпонентная система содержала, в частности, алифатические и/или ароматические группы простого эфира и/или, в частности, алифатические и/или ароматические группы сложного эфира.
Согласно седьмому варианту осуществления способа предусмотрено, чтобы в качестве спирта для первой и/или второй многокомпонентной системы применялся диол, в частности, бутандиол.
Согласно восьмому варианту осуществления способа предусмотрено, чтобы в качестве спирта для первой и/или второй многокомпонентной системы применялся форполимер. полученный на основе касторового масла.
Согласно девятому варианту осуществления способа предусмотрено, чтобы катализатор содержался также и в первой многокомпонентной системе. Согласно частному случаю этого варианта осуществления способа предусмотрено, чтобы катализатор первой многокомпонентной системы содержал, в частности, образованные физиологически безопасным металлом металлоорганические соединения, как, например, оловоорганические соединения или им подобные. Согласно другому частному случаю этого варианта предусмотрено, чтобы катализатор первой многокомпонентной системы содержал оловоорганические соединения, в частности ди-n-октилолова соединения.
Согласно десятому варианту осуществления способа этот способ осуществляют при температуре обработки ниже 100°С, в частности при около 25°С.
Изобретение основано в числе прочего на неожиданном осознании того факта, что футеровки из полиуретана также обладают совершенно положительными биологическими свойствами, в частности, в бактериологическом отношении, и поэтому могут быть полностью пригодными для применения в встроенных в трубопровод измерительных приборах описанного типа, предусмотренных для измерения водных текучих сред, в частности питьевой воды.
Основная идея изобретения заключается в том, что для изготовления, при необходимости, также многослойной футеровки для питьевой воды необходимо применить подходящий для этого полиуретан, при необходимости также и для возможной, расположенной под ней грунтовки. В частности, это достижимо за счет применения такого полиуретана, в котором возможно оставшиеся после его изготовления остатки мономера и/или металла не обладают недопустимо высокими показателями вредного воздействия на питьевую воду и/или диффузионными показателями.
Также изобретение касается применения такого полиуретана, по меньшей мере, для футеровки, изготавливаемого с добавкой металлоорганического катализатора, свободного от содержания аминов и/или тяжелых металлов. Благодаря применению катализатора на основе металлоорганических соединений может обеспечиваться положение, при котором металлы, внесенные в футеровку применяемым катализатором, будут связаны физически и/или химически, в частности, на атомном уровне, и/или в результате образования поперечных связей, с углеродными цепочками и поэтому надежно и прочно удерживаться в полиуретане. В результате при эксплуатации встроенного в трубопровод измерительного прибора из футеровки попадут - если вообще попадут - в измеряемую текучую среду лишь очень незначительные количества металлов или металлических соединений, представляющие собой физиологически безопасные величины. Кроме того, при использовании физиологически безопасных нетяжелых металлов в катализаторе, как, например, олово, может образовываться в результате применения катализатора «самозащищенный» полиуретан, благодаря которому даже при возможном выделении внесенных катализатором металлов или металлических соединений может исключаться попадание в соответствующую текучую среду гигиенически недопустимых загрязнений.
Другое преимущество изобретения состоит также в том, что футеровка и, при необходимости, применяемая грунтовка могут быть изготовлены, по меньшей мере, частично из одинаковых исходных компонентов, в результате чего могут быть снижены затраты на изготовление измерительной трубы, в частности затраты на закупку, хранение и логистику исходных компонентов для футеровки и грунтовки, а следовательно, в целом и затраты на изготовление предлагаемого измерительного прибора.
Ниже изобретение и оптимальные варианты его выполнения подробнее поясняются с помощью чертежей. При этом одинаковые детали обозначены одинаковыми позициями. В целях наглядности на последующих фигурах позиции не указаны. При этом изображено на:
фиг.1 - в перспективе вид сбоку на измерительную трубу, предназначенную, в частности, для магнитоиндукционного встроенного в трубопровод измерительного прибора,
фиг.2 - измерительная труба на фиг.1 в продольном разрезе.
На фиг.1 и 2 показана в разных видах измерительная труба 1 для измерительного датчика встроенного в трубопровод измерительного прибора, предназначенного для измерения протекающей по (не показанному) трубопроводу текучей среды, например, для измерения скорости ее потока и/или ее объемного расхода. В качестве встроенного в трубопровод измерительного прибора может применяться, например, магнитоиндукционный расходомер или акустический, основанный на ультразвуке расходомер. В частности, такой измерительный прибор предусмотрен для применения в распределительных сетях питьевой воды.
3
4
4
3
Измерительная труба 1 состоит, в частности, из металлической несущей трубы 2 с задаваемой шириной в свету и трубчатой, состоящей из изоляционного материала футеровки 3 с задаваемым диаметром. Несущая труба 2 выполнена из неферромагнитного материала, например качественной стали, или другого нержавеющего металла, и соосно охватывает футеровку 3, в результате чего последняя полностью покрывает внутри несущую трубу 2 и поэтому при эксплуатации практически полностью изолирует от движущейся текучей среды. Футеровка 3 установленного в трубопроводе измерительного прибора согласно изобретению состоит, по меньшей мере, частично из полиуретана (PUR). Для соединения футеровки 3 с несущей трубой 2 дополнительно предусмотрена грунтовка 4, расположенная между ними и также состоящая, по меньшей мере, частично из полиуретана (PUR). Грунтовка 4 может наноситься, например, во время изготовления измерительной трубы в жидком состоянии в виде тонкого слоя на внутреннюю стенку несущей трубы 2, например, распылением или намазыванием. После того, как образующий грунтовку 4 полиуретан (PUR), по меньшей мере, частично, но в достаточной для дальнейшей обработки степени затвердел на внутренней стенке несущей трубы 2, можно изготавливать собственно футеровку 3, например, таким образом, что предусмотренный для этой цели текучий полиуретан (PUR) наносят посредством центробежного способа или так называемого способа Ribbon-Flow на внутреннюю стенку несущей трубы 2 и распределяют по возможности равномерно для образования покрытия.
Согласно варианту выполнения изобретения предусмотрено, чтобы для изготовления футеровки 3 применялся полиуретан, который отличался бы от полиуретана для грунтовки 4. В качестве альтернативы, в частности, в том случае, когда футеровка 3 и грунтовка 4 должны обладать по существу одинаковыми химическими свойствами, для изготовления футеровки и грунтовки могут применяться по существу одинаковые полиуретаны.
Согласно еще одному варианту выполнения изобретения измерительная труба, применяемая в встроенном в трубопровод измерительном приборе, снабжена магнитоиндукционным измерительным датчиком. Поэтому измерительный датчик содержит дополнительно установленное на измерительной трубе устройство с магнитопроводом для создания и направления магнитного поля, которым в потоке текучей среды - в данном случае электропроводящей - наводится электрическое напряжение, а также измерительные электроды для съема наведенных в потоке текучей среды напряжений. Устройство с магнитопроводом содержит обычно две полюсных катушки, которые во время измерения подключены к (не показанному) электронному блоку возбуждения измерительного прибора, служащему для образования меняющихся по величине электрических токов задаваемой силы, и по которым, по меньшей мере, временно протекает соответствующий ток возбуждения. Образующееся при этом магнитное поле пронизывает движущийся внутри измерительной трубы 1 поток текучей среды, по меньшей мере, на отдельных участках перпендикулярно направлению потока. Для съема соответственно наведенного в потоке текучей среды электрического напряжения измерительный датчик содержит установленное на измерительной трубе 1 сенсорное устройство с первым 31 и вторым 32 измерительными электродами. Последние располагаются диаметрально противоположно по отношению друг к другу, причем воображаемый, соединяющий измерительные электроды диаметр измерительной трубы 1 проходит перпендикулярно воображаемому, соединяющему между собой полюсные катушки диаметру этой же трубы 1. Разумеется, измерительные электроды 31, 32, в случае необходимости, в частности, при их наличии в количестве более двух, могут устанавливаться на измерительной трубе 1 с таким интервалом между собой, чтобы они более не располагались диаметрально противоположно. Например, это может произойти в том случае, когда дополнительными измерительными электродами для опорных потенциалов или при горизонтальном монтажном расположении измерительной трубы 1 служат измерительные электроды для контроля за минимальным уровнем заполнения измерительной трубы 1 текучей средой. Кроме того, для герметичного размещения в трубопроводе измерительная труба 1 содержит на своем первом конце первый фланец 5 и на втором конце второй фланец 6. В изображенном примере выполнения несущая труба 2 и фланцы 5, 6 имеют соответственно круглое сечение.
При изготовлении самой измерительной трубы 1 сначала изготавливают несущую трубу 2 требуемой длины и, при необходимости, с возможно требуемыми боковыми отверстиями на поверхности, предназначенными под электроды или полюсные катушки. Соответствующим образом подготавливают также металлические фланцы 5, 6. Затем на каждый конец несущей трубы 2 с внешней стороны насаживают один из фланцев 5, 6. После этого соответствующий металлический фланец 5, 6 своей обратной стороной механически прочно и плотно соединяют с наружной стороной несущей трубы 2. Это может достигаться при применении металлической несущей трубы и металлических фланцев, например, обычной пайкой, пайкой твердым припоем и сваркой, что приводит к образованию соответствующего паяного или сварного шва 7. Промежуточное пространство, образованное фланцами 5, 6 и несущей трубой 2, может быть перекрыто, как это принято, в частности, в магнитоиндукционных датчиках, охватывающим металлическим листом. Промежуточное пространство может использоваться в том случае, когда измерительная труба применяется для магнитоиндукционного измерительного датчика, например, для размещения образующих упомянутое магнитное поле полюсных катушек и других компонентов устройства с магнитопроводом. Если при этом металлический лист является составной частью магнитопровода, то предпочтительно выполнить его ферромагнитным.
3
4
3
4
3
4
Как уже упоминалось, встроенный в трубопровод измерительный прибор предназначен, в частности, также для измерений таких текучих сред, к которым предъявляются повышенные требования относительно химической и бактериологической чистоты, как, например, питьевая вода. Поэтому в измерительной трубе 1 согласно изобретению дополнительно предусмотрено, чтобы как полиуретан (PUR) для футеровки 3, так и полиуретан (PUR) для грунтовки 4 были пригодны, в частности были допущены, для применения в сфере питьевой воды. Другими словами, как полиуретан (PUR) для футеровки 3, так и полиуретан (PUR) для грунтовки 4 должны быть изготовлены такими, чтобы, несмотря на длительный контакт с измеряемой текучей средой, в частности с питьевой водой, содержащиеся в футеровке и/или грунтовке компоненты не вносили недопустимо больших, по возможности вообще никаких, примесей в текучую среду, будь то сами завершившие реакцию полиуретаны или возможно содержащиеся в них, не прореагировавшие остатки отдельных исходных компонентов, промежуточные и/или побочные продукты реакции или, например, внесенные металлы или их соединения. В качестве материала для футеровки 3 и грунтовки 4 может применяться, например, такой полиуретан, в котором содержатся алифатические и/или ароматические группы простого и/или сложного эфира. Кроме того, как полиуретан (PUR) для футеровки 3, так и полиуретан (PUR) для грунтовки 4 могут быть получены на основе мономерных и/или фторполимерных и/или полимерных изоцианатов, при необходимости, также с помощью образованных от них тримеризатов.
3
3
3
4
3
3
Согласно еще одному варианту выполнения изобретения предусмотрено, чтобы полиуретан (PUR) для футеровки 3 был получен на основе многокомпонентной системы, приготовленной с помощью первого, содержащего изоцианат, в частности, диизоцианат, исходного компонента (А) футеровки, а также второго содержащего двухатомный или многоатомный спирт исходного компонента (В) футеровки. В качестве альтернативы или дополнительно может быть предусмотрено, чтобы полиуретан (PUR) для грунтовки 4 был получен на основе многокомпонентной системы, приготовленной с помощью содержащего изоцианат, в частности, диизоцианат, и/или изоцианат с большим количеством атомов первого исходного компонента (А) грунтовки, а также с помощью второго содержащего двухатомный или многоатомный спирт исходного компонента (В) грунтовки.
3
4
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
3
3
Для образования пригодных для питьевой воды футеровки 3 и грунтовки 4 в другом варианте выполнения изобретения при получении полиуретана (PUR) для футеровки 3 и полиуретана (PUR) для грунтовки 4 и прочее отказались от применения катализатора, содержащего тяжелые металлы и/или амины, хотя такие типы катализаторов благодаря их высокой реакционной способности являются очень оптимальными при точном изготовлении футеровки 3 и грунтовки 4. В встроенном в трубопровод измерительном приборе согласно изобретению при изготовлении, по меньшей мере, его футеровки 3 скорее применяется полиуретан (PUR), который получают при добавке катализатора (С), содержащего металлоорганические соединения, в качестве третьего исходного компонента футеровки. Кроме того, полиуретан (PUR) выбирают для футеровки 3 таким образом, чтобы металлы (Me), внесенные в футеровку катализатором (С) и остающиеся в ней, были связаны с образованными в футеровке углеродными цепочками химически, в частности, на атомном уровне, и/или физически, в частности, в результате образования поперечных связей. Преимущество такого катализатора (С) состоит в том, что его металлоорганические соединения встраиваются в материал футеровки так, что под действие воды при эксплуатации измерительного прибора они либо совершенно не выделяются из футеровки, либо выделяются в физиологически безопасных количествах. В частном случае осуществления изобретения дополнительно предусмотрено, чтобы и для грунтовки 4 применялся такой полиуретан (PUR), полученный с помощью катализатора (С), содержащего также металлоорганические соединения. Однако ввиду того, что при изготовлении грунтовки 4 не обязательно действуют одинаковые требования относительно скорости изготовления и/или точного соблюдения размеров, как это имеет место в отношении футеровки 3, то при изготовлении грунтовки 4 можно при необходимости полностью отказаться от применения катализатора (С). Правда, при необходимости к полиуретану (PUR) для грунтовки 4 может быть легко примешан катализатор (С), являющийся третьим исходным компонентом грунтовки, при этом пригодным для питьевой воды. Например, этот катализатор может соответствовать катализатору (С), применяемому для полиуретана (PUR) футеровки 3.
3
3
3
3
Согласно варианту осуществления изобретения катализатор (С), предназначенный, по меньшей мере, для получения полиуретана (PUR) для футеровки 3, содержит оловоорганические соединения, в частности ди-n-октилолова соединения, благодаря чему олово (Sn), внесенное катализатором в готовую футеровку 3 и остающееся в нем, химически и/или физически связывается в самой футеровке 3 и поэтому длительное время сохраняется в ней. Согласно другому варианту выполнения изобретения в качестве катализатора (С) при изготовлении полиуретана (PUR) для футеровки 3 применяется следующее оловоорганическое соединение:
3
Особо оптимальным катализатором (С) при изготовлении футеровки 3 оказался, например, ди-n-октилолова дилаурат, в частности, содержащий CAS №3648-18-8, структура которого может быть схематически представлена следующим образом:
3
Кроме того, в качестве катализаторов (С) при изготовлении футеровки 3 могут также применяться, например, диоктилолова дималинаты или аналогичные металлоорганические соединения.
3
3
3
3
3
3
3
Согласно варианту выполнения изобретения в качестве, по меньшей мере, полиуретана (PUR) для футеровки может применяться эластомер, получаемый на основе многокомпонентной системы (А+В+С), приготовленной с помощью фторполимера в качестве первого исходного компонента (А) футеровки и, в частности, двух- или многоатомного спирта в качестве второго исходного компонента (В) футеровки, а также с применением катализатора (С) приведенного выше типа в качестве третьего исходного компонента футеровки.
3
Например, в качестве полиуретана (PUR) для футеровки 3 может применяться эластомер, имеющий, по меньшей мере, частично следующую структуру:
3
Согласно другому варианту осуществления изобретения в качестве, по меньшей мере, используемого при изготовлении футеровки 3 спирта (В) применяется спирт, по меньшей мере, с двумя функциональными группами ОН, например диол. Особенно положительные результаты достигаются при этом, например, за счет применения бутандиола, в частности бутандиола с CAS №110-63-4.
3
4
4

Согласно еще одному варианту осуществления изобретения дополнительно предусмотрено, чтобы для полиуретана (PUR) для футеровки 3 и/или полиуретана (PUR) для грунтовки 4 применялся спирт в виде фторполимера. В этом случае положительно зарекомендовало себя, например, применение фторполимерного спирта на основе касторового масла. Согласно другому варианту осуществления изобретения в качестве, по меньшей мере, используемого при изготовлении грунтовки 4 спирта (В) применяется полиол сложного полиэфира, как, например, Baycoll AD 1122 или Baycoll CD 2084 фирмы Bayer MaterialScience AG, г.Леверкузен, Германия, и/или полиол простого полиэфира, как, например, Desmophen 1380 ВТ фирмы Bayer MaterialScience AG, г.Леверкузен, и/или, в частности, разветвленный, содержащий гидроксильные группы сложный полиэфир, как, например, Desmophen 650 МРА фирмы Bayer MaterialScience AG, г.Леверкузен, Германия.
3
4
Особенно эффективными проявили себя при изготовлении футеровки 3 и грунтовки 4 фторполимеры или полимеры с двумя или более реактивными группами NCO, содержащими, в частности, ароматические изоцианаты. В качестве альтернативы или дополнительно могут также применяться соответствующие изоцианат-мономеры или фторполимеры или полимеры на основе алифатических, при необходимости, также циклоалифатических групп изоцианата для изготовления полиуретана (PUR) для футеровки 3 и/или полиуретана (PUR) для грунтовки 4.
3
Согласно другому варианту выполнения изобретения, по меньшей мере, первый исходный компонент (А), применяемый при изготовлении футеровки 3, получают посредством фторполимера, соответствующего, по меньшей мере, частично следующей структурной формуле:
Для получения такого фторполимера применяется согласно частному случаю осуществления изобретения окись полипропилена, которую вводят в реакцию, в частности, с ароматическим и/или алифатическим, добавленным в избытке диизоцианатом. Согласно еще одному варианту выполнения изобретения в качестве окиси полипропилена применяется, по меньшей мере, полипропиленгликоль, структура которого в упрощенном виде может быть приблизительно представлена следующим образом:
3
В качестве альтернативы или дополнительно к окиси полипропилена может также применяться для изготовления, по меньшей мере, фторполимера (А) для футеровки 3, например, политетраметиленгликоль простого эфира со следующей структурой:
3
4
Кроме того, в качестве альтернативы или дополнительно могут также применяться и другие алифатические соединения гликоля с полимерной группой простого эфира и терминальными группами ОН при получении фторполимера в качестве исходного компонента (А) для футеровки или также при получении фторполимера в качестве исходного компонента (А) для грунтовки.
3
4
Согласно другому варианту выполнения изобретения в качестве диизоцианата, используемого при получении полиуретана (PUR) для футеровки 3 и/или полиуретана (PUR) для грунтовки 4, применяется диизоцианат на основе ароматического дифенилметандиизопианата, соответствующего, в частности, CSA №101-68-8 и, по меньшей мере, одной из следующих изомерных структур:
3
4
Мономерные изоцианаты, в частности, полученные на основе дифенилметандиизопианата, продаются, например, под наименованием Desmodur 44 М или Desmodur 2460 М фирмой Bayer MaterialScience AG, г. Леверкузен, Германия. В качестве альтернативы или дополнительно к мономерным диизоцианатам могут также применяться и их гомологи и/или соответствующие фторполимеры, при необходимости, также полимеры на основе таких диизоцианатов для получения полиуретана (PUR) для футеровки 3 и/или полиуретана (PUR) для грунтовки 4, в частности, со следующей структурой:

Фторполимеры указанного выше типа, полученные на основе дифенилметандиизопианата, продаются, например, фирмой BayerMaterial Science AG, г. Леверкузен, Германия, под названием Desmodur E 23.
В качестве альтернативы или дополнительно может также применяться, например, форполимер и/или полимер на основе ароматического толуолдиизоцианата (CAS №584-84-9):

3
4
как, например, Desmodur L 67 МРА/Х или Desmodur L 75 фирмы Bayer MaterialScience AG, г. Леверкузен, Германия, при изготовлении измерительной трубы, по меньшей мере, в одном из полиуретанов (PUR), (PUR), по меньшей мере, в той степени, в какой допускается применять толуолдиизоцианат в сфере питьевой воды.
При этом также возможно применять при изготовлении футеровки 3 и/или грутовки 4 фторполимер и/или полимер на основе, в частности, допущенного к применению в сфере питьевой воды алифатического гександиизоцианата (CAS 2 822-06-0) следующей структуры:
и/или, в частности, на основе также допущенного к применению в сфере питьевой воды алифатического изофорондиизоцианата (CAS №4098-71-9) следующей структуры:

Пригодным для упомянутой выше цели изофорондиизоцианатом может служить, например, тримеризат изофорондиизоцианата Desmodure Z 4470 МРА/Х фирмы Bayer MaterialService AG, г. Леверкузен, Германия, а в качестве гександиизоцианата может успешно применяться, например, тримеризат гександиизоцианата Desmodure N 3300 фирмы Bayer MaterialService AG, г. Леверкузен, Германия.
3
4
3
4
Для получения полиуретана (PUR) для футеровки 3 и/или полиуретана (PUR) для грунтовки 4 могут также применяться и другие гомологи и/или изомеры приведенных выше диизоцианатов. В качестве альтернативы или дополнительно полиуретан (PUR) для футеровки 3 и полиуретан для грунтовки 4 могут быть получены на основе ароматических и/или алифатических мономерных диизоцианатов, в частности, мономерных дифенилметандиизоцианата, гександиизоцианата, изофорондиизоцианата и/или толуолдиизоцианата. Кроме того, по меньшей мере, при изготовлении грунтовки 4 было установлено, что полиуретан (PUR) целесообразно изготавливать из смеси, состоящей из мономерного и гомологенного диизоцианатов, например из смеси согласно СА8-№9016-87-9 на основе дифенилметандиизоцианата.
4
4
4
4
4
4
4
Согласно частному случаю осуществления изобретения для изготовления грунтовки 4 сначала приготавливают текучую, в частности, способную к распылению и/или намазыванию первую многокомпонентную систему (А+В), содержащую изоцианат (А), например, в виде диизоцианата в соответствии с одной из приведенных выше конфигураций и двух- или многоатомный спирт (В). При необходимости в первую многокомпонентную систему для ускорения процесса изготовления может быть добавлен также один из названных выше, в частности, пригодных для применения для питьевой воды катализаторов (C). После смешивания первую многокомпонентную систему наносят на внутреннюю стенку, в частности, металлической несущей трубы, входящей в состав измерительной трубы, например, кистью или распылением, и для образования сцепляемого с несущей трубой 2 грунтовки 4 выдерживают, по меньшей мере, для частичного отверждения. Согласно варианту выполнения способа первую многокомпонентную систему (А+В) наносят на внутреннюю стенку несущей трубы 2 с учетом возможного изменения объема так, чтобы конечная толщина грунтовки 4 составила менее 500 мкм, в частности менее 300 мкм.
3
3
3
3
3
3
3
3
Для получения полиуретана (PUR) для футеровки 3 замешивают изоцианат (А), в частности, диизоцианат, двух- или многоатомный спирт (В) и содержащую катализатор (С) вторую многокомпонентную систему (А+В+С). После достаточного отверждения первоначально нанесенного на внутреннюю стенку несущей трубы 2 грунтовки 4 наносят все еще текучую вторую многокомпонентную систему на образованную на внутренней стенке несущей трубы 2 грунтовку 4 и для достаточно быстрого отверждения выдерживают под действием катализатора (С), в результате чего на нужном месте образуется футеровка 3.
3
3
3
3
3
3
Вторая многокомпонентная система (А+В+С) может наноситься на сцепленную с внутренней стенкой несущей трубы 2 грунтовку 4, например, способом Ribbon-flow (ленточного нанесения) с применением перемещающейся внутри несущей трубы 2 литьевой или распылительной головки. Благодаря одновременному вращению несущей трубы 2 вокруг своей продольной оси и перемещению литьевой или распылительной головки по существу параллельно продольной оси текучая многокомпонентная система (А+В+С) может распределяться по всей внутренней стенке очень легко и с хорошей воспроизводимостью.
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения концентрация и количество вводимого катализатора (С) задаются с таким расчетом, чтобы нанесенная на внутреннюю стенку 2 с грунтовкой 4 многокомпонентная система (А+В+С) могла отверждаться в течение относительно короткого времени реакции, составляющего менее одной минуты, в частности, менее 30 секунд, при температуре ниже 100°С, например, при около 25°С. При этом в результате экспериментальных исследований, было, например, установлено, что, в частности, в случае применения описанных выше фторполимерных систем (полипропиленгликоль + дифенилметандиизоцианат и/или политетраметиленгликоль простого эфира + дифенилметандиизоцианат) такое короткое время реакции может достигаться в результате добавки катализатора (С) с массовой долей менее 2% от общей массы многокомпонентной системы (А+В+С). Последующие исследования дополнительно свидетельствуют о том, что особенно положительные результаты при изготовлении футеровки 3 достигаются в том случае, если добавляют спирт (В) и форполимер (А) для получения полиуретана (PUR) для футеровки 3 при соотношении смеси В:А около 15:100 или менее, в частности менее чем 10:100. Особо пригодными способами для получения полиуретана (PUR) для футеровки 3 и, следовательно, также для ее изготовления, в частности для дозировки катализатора, являются, например, способы, описанные в собственных, не опубликованных заявках на патент DE 102005044972.7 или US 60/718,308.
3
4
3
4
3
4

При необходимости в многокомпонентную систему, применяемую при изготовлении полиуретана (PUR) для футеровки 3 и/или полиуретана (PUR) для грунтовки 4, может быть дополнительно добавлен один или несколько пригодных для этого, в частности, красящих и/или усиливающих наполнителей. В качестве наполнителя может использоваться, например, реакционная краска или, например, содержащий углеродные частицы или состоящий из них пигментный краситель. Так, например, особенно положительно зарекомендовал себя черный пигмент, например, PRINTEX F 80, фирмы Degussa AG, г. Дюссельдорф, ФРГ, при изготовлении футеровок описанного типа, которые, в частности, пригодны для питьевой воды. Также очень положительно зарекомендовал себя реакционный краситель Reactint Black X95AB, который в настоящее время выпускается фирмой Milliken Chemical, дочерней фирмой Milliken & Company, г. Спартанбург, шт. Южная Каролина. США, и предназначен для окрашивания полиуретанов. В качестве альтернативы или дополнительно к названным выше наполнителям могут также применяться карбонаты, в частности карбонат кальция, силикаты, как, например, тальк, глина и/или слюда, кремнезем, сульфат кальция и бария, гидроксид алюминия, стекловолокна и стеклянные шарики, а также древесная мука и целлюлоза при изготовлении полиуретана (PUR) для футеровки 3 и/или полиуретана (PUR) для грунтовки 4. В результате соответствующего подбора состава и/или размера частиц таких наполнителей, в частности, пригодных для питьевой воды, возможно при необходимости дополнительно улучшить химико-биологические и/или механические свойства, например прочность или поверхностную твердость и прочее соответствующего полиуретана (PUR) или (PUR).
3
Благодаря применению полиуретана (PUR) описанного выше типа в качестве материала для футеровки 3 может быть легко изготовлена измерительная труба 1 с номинальным внутренним диаметром от 25 мм до 2000 мм. Таким образом может быть обеспечено положение, в частности, и в случае применения способа Ribbon-flow при изготовлении футеровки 3, при котором футеровка 3 будет иметь по возможности одинаковую толщину, составляющую менее 8 мм, в частности менее 4 мм.
3
4
max
ТОС
max
Cl
Другое преимущество установленного в трубопроводе измерительного прибора состоит в том, что благодаря применению полиуретана (PUR) описанного выше типа для футеровки 3 и полиуретана (PUR) описанного выше типа для грунтовки 4 могут соблюдаться при применении в сфере питьевой воды гигиенические требования, являющиеся очень строгими, в частности, по сравнению с другими применениями в области пищевых продуктов. Так, например, исследования показали, что показатель миграции (M, ) по отношению к общему органическому содержанию углерода (ТОС) может составлять менее 0,25 миллиграмм на литр в сутки, а показатель поглощения хлора (M,) может составить менее 0,2 миллиграмм на литр в сутки. В этом отношении указанный измерительный прибор согласно изобретению может соответствовать требованиям, содержащимся, например, в действующей, по меньшей мере, в Германии «Инструкции по гигиенической оценке покрытий из эпоксидной смолы, контактирующих с питьевой водой» и относящимся к оборудованию распределительных сетей, в частности, на магистральных линиях, и/или требованиям действующего, по меньшей мере, в США стандарта NSF/ANSI 61, касающимся компонентов системы питьевой воды. Также установленный в трубопроводе измерительный прибор может удовлетворять действующим в Англии требованиям контрольных предписаний по допуску к применению для питьевой воды "Water Regulation Advisory Schema BS 9620" и/или во Франции требованиям документа «Dossier de Demande d'Acs pour Accessoires». Таким образом предлагаемые измерительные приборы согласно изобретению с футеровкой из полиуретана могут заменить собой традиционно применяемые или предусмотренные для применения в сфере питьевой воды встроенные в трубопровод измерительные приборы описанного типа со сравнительно дорогостоящей футеровкой из полифторамида, политетрафторэтилена, эбонита и пр.