УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ ИЗ АРМИРОВАННЫХ ПЛАСТМАСС Российский патент 1998 года по МПК B29C53/56 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к химическому, и может быть использовано, например при производстве труб из армированных пластмасс и других изделий.

Известно устройство для непрерывного изготовления труб, которое обеспечивает образование полого цилиндра на жестком цилиндрическом теле, состоящем из отдельных элементов, перемещающихся вдоль этого тела с постоянной и одинаковой скоростью, при этом каждый элемент поочередно совершает цикл, состоящий из рабочего движения вперед и быстрого возврата в исходное положение. Устройство содержит кулачок (копир), контактирующий с элементами (секторами), расположенными в прорези корпуса. Упомянутые элементы (сектора) образуют цилиндрическую поверхность, на которой осуществляется формирование полого цилиндра (SU, авторское свидетельство, 106359, кл. B 29 C 53/64, 1956).

Описанное выше устройство относится к числу тех, которые обеспечивают самостоятельный сход трубы с оправки, что существенно увеличивает производительность процесса изготовления труб. Однако конструкция оправки в таком устройстве сравнительно сложная, нетехнологичная, а оправка может быть использована только для одного типоразмера. При необходимости типоразмера трубы существенно увеличивается вес оправки. При малых типоразмерах трубы и большой длине оправки ее жесткость может оказаться недостаточной из-за значительного собственного веса, к которому в процессе изготовления добавляется и вес трубы.

Наиболее близким к заявляемому решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является устройство для непрерывного изготовления труб из армированных пластмасс, включающее смонтированные на станине консольную вращающуюся оправку, укладчик армирующего материала, узел подачи связующего и полимеризационные камеры и дополнительную опору. При этом дополнительная опора установлена на конце оправки эксцентрично ее оси и выполнена в виде смонтированной с возможностью вращения обоймы, в которой через тела качения расположены сектора с образованием цилиндрической поверхности для сопряжения с нижней поверхностью изделия, и размещенного в верхней части обоймы в зоне контакта с секторами упора (SU, авторское свидетельство, 1388310, кл. D 29 C 53/56, 1988).

Введение опоры позволяет увеличить производительность устройства для непрерывного изготовления химически стойких труб, однако в зоне контакта с поверхностью опоры при равной степени отверждения могут возникнуть дефекты, которые в значительной степени определяются нагрузкой, создаваемой на опору за счет веса оправки и формуемой трубы. Удлинение рабочей части консольной оправки приводит к потере жесткости и к увеличению нагрузки на опору. Работа устройства в целом становится ненадежной, что неизбежно ведет к потере качества изделий.

Техническим результатом данного устройства является расширение его функциональных возможностей и обеспечение надежности устройства и качества изделий, изготовленных с помощью этого устройства.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для непрерывного изготовления труб из армированных пластмасс, включающем смонтированные на станине консольную вращающуюся оправку, укладчик армирующего материала, узел подачи связующего, полимеризационные камеры и дополнительную опору, согласно изобретению, оправка выполнена как продолжение вала и содержит блок секторов, соединенный с приводным валом с возможностью смены, при этом консольная часть блока секторов образует внутреннюю полость, в которой размещены опорные внутренние элементы.

Опорные внутренние элементы выполнены либо из чередующихся шаров и многогранников, число граней которых равно числу секторов в блоке, либо из многогранников, при этом общая длина опорных внутренних элементов вдоль оси консольной части блока секторов составляет 10 - 30% длины консольной части блока секторов.

Диаметрально противоположные сектора жестко соединены.

Использование комбинации шариков с многогранниками целесообразно при меньших размерах внешнего диаметра оправки, а только многогранники используют при больших диаметрах оправки.

Суммарная длина опорных внутренних элементов зависит от целого ряда параметров, включая соотношение между диаметрами оправки и ее длиной, которая в свою очередь зависит от типа связующего и скорости отверждения.

Суммарная длина внутренних опорных элементов лежит в указанных выше пределах (10 - 30%) в зависимости от отношения диаметра оправки к длине консольной части блока секторов. Вследствие выполнения оправки как продолжение приводного вала, и в виде блока секторов, соединенного с приводным валом с возможностью смены, причем консольная часть секторов образует внутреннюю полость, в которой размещены опорные внутренние элементы, обеспечивается уменьшение веса оправки, возможность смены оправки, а также необходимая жесткость, и за счет этого упрощается его конструкция, расширяются функциональные возможности устройства, так как смена блока секторов позволяет быстро перейти на другой типоразмер, что особенно важно при изготовлении труб большого диаметра в условиях непрерывного производства. Обеспечение необходимой жесткости для оправок в широком диапазоне отношений диаметра к длине позволяет изготавливать изделия высокого качества, так как деформация оправки при такой конструкции исключена.

Вследствие выполнения опорных внутренних элементов в виде комбинации шариков и многогранников или только в виде многогранников при условии, что общая длина опорных внутренних элементов будет составлять 10 - 30% длины консольной части блока секторов, обеспечивается максимальная жесткость при минимальном весе оправки, и за счет этого возможно расширение диапазона типоразмеров изделий, которые возможно изготовить с помощью предлагаемого устройства, так как облегчается смена оправок.

Вследствие жесткого соединения диаметрально противоположных пар секторов, обеспечивается дополнительная жесткость в тех случаях, когда использование шариков и многогранников затруднено, например, при малых размерах оправки, или наоборот при больших, когда используют только многогранники, и за счет этого упрощается устройство, так как уменьшается количество тяг и роликов, которые соединяют сектора с приводом, сохраняются достигнутые технико-экономические характеристики устройства в целом при расширении диапазона типоразмеров, которые могут быть изготовлены с помощью данного устройства.

С помощью устройства возможно изготовление труб с внутренним диаметром от 30 до 300 мм и более.

Кроме этого, заполнение полости, образованной секторами, только на 10 - 30% опорными внутренними элементами уменьшает силу трения, которая обычно имеет место между секторами и несущими их стержнями сложной конструкции.

На фиг. 1 показан узел, включающий блок секторов с приводным валом, элементы зубчатой передачи и блок катушки с защитной лентой, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б с шаровым внутренним опорным элементом на фиг. 1; на фиг. 4 - вид В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение Б с многогранным (восьмигранным) внутренним опорным элементом и штифтом, фиксирующим его положение относительно двух секторов на фиг. 1; на фиг. 6 - вид Г-Г (восьмигранный и шаровой внутренний опорный элементы, шестигранный зафиксирован штифтом относительно двух секторов) на фиг. 5; на фиг. 7 - сечение Б с многогранным внутренним опорным элементом, зафиксированным относительно двух секторов штифтом на фиг. 1; на фиг. 8 - вид Д-Д на фиг. 7.

Устройство для непрерывного изготовления труб из армированных пластмасс содержит смонтированный на опорах 1 приводной вал 2 с закрепленными на нем ведомыми элементами 3 зубчатых передач, которые через систему зубчатых колес (на фиг. условно не показаны) передает вращение на копир 4, катушки с защитной лентой 5, хвостовик 6, имеющий число граней, соответствующих числу секторов, и блок секторов 7, опирающийся свободным консольным концом на дополнительную опору 8. Копир 4 через ролики 9, тяги 10 и корончатую шайбу 11 соединен с каждым сектором 12 или 13 блока секторов 7. Причем секторы 13 представляют собой пары, соединенные штифтами 14, которые одновременно фиксируют их относительно внутренних опорных элементов 15. Секторы могут быть зафиксированы друг относительно друга и с помощью винтов 16. Консольная часть блока секторов 7 образует внутреннюю полость, в которой размещены опорные внутренние элементы 15.

Как показано на фиг. 3 и 4, внутренний опорный элемент может быть выполнен в виде шара 15. Шаровая внутренняя опора может быть использована в сочетании с многогранной внутренней опорой так, как это показано на фиг. 5 и 6. Число граней многогранников равно числу секторов в блоке. И, наконец, пара секторов может быть зафиксирована друг относительно друга штифтами 14 и винтами 16 так, как это показано на фиг. 7 и 8. Общая длина опорных внутренних элементов вдоль оси консольной части блока секторов составляет 10 - 30% длины консольной части блока секторов. Причем винт 16 располагают между внутренними опорными элементами 15 в тех случаях, когда жесткости, создаваемой шаровыми или многогранными элементами недостаточно.

Устройство содержит также (на фиг. условно не показаны) укладчик армирующего материала, узел подачи связующего, полимеризационные камеры. Все детали устройства смонтированы на станине.

Устройство работает следующим образом. Через крайнее левое зубчатое колесо 3 от привода вращение передают приводному валу 2 и далее через два других зубчатых колеса 3 - копиру 4, катушкам с защитной лентой 5 секторам 12 и 13, а через хвостовик 6 - блоку секторов 7. При этом ролики 9 двигаются по направляющей канавке копира 4 и через тяги 10, которые разделены между собой корончатой шайбой 11, сообщают возвратно-поступательное движение секторам 12 или 13. Геометрия копирной канавки такова, что в каждый момент времени она обеспечивает движение большей части секторов 12 или 13 в направлении схода готового изделия, и меньшей части в обратном направлении. Таким образом обеспечивают самостоятельный сход готового изделия с блока секторов 7. Скорость схода готового изделия определяется рядом параметров технологического процесса, и может быть установлена путем регулирования кинематической части устройства.

Все операции, связанные с укладкой защитной ленты, подачей армирующего материала, связующего, полимеризацией, устройство выполняет обычным образом.

При необходимости перехода от изготовления труб одного типоразмера к другому блок секторов 7 отсоединяют от приводного вала 2 и от тяг 10, а затем к хвостовику 6 приводного вала 2 присоединяют блок секторов другого типоразмера, выполненного, при необходимости, по одной из приведенных выше схем. После этой операции работа на установке может быть продолжена.

Таким образом, устройство имеет значительно меньший вес и обладает более широкими функциональными возможностями.

Устройство для непрерывного изготовления труб из армированных пластмасс может быть использовано в машиностроении, преимущественно в химическом, при производстве труб из армированных пластмасс и других изделий. В устройстве оправка выполнена как продолжение приводного вала и содержит блок секторов, соединенный с приводным валом с возможностью смены. Консольная часть блока секторов образует внутреннюю полость, в которой размещены опорные внутренние элементы, которые выполнены либо из чередующихся шаров и многогранников, число граней которых равно числу секторов в блоке, либо из многогранников. Общая длина опорных внутренних элементов вдоль оси консольной части блока секторов составляет 10 - 30% длины консольной части блока секторов. Диаметрально противоположные сектора жестко соединены. Устройство имеет значительно меньший вес и обладает широкими функциональными возможностями. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для непрерывного изготовления труб из армированных пластмасс, включающее смонтированные на станине консольную вращающуюся оправку, укладчик армирующего материала, узел подачи связующего, полимеризационные камеры и дополнительную опору, отличающееся тем, что оправка выполнена как продолжение приводного вала и содержит блок секторов, соединенный с приводным валом с возможностью смены, при этом консольная часть блока секторов образует внутреннюю полость, в которой размещены опорные внутренние элементы. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорные внутренние элементы выполнены либо из чередующихся шаров и многогранников, число граней которых равно числу секторов в блоке, либо из многогранников, при этом общая длина опорных внутренних элементов вдоль оси консольной части блока секторов составляет 10 - 30% от длины консольной части блока секторов. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметрально противоположные сектора жестко соединены.