СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ШЛАНГА В ДВУХ СЕТЧАТЫХ ОПЛЕТКАХ Российский патент 2009 года по МПК F16L11/04 F16L11/08 

Изобретение относится к способам изготовления армированных металлическими оплетками полимерных, например фторопластовых, шлангов для летательных аппаратов, транспортных средств и промышленного оборудования.

Известен способ-прототип изготовления шланга в двух сетчатых оплетках из проволочных прядей (К.Эванс. Технология рукавов. Перевод с англ. Москва. Издательство «Химия», 1978, стр.15; стр.47; стр.93), в ходе которого резиновую камеру насаживают на дорн и покрывают двумя располагаемыми друг на друге слоями сетчатых оплеток, при этом пряди каждой из оплеток направляют перекрестно, переплетают между собой и укладывают на шланг по винтовым линиям с равновесными углами наклона к его продольной оси: θ₁=θ₂=54°44'.

Однако гидростатическая прочность полимерного шланга в двух сетчатых оплетках, изготовленного с применением способа-прототипа, минимальна по причинам:

- равенства равновесных углов в оплетках первого и второго слоев θ₁=θ₂=54°44';

- отсутствия оптимальных соотношений для диаметров проволок и модулей упругости их материалов между оплетками первого и второго слоев.

Предложенный способ изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках направлен на повышение его гидростатической прочности.

Поставленная задача достигается способом изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках из проволочных прядей, в ходе которого полимерную камеру насаживают на дорн и покрывают двумя располагаемыми друг на друге слоями сетчатых оплеток, при этом пряди каждой из оплеток направляют перекрестно, переплетают между собой и укладывают на шланг по винтовым линиям. В отличие от существующего способа пряди первого и второго слоев укладывают на шланг по винтовым линиям с углами наклона к его продольной оси, значения которых устанавливают из соотношений:

0<θ₁<54°44'

где: θ₁ и θ₂ - значения углов наклона винтовых линий к продольной оси шланга при укладке прядей в оплетках первого и второго слоев соответственно;

m₁ и m₂ - плотности укладки проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, %;

d₁ и d₂ - диаметры проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, мм;

E₁ и Е₂ - модули упругости материала проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, кгс/мм²;

t - толщина стенки полимерной камеры, мм;

D_д - диаметр дорна, мм.

Предлагаемый способ имеет также другие отличия, заключающиеся в том, что:

- пряди в оплетках первого и второго слоев составляют из проволок, диаметры которых соотносятся между собой как:

- пряди в оплетках первого и второго слоев составляют из проволок, модули упругости материалов которых соотносятся между собой как:

Повышение гидростатической прочности полимерного шланга в двух сетчатых оплетках достигается:

1. Новым соотношением между значениями углов наклона винтовых линий к продольной оси шланга при укладке прядей в оплетках первого и второго слоев. При этом угол наклона θ₁ при укладке прядей первого слоя назначают в пределах 0<θ₁<54°44', а соответствующий ему угол наклона θ₂ при укладке прядей второго слоя устанавливают из условия равновесия оплеток в целом по формуле:

2. Оптимальным соотношением между диаметрами проволок в прядях оплеток первого и второго слоев, усиливающим положительный эффект (d₂/d₁≤1).

3. Оптимальным соотношением между модулями упругости материалов оплеток первого и второго слоев, усиливающим положительный эффект (E₂/E₁≥l).

Перечень графических изображений:

Фиг.1. Операция №1. Насаживание полимерной камеры на дорн.

Фиг.2. Операция №2. Покрытие полимерной камеры первым слоем сетчатой оплетки.

Фиг.3. Операция №3. Покрытие полимерной камеры вторым слоем сетчатой оплетки.

Реализация предлагаемого способа изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках из проволочных прядей осуществляется последовательным выполнением следующих операций.

Операция №1 (фиг.1). Насаживание полимерной камеры 1 (трубки с размерами D_д×t) на оплеточный дорн 2 диаметром D_д; подача дорна с камерой в оплеточную машину.

Операция №2 (фиг.2). Покрытие полимерной камеры 1 первым слоем сетчатой оплетки 3. Пряди оплетки составляют из проволок диаметром d₁ и модулем упругости материала E₁. Значение угла наклона θ₁ прядей оплетки устанавливают в пределах

0<θ₁<54°44' и обеспечивают настройкой оплеточной машины.

Операция №3 (фиг.3). Покрытие полимерной камеры 1 вторым слоем сетчатой оплетки 4. Значение угла наклона θ₂ прядей оплетки устанавливают в зависимости от значения угла наклона θ₁ (см. операцию №2) по формуле:

и обеспечивают настройкой оплеточной машины. При этом пряди оплетки составляют из проволок, обеспечивая выполнение следующих соотношений:

Операция №4. Съем готового шланга с оплеточного дорна. В качестве примеров представлены три варианта реализации предлагаемого способа изготовления шланга D_y=D_д=18 мм с полимерной камерой в виде фторопластовой трубки с размерами D_y×t=18 мм×1,35 мм (см. табл.1-3).

Плотность оплеток первого и второго слоев принята одинаковой (m₁=m₂=85%).

Оборудование, использованное при реализации способа: машина оплеточная «Унидра-32» (на 32 пряди); дорн оплеточный D_д=18 мм.

Последовательность реализации способа показана выше.

Из показанных вариантов реализации предлагаемого способа изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках видно, что:

1. Гидростатическая прочность шланга минимальна при равновесных углах наклона прядей в обеих оплетках, т.е. при θ₁,=θ₂=54°44'.

2. Гидростатическая прочность шланга отчетливо возрастает с уменьшением угла θ₁ при условии выполнения соотношений:

θ<θ₁<54°44'

При этом положительный эффект (Р_max/Р_min), достигнутый в показанных примерах, усиливается, если для проволок оплеток выполняются соотношения:

Предлагаемый способ изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках обеспечивает заметное повышение его гидростатической прочности.

Изобретение относится к способам изготовления армированных металлическими оплетками полимерных шлангов. Технический результат изобретения - повышение гидростатической прочности шланга. Полимерную камеру насаживают на дорн и покрывают двумя располагаемыми друг на друге слоями сетчатых оплеток, при этом пряди каждой из оплеток направляют перекрестно, переплетают между собой и укладывают на шланг по винтовой линии, при этом соотношение между значениями углов наклона винтовых линий к продольной оси шланга при укладке прядей в оплетках первого и второго слоев, угол наклона θ, θ₁ при укладке прядей первого слоя назначают в пределах 0<θ₁<55°44, а соответствующий ему угол наклона θ₂ при укладке прядей второго слоя устанавливают из условия равновесия оплеток по формуле:

где

m₁ и m₂ - плотности укладки проволок в оплетках первого и второго слоев;

d₁ и d₂ - диаметры проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно;

E₁ и Е₂ - модули упругости материала в оплетках первого и второго слоев соответственно;

t - толщина стенки полимерной камеры;

D_g - диаметр дорна. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

1. Способ изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках из проволочных прядей, в ходе которого полимерную камеру насаживают на дорн и покрывают двумя располагаемыми друг на друге слоями сетчатых оплеток, при этом пряди каждой из оплеток направляют перекрестие, переплетают между собой и укладывают на шланг по винтовой линии, отличающийся тем, что пряди первого и второго слоев укладывают на шланг по винтовым линиям с углами наклона к его продольной оси, значения которых устанавливают из соотношений:
0<θ₁<54°44'

где θ₁ и θ₂ - значения углов наклона винтовых линий к продольной оси шланга при укладке прядей в оплетках первого и второго слоев соответственно;
m₁ и m₂ - плотности укладки проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, %;
d₁ и d₂ - диаметры проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, мм;
E₁ и Е₂ - модули упругости материала проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, кгс/мм;
t - толщина стенки полимерной камеры, мм;
D_d - диаметр дорна, мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пряди в оплетках первого и второго слоев составляют из проволок, диаметры которых соотносятся между собой, как:

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что пряди в оплетках первого и второго слоев составляют из проволок, модули упругости материалов которых соотносятся между собой, как: