Способ изготовления армированных труб из термопластов и поточная линия для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B29C63/00 B29C63/14 

болочки с наименьшим радиусом кривизы в ее поперечном сечении производят давливание продольных армирующих элеентов, при этом расстояние между проольными армирующими элементами на

аждом /участке термопластичной оболочки ыбирают из условия: .

0,6dapM S

Оарм Ео . гу , ,.-

-. „. g -- D0- П Оарм v- Op Сарм .

;;. ..; . / : .

где $-расстояние между продольными армирующими элементами на каждом участке ермоплаетичной оболочки, м:

«Зарм - диаметр продольных армирую- щих элементов,, м;

п - количество продольных армирующих элементов на каждом участке термоплаетичной оболочки;

Оарм - п редел текучести материалаi про- дольных армирующих элементов, Й/вг:

Еарм - модуль ynpyrdcrifматериала про дольных армирующих элементов. Па;

Do - исходный диаметр термопласшч- ной оболочки, м;.

. а о - предел текучести материале термоплаетичной оболочки. Н/м2:

Ео - модуль упругости материала термо- - пластичной оболочки, Па.

Причем перед сдавливанием продольных армирующих элементов производят ш нагрев в диапазоне температур:

Т,д 1арм tpacn,

где tapM - температура нагрева продольных армирующих элементов, К;

1д - температура термоокислительной деструкции материала термопластичной оболочки, К;

tpacn-температура расплава материала термопластичной оболочки, К.

, При этом поточная линия для изготовления армированных ;труб из термопластов, содержащая установленные по ходу технологического процесса отдающее устройство, узел для наложения поперечной арматуры устройство для наложения за- щитного покрытия, нагреватель поперечной арматуры и приемное устройство, согласно изобретению, снабжена устройством для наложения продольных армирующих элементов, размещенных между отдающим устройством л узлом для наложения поперечных армирующих элементов и выполненным в виде бобин для продольных армирующих элементов и монтажной головки, выполненной в виде цилиндрической

втулки с одной парой упоров для сжатия оболочки и другой пары упоров для вдавливания продольных армирующих элементов, причем одна пара упоров установлена относительно другой в поперечном сечении втулки во взаимно перпендикулярных плоскостях и упоры размещены с возможностью радиального перемещения, при этом устройство для наложения продольных армирующих элементов снабжено нагревателем продольных армирующих элементов, расположенным перед монтажной головкой. Кроме того, приемное устройство выполнено в виде приводного барабана с вертикальной осью вращения и укладчика витков трубы, выполненного в виде цилиндрического ролика с вертикальной осью вращения, установленного с возможностью регулирований угла его наклона в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси поточной линии.

..На фиг. 1 представлен общий вид поточной лилии; на фиг.2 - общий вид монтажной головки; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2.

Поточная линия для изготовления армированных труб из термопластов содержит установленные по ходу технологического процесса отдающее устройство 1, узел для наложения поперечной арматуры, выполненный в виде катушек 2 и 3. устройство 4 для наложений защитного покрытия, нагреватель 5 поперечной арматуры и приемное устройство. При этом поточная линия снабжена устройством для наложения продольных армирующих элементов, размещенным между отдающим устройством 1 и узлом для наложения поперечных армирующих эле- ментов, и выполненным в виде б.обин 6 и монтажной головки 7, выполненной в виде

0 цилиндрической втул ш 8 с одной парой упоров 9 для сжатия оболочки и другой парой упоров 10 для вдавливания продольных ар- . мирующих элементов. Упоры 9 и 10 снабжены износоустойчивыми элементами 11. Причем одна пара упоров 9 установлена относительно другой пары упоров 10 в поперечном сечении втулки 8 во взаимно перпендикулярных плоскостях. Упоры 9 и 10 размещены с возможностью радиального перемещения посредством снабжения их контргайками 12.

Кроме того, устройство для наложения продольных армирующих элементов снабжено нагревателем 13 продольных армирующих элементов, расположенным перед монтажной головкой 7,

При этом приемное устройство выполнено в виде приемного барабана 14с верти- кйльной осью вращения и укладчика витков трубы, выполненного в виде цилиндричв

5

0

В

0

5

5

0

5

ского ролика 15 с вертикальной осью вращения, установленного с возможностью регулирования угла его наклона в вертикальной плоскости, параллельной продольной оси поточной линии, посредством талрепа 16. Барабан 14 соединен с приводом 17 его вращения.

При работе устройства способ реализуется следующим образом.

Готовая длинномерная термопяастич- ная оболочка 18, например, из полиэтилена высокого давления разматывается с отдающего устройства 1, а продольные армирующие элементы 19, например, стальная проволока. - с бобин 6, далее армирующие элементы 19 поступают в нагреватель 13, где производят их нагрев в диапазоне температур:,

Т.д Тарм tpacn.

где tgpn --температура нагрева продольных армирующих элементов 19, К;

1Д - температура термоокислительной деструкции материала термопластичной оболочки 18, К;

tpacn -температура расплава материала термопластичной оболочки 18, К.

Например, для сохранения заданной прочности термопластичнрй оболочки 18 с точкой плавления tpacnn. 120-130°С и температурой термоокислительной деструкции Лд 140°С, температура продольных армирующих элементов 19 была выбрана в интервале 125-130°С. Термопластичная оболочка 18 с нагретыми продольными армирующими элементами 19 пропускается через монтажную головку 7, в которой оболочка 18 деформируется упорами 9, а продольные армирующие элементы 19 вдавливаются в материал оболочки 18 под действием упоров 10. При этом расстояние между продольными армирующими элементами 19 на каждом участке термопластичной оболочки 18 выбирают из условия:

(Шарм S

. . OQ Сарм

арм

. П-1 .

где S - расстояние между продольными армирующими элементами на каждом участке термопластичной оболочки 18, м;

dapM- диаметр продольных армирующих элементов 19, м;

п - количество продольных армирующих элементов 19 на каждом участке термо- плзстичной оболочки 18;

Оарм предел текучести материала продольных армирующих элементов 19, Н/м2; Еарм модуль упругости материала продольных армирующих элементов 19. Па; 5Do - исходный диаметр термопластичной оболочки 18, м;

op предел текучести материала термопластичной оболочки 18. Н/м2;

Ео - модуль упругости материала термо0 пластичной оболочки 18, Па.

Например, при использовании трех продольных армирующих элементов 19 из стальной канатной проволоки диаметром 2,2 мм и начальном диаметре термоплэстич5 ной оболочки 18 Do 90 мм, расстояние между элементами 19 на каждом участке оболочки 18 не должно превышать 3 мм.

Такие размеры расстояния обеспечивают заполнение выдавленным материалом

0 оболочки 18 пространства между элементами арматуры 19 с наименьшим усилием вдавливания, и пропорциональность напряжений в материалах арматуры 19 и оболочки 18 в случае работы в изогнутом состоянии.

5 Из монтажной головки 7 термопластовая оболочка 18 с внедренными продольными армирующими элементами 19 попадает в устройства 2, 3 наложения спиральной поперечной арматуры, выполненной из

0 стальной ленты и наматываемой в противоположных направлениях. На этот силовой каркас с помощью устройства 4 накладывают слой термолластовой ленты с клеющим слоем. После этого термопластовая оболоч5 ка 18 с впаянными продольными армирующими элементами 19 и намотанными спиральными армирующими элементами с нанесенным защитным покрытием попадает а индукционный нагреватель 5, в котором

0 происходит нагрев спиральной арматуры в интервале температур 50-100°С. Выделяемое силовой арматурой тепло улучшает ад- гезию клеящего слоя термопластовой ленты с арматурой, образуя качественное защит5 ное покрытие. Укладчик витков за счет трения готовой армированной трубы 20 и ролик 15, установленный под соответствующим углом, равномерно наматывает готовое изделие на приемный барабан 14. Причем угол

0 .$ отклонения ролика 15 укладчика выбира- , ется равным углуаподъема винтовой линии трубы 20 на барабане 14 и определяется по формуле:

5п dm

tt / arCt9(D6TdTp)

где а- угол подъема винтовой линии трубы на барабане.

/J -угол, отклонения оси ролика.

dTp наружный диаметр готовой трубы;

Об-диаметр барабана.

После заполнения барабана Т4труба 20 отрезается, барабан 14 с трубой 20 поступа- ет для армирования трубы 20 концевыми соединениями и на гидроиспытания.

На привод 17 устанавливается пустой барабан 14 и цикл повторяется.

Изготовление труб из термопластов по данному способу обеспечивает экологически чистое производство без выделения вредных веществ в атмосферу помещения, таких как формальдегид, окись углерода и др. за счет исключения термоокислительной деструкции. Простым конструктивным решением обеспечивается снижение усилия вдавливания продольных армирующих элементов, В результате применения барабана с вертикальной осью вращения и укладчика витков трубы сокращаются занимаемые производственные площади. В совокупности это повышает качество труб с продольными армирующими элементами.

Формула и з о б р ет е н и я .

1. Способ изготовления армированных труб из термопластов, при котором термопластичную оболочку,й поперечные армирующие элементы подают в зону армирования и нагревают поперечные армирующие элементы после наложения их на термопластичную оболочку, от л и чающий с я тем, что в зоне армирования осуществляют сжатие термопластичной оболочки в радиальном направлении на диаметрально противоположных участках, а на диаметрально противоположных участках термопластичной оболочки с наименьшим радиусом кривизны в ее поперечном сечении производят вдавливание продольных армирующих элементов, при этом расстояние между продольными армирующими элементами на каждом участке термопластичной оболочки выбирают из условия

0,6dapM S

Оарм ЕО Jq Едрм

: ; . . . . . п -1:. .. : .

где S - расстояние междупродольными армирующими элементами на каждом участке термопяастичной оболочки, м;

dapM - диаметр продольных армирующих элементов, м;

п - количество продольных армирующих элементов на каждом участке термо- гплэстичной оболочки;

- предел текучести материала продольных армирующих элементов,. Н/м2;

Еарм - модуль упругости материала про- дольных армирующих элементов, Па; Do - исходный диаметр термопластичной оболочки, м;

оь - предел текучести материала термопластичной оболочки, Н/м2;

Ео - модуль упругости материала термо- пластичной оболочки, Па;

причем перёд вдавливанием продольных армирующих элементов производят их нагрев в диапазоне температур

Т.д tapM tpacn,

где Гарм-температура нагрева продольных армирующих элементов, К;

1д - температура термоокислительной деструкции материала терм опластичной оболочки, К}

tpacn-температура расплава материала тёрмопластичной.оболочки, К.

2. Поточная линия для изготовления армированных труб из термопластов, содержащая установленные по ходу технологического процесса отдающее устройство,

узел для наложения поперечной арматуры, устройство для наложения защитного покрытия, нагреватель поперечной арматуры и приемное устройство, отличающеес я тем, что она снабжена устройством для наложения продольных армирующих элементов, размещенным между отдающим устройством и узлрм для наложения поперечных армирующих элементов и выполненным в виде бобин для продольных армирующих элементов и монтажной головки, выполненной в

виде цилиндрической втулки с одной парой упоров для сжатия оболочки и другой пары упоров для вдавливания продольных армиру- ющих элементов, причем одна пара упоров установлена относительно другой в поперечном сечении втулки во взаимно перпендикулярных плоскостях и упоры размещены с возможностью радиального перемещения,

при этом устройство для наложения продольных армирующих элементов снабжено нагре вателем продольных армирующих элементов, расположенным перед монтажной головкой.

3, Поточная линия по п.2, отличающаяся тем, что приемное устройство выполнено в виде приводного барабана с вертикальной осью вращения и укладчика витков трубы, выполненного в виде цилиндрического ролика с вертикальной осью вращения, установленного с возможностью регулирования угла его наклона в вертикальной плоскости, параллельной продоль- ноТй оси поточной линии, .

$7777 -г,

Фаг./

Фиг, 2

W

.

Фиъ.З

Sx n