УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОГО КАЛИБРОВАНИЯ ТЕРМОРАСШИРЯЕМОГО ПОЛИМЕРНОГО РУКАВА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к технологии производства терморасширяемого полимерного рукава и его применения в установке для деформационного калибрования внешнего диаметра терморасширяемого полимерного рукава, охлаждения и формирования его коэффициента расширения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Основными задачами устройства для вакуумного калибрования терморасширяемого полимерного рукава является калибровка, охлаждение и формирование его коэффициента расширения посредством деформации. Коэффициент расширения используется при монтаже внутри восстанавливаемого трубопровода посредством санации.
Из уровня техники известна установка для изготовления терморасширяемых полимерных труб, раскрытая в RU 116403 U1, опубл. 27.05.2012. Известная установка включает устройство для нагрева заготовок, вакуумно-калибрующее устройство для профилирования нагретой заготовки, в котором происходит уменьшение диаметра заготовки, устройство охлаждения профилированного изделия, характеризующаяся тем, что устройство для нагрева заготовок выполнено в виде емкости для жидкого теплоносителя с установленными внутри этой емкости по периметру трубчатыми электронагревателями, выполненными с возможностью регулирования степени их нагрева.
Недостатком известного устройства является его ограниченное использование в устройстве калибрирующего устройства исключительно для деформации полимерной заготовки в полимерный жесткий пластмассовый профиль с последующим охлаждением с использованием воды в качестве теплоносителя. Данное устройство не позволяет формировать в деформированной полимерной заготовке заданный коэффициент расширения и использовать сдеформированные в калибрирующем устройстве полимерные заготовки для производства терморасширяемого полимерного рукава.
Кроме того, из уровня техники известно устройство для калибрования терморасширяемого полимерного рукава, раскрытое в RU 2385228 С2, опубл. 27.03.2010, прототип. Устройство для калибрования полимерного рукава содержит корпус, в котором расположен профилирующий калиб для уменьшения диаметра заготовки, направляемой в устройство, при этом калибр охлаждается оборотным водоснабжением температурой 20°С и имеет отверстия по своей поверхности для обеспечения вакуумного прижатия наружной стенки трубы к внутренней стенке калибра.
Недостатками устройства для калибрования терморасширяемого полимерного рукава является высокая себестоимость и сложность процесса производства терморасширяемого полимерного рукава.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задачей заявленной полезной модели является разработка устройства для вакуумного калибрования терморасширяемого полимерного рукава, выполняющего калибровку полимерной модифицированной рукавной заготовки и ее охлаждение с целью получения терморасширяемого полимерного рукава с заданным коэффициентом расширения.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности деформации полимерного рукава при его коэффициенте расширения от 1 до 300%.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для вакуумного калибрования терморасширяемого полимерного рукава содержит цилиндрический корпус, в котором расположена металлическая вставка, имеющая сквозное отверстие, сужающееся по длине корпуса и имеющее U-образную форму поперечного сечения. При этом вставка снабжена отверстиями для создания вакуума и подачи охлаждающей жидкости.
Отверстия для подачи охлаждающей жидкости расположены вдоль корпуса равномерно по периметру окружности на расстоянии 100-350 мм от центра корпуса.
Отверстия для создания вакуума равномерно расположены перпендикулярно продольной оси корпуса в верхней, нижней и боковых частях металлической вставки по длине корпуса.
Сквозное отверстие металлической вставки выполнено формой продольного сечения в виде усеченного конуса.
Начальный диаметр металлической вставки составляет 20-600 мм.
Конечный диаметр металлической вставки составляет от 4-16 до 120-480 мм.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение будет более понятным из описания и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
Фиг. 1 - поперечный разрез устройства для вакуумного калибрования терморасширяемого рукава;
Фиг. 2 - продольный разрез устройства для вакуумного калибрования терморасширяемого рукава.
1 - корпус; 2 - металлическая вставка; 3 - модифицированная полимерная заготовка; 4 - отверстие для подачи охлаждающей жидкости; 5 - отверстия для создания вакуума; 6 - штуцер для создания вакуума; 7 - штуцер для подачи охлаждающей жидкости; 8 - штуцер для вывода охлаждающей жидкости.
В соответствии с изобретением (см. фиг. 1 и 2) устройство для вакуумного калибрования терморасширяемого полимерного рукава, содержащее корпус (1), в котором расположена металлическая вставка (2), имеющая сквозное отверстие, сужающееся по длине корпуса и имеющее U-образную форму поперечного сечения, при этом металлическая вставка (2) снабжена отверстиями для создания вакуума (5) и подачи охлаждающей жидкости (4). В устройстве создается давление 0,5-0,9 атм.
Отверстия (4) для подачи охлаждающей жидкости расположены вдоль металлической вставки (2) равномерно по периметру окружности на расстоянии 100-350 мм от центра корпуса.
Отверстия (5) для создания вакуума равномерно расположены перпендикулярно продольной оси корпуса в верхней, нижней и боковых частях металлической вставки (2) по длине корпуса.
Начальный диаметр (в месте подачи модифицированной полимерной заготовки (3)) металлической вставки (2) составляет 20-600 мм.
Конечный диаметр (в месте выхода модифицированной полимерной заготовки (3)) металлической вставки (2) составляет от 4-16 до 120-480 мм. Таким образом, при начальном диаметре металлической вставки (2) 20 мм, конечный диаметр металлической вставки (2) составляет от 4-16 мм, а при начальном диаметре металлической вставки (2) 600 мм, конечный диаметр металлической вставки (2) составляет от 120-480 мм.
Сквозное отверстие металлической вставки (2) выполнено формой продольного сечения в виде усеченного конуса.
В верхней части металлической вставки (2) в ее поперечном сечении расположено два отверстия для создания вакуума (5), расположенные на расстоянии 20-600 мм от вертикальной поперечной оси корпуса (1). В нижней части металлической вставки (2) в ее поперечном сечении расположено два отверстия для создания вакуума (5), расположенные под углом 30-60° к вертикальной поперечной оси корпуса (1). В боковых частях металлической вставки (2) в ее поперечном сечении расположено по одному отверстию для создания вакуума (5), расположенные вдоль горизонтальной поперечной оси корпуса (1).
В качестве полимера, применяемого в качестве модифицированной полимерной заготовки для терморасширяемого полимерного рукава, применяют полимеры на основе полиэфинов, выбранных из группы: полиэтилен, сэвилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, натуральный каучук, синтетические каучуки, полисилоксаны, полиамиды, полиэтиленоксид. При этом терморасширяемый полимерный рукав подвергают радиационному модифицированию при воздействии на него пучками электронов с энергией 0,5-10 МэВ и дозой облучения 1-100 Мрад до подачи его в устройство для вакуумного калибрования.
Устройство для вакуумного калибрования терморасширяемого полимерного рукава позволяет подавать в него модифицированную полимерную заготовку (3) с диаметром 20-600 мм, а на выходе из устройства заготовка сужается до диаметра от 4-16 до 120-480, что соответствует уменьшению диаметра на 20-80% и коэффициенту расширения от 1 до 300% в зависимости от поставленных задач по использованию в процессе монтажа при санации восстанавливаемого трубопровода теромрасширяемым полимерным рукавом.
p
Коэффициент расширения сдеформированного терморасширяемого рукава (К, %) определяется по формуле:
где
p
К - коэффициент расширения сдеформированного терморасширяемого рукава;
з
D - внешний диаметр модифицированной полимерной заготовки;
сд
D - внешний диаметр сдеформированного терморасширяемого полимерного рукава.
Устройство для вакуумного калибрования терморасширяемого рукава работает следующим образом.
Нагретая до температуры текучести (150±15°С) модифицированная полимерная заготовка (3) подается на вход устройства для вакуумного калибрования терморасширяемого рукава в металлическую вставку (2), внутри металлической вставки (2) модифицированная полимерная заготовка (3) к выходу из устройства для вакуумного калибрования терморасширяемого рукава. При этом устройство для вакуумного калибрования терморасширяемого рукава снабжено средством охлаждения, представляющим собой штуцер для подачи (7) и вывода (8) охлаждающей жидкости (воды), связанные с отверстиями (4) для подачи охлаждающей жидкости, которые расположены вдоль металлической вставки равномерно по периметру окружности на расстоянии 100-350 мм от центра корпуса. Кроме того устройство для вакуумного калибрования терморасширяемого рукава снабжено отверстиями (5) для создания вакуума равномерно расположены перпендикулярно продольной оси корпуса в верхней, нижней и боковых частях металлической вставки (2) по длине корпуса, при этом отверстия (5) для создания вакуума связаны со штуцером для создания вакуума. При перемещении модифицированной полимерной заготовки (3) внутри металлической вставки (2), сужающейся по длине корпуса и имеющей U-образную форму поперечного сечения, за счет создаваемого вакуума (0,5-0,9 атм) через штуцеры для создания вакуума (5) посредством отдельно стоящего вакуумного насоса терморасширемый рукав плотно прижимается к внутренней поверхности металлической вставки (2) U-образной формой. При перемещении пластичная модифицированная полимерная заготовка (3) деформируется в «U» форму и вытягивается на конце устройства для вакуумного калибрования терморасширяемого рукава, при этом на выходе из устройства для вакуумного калибрования терморасширяемого рукава диаметр модифицированной полимерной заготовки (3) уменьшается на 20-80%, что соответствует коэффициенту расширения от 1 до 300 %. За счет средства охлаждения, расположенного внутри металлической вставки (2), при перемещении деформируемой модифицированной полимерной заготовки (3) внутри металлической вставки (2) происходит снижение температуры разогрева деформируемой модифицированной полимерной заготовки (3) и фиксация полученной деформации для последующего применения в качестве терморасширяемого рукава.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет изготовить терморасширяемый рукав U-образной формы из модифицированной полимерной заготовки с заданным коэффициентом расширения. Коэффициент расширения может варьироваться в диапазоне от 1 до 300% в зависимости от поставленных задач по использованию в процессе монтажа при санации восстанавливаемого трубопровода теромрасширяемым полимерным рукавом.
Полезная модель была раскрыта выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления полезной модели, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, полезную модель следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой полезной модели.