ЛИНИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РУКАВА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к резинотехнической промышленности и может быть использована для изготовления напорных рукавов высокого давления.
Прототипом является способ производства гибкого рукава, включающий нанесение трубчатого внутреннего слоя из натурального или синтетического каучука на дорн, затем нанесение на внутренний слой усилительной оплетки из металлической проволоки или пластиковой мононити, затем экструзию трубчатого наружного слоя из синтетического каучука поверх усилительной оплетки, затем экструзию тонкой оболочки из одноразовой резины поверх наружного слоя, на котором находится проволока для последующего удаления оболочки из одноразовой резины, затем вулканизацию собранного рукава и, наконец, удаление оболочки из одноразовой резины и извлечение дорна - патент Великобритании №1210182, F16L 11/08, 1970 г.
Способ по патенту проиллюстрирован устройством для изготовления различного типа рукавов.
Известное устройство - линия для изготовления рукава - обладает следующими недостатками:
- экструзия наружного слоя резины и защитной резиновой оболочки являются отдельными технологическими операциями;
- одноразовое применение защитной резиновой оболочки и проволоки для ее снятия увеличивает конечную себестоимость продукта;
- использование в качестве защитной оболочки резины при вулканизации увеличивает риск слипания однородных слоев; применение разделительного средства не исключает возможности того, что при вулканизации излишки разделительного средства могут оставить неровные следы на поверхности рукава, отчего он уже перестает быть гладким;
- при изготовлении длинные куски рукава (до 180 м) в защитной резиновой оболочке перед вулканизацией дополнительно обматываются (бандажируются) тканым хлопчатобумажным материалом, который после вулканизации удаляется с рукава.
В связи с этим, предложенным устройством решается техническая задача повышения технологичности процесса изготовления рукава высокого давления путем увеличения скорости его изготовления при оптимальном использовании имеющегося оборудования.
Эта задача решена линией изготовления рукава высокого давления, включающей в себя в порядке указанной технологической последовательности участок подготовки дорна, участок экструзии, участок оплетки и/или участок навивки, участок бандажа, автоклав, участок выбивки дорна, тестирования и формирования готовой продукции, при этом, участок подготовки дорна включает в себя разматывающее устройство, узел нанесения на дорн разделительного средства, наматывающее устройство, участок экструзии включает в себя экструдер для резины, экструдер для пластика, ванну охлаждения, транспортер, рольганг, два наматывающих устройства, одно из которых - для вулканизационного барабана, разматывающее устройство, четыре измерительных головки для контроля диаметров, каландр, охлаждающие барабаны, транспортер, при изготовлении промежуточного слоя резины на участке экструзии в качестве разделительного средства между слоями используется полиэтиленовая пленка, участок оплетки и/или участок навивки включает в себя холодильник, оплеточную машину и/или навивочный агрегат, устройство наложения промежуточного слоя резины, участок бандажа включает в себя два наматывающе-разматывающих устройства, бандажную машину, машину для подготовки ленты, участок выбивки дорна, тестирования и формирования готовой продукции включает в себя разматывающее устройство для вулканизационного барабана, дробилку для снятия и грануляции полимерного слоя, систему водяной выпрессовки.
Возможны следующие частные исполнения устройства:
- узел нанесения на дорн разделительного средства представляет собой емкость с системой циркуляции разделительного средства;
- в качестве разделительного средства, наносимого на дорн, используется смазка Lubko или McLube или другие смазки на основе силикона или парафина;
- каждая измерительная головка для контроля диаметров рукава участка экструзии представляет собой лазерную головку с программным обеспечением, соединенную с обоими экструдерами через станцию управления для регулирования подачи резиновой смеси и пластика;
- участок оплетки содержит 24-х и/или 36-ти шпульную оплеточную машину;
- на разматывающие устройства участка оплетки и участка навивки поступает проволока с машины для перемотки проволоки;
- участок экструзии дополнительно содержит лазерный принтер для маркировки рукава;
- маркировка рукава содержит следующие данные: наименование предприятия, товарный знак, тип рукава, обозначение нормативного документа, номинальный диаметр, рабочее давление, номер партии, дату производства;
- автоклав оснащен системой воздушного охлаждения и системой управления, программа которой обеспечивает, через пульт управления, параметры технологического режима вулканизации;
- пластик из дробилки подается в экструдер для пластика;
- дорн после выбивки системой водяной выпрессовки разбраковывается и стыкуется в устройстве для спайки дорна для повторного использования;
- участок выбивки дорна, тестирования и формирования готовой продукции дополнительно содержит счетчик метража, стол для намотки бухт и тельфер для их снятия;
- испытательный стенд включает в себя зажимной пресс, два барабана и насосную станцию;
- маркировка бухты содержит следующие данные: наименование предприятия и товарный знак, тип рукава, обозначение нормативного документа, номер партии, длину бухты, дату производства.
На чертеже представлена схема линии изготовления рукава высокого давления.
Линия включает в себя, в порядке указанной технологической последовательности, участок 1 подготовки дорна, участок 2 экструзии, участок 3 оплетки, участок 4 навивки, участок 5 бандажа, автоклав 6, участок 7 выбивки дорна, тестирования и формирования готовой продукции.
Участок 1 подготовки дорна включает в себя разматывающее устройство 8, узел 9 нанесения на дорн разделительного средства, наматывающее устройство 10.
Узел 9 представляет собой емкость с системой циркуляции разделительного средства. В качестве емкости может использоваться металлический бак с насосом. В бак заливается смазка, насос из бака прокачивает смазку через трубку, под которой проходит дорн, обратно в бак. При этом дорн покрывается смазкой, излишки которой стекают в бак.
Участок 2 экструзии включает в себя экструдер 11 для резины, экструдер 12 для пластика, ванну 13 охлаждения, транспортер 14, рольганг 15, лазерный принтер 16, наматывающее устройство 17 для технологического барабана, наматывающее устройство 18 для вулканизационного барабана, разматывающее устройство 19, четыре измерительных головки 20 для контроля диаметров рукава, каландр 21, охлаждающий барабан 22, транспортер 23.
Участок 3 оплетки включает в себя холодильник 24, оплеточную машину 25, устройство 26 наложения промежуточного слоя резины, транспортер 27, наматывающее устройство 28, разматывающее устройство 29.
Участок 4 навивки включает в себя холодильник 30, навивочный агрегат 31, устройство 32 наложения промежуточного слоя резины, транспортер 33, наматывающее устройство 34, разматывающее устройство 35.
На участки 3 и 4 в оплеточную машину 25 и навивочный агрегат 31 подготовленная проволока подается скомплектованная на шпулях с машины 36 для перемотки проволоки.
Участок 5 бандажа включает в себя наматывающе-разматывающие устройства 37, 38, бандажную машину 39, машину 40 для подготовки ленты.
Участок 7 выбивки дорна, тестирования и формирования готовой продукции включает в себя разматывающее устройство 41 для вулканизационного барабана, дробилку 42 в виде стрипперного устройства для снятия и гранулирования полимерного слоя, в качестве которой используется устройство с роторными ножами; систему водяной выпрессовки 43, устройство 44 для спайки дорна, зажимной пресс 45, два барабана 46, насосную станцию 47, счетчик метража 48, стол 49 для намотки бухт и тельфер 50 для их снятия.
Линия работает следующим образом.
Поступающие на предприятие сырье и материалы, необходимые для производства рукавов высокого давления (РВД) проходят входной контроль в соответствии с технической документацией - техническими условиями и спецификациями.
С устройства 44 для спайки дорна участка 7 дорн поступает на разматывающее устройство 8 участка 1, проходя через узел 9 нанесения на дорн тонкого слоя разделительного средства для обеспечения более легкого в последующем его извлечения.
В качестве разделительного средства используется смазка Lubko (Швеция) или McLube (США) или другие смазки на основе силикона или парафина.
После этого гибкий дорн наматывается на технологический барабан наматывающего устройства 10 и поступает на участок 2 экструзии, где вначале, с разматывающего устройства 19 при переходе с транспортера 14 на рольганг 15, на дорн, при использовании экструдера 11 для резины, наносится внутренний слой, т.е. происходит процесс нанесения резиновой смеси на подготовленный дорн.
На участке 2 экструзии изготавливается также промежуточный слой.
Для этого резиновая смесь из экструдера 11 для резины пропускается через каландр 21, проходит через охлаждающий барабан 22, прокладывается полиэтиленовой пленкой и режется на полосы определенной ширины, в соответствии с ассортиментом. Эти полосы сматываются в катушки и передаются на участки оплетки и навивки для использования в устройстве наложения промежуточного слоя резины.
Во время работы линии контроль диаметров входящего дорна и выходящей камеры (внутреннего резинового слоя) производится соответствующими лазерными измерительными головками 20. Лазерные головки 20, контролирующие диаметр выходящей камеры, посредством программного обеспечения связаны со станцией управления экструдерами 11, 12 для регулирования подачи резиновой смеси - из экструдера 11 и пластика - из экструдера 12.
После ванны 13 охлаждения и транспортера 14, дорн с камерой проводится по рольгангу 15 на наматывающее устройство 17.
Далее производится помещение дорна с камерой на участок 3 оплетки или на участок 4 навивки. Это зависит от заданного типа производимого рукава и количества слоев проволочного покрытия: если задан оплеточный тип рукава, то работа осуществляется на участке 3 оплетки, если задан навивочный тип рукава, то работа осуществляется на участке 4 навивки.
При наложении двух слоев проволоки барабан с устройства 17 устанавливают в разматывающее устройство 29 участка 3.
Перед наложением проволоки дорн с нанесенным внутренним слоем (камерой) проходит через холодильник 24, где охлаждается до температуры -10/-20°С.
Наложение силового каркаса - проволочного покрытия - производится на 24-х и 36-ти шпульных оплеточных машинах.
Проволока на оплеточную машину 25 поступает скомплектованная на шпулях по несколько нитей в пряди с машины 36 для перемотки проволоки.
Оплеточная машина 25 имеет две деки для наложения двух слоев проволоки; между деками на первый слой оплетки производится наложение промежуточного слоя.
Устройство наложения промежуточного слоя резины содержит катушки со слоями полос резины необходимой ширины, проложенными полиэтиленовой пленкой, изготовленные на участке 2 экструзии.
При наложении на рукав резиновой полосы с помощью направляющих роликов, происходит освобождение слоя резины от полиэтиленовой пленки, которая сматывается в рулон.
Оплетенный или навитый проволокой резиновый слой передается на участок 2 экструзии, где производится нанесение наружного резинового покрытия с помощью экструдера 11 для резины.
Затем производится маркировки рукава лазерным принтером 16 которая содержит следующие данные:
- наименование предприятия и товарный знак;
- тип рукава;
- обозначение нормативного документа;
- номинальный диаметр;
- рабочее давление;
- номер партии;
- дату производства.
Рукав навивочной конструкции проходит обработку на участке 5 бандажа.
Бандажная машина 39 служит для наложения нейлоновой бинто-ленты на наружный резиновый слой рукава перед процессом вулканизации в автоклаве 6 для создания предварительной опресовки.
Для этого после нанесения наружного резинового слоя на участке 2 экструзии, рукав помещают в наматывающее устройство 18 вулканизационного барабана. Затем устройство 18 устанавливается в наматывающе-разматывающее устройство 37 и, проходя через бандажную машину 39, маркируется термо-лентой, бинтуется нейлоновой бинто-лентой и наматывается на вулканизационный барабан. После бандажирования вулканизационный барабан помещается в автоклав 6.
После процесса вулканизации и остывания, вулканизационный барабан устанавливается в размоточно-намоточное устройство 38 и пропускается через бандажную машину 39, где с рукава удаляется бинто-лента и маркировочная термо-лента, а рукав сматывается на вулканизационный барабан.
Разбинтованный рукав передается на участок 7 выбивки дорна, тестирования и формирования готовой продукции.
Снятая с рукава бинто-лента передается в машину 40 для подготовки ленты, т.е. ее перемотки для повторного применения.
Рукава оплеточной конструкции проходят обработку на участке 2 экструзии.
Здесь производится нанесение защитной пластиковой оболочки с помощью экструдера 12 для пластика.
Рукав с наружным слоем резины в пластиковой оболочке проходит через ванну 13 охлаждения и транспортер 14 на наматывающее устройство 18 для вулканизационного барабана, которое с помощью автопогрузчика подается в автоклав 6 для вулканизации.
Автоклав 6 оснащен системой воздушного охлаждения и системой автоматического управления, программа которой обеспечивает, через пульт управления, параметры технологического режима вулканизации.
После вулканизации рукав охлаждается до температуры окружающей среды, наматывающее устройство 18 вставляется в разматывающее устройство 41 для вулканизационного барабана участка 7.
С разматывающего устройства 41 рукав проходит через дробилку 42, в качестве которой используется стрипперное устройство с роторными ножами для снятия и гранулирования пластиковой оболочки.
Освобожденный от пластиковой оболочки рукав наматывается на приемный барабан 46.
После заполнения приемного барабана 46 один свободный конец рукава через зажимной пресс 45 соединяется с системой водяной выпрессовки 43, в которой вода под давлением подается в слой между дорном и внутренним слоем резиновой смеси с постепенным увеличением давления для удаления дорна.
Затем производится проверка рукава на герметичность, его упаковка.
После выбивки дорна второй свободный конец рукава закрепляется в зажимном прессе 45, после чего проводятся испытания на герметичность и удлинение. По окончании испытаний рукав освобождается из пресса 45 и продувается сжатым воздухом для удаления воды; для полного удаления воды через рукав продувается поролоновая губка.
Одновременно с проведением испытаний на одном барабане 46, производится смотка или заполнение другого барабана 46.
После проведения гидравлических испытаний рукав подается на дисковое устройство резки для вырезки дефектных мест и обрезки концов рукава, чтобы его края перед намоткой были гладкими.
Разбраковка, упаковка, измерение длины рукавов и резка на рабочие длины производятся в соответствии с требованиями стандартов.
Рукав, прошедший тестирование и вырезку дефектных мест, сматывают в бухты на столе 49 при контроле длины счетчиком метража 48. Бухты перевязываются в четырех местах скотчем (небольшие бухты), шпагатом или упаковочной лентой. Каждая бухта снабжается ярлыком, на котором содержатся следующие данные:
- наименование предприятия и товарный знак;
- наименование и тип рукава;
- обозначение нормативного документа;
- номер партии;
- длина бухты;
- дата производства.
Упакованный в бухты рукав с помощью тельфера 50 переносится на паллеты и автопогрузчиком вывозится на склад.
Выбитый дорн проходит контроль на соответствие диаметра, на удаление дефектных мест и короткомеров, проходит через устройство 44 для спайки дорна и сматывается на технологический барабан. Короткие участки, стыковка которых невозможна или нецелесообразна, а также участки дорна с диаметрами, не соответствующими требованиям, признаются браком и списываются. Участки дорна, признанные годными, проходят стыковку. Полиамидные и полипропиленовые дорны спаиваются в устройстве 44 для спайки дорна.
Таким образом, предлагаемая линия изготовления рукавов высокого давления является высокотехнологичной, т.к. позволяет увеличить скорость производства рукавов высокого давления с различным количеством слоев проволочной оплетки при оптимальном использовании оборудования, входящего в комплектацию. В то же время использование полиэтиленовой пленки для разделения слоев резины при изготовлении промежуточного слоя является средством, с помощью которого улучшается сцепление между слоями рукава по сравнению с обычным способом применения для этого талька, а также позволяет повысить культуру производства, исключив выделение взвеси талька в воздух и оседания его на пол, следствием чего является его скользкая поверхность, что может привести к травме персонала.