СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИ ТРУБ В БУХТУ И ДЛЯ ОБЕРТЫВАНИЯ ПОЛУЧЕННОЙ БУХТЫ
METHOD AND DEVICE FOR PIPE COIL-WINDING AND FOR WRAPPING OF SAID COIL

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для намотки труб в бухту и для обертывания полученной бухты.
В области намотки труб, тросов и прочего в форме бухт известны бухты, полученные намоткой тросов на барабан, вращающийся на ступице, приводимой во вращение двигателем. Известны также различные модели намоточных станков для автоматической намотки труб, изготовленных из пластика или других материалов, которые работают по полностью автоматическому циклу, содержащему по существу следующие этапы, на которых:
- автоматически крепят трубу, подлежащую намотке на барабан, с помощью подсоединенного механического устройства;
- автоматически запускают этап намотки, во время которого второе направляющее трубу устройство распределяет трубу по вращающемуся барабану, пытаясь как можно больше использовать ступенчатое распределение трубы;
- автоматически отрезают трубу, когда будет достигнута заданная наматываемая длина;
- начинают обертывания оберткой готовой бухты по команде оператора;
- когда бухта обернута, автоматически выгружают полученную бухту, которая имеет вид идеально обернутой свернутой трубы требуемой длины, готовой к укладке на поддон.
Известно также применение термоусадочного пластикового материала после завершения намотки для обертывания бухты, чтобы бухта была компактной при последующей выгрузке с барабана, транспортировке и хранении.
Этап обертывания, выполняемый на производственной линии, является, однако, особенно критичным из-за трудностей, связанных с обертыванием передней поверхности бухты, что является обычной операцией, и с обертыванием боковых поверхностей бухты, которая является особенно затруднительной операцией, поскольку на этапе намотки трубы боковые стороны бухты удерживаются между ограничительными фланцами, которые вращаются вместе с барабаном и которые, выполняя функцию обеспечения намотки трубы и пластиковой пленки на переднюю поверхность бухты, фактически препятствуют нанесению пленки на боковые поверхности этой бухты.
Для решения этой проблемы были разработаны станки, в которых круглые ограничительные фланцы могут втягиваться внутрь вращающегося барабана, тем самым освобождая боковые стороны бухты для обертывания; однако такая конфигурация с убирающимися фланцами требует, чтобы фланцы имели радиус, не превышающий половину радиуса барабана, что сильно ограничивает полезный диаметр намотки, что в сочетании с повышенной себестоимостью станка, обусловленной введением многочисленных приводных и управляющих деталей, также приводит к увеличению габаритов станка для одного и того же окончательного диаметра бухты или к уменьшению ее окончательного диаметра.
Примеры таких станков-прототипов описаны в WO 2010/103336, в котором заявлен намоточный станок, в котором по меньшей мере один из дисков, охватывающих бухту, выполнен с возможностью поворота.
В WO 2010/103336 описан намоточный станок, в котором ограничительные фланцы образованы радиальными рычагами, которые работают по одному и синхронно с подачей пленки для обертывания готовой бухты, при этом пленка подается соединенным подающим устройством, которое остается зафиксированным, и в направлении, параллельном оси намотки трубы и пленки или перпендикулярном к продольному направлению подачи пленки.
В WO 2010/103336 каждый отдельный радиальный рычаг вращается вместе с бухтой, когда бухта проходит напротив зоны ввода пленки, т.е. выполняет направленное назад (прямолинейное или вращательное) движение, которое выводит его да пределы зоны, занятой пленкой, позволяя нанести пленку и на боковые поверхности намотанной бухты. Когда зона подачи пленки будет пройдена, удерживающий рычаг возвращается назад в первоначальное положение, чтобы продолжить выполнение функции ограничения бухты во время вращения, пока не будет завершено обертывание.
Таким образом, понятно, что в WO 2010/103336 ограничительные фланцы не зафиксированы и могут вращаться и разделены на отдельные рычаги, которые движутся индивидуально в зависимости от их положения относительно устройства подачи пленки, которое, в свою очередь, зафиксировано в направлении, параллельном оси намотки трубы.
В WO 96/26863 описан способ намотки пленки вокруг бухт, намотанных на цилиндрические деревянные опоры, к которым прикреплены пластины для удержания намотанной бухты. В документе описано, как бухта наматывается вместе с ограничительными пластинами за пределами намоточного станка, и ничего не говорится о решении проблемы нанесения оберточной пленки на боковую часть намотанной бухты, все еще установленной на барабан намоточного станка.
В WO 99/15409 описан станок для намотки и бухты для наматывания пленки, которые расположены соосно боком друг с другом и отдельно друг от друга, и в котором боковые ограничительные части выполнены с возможностью вращения вместе с барабаном во время намотки бухты и пленки и радиально убраны и/или аксиально смещены для удержания бухты, расположенной рядом с наматываемой бухтой, и в котором устройство подачи оберточной пленки выполнено с возможностью перемещения и в направлении, параллельном оси намотки для распределения пленки по ширине каждой бухты и затем по всему комплекту бухт в различных конфигурациях, предназначенных для выборочного разматывания только одной бухты или множества бухт, намотанных и обернутых совместно, в то же время оставляя остальные бухты соответствующим образом обернутыми. В документе отсутствуют указания на проблему распределения пленки на боковые поверхности бухты для ее обертывания.
Таким образом, существует техническая задача создания способа и устройства для намотки труб и т.п. в бухты, позволяющие легкое и недорогое обертывание самой бухты по завершении намотки, и когда бухта все еще находится на намоточном барабане.
В связи с этой задачей требуется также, чтобы станок имел небольшие габариты, был легок и недорог в производстве и сборке и его можно было легко устанавливать у любого пользователя, используя обычные стандартные средства.
Эти задачи достигаются в настоящем изобретении с помощью способа намотки и намоточных барабанов для труб согласно отличительной части п. 1 формулы изобретения и с помощью устройства для намотки и обертывания бухт труб согласно отличительной части п. 6 формулы изобретения.
Далее следует более подробное описание неограничивающего примера настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, где:
фиг. 1 - вид в перспективе станка для намотки и обертывания бухт труб по настоящему изобретению, открытого в состоянии покоя;
фиг. 2 - вид в перспективе станка по фиг. 1 во время закрывания для начала процесса обертывания;
фиг. 3 - вид в перспективе станка по фиг. 1 во время крепления наматываемой трубы;
фиг. 4 - вид в перспективе станка по фиг. 1 во время наматывания трубы;
фиг. 5 - вид в перспективе станка по фиг. 1 в начале обертывания;
фиг. 6 - вид в перспективе станка по фиг. 1 при завершении процесса обертывания;
фиг. 7 - вид в перспективе второго варианта станка по настоящему изобретению во время намотки трубы, и
фиг. 8 - станок по фиг. 7 во время обертывания намотанной бухты.
Как показано на фиг. 1, и предполагая, исключительно для удобства описания и без ограничения, наличие двух осей соответственно продольной Х-Х, соответствующей оси вращения для намотки, и поперечной У-У, соответствующей направлению движения наматываемой трубы и оберточной пленки, станок для намотки труб 1 в бухты и обертывания сформированной бухты термоусадочной пленкой 2 по настоящему изобретению по существу содержит:
- несущую конструкцию 10, к которой прикреплены:
- барабан 20, вращающийся вокруг продольной оси Х-Х и приводимый во вращение валом 11, соединенным с приводным и управляющим средством 15, которое известно и на фиг. 1 показано лишь схематически;
- при этом конструкция 10 выполнена с возможностью перемещения в обоих направлениях продольной оси Х-Х по продольным рельсам 21 из отведенного положения в положение, в котором она вставлена в:
- пару дисков, т.е. дистальный диск 30а и проксимальный диск 30b, для ограничения в продольном направлении наматываемой бухты; при этом диски 30а, 30b зафиксированы и расположены соосно с продольной осью Х-Х и разнесены друг от друга в том же направлении Х-Х на расстояние D1, немного превышающее конечную толщину наматываемой бухты трубы; как показано на чертеже, диски 30а, 30b прикреплены к поддерживающей конструкции 35 и имеют:
- центральное круглое коаксиальное отверстие 31, внутренний диаметр которого больше, чем наружный диаметр барабана 20, и
- выемку 32 в поверхности, эквивалентную сегменту круга с центральным углом предпочтительно от 30° до 120° и предпочтительно от 40° до 90°.
Предпочтительно внутренняя поверхность 30с каждого диска 30а, 30b покрыта антифрикционным материалом, например, тефлоном или подобным, а также имеет сферы 33, также покрытые антифрикционным материалом, при этом такое покрытие и сферы предназначены для облегчения скольжения пленки 2 и трубы 1.
В предпочтительном варианте расстояние D1 между дисками 30а и 30b можно регулировать относительным осевым перемещением проксимального диска 30b относительно дистального диска 30а в направлении, параллельном оси Х-Х намотки, что достигается, например, стягивающими элементами 36 с болтом/внутренней резьбой между дисками 30а, 30b. Таким образом, имеется возможность в начале цикла намотки и обертывания и в зависимости от окончательной ширины намотанной бухты изменять расстояние между дисками 30, и расстояние D1 удерживается фиксированным во время намотки трубы 1 и обертывания пленкой 2. Предпочтительно диски 30а, 30b выполняют функцию ограничения в направлении Х-Х намотанной бухты.
Как показано на фиг. 3, 4, 5 и 6, станок дополняет устройство 40 для подачи и закрепления трубы 1 на барабане 20 и устройство 50 для подачи и закрепления термоусадочной пленки 2 для окончательного обертывания.
Как будет более понятно из нижеследующего, устройство 50 для подачи термоусадочной пленки 2 выполнено с возможностью перемещения параллельно продольной оси Х-Х в обоих направлениях между противоположными концевыми положениями так, чтобы заставить пленку 2 частично выступать с боков бухты в продольном направлении Х-Х.
Устройство 50 для подачи пленки удерживается в положении относительно невращающихся дисков 30а, 30b так, чтобы пленка вошла между дисками 30а, 30b в направлении, по существу касательном к бухте.
При такой конфигурации рабочая последовательность станка имеет следующий вид:
- размещают конструкцию 10, несущую барабан 20 (фиг. 1) в отведенном продольном положении относительно двух дисков 30а, 30b;
- смещают в осевом направлении конструкцию 10 (фиг. 2) так, чтобы вставить барабан 20 в два центральных отверстия 31 в дисках 30а, 30b;
- приводят в действие устройство 40 с фиксированными дисками для подачи трубы 1 (фиг. 3) и крепят трубу к барабану 20 и начинают процесс намотки;
- при достижении запрограммированного диаметра бухты останавливают намотки и отрезают трубу 1;
- приводят в действие устройство 50 для подачи оберточной пленки 2 и крепят пленку на барабане 20;
- вытягивают барабаном пленку 2 с последующей намоткой пленки на сформированную бухту так, чтобы покрыть ее переднюю поверхность;
- синхронно смещают подающее устройство 50 пленки 2 в обоих направлениях по оси Х-Х так, чтобы перевести пленку 2 в положение, где она частично наложена на переднюю поверхность бухты, а частично выступает в продольном направлении относительно бухты для получения обертывающего отогнутого участка 2а на боковой стороне бухты; при этом "синхронное смещение" согласно настоящему изобретению означает, что смещение подающего устройства 50 для пленки 2 в обоих направлениях продольной оси Х-Х происходит так, чтобы пленка 2 выступала вбок с обеих сторон бухты в области открытого сегмента 32 круга фиксированных дисков 30а, 30b; таким образом, во время разматывания пленки эта пленка формирует отогнутый участок 2а на боковых сторонах бухты, завершая ее правильное обертывание;
- по завершении обертывания смещают конструкцию 50 в отведенное положение относительно дисков;
- снимают обернутую бухту;
- при необходимости начинают новый цикл.
Таким образом, понятно, как с помощью устройства для намотки труб в бухты и их обертывания по настоящему изобретению, отличающегося тем, что содержит диски, зафиксированные относительно вращающегося барабана, можно выполнять полное и автоматическое обертывание на производственной линии без ограничения конечного размера бухты, что имеет место в прототипе. С помощью устройства по настоящему изобретению, в частности, можно считать независимыми друг от друга наружный диаметр и внутренний диаметр бухты, которые больше не обусловливают необходимость конструировать ограничительные фланцы в соответствии с размерами намоточного барабана, когда, как в прототипе, эти фланцы вращаются вместе с барабаном и относительно которого они должны отводиться или с которым они должны расцепляться.
В дополнение к этому бухта никогда не снимается с боковой ограничительной поверхности фиксированных дисков, что способствует более равномерной намотке и обертыванию бухты.
С помощью способа и устройства по настоящему изобретению можно также использовать оберточные пленки стандартного и/или одинакового размера для бухт любой толщины, и движение устройства, подающего пленку, между двумя конечными положениями его рабочего хода в продольном направлении по оси Х-Х фактически снимает ограничения на размер пленки в этом продольном направлении.
Во втором варианте устройства по настоящему изобретению, показанном на фиг. 7 и 8, предусматривается, что:
- диск 130а, являющийся дистальным относительно барабана 20, во время всех этапов намотки и обвертывания зафиксирован и в осевом, и во вращательном направлении и имеет по меньшей мере одно отверстие 32 на его поверхности. Как показано на чертежах, диск 130а может быть образован лепестками 131а, которые разнесены друг от друга в осевом направлении, чтобы определять эти отверстия 32;
- диск 130b, являющийся проксимальным относительно барабана, состоит из лепестков 131b, опирающихся на соответствующие рычаги 135, выполненных за одно целое со штоком 136а цилиндра 136 для заранее определенного осевого перемещения лепестков параллельно продольной оси Х-Х из положения, отведенного от наматываемой бухты, в котором проксимальный диск 130b остается вне траектории намотки барабана 20, в положение для ограничения наматываемой бухты, в котором проксимальный диск 130b расположен на соответствующем расстоянии D1 от фиксированного дистального диска 130а и в таком угловом положении, чтобы совместить по меньшей мере одно отверстие 32 на двух дисках 131а, 131b для обертывания бухты пленкой способом, описанным и показанным выше.
Преимущественно в случае варианта по фиг. 7 и 8 ограничение бухты в продольном направлении Х-Х во время намотки трубы 1 выполняется поперечиной 60, которая выполнена с возможностью смещения на барабане 20 в продольном направлении Х-Х для задания продольного размера/ограничения бухты; в конце этапа намотки трубы поперечину отводят от бухты в положение конца хода, а проксимальный диск 130b подводят в положение рядом с бухтой для ее обмотки.
Преимущественно рычаги поперечины 60 снабжены механизмом регулировки радиального отверстия барабана в соответствии с требуемым внутренним диаметром наматываемой бухты, что снимает ограничения, налагаемые на внутренний диаметр размерами центрального отверстия 31 дисков 30а, 30b первого варианта. Фактически наружный диаметр намоточного барабана больше не должен быть меньше диаметра центрального отверстия 31.
Хотя выше был описан пример с промежутком в поверхности ограничительных дисков в форме сегмента круга, этот промежуток может иметь эквивалентные формы при условии, что они выполняют функцию обеспечения синхронизации с движением устройства подачи пленки в продольном направлении.
Крепление пленки 2 для начала операции обматывания также может осуществляться до окончательной обрезки трубы.
Хотя выше были описаны предпочтительные конструктивные формы и примеры настоящего изобретения, следует понимать, что объем защиты настоящего изобретения определяется исключительно приложенной формулой изобретения.