УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам для изготовления гибких трубопроводов, шлангов, рукавов, навитых из ленточных материалов.
Такие трубопроводы могут быть использованы в системах вентиляции, кондиционирования воздуха, транспортировки сред, для защиты от абразивной пыли и т.д.
В качестве прототипа выбрано устройство для изготовления гибких трубопроводов [Патент полезную модель РФ №51701, опубл. 12.10. 2005]. Устройство имеет в своем составе опору, на которой консольно закреплена оправка для навивки ленты, снабженная приводом вращения. Имеется также устройство для подачи ленты и средство, обеспечивающее получение неразъемного соединения зоны перекрытия соседних витков ленты. Оправка представляет собой сборную конструкцию с двумя основаниями, одно из которых закреплено на опоре, второе является свободным. Основания соединены между собой осевой стяжкой, между основаниями установлены валы, по меньшей мере, один из которых является ведущим и соединен с приводом вращения. На обоих основаниях концы валов равномерно распределены по соосным окружностям равного диаметра, при этом концы валов на свободном основании смещены по окружности на радиальный угол по отношению к концам валов на основании, закрепленном на опоре, а устройство для подачи ленты выполнено с обеспечением возможности ее подачи на один из валов тангенциально ему.
Однако указанное устройство не позволяет обеспечить соосность ведущего вала оправки и сварочного ролика, при изменении размера трубопровода (диаметра), так и шага навивки, что приводит к увеличению риска выпуска бракованных изделий. Кроме того, наличие привода на вал оправки сильно ограничивает возможность производства трубопроводов малых диаметров.
Задача, решаемая полезной моделью - снижение риска появления некачественного шва.
Поставленная задача решается изменением конструкции.
Устройство для изготовления гибких трубопроводов имеет в своем составе опору, на которой консольно закреплена оправка для навивки ленты. Также имеется устройство для подачи ленты, прижимной ролик, и средство обеспечивающее получение неразъемного соединения зоны перекрытия соседних витков ленты. Оправка представляет собой сборную конструкцию с двумя основаниями, одно из которых закреплено на опоре. Основания соединены между собой осевой стяжкой. Между основаниями установлены валы, один из которых является опорным. На обоих основаниях концы валов равномерно распределены по окружностям равного диаметра, таким образом, что концы каждого вала смещены относительно друг друга на радиальный угол. Устройство для подачи ленты выполнено с обеспечением возможности ее подачи на опорный вал таким образом, что ее продольная ось перпендикулярна оси опорного вала. От прототипа заявляемая конструкция отличается тем, что дополнительно содержит кронштейн, закрепленный на опоре устройства, на кронштейне установлена вилка с обеспечением возможности поворота вокруг вертикальной оси, на концах вилки закреплен упомянутый прижимной ролик, снабженный приводом вращения, ось опорного вала расположена в горизонтальной плоскости и отклонена относительно оси стяжки, прижимной ролик установлен параллельно опорному валу и снабжен механизмом регулирования степени прижима к нему.
В случае, если используется термопластичная полимерная лента, в качестве средства, обеспечивающего получение неразъемного соединения зоны перекрытия соседних витков ленты, используется патрубок для подачи горячего воздуха, за которым расположен прижимной ролик.
Конструкция дополнительно может быть снабжена устройством для подачи армирующего элемента в зону перекрытия соседних витков ленты.
Если используется лента с нанесенным на нее клеем или другим адгезивом то достаточно применение прижимного ролика.
На обоих основаниях могут быть выполнены дополнительные гнезда для установки валов, расположенные по концентрическим окружностям, что позволит изменять диаметр изготавливаемого трубопровода.
Более подробно сущность полезной модели раскрывается в приведенном ниже примере реализации и иллюстрируется фигурами чертежей, на которых представлено: Фиг.1 - опора устройства с закрепленным на нем основанием, Фиг.2 - конструкция оправки в процессе сборки (до окончательной установки валов в рабочее положение); Фиг.3 - схема установки вала на основаниях, вид с торца. Фиг.4 - схема ориентации осей валов, вид сверху. Фиг.5 - то же, изометрия
Устройство имеет в своем составе опору-стойку 1, на которой закреплена оправка для навивки ленты. Оправка установлена консольно и имеет два основания 2, одно из которых закреплено на стойке 1. Основания 2 соединены между собой стяжкой 3, фиксация дистанции между основаниями осуществлена при помощи распорной втулки 4. В каждом основании выполнены гнезда для установки валов 5. Гнезда равномерно распределены по окружности. Окружности на обоих основаниях расположены по одной оси 6 и имеют одинаковый диаметр. Один из валов (верхний) 7, является опорным. Также устройство имеет в своем составе вилку 8, закрепленную на кронштейне в верхней части опоры устройства. Вилка 8 закреплена с обеспечением возможности ее поворота вокруг вертикальной оси. На концах вилки 8 закреплен прижимной ролик 9, снабженный приводом вращения 10 от двигателя 11. Вилка 8 оснащена механизмом 12 регулирования степени прижима ролика 9 и опорного вала 7.
Конструкция содержит также устройство для подачи ленты (на Фигурах не показано) и средство для создания неразъемного соединения зоны перекрытия соседних витков ленты. Если лента по краям имеет полимерное покрытие, это средство может представлять собой, например, патрубок для подачи горячего воздуха (на Фигурах не показано), за которым расположен прижимной ролик 9. В случае, если лента подается на опорный вал 7, расположенный в верхней части оправки, ролик 9 располагается непосредственно над ним. Конструкция может быть снабжена устройством для подачи армирующего элемента в зону перекрытия соседних витков ленты (на фигурах не показано).
При сборке устройства, валы вначале устанавливают в гнездах оснований, параллельно оси 6 равномерно распределяя их концы в гнездах по окружности. Затем поворачивают основания 2 в вертикальной плоскости в противоположные стороны. При этом оси 13 валов 5 и ось 14 опорного вала 7 наклоняются и принимают положение, которое схематично представлено на Фиг.3, 4, 5. Таким образом, для каждого вала происходит смещение его концов, относительно друг друга на радиальный угол α, т.е. валы развернуты относительно продольной оси оправки. На Фиг.3 показан этот угол, как угол между радиусами от оси 6, проведенными через место закрепления оси вала 15, 16 на основаниях 2. Величина угла α выбирается исходя из шага навивки и ширины ленты. При этом опорный вал ориентируют таким образом, что его ось располагается в горизонтальной плоскости и отклонена относительно оси стяжки. Прижимной ролик 9 устанавливается непосредственно над опорным валом 7 и ориентируется так, чтобы его ось вращения была параллельна оси этого вала. Для обеспечения возможности ориентации ролика 9 он закреплен на поворотной вилке 8. Длина ролика соизмерима с длиной вала
Устройство работает следующим образом.
После установки оправки в рабочее положение (после поворота каждого оснований 2 на угол α/2, что соответствует углу разворота гнезд на угол α) включают привод и на опорный вал вращаемый прижимным роликом, подается лента. Лента может быть целиком изготовлена из полимерного термопластичного материала. В случае изготовления ленты не из полимерного материала (бумага, фольга, ткань и т.д.) полимерный слой может быть нанесен вдоль кромки ленты со стороны, обращенной в сторону оправки. Слой может быть нанесен предварительно или в процессе подачи ленты на оправку. Лента подается таким образом, что ее продольная ось ориентирована под углом к оси оправки, но перпендикулярна оси опорного вала. Производится навивка ленты на оправку, при этом из патрубка подается горячий воздух в зону перекрытия кромок последнего и предыдущего витков ленты. Полимерный материал разогревается и после прохождения ленты под роликом 9 осуществляется неразъемное соединение соседних витков. В случае применения в качестве материала, способного к
образованию неразъемного соединения, адгезива (клея) используют прижимной ролик, как это описано выше, и соединение витков осуществляется склейкой.
Описанная ориентация валов в пространстве позволяет при навивке ленты создать силу, вектор которой имеет осевую по отношению к оправке составляющую. Эта составляющая способствует самостоятельному (без дополнительного внешнего воздействия) перемещению (сходу) полученного трубопровода с оправки.
Навивка осуществляется непрерывно. После сварки трубопровода требуемой длины режущим устройством (не показано) производят его отрезку либо во время вращения оправки, либо при ее остановке.
Навивка может осуществляться в один слой из ленты, навитой по спирали с перекрытием кромок соседних витков, как это описано выше. Возможно осуществление спиральной навивки и в несколько слоев при одновременной подаче нескольких лент, каждая из которых формирует слой. При этом витки лент в каждом слое могут быть соединены с перекрытием кромок, с образованием общей границы стыка и с зазором с одновременным расположением витков смежных слоев «в шахматном порядке», таким образом, что формируется целостный герметичный рукав трубопровода.
Навивка может осуществляться и с применением армирующего элемента (нити, проволоки, лески) выполненного из материала, обеспечивающего придание конечному изделию требуемых свойств (например: металл, синтетические, искусственные и натуральные материалы). Навивка армирующего элемента осуществляется одновременно с навивкой в один или более слоев ленты, при этом армирующий элемент располагают в зоне перекрытия между кромками соседних витков ленты.
Таким образом, заявляемое устройство позволяют изготавливать гибкие трубопроводы как армированные, так и без арматуры путем навивки ленты на оправку без принудительного съема готового изделия. Сама конструкция оправки позволяет менять как размеры трубопровода (диаметр), так и шаг навивки и технологию соединения витков в зависимости от используемых материалов и от заданных свойств готового изделия.
Данная конструкция обеспечивает строгую параллельность осей опорного и прижимного роликов, что значительно повышает качество сварного шва, а также исключает вероятность проскальзывания материала на опорном вале, что значительно снижает вероятность появления брака. Кроме того, наличие приводного прижимного ролика и отсутствие приводной системы вала оправки, позволяет изготавливать трубопроводы малых диаметров.