УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ТРУБ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Устройство для резки труб из термопластичных материалов по Международной патентной классификации (МПК) в редакции от 01.2015 (2015.01) относится в разделе В - технологические процессы к классу В26 - резка, где в подклассе B26F - разделение материалов предназначено в группе B26F 3/00 - для разделения материалов, а в подгруппе B26F 3/12 - с использованием нагретых проволок.
Известно устройство для резки пластмассовых труб - ленточная пила фирмы «Ротенбергер» (Справочник «Полимерные трубы, т. 1, Бюро промышленного маркетинга, М.: 2005-2006, с. 311, 312). Ленточная пила оснащена электродвигателем, поворотным механизмом, гидравлическим приводом и рамой с направляющими.
7
Из запатентованных аналогов известна установка для резки пластмассовых труб (Патент РФ на полезную модель №44567, МПК B23D 21/04, оп. 27.03.2005). Она содержит основание, узел крепления разрезаемой пластмассовой трубы, направляющие, на которых расположена подвижная каретка с размещенным на ней режущим устройством. Здесь режущее устройство выполнено в виде пильной рамы, на которой натянута замкнутая ленточная пила.
Недостатком этих устройств является то, что они занимают много места, являясь отдельными станками, что увеличивает стоимость оборудования, необходимого для сварки труб, и снижает производительность труда.
Кроме того, использование в устройствах механической пилы приводит к образованию большого количества пластмассовой стружки при резке труб, что также не экономично.
Наиболее близким техническим решением является устройство для резки термопластичных материалов (Патент РФ на изобретение №2325269, МПК B26F 3/12 (2006.01), оп. 27.05.2008). Оно содержит основание, узел перемещения термопластичного материала и режущий инструмент, который представляет собой подпружиненную рамку с нагреваемой электрическим током режущей проволокой.
К недостатку такого устройства относится то, что он является отдельным станком и не может быть совмещен со сварочным оборудованием.
Новое патентуемое устройство для резки труб из термопластичных материалов содержит основание, узел перемещения термопластичного материала и режущий инструмент в виде рамки с установленной на концах и нагреваемой электрическим током подпружиненной режущей проволокой.
Новым в нем является то, что режущий инструмент выполнен с возможностью установления его в центраторе аппарата для стыковой сварки труб нагретым инструментом, на сварочном столе цеховой машины для стыковой сварки сегментных фитингов и в позиционере для фиксации труб при их сварке соединительными деталями с закладными нагревателями. Таким образом, что наличие режущего инструмента не мешает проведению операций торцевании, сборки и сварки труб из термопластичным материалов.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором в рамке выше проволоки установлена тонкая пластина или натянутая лента толщиной, не более диаметра режущей проволоки, покрытая антиадгезионным слоем (из тефлона).
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором рамка с проволокой размещена с возможностью вращения вокруг общей штанги в плоскости, перпендикулярной плоскости сварочного стола или станины центратора.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором размеры рамки режущего инструмента больше размера трубы, максимального для сварочного аппарата или сварочной машины для сварки сегментных фитингов диаметра.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором температура проволоки может быть задана в диапазоне выше температуры плавления и ниже температуры термодеструкции разрезаемого материала.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором привод рамки при резке выбран как ручным, так и гидравлическим от гидросистемы сварочного аппарата, или машины, или от электромотора.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором рамка с проволокой размещена на общей штанге с возможностью возвратно-поступательного движения в откинутом, нерабочем положении.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором режущий инструмент расположен на общей штанге с торцевателем и нагревателем сварочной машины для сварки сегментных фитингов.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором пластина или натянутая лента покрыта антиадгезионным слоем, исключающим сплавление разрезанных нагретой проволокой частей трубы.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором рамка с проволокой размещена с возможностью удаления вручную ее по завершении резки из рабочей зоны.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором рамка с проволокой закреплена с возможностью движения вверх-вниз по вертикальным направляющим.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором скорость резки труб из термопластичного материала задана с учетом их размеров и свойств самого материала.
Вариантом является устройство для резки труб из термопластичных материалов, в котором при резке исключена деформация режущей проволоки.
В результате использования указанного режущего инструмента обеспечивается повышение точности резки труб, уменьшение отходов производства в виде стружки, повышение производительности труда при сварке труб или сегментных фитингов из термопластичных материалов, а также снижение стоимости используемого оборудования.
Скорость движения нагретой проволоки при резке трубы задают с учетом температуры и скорости плавления термопластичного материала, из которого она изготовлена. Кроме того, при резке исключают деформацию режущей проволоки. В результате обеспечивается повышение производительности и точности при резке труб.
На чертеже схематично изображено устройство для резки труб из термопластичных материалов. Здесь показано, что оно содержит раму 1 с проушиной 2 для установки на ось и рукоятью 3 для перемещения. Имеется также приспособление 4 для подачи электроэнергии к проволоке 5, натянутой пружиной, и широкая пластина 6, покрытая антиадгезионным фторопластом.
Проволока 5 установлена в плоскости, расположенной под углом к направлению движения разрезаемого материала. Узел перемещения выполнен в виде двух связанных с приводом подающих валиков и механизма прижима. Механизм прижима в виде вращающегося ролика установлен в верхней части рамы 1.
Длина (а) проволоки 5 без пружины такова, что она на 2-5 см превышает максимальный для данной сварочной машины наружный диаметр свариваемых труб. Расстояние (в) от проволоки 5 до верхней точки рамы 1 также на 2-5 см превышает максимальный для данной сварочной машины наружный диаметр свариваемых труб. Размеры а и в выбраны так, чтобы при резке рама 1 и пружина не касались разрезаемой трубы.
Места крепления нагреваемой проволоки 5 на раме 1 изолированы так, чтобы ток, проходящий по проволоке 5 при резке, не попадал на раму 1. С этой же целью рама 1 может быть выполнена из прочной пластмассы. Обратный провод от нагреваемой проволоки 5 к месту подключения электрического провода может идти выше нее прямо или вдоль по раме.
На раме 1 в месте крепления проволоки 5 установлены также датчики натяжения проволоки 5 и датчики температуры нагретой проволоки 5. Информация от датчиков может быть использована для регулировки скорости перемещения рамы с проволокой при резке патрубка и/или для управления степенью нагрева режущей проволоки 5 для исключения нагрузок, приводящих к деформации режущей проволоки.
Устройство работает следующим образом в сварочной машине для производства сегментных фитингов. Труба, предназначенная для разрезания по нужному размеру, крепится на сварочном столе в поворотно-передвижных зажимах изменяемого внутреннего диаметра. Зафиксированная труба подводится к месту резки под нужным углом.
При достижении проволокой необходимой температуры (выше температуры плавления и ниже температуры термодеструкции термопластичного материала трубы) рама 1 с режущей проволокой 5 вручную или с помощью гидравлического или электрического привода из откинутого положения поворотом вокруг штанги (оси) опускается на трубу. При этом происходит резка термопластичного материала трубы с максимальной скоростью, но в таком режиме, чтобы не повредить проволоку 5.
После полного разрезания трубы под нужным углом и на нужном расстоянии рама 1 поднимается, откидываясь на штанге (оси), при этом пластина 6 с антиадгезионным слоем не допускает обратного сплавления торцов разрезанной трубы. Далее, после затвердевания расплава на торце получившегося патрубка, режущий инструмент отодвигается по штанге (оси), а на его место устанавливается торцеватель, с помощью которого происходит механическое выравнивание торца патрубка для дальнейшей сварки.
В сварочном аппарате для сварки встык нагретым инструментом, труба, предназначенная для разрезания по нужному размеру, крепится в зажимах центратора изменяемого внутреннего диаметра.
При достижении проволокой необходимой температуры (выше температуры плавления и ниже температуры термодеструкции термопластичного материала трубы) режущий инструмент, включающий раму с режущей проволокой 5, установленной на вертикальных направляющих, устанавливается на центратор над трубой в месте реза так, что плоскость рамки перпендикулярна продольной оси трубы.
Затем рама с режущей проволокой 5 вручную или с помощью гидравлического или электрического привода опускается по направляющим на трубу, при этом происходит резка термопластичного материала трубы с максимальной скоростью, но в таком режиме, чтобы не повредить проволоку 5.
После полного разрезания трубы под прямым углом и на нужном расстоянии рамка 1 поднимается по направляющим вверх также вручную или с помощью гидравлического ли электрического привода, при этом пластина с антиадгезионным слоем не допускает обратного сплавления торцов разрезанной трубы. Далее после затвердевания расплава на торце обрезанной трубы режущий инструмент снимается с центратора, а на его место устанавливается торцеватель, с помощью которого происходит механическое выравнивание торца патрубка для дальнейшей сварки.
Техническим результатом нового устройства является безотходная резка труб из термопластичных материалов с высокой точностью и производительностью как при сварке труб из термопластов, так и при изготовлении сегментных фитингов.