Труба стеклопластиковая щитовая для микротоннелирования из армированных термореактивных полимеров, изготовленная методом непрерывной намотки армирующих наполнителей

Труба стеклопластиковая щитовая для микротоннелирования из армированных термореактивных полимеров, изготовленная методом непрерывной намотки армирующих наполнителей.
Полезная модель относится к производству труб, в частности, к трубам щитовым для микротоннелирования из термореактивных полимеров, армированных стекловолокном, предназначенные для использования в различных сетях микротоннелирования, водоснабжения и канализации. Заявленная полезная модель предназначена для бестраншейной прокладки трубопроводов различных инженерных сетей путем продавливания труб внутри грунта.
В качестве наиболее близкого аналога, выбранного в качестве прототипа, представлен многослойный корпус, который содержит несколько слоев из смеси связующего и волокнистого наполнителя, взятых в различных соотношениях. Внутренний слой содержит углеродную ткань, а наружный - стекловолокнистый наполнитель и промежуточный слой. Внутренний слой образован намоткой слоев углеткани, пропитанной фенолформальдегидным связующим, промежуточный слой выполнен из термопластичного полимера, а наружный слой содержит стекловолокно, пропитанное эпоксидной смолой дианового типа с соотношением толщин слоев от 1 : 1 : (1-45) до 6 : 8 : (10-45) мм, причем корпус дополнительно снабжен защитными слоями из термопластичных полимеров, слоями терморегуляции и тепло- и электроизоляции, придающих корпусу новые эксплуатационные свойства (патент на изобретение РФ №2112652, дата публикации: 10.06.1998).
Недостатками аналога является:
- конструктивная сложность изготовления, заключающаяся в использовании термопластичных полимеров в промежуточных слоях для уменьшения возможности расслоения;
- необходимость отдельного просушивания слоев;
- введения дополнительного слоя из термопластичного полимера для использования, в том числе в системах холодного водоснабжения;
- сваркой термопластичных полимеров с обязательным провариванием слоев с помощью прикатывания сварочным роликом при температуре 145°С - 155°С.
В отличии от прототипа в предложенном к патентованию техническом решении в качестве связующего используется материал на основе ненасыщенных полиэфирных (изофталевая, ортофталевая, бисфенольная, терефталевая) и винилэфирных смол в растворе стирола с ускорителем (раствор октоата кобальта в алифатическом эфире) и отвердителем (раствор пероксида метилэтилкетона или других пероксидов кетонной группы во флегматизаторе), в качестве армирующих наполнителей различные виды стекловолокна, базальтового волокна, иных волокон и изделий из них, и кварцевого песка.
Таким образом, техническим результатом заявленного технического решения является повышение физико-механических свойств: обеспечивается надежная связь между слоями композита, снижается конструктивная сложность и исключается возможность расслоения за счет адгезионных свойств связующего и сквозной пропитки армирующих компонентов в слоях и слоев между собой связующим материалом внутри стенки трубы. Производство труб не требует дополнительных операций для соединения слоев стеклокомпозита.
Применение полиэфирной смолы в составе связующего и степень полимеризации композита 98% обеспечивает применение труб для питьевого водоснабжения.
Использование армирующих наполнителей, кварцевого песка обеспечивает повышенную жесткость, химическую стойкость и герметичность труб.
2
2
Кольцевая жесткость (в пределах от 32 до 1000 кН/м) и предел прочности при сжатии, равный 90 кН/м трубы стеклопластиковой щитовой для микротоннелирования позволяет применять ее для бестраншейной прокладки трубопроводов водоснабжения, канализации и инженерных сетей различных назначений.
Достигаемый технический результат реализуется за счет того, что труба стеклопластиковая щитовая для микротоннелирования из армированных термореактивных полимеров, изготовленная методом непрерывной намотки армирующих наполнителей, содержит несколько слоев из смеси связующего и волокнистого наполнителя, взятых в различных соотношениях. При этом содержит слой армирующих наполнителей, пропитанных связующим материалом на основе ненасыщенных полиэфирных и винилэфирных смол в растворе с ускорителем и отвердителем.
Заявленная полезная модель характеризуется схематичными чертежами.
На фиг. 1 показан главный вид трубы.
На фиг. 2 показан вид трубы с указанием слоев в масштабе увеличения.
Где: 1 - dнаружный, наружный диаметр трубы; 2 - dпосадки, диаметр трубы под стальную муфту; 3 - dвнутр, внутренний диаметр трубы; 4 - длина трубы; 5 - зоны подачи сырья; 6 - слой намотки; 7 - шаг формирования слоя.
Стеклопластиковые трубы изготавливаются на основе метода непрерывной намотки стекловолоконных армирующих материалов при одновременной пропитке реактопластичным связующим, с наполнением минеральным дисперсным материалом с добавлением технологических компонентов, а также с применением добавок.
Процесс производства изделий (стеклопластиковых труб) из синтетических смол армированных стекловолокном состоит из следующих основных операций:
- изготовление труб на специальной машине по технологии непрерывной намотки на вращающейся оправке;
- механическая обработка труб (распил на трубы заданной длины, фрезеровка посадочного места под муфту);
- обработка фрезерованных посадочных мест и торцов труб полиэфирной смолой;
- гидравлические испытания готовых труб;
- установка трубы.
Процесс производства изделий состоит из следующих основных этапов:
- изготовление труб на специальной машине по технологии непрерывной намотки на вращающейся оправке;
- механическая обработка труб (распил на отрезки заданной длины, фрезеровка посадочных мест под муфту);
- обработка фрезерованных посадочных мест и торцев труб полиэфирной смолой
- гидравлические испытания готовых труб с установленной муфтой;
Формообразующая оправка представляет собой каркас цилиндрической формы, на который по спирали, стык в стык, наматывается стальная лента, закольцованная путем сваривания противоположных концов с помощью специального оборудования.
Непрерывность работы оправки обеспечивается:
- осевым перемещением витков ленты по поверхности оправки с помощью толкателей в начале оправки;
- схода витков ленты в конце оправки через систему роликов в полость вала к началу оправки;
- укладка ленты через систему натяжения на начало оправки с помощью толкателей
Для получения заданных химических и физико-механических свойств трубы соотношение и количество компонентов композита определяются технологическим регламентом (дизайном) на каждый вид трубы.
Стенка трубы формируется следующим образом: на поверхность вращающейся оправки подаются компоненты в определенных соотношениях и последовательности. При этом кварцевый песок обеспечивает кольцевую жесткость, рубленный ровинг обеспечивает разнонаправленное армирование и удержание кварцевого песка в композите, намоточный ровинг - кольцевое преднапряженное армирование, а связующее пропитывает все компоненты с последующей полимеризацией. Применяемые ленты и сетки из армирующих волокон в разных слоях композита обеспечивают дополнительные химические и физико-механические свойства композита трубы.
За один полный оборот оправки происходит формирование одного слоя трубы и перемещение его относительно следующего слоя в осевом направлении на ширину ленты оправки. Размер толщины стенки трубы определяется количеством сформированных слоев, шириной зоны подачи сырья и количеством его подачи в единицу времени. Количество слоев композита трубы определяется соотношением ширины зоны подачи сырья к размеру осевого перемещения оправки за один полный оборот. Параметры связующего подбираются таким образом, чтобы пропитка слоев происходила одновременно до начала полимеризации, что обеспечивает равномерную пропитку и адгезию между собой всех слоев композита.
Сформированная труба перемещается по вращающейся оправке к зоне с инфракрасными нагревателями, в которой производится контроль полимеризации композита с помощью температурных датчиков.
При сходе с оправки, сформированная труба перемещается на опорные столы с роликовыми направляющими, обеспечивающие вращательно-поступательное движение. После достижения заданной длины отрезка трубы, происходит его фрезеровка и отпиливание.
На остывшую трубу с обработанными посадочными местами полиэфирной смолой устанавливается муфта и проводятся гидростатические испытания.
Для трубы стеклопластиковой щитовой для микротоннелирования предусмотрен способ соединения с помощью стальной или стеклопластиковой соединительной муфты с уплотнителем, в зависимости от назначения, из эластомера на основе EPDM или иного, обеспечивающего долговечность и химическую стойкость, и определен вид использования - бестраншейная прокладка трубопроводов путем продавливания труб внутри грунта.
Повышенная жесткость стеклопластиковой трубы стеклопластиковой щитовой для микротоннелирования позволяет применять ее для бестраншейной прокладки трубопроводов водоснабжения, канализации и инженерных сетей различных назначений.
Полезная модель является новой, поскольку вся совокупность признаков не известна из предшествующего уровня техники, приведенной в соответствующем разделе описания, а также промышленно применимой в указанной области техники.