УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ТРУБЫ ИЗ ТЕРМОУСАЖИВАЕМОГО МАТЕРИАЛА

Заявляемая полезная модель относится к производству изделий из термопластов, а именно к изготовлению термоусаживаемых труб способом расширения труб с помощью перепада давлений внутри и/или снаружи трубы.
Из уровня техники известно множество устройств, направленных на создание термоусаживаемых труб с помощью перепада давлений. Основной принцип работы данных устройств заключается в том, что нагретую трубу помещают в устройство для расширения, затем воздействуют на нее воздухом изнутри, либо создают вакуум снаружи, вследствие чего заготовка расширяется, а после того, как труба расширена до заданных размеров, ее охлаждают. Основными элементами данных устройств являются: ограничительный цилиндр заданного диаметра, средства нагнетания воздуха либо создания вакуума, средства охлаждения.
Из уровня техники известно устройство для расширения труб из термоусаживаемых материалов, которое состоит из корпуса, разделенного на две камеры, средства создания вакуума, средства подачи воздуха, средства охлаждения. В первой камере корпуса создают вакуум, а во вторую подают охлажденный воздух, с целью охлаждения трубы, при этом внутрь трубы постоянно подают воздух со стороны, обратной стороне ввода трубы. В процессе работы трубу вводят в первую камеру, где под воздействием вакуума снаружи и нагнетаемого воздуха внутри она расширяется, затем трубу проводят во вторую камеру, где она охлаждается, после чего термоусаживаемую трубу извлекают из второй камеры корпуса устройства [Патент US №4104394, МПК A61F 2/06, В29С 55/22, В29С 67/04, В29С 47/54, B01D 39/16, В29С 53/00, В29С 47/24, В29С 47/00, В29С 67/00, F16L 11/04, F16L 11/06, дата приоритета 14.12.1976, дата публикации 01.08.1978].
Недостатком данного решения является его сложность, а также необходимость использования большого количества компрессоров для создания вакуума, подачи воздуха в трубу, подачи охлажденного воздуха во вторую камеру.
Из уровня техники известно устройство для расширения трубы из термоусаживаемого материала, которое содержит расширяемый стержень, сечение которого выполнено в виде невыпуклого многоугольника, средства подачи воздуха, средства охлаждения. В процессе работы расширяемый стержень вставляют в трубу, после чего в стержень подают воздух, и он расширяется до момента образования выпуклого многоугольника, близкого по форме к цилиндру, после этого трубу охлаждают и извлекают из нее стержень [Патент JPS №6360698, МПК В29С 53/00, В29С 45/00, В29С 55/00, В29С 55/24, В29С 61/06, В29С 61/08, В29K 105/02, дата приоритета 15.07.1982, дата публикации 25.11.1988].
Недостатком данного решения является то, что оно не обеспечивает получения термоусаживаемой трубы правильной цилиндрической формы, так как использование данного решения приводит к образованию угловатых выпуклостей на теле термоусаживаемой трубы.
Наиболее близким является устройство для расширения трубы из термоусаживаемого материала, которое содержит корпус калибра с боковыми отверстиями, предназначенный для проведения воздуха от средств подачи воздуха к трубе, рубашку охлаждения, канал ввода воздуха, средства подачи воздуха, нагреватель, фиксирующие элементы для фиксации трубы. В процессе работы на корпус калибра надевают трубу, после чего фиксируют ее для предотвращения выхода воздуха за пределы трубы. Далее трубу расширяют и охлаждают, затем удаляют фиксирующие элементы и извлекают термоусаживаемую трубу из устройства [Патент JPS №55142610, МПК В29С 35/12, В29С 45/00, В29С 55/22, В29С 61/00, В29С 61/06, В29С 61/08, дата приоритета 24.04.1979, дата публикации 07.11.1980].
Недостатком данного решения является большое количество производимых операций, в частности необходимость в фиксировании каждой трубы на корпусе калибра при помощи фиксирующих элементов и снятии их после получения термоусаживаемой трубы, что увеличивает общее время, затрачиваемое на производство одной термоусаживаемой трубы.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение процесса производства термоусаживаемых труб.
Технический результат - исключение необходимости фиксации трубы на корпусе калибра и сокращение общего времени, требуемого на изготовление одной термоусаживаемой трубы.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем.
Устройство для расширения трубы из термоусаживаемого материала состоит из корпуса калибра цилиндрической формы с боковыми отверстиями, канала ввода воздуха, рубашки охлаждения и средства подачи воздуха. В отличии от прототипа, боковая поверхность корпуса калибра покрыта эластичной оболочкой, которая герметично зафиксирована по краям корпуса калибра.
Эластичная оболочка плотно прилегает к боковой поверхности корпуса калибра, при этом по краям эластичная оболочка герметично зафиксирована на боковой поверхности корпуса калибра для предотвращения выхода воздуха наружу во время расширения трубы. Фиксация по краям может быть произведена любым известным способом, например, вулканизацией, хомутами, а также иными фиксирующими элементами. В качестве материалов эластичной оболочки могут использоваться различные полимеры, например, поликапролактон, полифосфонитрилхлорид, природный каучук или искусственный каучук. При этом используемый материал должен обладать достаточной эластичностью для обеспечения возможности расширения труб до необходимых размеров. Фиксация эластичной оболочки на боковой поверхности корпуса калибра должна обеспечивать герметизацию и исключать возможность выхода воздуха за пределы корпуса калибра с эластичной оболочкой.
Корпус калибра и рубашка охлаждения расположены соосно и могут быть выполнены из любого твердого материала, например, термопласт, сталь, алюминий.
Корпус калибра цилиндрической формы выполнен полым, а его торцы закрытыми.
Корпус калибра может быть закреплен на кронштейне со стороны одного из торцов при помощи разъемного или неразъемного соединения, причем на этом торце может быть дополнительно выполнен кольцевой буртик для стопорения рубашки охлаждения в процессе ее надевания на корпус калибра.
Отверстия могут быть выполнены по всей плоскости боковой поверхности корпуса калибра и предназначены для обеспечения прохождения воздуха от канала ввода к эластичной оболочке через емкость корпуса калибра.
Рубашка охлаждения может быть надета на корпус калибра любым известным способом, например, вручную или при помощи крана. Рубашка охлаждения может дополнительно содержать подвижные элементы, которые обеспечат возможность ее перемещения вдоль своей оси в сторону корпуса калибра и обратно. В качестве подвижных элементов могут выступать различные движители, например, конвейерная лента, ролики, колеса.
Внутренняя поверхность рубашки охлаждения в поперечном сечении выполнена в виде цилиндра, причем внутренний диаметр рубашки охлаждения больше, чем внешний диаметр трубы и корпуса калибра с эластичной оболочкой.
В качестве средств охлаждения рубашки охлаждения могут быть использованы любые известные решения, например, жидкостное или термоэлектрическое охлаждение.
Основание рубашки охлаждения и корпуса калибра зависит от специфики производства. В случае использования ручного способа надевания рубашки охлаждения, к ней могут быть приварены ножки. Если используется способ надевания рубашки охлаждения при помощи крана, может быть установлена кран-балка, на которую подвешивается рубашка охлаждения. Крепление корпуса калибра не должно препятствовать надеванию рубашки охлаждения и заготовки термоусаживаемой трубы на корпус калибра.
Заявляемая полезная модель обладает существенным отличительным признаком, который заключается в покрытии боковой поверхности корпуса калибра эластичной оболочкой. Это обеспечивает сокращение общего времени, требующегося для изготовления одной термоусаживаемой трубы, ввиду исключения дополнительных операций по фиксации трубы на корпусе калибра с целью предотвращения выхода воздуха из устройства во время расширения трубы. При наличии эластичной оболочки ее раздувают воздухом, а она, в свою очередь, расширяет трубу, вследствие чего исключается необходимость в фиксации заготовки на корпусе калибра, после охлаждения термоусаживаемая труба извлекается из устройства без дополнительных операций по снятию фиксирующих креплений с самой термоусаживаемой трубы. За счет этого достигается технический результат, который заключается в исключении необходимости фиксации термоусаживаемой трубы на корпусе калибра и сокращении общего времени, требуемого на изготовление одной термоусаживаемой трубы.
Наличие нового отличительного существенного признака свидетельствует о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Заявляемая полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - Общий вид устройства для расширения труб из термоусаживаемых материалов.
Фиг. 2 - Вид слева устройства для расширения труб из термоусаживаемых материалов.
Фиг. 3 - Устройство для расширения труб из термоусаживаемых материалов в рабочем состоянии.
Фиг. 4 - Корпус калибра с эластичной оболочкой в расширенном и обычном состоянии.
Устройство для расширения термоусаживаемой трубы состоит из корпуса 1 калибра цилиндрической формы с боковыми отверстиями 2, причем на торце корпуса 1 калибра расположен канал 3 ввода воздуха, внешней рубашки 4 охлаждения, средства 5 подачи воздуха, при этом боковая поверхность корпуса 1 калибра покрыта эластичной оболочкой 6.
Корпус 1 калибра закреплен на кронштейне 7 при помощи сварки, причем на торце корпуса 1 калибра, со стороны которого он крепится на кронштейн 7, выполнен кольцевой буртик 8. Рубашка 4 охлаждения расположена соосно корпусу 1 калибра на подвижных элементах 9, обеспечивающих перемещение рубашки 4 охлаждения вдоль своей продольной оси в сторону корпуса 1 калибра и обратно.
Эластичная оболочка 6 закреплена на корпусе 1 калибра при помощи хомутов 10.
Устройство работает следующим образом.
Нагретую трубу надевают на корпус 1 калибра с эластичной оболочкой 6. После этого рубашку 4 охлаждения перемещают в сторону корпуса 1 калибра до момента, пока она полностью не закроет корпус 1 калибра, либо до момента упора в кольцевой буртик 8. Затем при помощи средства 5 подачи воздуха в корпус 1 калибра подают воздух через канал 3 ввода воздуха.
Накопленный в корпусе 1 калибра воздух выходит через боковые отверстия 2, тем самым раздувая эластичную оболочку 6.
Когда труба расширилась до размера внутреннего диаметра рубашки 4 охлаждения, она охлаждается ввиду контакта с рубашкой 4 охлаждения и затвердевает. После этого рубашку 4 охлаждения снимают и извлекают термоусаживаемую трубу с корпуса 1 калибра.