УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНОЙ ТРУБЫ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к производству полимерных труб, армированных металлическим или иным каркасом, в частности, к установке для непрерывного изготовления металлополимерной трубы и может быть использовано для изготовления трубопроводов, применяемых для транспортирования жидких и газообразных сред, в том числе и обладающих химически агрессивными свойствами, при избыточном давлении, вакууме и колебаниях температуры.
Уровень техники
Известно устройство по способу изготовления полимерной армированной трубы, включающий подачу продольной и поперечной арматуры на оправку и жесткое скрепление их в местах пересечения с последующей заливкой арматуры термопластичным материалом, при этом предварительно формируют бесконечную поперечную арматуру, накладывают на нее и жестко скрепляют с ней продольную арматуру, а затем по спирали навивают арматуру на вращающуюся оправку и витки арматуры жестко скрепляют по кромкам с образованием трубчатого каркаса, после чего производят заливку каркаса термопластичным материалом (см. пат. РФ №2065118, кл. F 16 L 9/12, опубл. 10.08.1996 г.).
Недостатком данного способа является невысокая производительность и качество армированной трубы.
Известно устройство для армирования полимерных шлангов состоящее из снабженного барабанами с металлической арматурой ротора, расположенного концентрично относительно дорна формующей головки червячного пресса и связанного через систему шестерен с направляющими роликами для подачи металлической арматуры в спиралеобразователь, установленный на дорне непосредственно у формующей головки червячного пресса, при этом за первым ротором концентрично с дорном последовательно расположено несколько роторов, каждый из которых снабжен конусной направляющей гребенкой, установленной после спиралеобразователя на дорне и выполненной в виде втулки с пазами (см. а.с. СССР №221254, кл. B 29 D 23/05, опубл. 01.07.1968 г.).
Недостатком данного устройства является невысокая долговременная прочность трубы и большие затраты на изготовление.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип является устройство для изготовления армированных термопластичных труб, содержащее червячный пресс с экструзионной прямоточной головкой, механизм подачи продольной и поперечной металлической арматуры и спиралеобразователь, при этом устройство снабжено смонтированным на экструзионной головке узлом для сварки металлической арматуры.
В устройстве узел сварки выполнен в виде закрепленного на экструзионной головке кольца и ролика, установленного на планшайбе, которая снабжена приводом вращения относительно продольной оси экструзионной головки.
В устройстве кольцо выполнено по наружной поверхности с продольными пазами для арматуры глубиной равной половине толщины арматуры.
В устройстве спиралеобразователь жестко закреплен на планшайбе и выполнен в виде втулки с внутренней нарезкой (см. а.с. СССР №657997, кл. B 29 D 23/05, B 29 F 3/00 опубл. 25.04.1979 г.).
Недостатком данного устройства является невысокая долговременная прочность трубы, особенно в низкотемпературных условиях, производительность и большие затраты на изготовление, а также то, что при навивке поперечной арматуры необходимо вращать ее вокруг оправки, так как последняя неподвижна, что предполагает конечность поперечной арматуры, определяемой емкостью вращающейся бобины, вследствие чего невозможно обеспечить бесконечность процесса формирования трубы.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка установки для непрерывного изготовления металлополимерной трубы повышающей долговременную прочность трубы, производительность, с одновременным снижением затрат на изготовление и непрерывности технологического процесса.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели сводится к повышению долговременной прочности армированной металлополимерной трубы, производительности и снижению затрат на ее изготовление, непрерывности технологического процесса.
Технический результат достигается с помощью установки для непрерывного изготовления металлополимерной трубы, содержащей, установленные на основании экструдер с прямоточной головкой, на которой смонтированы оправка с направляющими пазами для продольной арматуры и охлаждаемый дорн, корпус с установленным в нем на подшипниках и снабженным приводом вращения барабаном, на котором смонтирована бобина для поперечной арматуры, установленная с возможностью свободного вращения, отклоняющий ролик для навивки армирующей спирали, роликовый электрод для ее приварки к элементам продольной арматуры и токоподводящий коллектор с изолированными секциями по числу роликовых электродов,
размещенную внутри барабана, неподвижную гильзу, смонтированную с образованием с дорном формующей полости, при этом бобина для поперечной арматуры размещена на барабане с возможностью свободного вращения, источник сварочного тока, при этом она дополнительно снабжена бобинами, роликовыми электродами и токоподводящими коллекторами, причем количество пар бобин взято по количеству пар армирующих спиралей, пар роликовых электродов и пар токоподводящих коллекторов, механизм подачи экструдированной трубы, причем количество пар роликовых электродов равно n/2, где n - количество армирующих спиралей, а центральный угол α в каждой паре между точками контакта электродов с поперечными армирующими спиралями равен 120-240°, причем каждый роликовый электрод пары установлен на рычаге, который имеет эксцентриковую опору вращения, при этом в каждой паре рычаги с одной стороны эксцентриковых опор вращения имеют противовесы, а с другой стороны соединены между собой пневмоцилиндром с указателем и регулятором сварочного усилия, причем роликовые сварочные электроды в каждой паре соединены друг с другом, оправкой и источником тока последовательно.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 - дана установка для непрерывного изготовления металлополимерной трубы, общий вид.
На фиг.2 - то же, частичный продольный разрез установки фиг.1
На фиг.3 - то же, продольный разрез формующей полости установки фиг.2.
На фиг.4 - то же, разрез В-В на фиг.2.
На фиг.5 - то же, схема подачи сварочного тока на пару роликовых электродов.
Осуществление полезной модели
Установка для непрерывного изготовления металлополимерной трубы 1 содержит, установленный на основании 2 экструдер 3 с прямоточной головкой 4, на которой смонтированы оправка 5 с направляющими пазами (на фиг. не показаны) для элементов продольной арматуры 6 и охлаждаемый дорн 7, на основании 2 установлен также корпус 8 с расположенными в нем на подшипниках 9 барабаном 10, снабженным приводом вращения (на фиг. не показан) взаимодействующим с зубчатым колесом 11. На барабане 10 смонтированы свободно вращающиеся бобины 12 и 13 для поперечной арматуры 14 и 15, трубки 16 и 17 для ее проводки и отклоняющие ролики 18 и 19 для навивки армирующих спиралей 20 и 21, а также поджатые пневмоцилиндром 22 к местам сварки роликовые электроды 23 и 24 для их приварки к элементам продольной арматуры 6 и токоподводящие коллекторы 25, выполненные с изолированными секциями по числу роликовых электродов 23 и 24. Внутри барабана 10 помещена неподвижная гильза 26, образующая вместе с дорном 7 формующую полость 27. Для подачи экструдированной трубы 1 и одновременного натяжения продольной арматуры 6, сматываемой с бобин 28 предусмотрен установленный на основании 2 механизм 29 подачи, например, гусеничного типа, при этом на барабане 10 установлены несколько пар сварочных роликовых электродов 23 и 24 по числу пар поперечных армирующих спиралей 20 и 21, причем каждая пара роликовых электродов 23 и 24 установлена на рычагах 30 и 31, имеющих эксцентриковые опоры вращения 32 и 33, при этом роликовые электроды 23 и 24 в каждой паре сдвинуты друг относительно друга, так что центральный угол α в каждой паре между точками контакта электродов 23 и 24 с поперечными армирующими спиралями 20 и 21 составляет =120-240°, причем оба роликовых электрода 23 и 24 соединены последовательно с одним источником сварочного тока (на фиг. не обозначен) (фиг.5) через свою пару токоподводящих коллекторов 25.
В каждой паре рычаги 30 и 31 с одной стороны эксцентриковых опор вращения 32 и 33 имеют противовесы 34 и 35, а с другой стороны соединены между собой пневмоцилиндром 22 с указателем 36 и регулятором 37 сварочного усилия. В пневмоцилиндр 22 через регулятор 37 сварочного усилия подается сжатый воздух или другой газ.
Установка для непрерывного изготовления металлополимерной трубы работаем следующим образом.
Продольную арматуру 6, сматывают с бобин 28 натягивают и перемещают вместе с экструдированной трубой 1 в направлении стрелки А с помощью механизма 29 подачи, гусеничного типа, при этом элементы продольной арматуры 6 проходят по направляющим пазам оправки 5. При вращении барабана 10 вращающиеся вместе с ним отклоняющие ролики 18 и 19 навивают на элементы продольной арматуры 6, опирающейся на оправку 5 поперечную арматуру 14 и 15 сматываемую с бобин 12 и 13, образуя армирующие спирали 20 и 21, которые по мере навивки привариваются к последовательно пересекаемым элементам продольной арматуры 6 роликовыми электродами 23 и 24, вращающимися с барабаном 10, но так как роликовые электроды 23 и 24 в каждой паре сдвинуты друг относительно друга по фазе на угол α=π/к, где к - количество продольных армирующих элементов каркаса, то когда один их элементов находится над перекрестьем продольной и поперечной арматуры, точка контакта второго электрода находится посередине между соответствующими перекрестьями, причем сдвиг точки контакта второго электрода может быть либо по ходу, либо против хода вращения пары роликовых электродов вокруг продольной оси каркаса трубы, при этом центральный угол α между точками контакта электродов с поперечными армирующими спиралями равен 120-240°. Таким образом, такое расположение роликовых электродов 23, 24 повышает точность контакта и механическую прочность металлополимерной трубы 1. Импульсы сварочного тока подают от токоподводящего коллектора 25 на роликовые электроды 23 и 24, установленные на рычагах 30 и 31 поочередно с моментами пересечения
элементов продольной арматуры 6 от отдельных сварочных трансформаторов (на фиг. не показаны). Точное положение точек контакта в каждой паре отклоняющих роликов 18 и 19 с навиваемыми армирующими спиралями 20 и 21 относительно продольных армирующих элементов устанавливают с помощью эксцентриковых опор вращения 32 и 33, которые с одной стороны имеют противовесы 34 и 35, с другой стороны соединены между собой пневмоцилиндром 22 с указателем 36, показывающим сварочное усилие, а через регулятор 37 сварочного усилия в пневмоцилиндре 22 подается сжатый воздух или другой газ. Таким образом, получают жесткий сварной армирующий каркас, который поступает в формующую полость 27, образованную неподвижной гильзой 26 вместе с охлаждаемым дорном 7 внутри барабана 10, в которую экструдером 3 одновременно подается расплав экструдируемого полимера (на фиг. не показан). Охлажденная экструдированная металлополимерная труба 1 поступает на механизм 29 подачи, который подает ее затем на следующую позицию технологического процесса (на фиг. не показан) для выдачи с целью использования в производстве. Затем технологический процесс повторяется.
Улучшение механических свойств и повышение качества внутренней поверхности трубы 1 достигается установкой каждой пары роликовых электродов 23 и 24 на рычагах 30 и 31, имеющих эксцентриковые опоры вращения 32 и 33, при этом в каждой паре рычаги 30 и 31 с одной стороны эксцентриковых опор вращения 32 и 33 имеют противовесы 34 и 35, а с другой стороны соединены между собой пневмоцилиндром 22 с указателем 36 и регулятором 37 сварочного усилия.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- возможность непрерывного изготовления металлополимерной трубы;
- высокую долговременную прочность армированной металлополимерной трубы;
- высокую производительность и качество;
- снижение затрат на производство и получение дополнительной прибыли от повышения срока службы труб.