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La présente invention se rapporte à un mode de fabrication de tuyaux perfectionné.
On a déjà proposé de fabriquer des tuyaux en matière liée au moyen de résines synthétiques, par exemple en fibres de verre sous forme de nappe, de mèches ou d'étoffé tissée ou feutrée liées par de la résine de polyester. Bien que de tels tuyaux soient susceptibles de supporter de fortes pressions internes, ils présentent deux incons- vénients. En premier lieu, ils présentent une faible résistance à la flexion et il en résulte que s'ils ont une assez grande longueur, ils
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deviennent très difficiles à manipuler.
En second lieu, la matière liée au moyen de résines synthétiques ne présente pas une résistance à l'usure très élevée,ce qui fait que,si le tuyau est utilisé pour transporter des fluides, la surface intérieure du tuyau s'use très ra- pidement au contact des corps étrangers transportés par le fluide.
Le but de la présente invention est de fournir un tuyau com- posite ou mixte ne présentant pas les inconvénients mentionnés ci-des- sus.
Le tuyau composite objet de l'invention comporte une couche extérieure en matière liée par de la résine synthétique et une couche intérieure en béton.
Ce tuyau composite peut être fabriqué suivant l'une des deux méthodes suivantes.
Selon le premier procédé,un tuyau en matière liée par de la résine synthétique peut être pourvu d'un revêtement intérieur en bé- ton par n'importe quel procédé normalement utilisé dans la fabrica- tion des tuyaux en béton; par exemple il peut être coulé à l'inté- rieur du tuyau, ce dernier restant fixe ou il peut être formé par centrifugation à l'intérieur de celui-ci. Le revêtement intérieur en béton reçoit une épaisseur suffisante pour donner au tuyau mixte une résistance à la flexion facilitant sa manutention ainsi qu'une résis- tance convenable à l'usure.
Dans un tuyau composite type de 610 mm de diamètre.fait sui- vant le premier de ces procédés, le tuyau en résine synthétique est fait de fibres de verre en nappe liées avec de la résine de polyes- ter, ce tuyau ayant un diamètre intérieur de 635 mm et une épaisseur de paroi de 5 mm. A l'intérieur de ce tuyau, une couche de béton ayant une épaisseur de 12,7 mm a été formée par centrifugation, le mé- lange de béton ayant la composition suivante en volumes:
Ciment Portland - 1 partie
Sable ( 5 mm max.)-1,5 partie
Eclats de granit(dimension unique 6,5mm 2,5 parties.
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Ce premier procédé, bien entendu, n'est pas limité à la di- mension particulière du tuyau mentionné ci-dessus, ni à la matière première utilisée. Le tuyau en matière liée au moyen, de résine syn- thétique* utilisé peut être constitué de n'importe quelles fibres con- venables ('telles que fibres d'amiante ou fibres de verre ou similai- res), les fibres étant liées par n'importe quelle résine synthétique- thermoplastique ou thermo-durcissable convenable. Le béton de la cou- che-intérieure peut également avoir toute composition convenable, par exemple le ciment. Portland du mélange ci-dessus peut être remplacé par du ciment résistant aux sulfates ou du ciment alumineux. Si on le désire, la couche intérieure de béton peut être armée.
Pour faciliter l'assemblage bout à bout des tuyaux, la couche intérieure de béton peut, à une extrémité, dépasser légèrement le tuyau en résine synthétique et se terminer un peu en retrait à l'au- tre extrémité du tuyau. Tout autre mode d'assemblage courant peut, toutefois, être utilisé.
Selon le second procédé de fabrication d'un tuyau composite selon l'invention, on applique une matière fibreuse imprégnée de ré- sine synthétique sur l'extérieur d'un tuyau de béton déjà fabriqué et on laisse durcir la résine.
L'âme en béton du tuyau peut être fabriquée suivant tout pro- cédé courant, par exemple, par centrifugeage, ou par moulage avec damage ou vibration ; doit recevoir des dimensions suffisantes pour résister aux efforts de manutention. Le tuyau en béton peut avoi toute composition convenable et, si on le désire, être armé.
Après durcissement du tuyau de béton, on applique la matière fibreuse imprégnée de résine synthétique à l'extérieur du tuyau, par exemple par enroulement. Après durcissement, la gaine en matière ag- glomérée de résine synthétique ainsi formée assumes fonctions sui- vantes:(a) rendre le tuyau de béton étanche au suintement du fluide à haute pression qu'il contient ; (b) précontraindre le tuyau de bé- ton du fait de la contraction de la résine pendant son durcissement ainsi que de la tension exercée sur la matière imprégnée lors de son
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application; (c) renforcer le tuyau intérieur de béton afin de lui permettre de résister à de plus fortes pressions internes sans écla- ter.
En ce qui concerne cette dernière fonction, on peut renforcer le tuyau intérieur de béton à un point tel, au moyen de la matière agglo- mérée de résine synthétique que, si on le désire, on peut se dispen- ser d'armer le tube intérieur en béton.
La matière liée au moyen de résine synthétique peut, consister- en n'importe quelles fibres convenables, telles que fibres de verre ou d'amiante sous forme de mèches, de nappes, de ruban ou de tissu, liées au moyen de toutes résines synthétiques thermoplastiques ou ther- modurcissables convenables, par exemple résines de polyester,compo- sés d'allyle, résines phénoliques, résines de silicones, résines de mélamine, résines d'époxydes et résines de furanne qui peuvent toutes être moulées en utilisant de très faibles pressions depuis la simple pression de contact et qui peuvent être traitées par la chaleur à des ' températures relativement basses. Ces derniers facteurs sont d'une grande importance étant donné qu'une température élevée et/ou une forte pression peuvent endommager les tuyaux intérieurs de béton.
Bien que seules des fibres disposées circonférentiellement soient nécessaires pour résister à l'effort de distension provoqué par la pression du fluide à l'intérieur du tuyau, la résistance à la flexion longitudinale du tuyau intérieur de béton peut être augmen- tée par: (1)1 'application de fibres parallèles* à son axe, par exemple par l'utilisation d'étoffe tissée, de nappes, de rubans, ou de mèches appliqués dans le sens longitudinal ; (2) l'application de mèches suivant une hélice d'angle d'en- roulement déterminé. En appliquant des mèches suivant une hélice d'an- gle déterminé, on peut arriver à un équilibre entre les résistances aux efforts de distension et aux efforts de flexion longitudinaux du tuyau obtenu.
Par exemple, si les mèches étaient enroulées sur le tuyau suivant une hélice d'angle égal à zéro, c'est-à-dire, parallè..
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lement à l'axe diamétral du tuyau intérieur de béton, la résistance à l'effort de distension serait maximum alors que la résistance à la flexion longitudinale du tuyau composite serait seulement égale à cel- le du tuyau intérieur de béton. Un accroissement de l'angle d'enrou- lement des mèches ferait' décroitre la résistance aux efforts de dis- tension, si l'on utilisait la même quantité de fibres mais il y au- rait augmentation de la résistance aux efforts de flexion par,rapport à la résistance initiale présentée par le tuyau intérieur ae béton.
Ainsi, en utilisant un angle d'enroulement d'environ 30 par rapport à l'axe diamétral, la résistance à la flexion serait augmentée d'une valeur égale à la moitié de la résistance à la distension par rapport à la résistance initiale du tuyau intérieur de béton.
De plus, en enroulant des couches alternées de mèches seloa des hélices d'angles opposés, on évite les plans de clivage ou fis- sures suivant l'axe diamétral entre les mèches successives, ce qui ré- duit les risques de porosité aux pressions élevées de fluide.
En outre, étant donné qu'il est plus commode de fabriquer des tronçons relativement courts de tuyau intérieur en béton, deux ou plu- sieurs de ces tronçons peuvent être assemblés par de simples joints à feuillure et le tuyau ainsi obtenu peut être enrobé de mèches sui- vant un angle d'hélice convenaole afin que le joint puisse résister aux efforts de flexion. Ceci permet aux usines existantes, par exemple à des usines susceptioles de fabriquer des tuyaux de béton en lon- gueurs de 1 m, 1,5m, 2 m et 2,5 m.de produire des tuyaux résistant à la pression de tous multiples ou combinaisons raisonnables de ces lon- gueurs, réduisant ainsi les joints d'assemblage au minimum.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, don- né à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'in- vention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite inven- tion.
La figure 1 est une vue en élévation latérale schématique d'une partie d'un appareil destiné à la fabrication de tuyaux composi-
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tes selon l'invention, certaines parties étant arrachées pour plus de clarté.
La figure 2 est une vue en coupe suivant la line II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue de détail partiellement en coupe:.
Dans le mode de réalisation représenté sur le dessin, l'appa- reil comprend un banc de tour 1 monté sur l'embase 2, le banc de tour étant pourvu d'une poupée et d'une contre-pointe de construction courante. Sur les dessins. seul le plateau 3 à l'extrémité côté pou- pée, et la vis de contre-pointe 4, à l'extrémité côté contre-pointe, ont été représentés.
Le long d'un côté du banc de tour 1 se trouve un évidèrent 5, et de l'autre côté du banc se trouve l'évidement 6. Les deux évi- dements 5 et 6, dont les axes sont sensiblement parallèles à l'axe de rotation du plateau 3, reçoivent respectivement les chaînes à rouleaux 7 et 8. Chacune de ces chaînes est montée sur des pignons à chaque extrémité du banc de tour, l'un de ces pignons étant désigné par 9 sur la figure 1. L'une des paires de pignons9. associée avec chacune des chaînes 7 et 6. est entraînée par une transmission convenable et un dispositif de renversement de marche (non représenté), à une vitesse proportionnelle à la vitesse de rotation du plateau 3.
Des chemins de roulement 10 et 11 sont disposés sur l'embase 2 de chaque côté du banc de tour, ces chemins de roulements étant sensiblement parallèles à l'axe de rotation du plateau 3. Deux cha- riots pratiquement semblables 12 et 13 pourvus de galets lisent agen- Ces de façon à se déplacer le Ion=; des chemins de rouler, @ts lu et: 11 respectivement. Sur le chariot 12 est monté un pignon 15 sur lequel s'enrage la chaîne 7; ce pignon peut soit tourner librement 1 @ rap- port au chariot, soit être bloqua sur ce dernier au moyen d'un dis- positif non représenté.
Le chariot 13 présente un pignon similaire 16 sur lequel s'engage la chaîne
Chacun des chariots 12 et 13'supports un certain nombre d'ar- bres 17 {figure 1) sur chacun desquels est moulée,de façon à pouvoir
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tourner, une bobine le de mèches de fibres de verre. Dans l'appareil représenté,quarante-deux de ces bobines'sont supportées par chacun 'les chariots.
Chaque chariot supporte également plusieurs tiges guides polies 19, deux peignes d'alignement 20 et 21, un récipient 22, un porte-filières fixe 23, contenant quarante-deux filières de céramique\ ou de matière similaire,ainsi qu'un porte-filières 24, à inclinaison réglable)monté sur un bras de support réglable 25 et contenant égale- ment quarante-deux filières de céramique ou de matière similaire. Dans le but de Simplifier les dessins,la figure /Montre en détails que quelques unes des dents du peigne 20 du chariot 12; les autres dents sont indiquées par des lignes en pointillés. Les peignes 20 et 21 du chariot 13 ont été omis sur la figure 1.
Quand on désire appliquer des mèches de fibre de verre impré- gnées de résine synthétique sur un tuyau de béton 26 dans l'appareil décrit ci-dessus, on équipe le tuyau de deux embouts 27 (voir figu- re 3) un à chaque extrémité du tuyau, ces embouts étant maintenus en place par un tirant 28 passant dans l'intérieur du tuyau. Un montage, désigné dans son ensemble par 29, est alors boulonné sur la vis de contre-pointe 4 et un.autre montage semblable est boulonné sur le pla teau 3. Chaque montage 29 comprend deux disques circulaires 30 et 31' espacés par un organe cylindrique 32. La longueur de l'organe 32 est un peu supérieure au pas d'enroulement X (figurai), suivant lequel on désire enrouler les mèches de fibre de verre sur le tuyau.
Le dis- que 30 présente un rebord périphérique 33 et un anneau de friction 34. Un manchon cylindrique mince 35 est monté de façon à pouvoir cou- lisser sur les disques 30 et 31, le diamètre extérieur de ce manchon étant sensiblement égal à celui du tuyau intérieur de béton 26.
Afin de placer le tuyau dans l'appareil, on visse un boulon à oeil 36 dans chacun des embouts 27. Le tuyau est alors soulevé jus- qu'à une position où il se trouve situé entre les montages 29 de la poupée et de la contre-pointe. La vis de contre-pointe 4 est alors ' vis contre-pointe est alors avancée vers poupée façon que avancée vers la poupée de façon que les embouts 27 soient centrés en
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tre les rebord 33 des deux montages 29 et se trouvent serrés contre les disques de friction 34. Les boulons à oeil sont alors retirés et les manchons 35 glissés vers les extrémités du tuyau en laissant un léger espace 37 entre chaque manchon et l'extrémité contiguë du tuyau (position représentée sur la figure 1).
Les mèches de fibre de verre 38 des bobines 18 de chaque cha- riot sont alors enfilées comme représenté sur les figures 1 et 2, un nombre suffisant de mèches étant utilisé pour recouvrir uniformément une largeur de pas "X" du tuyau en cours d'enrobage. Chaque mèche 38 passe depuis sa bobine autour des guides 19, à travers les peignes d'alignement 20 et 21, autour des guides polis 39 dans le récipient 22 puis au travers des filières de céramique des porte-filières 23 et 24- L'un des chariots étant contre l'extrémité, côté poupée, du banc de tour 1, et l'autre chariot contre l'autre extrémité du banc de tour; les extrémités des mèches 38 sont amenées depuis le porte- filière 24 et attachées aux manchons 35 à chaque extrémité du tuyau 26.
Le récipient 22 de chaque chariot est alors rempli de résine synthétique liquide, les pignons 15 et 16 sont immobilisés et le pla- teau 3 ainsi que le pignon d'entraînement 9 sont mis en marche.
A mesure que tourne le tuyau 26, les chariots 12 et 13 se dé- placent en sens inverse le long des chemins de roulements 10 et 11. La rotation du tuyau provoque le dévidage des mèches de fibre de verre des bobines 18, leur passage dans la résine des récipients 22 et leur enroulement sur/le tuyau, de façon à appliquer sur ce dernier deux cou- ches de mèches de fibre de verre imprégnées de résine synthétique.
Les filières de céramique du porte-filières23 enlèvent la résine en excès des mèches après leur passage dans les récipients 22 et les fi- lières de céramique du porte-filières 24 déterminent l'écartement des mèches avant leur application sur le tuyau. Sur la figure 1,l'espace- ment des mèches sur le tuyau 26 a été quelque peu exagéré afin de ren- dre le dessin plus lisible.
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La démultiplication entre les pignons 9 et le plateau 3 est choisie afin de donner aux mèches imprégnées l'angle d'hélice voulu (habituellement de Itrdre de 30 ).
Quand les chariots atteignent les extrémités opposées du tuyau,les pignons 15 et 16 sont débloqués et, les chariots restant immobiles, on enroule une couche de mèches imprégnées de résine sur chacun des manchons 35. Les pignons 15 et 16 sont alors immobilisés de nouveau, après qu'on a inversé le sens de rotation du pignon d'en traînement 9. Ceci a pour effet de faire reculer les deux chariots le long du tuyau afin d'appliquer une seconde paire de couches de mè- ches imprégnées de résine sur le tuyau suivant des angles d'hélice op- posés à ceux des couches précédentes.
Le processus ci-dessus est répété jusqu'à ce que le nombre suffisant de couches de mèches imprégnées de résine ait été appliqué afin de donner au tuyau intérieur de béton la résistance nécessaire aux efforts de flexion et de distension. Le but de la couche de mè- ches imprégnées de résine enroulée, avec un angle d'hélice égal à zé- ro, sur les manchons 35 à la fin de chaque déplacement des chariots le long du tuyau, est d'empêcher le glissement en arrière des mèches quand les chariots changent de sens de marche afin de donner l'angle d'hélice opposé.
Après que les couches finales ont été appliquées, on arrête la machine, après qu'une largeur complète égale au pas a été enrou- lée sur chacun des manchons 35, et on débloque les pignons 15 et 16.
Alors,en tournant le tuyau d'un tour en maintenant un outil de coupe contre les couches de mèches imprégnées de résine en face de chacun . des espacements 37, on libère le tuyau des manchons 35. On peut alors faire glisser en arrière les manchons de façon à revisser les boulons à oeil 36 dans les embouts 27. On lève légèrement afin de supporter le poids du tuyau, on dévisse la vis de contre-pointe 4, on soulève alors le tuyau hors de la machine et on le passe dans un four (non représenté) où la résine est-traitée par la chaleur.
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Un nouveau tuyau de béton est alors placé dans la machine, les mèches imprégnées de résine étant prêtes, déjà en place sur les manchons 35, à être enroulées sur le nouveau tuyau.
Pendant toute la durée de l'enroulement, une raclette 40 (fi- gurant seulement sur la figure 2) en bois, caoutchouc ou autre matiè- re convenable, s'étendant sur toute la longueur du tuyau, porte con- tre la surface extérieure du revêtement enlevant la résine en excès et lissant le produit fini.
L'appareil décrit ci-dessus peut recevoir des tuyaux inté- rieurs de béton présentant une gamme de diamètres différents, simple- ment en utilisant des embouts 27 et des montages 29 de dimensions voulues et en réglant la position des porte-filières 24 et de la ra-' clette 40.
Naturellement,un tuyau composite selon l'invention peut être fabriqué suivant le second procédé mentionné ci-dessus dans des appa- reils de forme différentes de celles de l'appareil décrit se rappor- ant aux dessins ci-annexés, Par exemple, le tuyau intérieur de bé- ton peut être tourné et déplacé latéralement-par rapport à un ou à des chariots semblables au chariot 12 représenté sur les dessins. Ou bien, le tuyau intérieur peut être disposé pour tourner, son axe lon- gitudinal étant sensiblement vertical, des déplacements relatifs ver- ticaux existant entre le tuyau et les moyens utilisés pour appliquer les mèches imprégnées de résine synthétique.
Il va d'ailleurs de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, no- tamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on porte pour cela du cadre de la présente invention.
EMI10.1
t E V E N D I C X i' I 0 N S
1. Un tuyau composite caractérisé en ce qu'il comprend une couche extérieure de matière liée au moyen de résine synthétique, et une couche intérieure de béton.
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The present invention relates to an improved method of manufacturing pipes.
It has already been proposed to manufacture pipes of a material bound by means of synthetic resins, for example of glass fibers in the form of a sheet, of wicks or of woven or felted material bound by polyester resin. Although such pipes can withstand high internal pressures, they have two drawbacks. In the first place, they exhibit low flexural strength and as a result, if they are of sufficient length, they
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become very difficult to handle.
Second, the material bound by means of synthetic resins does not exhibit very high wear resistance, so if the pipe is used to transport fluids the inner surface of the pipe wears very quickly. quickly in contact with foreign bodies transported by the fluid.
The aim of the present invention is to provide a composite or mixed pipe which does not have the drawbacks mentioned above.
The composite pipe which is the subject of the invention comprises an outer layer of material bound by synthetic resin and an inner layer of concrete.
This composite pipe can be manufactured using one of the following two methods.
According to the first method, a pipe of synthetic resin bonded material can be provided with a concrete lining by any method normally used in the manufacture of concrete pipes; for example, it can be cast inside the pipe, the latter remaining fixed or it can be formed by centrifugation inside the latter. The interior concrete lining is thick enough to give the composite pipe flexural strength to facilitate handling as well as adequate wear resistance.
In a typical 610mm diameter composite pipe. Following the first of these methods, the synthetic resin pipe is made of sheet glass fibers bonded with polyester resin, this pipe having an inner diameter of 635 mm and a wall thickness of 5 mm. Inside this pipe, a layer of concrete having a thickness of 12.7 mm was formed by centrifugation, the concrete mixture having the following composition in volumes:
Portland cement - 1 part
Sand (5 mm max.) - 1.5 parts
Shards of granite (single dimension 6.5mm 2.5 parts.
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This first method, of course, is not limited to the particular dimension of the pipe mentioned above, nor to the raw material used. The material pipe bonded to the synthetic resin means * used may be made of any suitable fibers (such as asbestos fibers or glass fibers or the like), the fibers being bonded together. any suitable synthetic-thermoplastic or thermosetting resin. The concrete of the interior layer can also have any suitable composition, for example cement. Portland from the above mixture can be replaced with sulfate resistant cement or aluminous cement. If desired, the inner layer of concrete can be reinforced.
To facilitate end-to-end assembly of the pipes, the inner layer of concrete may, at one end, protrude slightly from the synthetic resin pipe and end slightly indented at the other end of the pipe. Any other common assembly method can, however, be used.
According to the second method of manufacturing a composite pipe according to the invention, a fibrous material impregnated with synthetic resin is applied to the exterior of an already manufactured concrete pipe and the resin is allowed to harden.
The concrete core of the pipe can be manufactured by any common method, for example, by centrifuging, or by tamping or vibration molding; must be sufficiently dimensioned to withstand handling forces. The concrete pipe can have any suitable composition and, if desired, be reinforced.
After hardening of the concrete pipe, the fibrous material impregnated with synthetic resin is applied to the outside of the pipe, for example by winding. After hardening, the sheath of synthetic resin agglomerated material thus formed assumes the following functions: (a) making the concrete pipe impervious to the seepage of the high pressure fluid which it contains; (b) pre-stress the concrete pipe due to the contraction of the resin during its curing as well as the tension exerted on the impregnated material during its
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application; (c) reinforce the inner concrete pipe so that it can withstand higher internal pressures without bursting.
With regard to the latter function, the inner concrete pipe can be reinforced to such an extent by means of the agglomerated synthetic resin material that, if desired, the pipe can be dispensed with. concrete interior.
The material bonded by means of synthetic resin can consist of any suitable fibers, such as glass fibers or asbestos fibers in the form of wicks, webs, slivers or cloth, bonded by means of any synthetic resins. suitable thermoplastics or thermosets, for example polyester resins, allyl compounds, phenolic resins, silicone resins, melamine resins, epoxy resins and furan resins which can all be molded using very low pressures from simple contact pressure and which can be heat treated at relatively low temperatures. These latter factors are of great importance since high temperature and / or high pressure can damage interior concrete pipes.
Although only circumferentially arranged fibers are needed to resist the distension force caused by the pressure of the fluid inside the pipe, the longitudinal flexural strength of the concrete inner pipe can be increased by: (1 ) The application of fibers parallel to its axis, for example by the use of woven fabric, webs, tapes, or rovings applied in the longitudinal direction; (2) the application of wicks following a helix of determined winding angle. By applying wicks following a helix of determined angle, it is possible to achieve a balance between the resistances to the distension forces and to the longitudinal bending forces of the pipe obtained.
For example, if the wicks were wound on the pipe in a helix of angle equal to zero, that is, parallel.
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lement to the diametral axis of the inner concrete pipe, the resistance to the stress of distension would be maximum while the resistance to longitudinal bending of the composite pipe would be only equal to that of the inner concrete pipe. An increase in the winding angle of the strands would decrease the resistance to tension forces if the same quantity of fibers were used but there would be an increase in the resistance to bending forces by , compared to the initial resistance presented by the inner concrete pipe.
Thus, using a winding angle of about 30 to the diametral axis, the flexural strength would be increased by a value equal to half the tensile strength over the initial strength of the pipe. concrete interior.
In addition, by winding alternate layers of wicks according to helices of opposite angles, planes of cleavage or cracks along the diametral axis between the successive wicks are avoided, which reduces the risks of porosity at high pressures. of fluid.
In addition, since it is more convenient to make relatively short sections of concrete inner pipe, two or more of these sections can be joined by simple rebate joints and the resulting pipe can be coated with wicks. following a convened helix angle so that the joint can resist bending forces. This allows existing factories, for example factories likely to manufacture concrete pipes in lengths of 1m, 1.5m, 2m and 2.5m. To produce pipes resistant to the pressure of all multiples or reasonable combinations of these lengths, thus reducing assembly joints to a minimum.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course being part of said invention.
Figure 1 is a schematic side elevational view of part of an apparatus for the manufacture of composite pipes.
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tes according to the invention, certain parts being torn off for greater clarity.
Figure 2 is a sectional view along line II-II of Figure 1.
Figure 3 is a detail view partially in section :.
In the embodiment shown in the drawing, the apparatus comprises a lathe bed 1 mounted on the base 2, the lathe bed being provided with a tailstock and a tailstock of standard construction. On the drawings. only the plate 3 at the end of the loader side, and the tailstock screw 4, at the end of the tailstock side, have been shown.
Along one side of the lathe bed 1 is a recess 5, and on the other side of the bed is the recess 6. The two recesses 5 and 6, the axes of which are substantially parallel to the bed. axis of rotation of the plate 3, respectively receive the roller chains 7 and 8. Each of these chains is mounted on pinions at each end of the lathe bed, one of these pinions being designated by 9 in Figure 1. L 'one of the pairs of gears 9. associated with each of the chains 7 and 6 is driven by a suitable transmission and a reversing device (not shown), at a speed proportional to the speed of rotation of the plate 3.
Raceways 10 and 11 are arranged on the base 2 on each side of the lathe bed, these raceways being substantially parallel to the axis of rotation of the plate 3. Two practically similar carriages 12 and 13 provided with pebbles read agen- These so as to move the Ion =; rolling paths, @ts read and: 11 respectively. On the carriage 12 is mounted a pinion 15 on which the chain 7 engages; this pinion can either turn freely in relation to the carriage, or be blocked on the latter by means of a device not shown.
The carriage 13 has a similar pinion 16 on which the chain engages
Each of the carriages 12 and 13 supports a certain number of trees 17 (figure 1) on each of which is molded, so as to be able to
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turn, a reel of strands of glass fibers. In the apparatus shown, forty-two of these coils are each supported by the carriages.
Each carriage also supports several polished guide rods 19, two alignment combs 20 and 21, a container 22, a fixed die holder 23, containing forty-two dies of ceramic or similar material, as well as a die holder. 24, with adjustable inclination) mounted on an adjustable support arm 25 and also containing forty-two dies of ceramic or similar material. For the purpose of simplifying the drawings, Figure / shows in detail only some of the teeth of the comb 20 of the carriage 12; other teeth are indicated by dotted lines. The combs 20 and 21 of the carriage 13 have been omitted in Figure 1.
When it is desired to apply fiberglass wicks impregnated with synthetic resin on a concrete pipe 26 in the apparatus described above, the pipe is fitted with two end pieces 27 (see figure 3) one at each end. of the pipe, these end pieces being held in place by a tie rod 28 passing through the interior of the pipe. An assembly, designated as a whole by 29, is then bolted on the tailstock screw 4 and another similar assembly is bolted on the plate 3. Each assembly 29 comprises two circular discs 30 and 31 'spaced by a member. cylindrical 32. The length of the member 32 is a little greater than the winding pitch X (figurai), according to which it is desired to wind the strands of fiberglass on the pipe.
The disc 30 has a peripheral rim 33 and a friction ring 34. A thin cylindrical sleeve 35 is slidably mounted on the discs 30 and 31, the outer diameter of this sleeve being substantially equal to that of the disc 30. concrete inner pipe 26.
In order to place the pipe in the apparatus, an eye bolt 36 is screwed into each of the end pieces 27. The pipe is then lifted to a position where it is located between the mountings 29 of the headstock and the headstock. advanced against. The tailstock screw 4 is then the tailstock screw is then advanced towards the headstock so that it is advanced towards the headstock so that the end pieces 27 are centered in
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These are the flanges 33 of the two assemblies 29 and are tight against the friction discs 34. The eye bolts are then removed and the sleeves 35 slid towards the ends of the pipe leaving a slight space 37 between each sleeve and the adjoining end. of the pipe (position shown in figure 1).
The fiberglass strands 38 of the spools 18 of each cart are then threaded as shown in Figures 1 and 2, a sufficient number of strands being used to uniformly cover a pitch width "X" of the pipe being pulled. coating. Each bit 38 passes from its coil around the guides 19, through the alignment combs 20 and 21, around the polished guides 39 in the container 22 then through the ceramic dies of the die holders 23 and 24. carriages being against the end, headstock side, of the lathe bed 1, and the other carriage against the other end of the lathe bed; the ends of the bits 38 are fed from the die holder 24 and attached to the sleeves 35 at each end of the pipe 26.
The container 22 of each carriage is then filled with liquid synthetic resin, the pinions 15 and 16 are immobilized and the plate 3 as well as the drive pinion 9 are started.
As the pipe 26 rotates, the carriages 12 and 13 move in the opposite direction along the raceways 10 and 11. The rotation of the pipe causes the unwinding of the strands of fiberglass from the coils 18, their passage through. the resin of the containers 22 and their winding on / the pipe, so as to apply to the latter two layers of fiberglass wicks impregnated with synthetic resin.
The ceramic dies of the die holder 23 remove excess resin from the wicks after passing through the containers 22 and the ceramic dies of the die holder 24 determine the spacing of the wicks before their application to the pipe. In Fig. 1, the spacing of the wicks on the pipe 26 has been somewhat exaggerated in order to make the design more readable.
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The gear ratio between the pinions 9 and the plate 3 is chosen in order to give the impregnated wicks the desired helix angle (usually Itrdre of 30).
When the carriages reach the opposite ends of the pipe, the gears 15 and 16 are released and, the carriages remaining stationary, a layer of resin-impregnated wicks is wound on each of the sleeves 35. The gears 15 and 16 are then immobilized again, after having reversed the direction of rotation of the drive pinion 9. This has the effect of moving the two carriages back along the pipe in order to apply a second pair of layers of resin impregnated wicks on the pipe. pipe at helical angles opposite to those of the previous layers.
The above process is repeated until a sufficient number of layers of resin impregnated wicks have been applied to give the concrete inner pipe the necessary resistance to bending and distension forces. The purpose of the layer of resin-impregnated wicks coiled, with a helix angle of zero, over the sleeves 35 at the end of each movement of the carriages along the pipe, is to prevent sliding in the pipe. back of the bits when the carriages change direction in order to give the opposite helix angle.
After the final coats have been applied, the machine is stopped, after a full width equal to the pitch has been wound on each of the sleeves 35, and the sprockets 15 and 16 are released.
So, turning the pipe one turn while holding a cutting tool against the layers of resin impregnated wicks in front of each. spacings 37, the pipe is released from the sleeves 35. The sleeves can then be slid back so as to screw the eye bolts 36 back into the end pieces 27. We lift slightly to support the weight of the pipe, we unscrew the screw tailstock 4, the pipe is then lifted out of the machine and passed through an oven (not shown) where the resin is heat-treated.
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A new concrete pipe is then placed in the machine, the resin-impregnated wicks being ready, already in place on the sleeves 35, to be wound on the new pipe.
Throughout the duration of the winding, a squeegee 40 (shown only in figure 2) of wood, rubber or other suitable material, extending over the entire length of the pipe, bears against the outer surface. of the coating removing excess resin and smoothing the finished product.
The apparatus described above can accommodate concrete interior pipes of a range of different diameters, simply by using end caps 27 and fixtures 29 of the desired size and adjusting the position of die holders 24 and of fittings. the squeegee 40.
Of course, a composite pipe according to the invention can be manufactured according to the second method mentioned above in apparatus of different shape from those of the apparatus described with reference to the accompanying drawings. For example, the pipe. The concrete interior can be rotated and moved laterally with respect to one or more carriages similar to carriage 12 shown in the drawings. Or, the inner pipe may be arranged to rotate, its longitudinal axis being substantially vertical, relative vertical displacements existing between the pipe and the means used to apply the wicks impregnated with synthetic resin.
It goes without saying that modifications can be made to the embodiments which have just been described, in particular by substitution of equivalent technical means, without falling within the scope of the present invention for this.
EMI10.1
t E V E N D I C X i 'I 0 N S
1. A composite pipe characterized in that it comprises an outer layer of material bonded by means of synthetic resin, and an inner layer of concrete.