BG113277A - Система и метод за производство на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби - Google Patents

Abstract

Настоящото изобретение разкрива система и метод за производство по един интегрален начин на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби от прави, предварително формовани тръбни заготовки, с възможност за коригиране и разпределение на дебелината им, както и за коригиране на специфичното им разтягане в различни участъци на фитинга, което им позволява да бъдат подсилени или оптимизирани при изпълнението на самия метод, без това да води до увеличение на времето за производство или до увеличаване на използваните суровини, така че да позволяват производството на фитинги с различни геометрични размери (криви, конуси, съединители, разклонители и др.).

Description

Настоящото изобретение се отнася до система и метод за производство по един интегрален начин на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани тръби от прави, предварително формовани тръбни заготовки, с възможност за коригиране и разпределение на дебелината им, както и коригиране на специфичното им разтягане в различни участъци на фитинга, което им позволява да бъдат армирани или оптимизирани при изпълнението на самия метод, без това да води до увеличение на времето за производство или до увеличаване на използваните суровини.

Целта на изобретението е система, която позволява производството на фитинги с различни геометрични форми (криви, конуси, муфи, отклонения и др.).

Изобретението е в областта на производствените системи и процеси за молекулярно-ориентирани профили, по-специално за „партидните“ системи.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Молекулярната ориентация е процес, при който чрез прилагане на механична деформация към предварително екструдирана тръба или предварително формована тръбна заготовка, при подходящите условия, основно на температура, налягане, скорост на деформация и радиус на деформация, се получава значителна промяна на техните механични характеристики, които в основата си са якост на опън на материала, устойчивост на удар, подобряване на пластичната деформация, устойчивост на разпространение на пукнатини, подобрение на модула на Юнг и др.

При споменатия процес на молекулярна ориентация, благодарение на по-голямото съпротивление на материала, се постига изключително устойчив материал с използване на по-малко суровини и с равни или подобри характеристики.

Съществуват различни методи или системи за производство на тръбни профили, които могат да бъдат групирани в две големи категории: непрекъснати или редови системи, както и прекъснати или партидни системи.

Прекъснатите или партидни системи се основават предимно на получаването на молекулярна ориентация „елемент по елемент, което се постига чрез експандиране на тръбна заготовка в матрица, която осигурява окончателната форма на тръбния профил.

Редовите процеси се различават радикално и ориентацията се постига по един непрекъснат начин, едновременно със самия процес на екструдиране, без прекъсване на процеса или с междинно складиране, и т.н.

Ориентираните тръби трябва да се свързват една с друга, за да образуват проводима линия, която трябва да бъде адаптирана според географския и технически профил на проекта. С други думи, проводимата линия трябва да осигурява възможността да се следват линии с изкривявания или разклонения, променяйки диаметъра на проводимостта, и т.н., така че транспортирането на флуида да може да се адаптира към специфичните нужди на всеки един случай.

Тази необходимост за ориентирани тръби традиционно се решава посредством различни решения, при които винаги се използват други материали. Най-традиционното решение, което е със 100-годишна давност, се състои от употребата на лети фитинги, макар че отскоро по един ограничен начин също се използват фитинги, изработени от полимери, инжектирани в матрици.

Могат да бъдат открити различни технологии без към продуктите да се прилага молекулярна ориентация, които позволяват производството на подобни обекти под формата на споменатите фитинги, винаги в областта на пластмасите, тъй като в областта на летите фитинги няма сходства:

Инжектиране: технология, намираща широко приложение, която позволява частите да се изработват в затворени матрици, благодарение на инжектирането на разтопена пластмаса, която запълва кухината на матрицата. Тази технология се различава от технологията на настоящото изобретение, тъй като за изходен материал използва разтопен материал, без ориентация, характеризираща се с това, че запълнената с материал кухина (матрица) е с формата на крайния продукт, и при която има множество части, за да се предотврати запълването на кухите части с материал, в допълнение на факта, че като елемент на експандирането не се използва флуид, и т.н.

Механизация: технология, при която, започвайки с предварително формоване на специфичен материал, чрез отстраняване на стружките се постига подходящата форма на частта. При тази технология няма молекулярна ориентация и етапът на преминаване от предварително формоване към крайния продукт се изпълнява чрез премахване на материал, което много се различава от технологията на настоящото изобретение.

Съществуват процеси иа пластична трансформация, които могат да имат очевидни сходства с настоящото изобретение, но които въпреки това се различават радикално от него.

Обдухване с топлина: характеризиращо се с това, че конкретният елемент е подложен на налягане, така че да приеме специфичната форма в матрицата. Тъй като процесът не води до получаване на ориентация, при него няма манипулатори, които позволяват на тръбната заготовка да бъде деформирана или разтеглена, ако нейното охлаждане се базира на система с въздушен поток или с някакъв друг флуид, а вместо това охлаждането й се извършва в контакт в същата матрица. По този начин частите преминават директно от екструзия към формоване, защото температурата не е толкова значима и поради това системата е без температурна кабина, като не е необходима и система за обработка с въздух, тъй като флуидът за експандиране само създава формата, но не влияе на експандирането. В крайна сметка, това е система, която се различава много от настоящото изобретение.

Документът ЕР1108523А1 разкрива система за производство на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби от права, предварително формована тръбна заготовка от неориентирана полимерна тръба, която съдържа първи край и втори край съгласно преамбюла на претенция 1.

Системата и методът за производство на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби съгласно настоящото изобретение решават всички гореспоменати недостатъци.

ОПИСАНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Настоящото изобретение се отнася до система и метод за производството на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби, които позволяват производството на различни видове ориентирани PVC фитинги или други полимери да бъдат произведени от права тръбна заготовка от неориентирана полимерна тръба.

Възможно е тези фитинги да имат интегрална гърловина (особена геометрия за свързване на една тръба с друга, като геометрията е с по-голям диаметър от номиналната геометрия на тръбата и която позволява разполагането на гумен пръстен за херметизиране на системата, предотвратявайки протичането на флуида извън системата), тъй като тя позволява приемането на различни геометрии с простото променяне на отливката, възползвайки се от всички елементи на системата.

Съгласно системата на изобретението, производството на фитинги или връзки от ориентирани полимери се постига от прави тръбни заготовки с константна геометрия, които преди това са получени чрез екструдиране.

Системата за производство на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби от права, предварително формована тръбна заготовка от неориентирана полимерна тръба, която съдържа първи край и втори край, се характеризира с това, че системата включва:

• средства за нагряване, които са конфигурирани така, че да контролират температурата на тръбната заготовка;

• темперирана климатична камера, която е конфигурирана така, че да поддържа температурата на тръбната заготовка на първа предварително определена температура, факултативно за операции по деформиране на тръбата;

• първа захващаща глава и втора захващаща глава, характеризиращи се с това, че първата захващаща глава е конфигурирана така, че да захваща първия край на тръбната заготовка, а втората захващаща глава е конфигурирана така, че да захваща втория край на тръбната заготовка;

• средства за манипулиране, които са конфигурирани така, че да поддържат първата захващаща глава и втората захващаща глава;

• основна плоча, която поддържа две мобилни части, които са конфигурирани така, че да могат да се движат;

• матрица, която съдържа най-малко две части, характеризираща се с това, че всяка от частите на матрицата е разположена върху мобилна част на основната плоча, характеризираща се и с това, че матрицата е конфигурирана така, че да ориентира деформираната тръбна заготовка или предварително формованата тръбна заготовка, когато най-малко две части от матрицата са разположени така, че да контактуват една с друга.

Средствата за манипулиране, които заедно с първата и втората захващаща глава са конфигурирани така, че да завъртат, разтягат, свиват и/или деформират тръбната заготовка, така че за дадено влакно на тръбната заготовка да се получи разтягане, а за друго влакно на тръбната заготовка по желание да се получи свиване, разтягане или свиване.

Факултативно, най-малко първата или втората захващаща глава съдържа средства за вкарване/изтегляне на флуид във вътрешността на деформираната тръбна заготовка или на предварително формованата тръбна заготовка с цел вкарване на флуиди в тях и тяхното изтегляне, създавайки вътрешни потоци от флуиди в тръбната заготовка, като вътрешно ги изпръскват, нагнетяват и разширяват с цел охлаждане и експандиране на деформираната тръба или на предварително формованата тръбна заготовка; например така, че за дадено влакно на тръбната заготовка да се получи разтягане, а за друго влакно на тръбната заготовка по желание да се получи свиване, разтягане или свиване.

Матрицата освен това съдържа средства за захващане, които са разположени в краищата на матрицата и съвпадат с първия край и с втория край на тръбната заготовка, когато най-малко две части на матрицата са разположени така, че да контактуват помежду си, характеризиращи се с това, че средствата за захващане се конфигурирани така, че да захващат деформираната тръба или предварително формованата тръбна заготовка, когато най-малко двете части на матрицата влязат в контакт една с друга, така че вътрешността на деформираната тръба или на предварително формованата тръбна заготовка, заедно се първата и втората глава, създадат запечатано пространство, характеризиращо се с това, че се създава възможност за изпълнение на неговата херметизация.

Факултативно, системата допълнително включва средства за срязване и/или обработка на фитингите или връзките, които са оформени така, че да отрязват краищата на оформените фитинги или връзки.

Факултативно, системата включва и разпределителна маса, характеризираща се с това, че правата тръбна заготовка от неориентирана полимерна тръба се разполага върху нея и е конфигурирана така, че да нарязва тръбната заготовка на части с различни дължини.

Изобретението се отнася също и до метод за производство на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби от права, предварително формована тръбна заготовка от неориентирана полимерна тръба, която съдържа първи край и втори край, характеризиращ се с това, че системата включва:

• етап на загряване, характеризиращ се с това, че температурата на тръбната заготовка се контролира;

• етап на регулиране на температурата, характеризиращ се с това, че температурният контрол на тръбната заготовка се поддържа на първа предварително определена температура;

• етап на захващане, характеризиращ се с това, че се изпълнява захващане на първия край на тръбната заготовка и на втория край на тръбната заготовка;

• етап на формоване с помощта на матрица, която съдържа най-малко две части, характеризиращ се с това, че ориентацията на деформираната тръба или на тръбната заготовка се извършва тогава, когато най-малко две части на матрицата влизат в контакт помежду си.

Методът за производство на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби включва също и етап на завъртане, разтегляне, свиване и/или деформация на тръбната заготовка след етапа на захващане на първия край на тръбната заготовка и на втория край на тръбната заготовка.

Факултативно, методът включва и етап на вкарване/изтегляне на флуиди във вътрешността на деформираната тръбна заготовка или на предварително формованата тръбна заготовка с цел вкарване на флуиди в тях и тяхното изтегляне, създавайки вътрешни потоци от флуиди в тръбната заготовка, като вътрешно ги изпръскват, нагнетяват и разширяват с цел охлаждането и експандирането на деформираната тръба или на предварително формованата тръбна заготовка; например така, че за дадено влакно на тръбната заготовка да се получи разтягане, а за друго влакно на тръбната заготовка по желание да се получи свиване, разтягане или свиване.

Освен това методът включва също и етап на захващане на деформираната тръба или на тръбната заготовка, когато най-малко двете части па матрицата влязат в контакт помежду си, така че вътрешността на деформираната тръба или на предварително формованата тръбна заготовка, заедно с първата и втората глава, създадат запечатано пространство, последвано от етап за херметизиране на споменатото запечатано пространство.

Факултативно, методът включва още и етап на срязване и/или обработка на краищата на оформените фитинги или връзки.

Факултативно, методът включва още и етап на нарязване на тръбната заготовка на части с различни дължини.

ОПИСАНИЕ НА ЧЕРТЕЖИТЕ

Като допълнение на направеното описание, както и с цел за подпомагане на разбираемостта на характеристиките на изобретението, в съгласие с неговите предпочитани практически примерни изпълнения, споменатото описание се придружава от набор с чертежи, които са негова неразделна част, като илюстрации, а не 5 като ограничения, представляващи следното:

На Фигура 1 е показан схематичен изглед на система за производство на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби съгласно настоящото изобретение.

На Фигура 2 са показани неограничаващи примери на различни операции, които могат да бъдат изпълнени в темперираната климатична камера от средствата за манипулиране с първа и втора захващаща глава.

На Фигура 3 е показан изглед в перспектива на една от най-малко двете части на матрицата, заедно с формирания фитинг или връзка.

На Фигура 4 е показан изглед на напречно сечение на средствата за захващане, заедно с глава и деформирана тръба.

ПРЕДПОЧИТАНО ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Системата и методът за производство на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби съгласно настоящото изобретение са по-подробно описани по-долу.

На Фигура 1 са показани различни елементи на системата или етапи на метода. Първо е показана тръбната заготовка (100), преминаваща през средство за нагряване или пещ (1), която се състои от регулируеми нагревателни елементи. След като премине през пещта (1), тръбната заготовка (100) достига до постоянна 20 температура по цялата си геометрия, която е подходяща за ориентацията, с други думи до такава температура, която кара полимерът да премине от твърдото си състояние към пластично състояние, като по този начин може да се деформира за ваше удобство и при тази деформация е податлив на молекулярна ориентация.

След кондициониране на тръбната заготовка (100), тя преминава към темперирана климатична камера (2), чиято цел е да предотврати тръбната заготовка (100), която е нагрята за своята ориентация, да бъде подложена 25 на температурни промени, докато се изпълняват различни операции, като закрепване и последваща деформация с всички техни възможности, наред с другото, както се желае за крайния резултат и за разпределението на ориентацията. На Фигура 2 могат да бъдат намерени описателни, но неограничаващи примери.

Темперираната климатична камера (2) освен това съдържа и въртящ се супорт (3), който е конфигуриран така, че да поставя тръбната заготовка (100) по такъв начин, че закрепването й да се улеснява с помощта на 30 средствата за манипулиране (4), които за предпочитане са шарнирни манипулатори или рамена. Средствата за манипулиране (4) поддържат първа захващаща глава и втора захващаща глава (9) с въртяща се система (XX) и със средства за вкарване/изтегляне (8) на флуид в деформираната тръба или в тръбната заготовка, които средства изпълняват кондиционирането на споменатия флуид. Функцията на тези въртящи се глави (9) се състои в захващане на тръбната заготовка (100) в нейните краища, и след като са захванати, те трябва да са в състояние да 35 я деформират във всяка една посока, като по този начин да са в състояние да постигнат параметрите на селективна молекулярна ориентация след разширението на тръбната заготовка. С други думи, тези средства за манипулиране (4) с главите (9) могат да разтягат аксиално тръбната заготовка (100) или да контактуват с нея, да я завъртат около нейната ос и да създават периферна деформация, или да я завъртат в равнини, перпендикулярни на оста на тръбната заготовка (100), така че тя да се подлага на разтягане на влакната в една секция и на свиване на влакната 40 в други секции. В допълнение на това, тези средства за манипулиране (4) могат да се завъртат така, че тръбната заготовка (100) да се огъва под различни ъгли. На Фигура 2 са показани примери на движението на възела на средствата за манипулиране (4) и на захващащите глави (9).

От своя страна, средствата за манипулиране (4) съдържат средства за вкарване/изтегляне на флуид (8) във вътрешността на деформираната тръба или на тръбната заготовка, които изпълняват кондиционирането на 45 споменатия флуид, така че разширяващият флуид, който трябва да разшири тръбната заготовка (100), преминава през нея и се обработва така, че да има необходимите характеристики за ориентацията, които основно са нагряване и филтриране.

Веднъж след като тръбната заготовка (100) е затегната и удобно деформирана за получаване на деформирана тръба в темперираната климатична камера (2), средствата за манипулиране (4) предават 50 деформираната тръба към участък, в който тя се разполага върху основна плоча (5) с две успоредни плочи, които поддържат матрицата (6) разделена на две симетрични части. Средствата за манипулиране (4) позиционират деформираната тръба между двете половини на матрицата (6), а основната плоча (5) задейства успоредните плочи така, че те да се придвижват в противоположни посоки, докато матрицата (6) се затвори напълно, така че деформираната тръба да остане във вътрешността на матрицата (6).

Когато матрицата (6) е затворена, средствата за захващане (11), които са вградени в матрицата (6), захващат деформираната тръба едновременно, както е показано на Фигура 4, притискайки я към захващащата глава (9) и създавайки запечатано закритие.

След това, на разширяващия флуид се разрешава да премине през отвора на една от захващащите глави 5 (9), който от своя страна идва от средствата за вкарване/изтегляне (8) на флуид, което позволява да му се създадат подходящи условия за молекулярна ориентация, и същият разширява тръбната заготовка към стените на матрицата (6).

След изпълнение на разширяването се създава проходен контур, поддържайки натиска, с помощта на който флуидът охлажда деформираната тръба от вътрешната й страна, позволявайки на матрицата (6) да остава на 10 постоянна температура. Факултативно, матрицата може да бъде охлаждана, за да подпомогне охлаждането на деформираната тръба. На Фигура 3 е показан един пример на фитинг или връзка, които са излезли от матрицата (6).

На един последен етап, краищата на фитинга или връзката (20) се отрязват с помощта на средствата за рязане (7), за да се получи крайния продукт, който е цел на настоящото изобретение.

Claims (10)

1. Система за производство на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби от права, предварително формована тръбна заготовка (100) от неориентирана полимерна тръба, която съдържа първи край и втори край, характеризираща се с това, че системата включва:

• средства за нагряване (1), които са конфигурирани така, че да контролират температурата на предварително формованата тръбна заготовка (100);

• първа захващаща глава (9) и втора захващаща глава (9), характеризиращи се с това, че първата захващаща глава (9) е конфигурирана така, че да захваща първия край на предварително формована тръбна заготовка (100), а втората захващаща глава (9) е конфигурирана така, че да захваща втория край на предварително формована тръбна заготовка (100);

• средства за манипулиране (4), които са конфигурирани така, че да поддържат първата захващаща глава (9) и втората захващаща глава (9), • основна плоча (5), която поддържа две мобилни части, които са конфигурирани така, че да могат да се движат;

• матрица (6), която съдържа най-малко две части, характеризираща се с това, че всяка от частите на матрицата (6) е разположена върху мобилна част на основната плоча (5), характеризираща се и с това, че матрицата (6) е конфигурирана така, че да ориентира деформираната тръба или предварително формованата тръбна заготовка (100), когато най-малко две части от матрицата (6) са разположени така, че да контактуват една с друга.

характеризираща се с това, че системата освен това включва:

• темперирана климатична камера (2), която е конфигурирана така, че да поддържа температурата на предварително формованата тръбна заготовка (100) на първа предварително определена температура;

характеризираща се с това, че средствата за манипулиране (4), заедно с първата и втората захващаща глава (9), са разположени в темперираната климатична камера (2) и са конфигурирани така, че да завъртат, разтеглят, свиват и/или деформират предварително формованата тръбна заготовка (100).

2. Системата съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че най-малко първата или втората захващаща глава (9) съдържа средства за вкарване/изтегляне на флуид (8) във вътрешността на деформираната тръба или на предварително формованата тръбна заготовка (100).

3. Системата съгласно всяка от предходните претенции, характеризираща се с това, че матрицата (6) освен това съдържа средства за захващане (11), които са разположени в краищата на матрицата и съвпадат с първия край и с втория край на предварително формованата тръбна заготовка, когато най-малко две части на матрицата са разположени така, че да контактуват помежду си, характеризиращи се с това, че средствата за захващане (11) са конфигурирани така, че да захващат деформираната тръба или предварително формованата тръбна заготовка (100), когато най-малко двете части на матрицата (6) влязат в контакт една с друга.

4. Системата съгласно всяка от предходните претенции, характеризираща се с това, че освен това включва средства за рязане и/или обработка (7) на оформените фитинги или връзки, които са конфигурирани така, че да отрязват краищата на оформените фитинги или връзки.

5. Системата съгласно всяка от предходните претенции, характеризираща се с това, че освен това включва и разпределителна маса, характеризираща се с това, че правата, предварително формована тръбна заготовка (100) от неориентирана полимерна тръба се разполага върху нея и е конфигурирана така, че да нарязва предварително формованата тръбна заготовка (100) на части с различни дължини.

6. Метод за производство на фитинги и връзки за биаксиално ориентирани пластмасови тръби от права, предварително формована тръбна заготовка (100) от неориентирана полимерна тръба, която съдържа първи край и втори край, характеризиращ се с това, че методът се изпълнява със система съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се и с това, че методът включва:

• етап на нагряване, характеризиращ се с това, че температурата на предварително формованата тръбна заготовка (100) се контролира;

• етап на темпериране. характеризиращ се с това, че температурният контрол на предварително формованата тръбна заготовка (100) се поддържа на първа предварително определена температура;

• етап на захващане, характеризиращ се с това, че се изпълнява захващане на първия край на предварително формованата тръбна заготовка (100) и на втория край на предварително формованата тръбна заготовка (100), • етап на завъртане, разтягане, свиване и/или деформиране на предварително формованата тръбна заготовка след етапа на захващане на първия край на предварително формованата тръбна заготовка (100) и на втория край на предварително формованата тръбна заготовка (100);

• етап на формоване с помощта на матрица (6), която съдържа най-малко две части, характеризиращ се с това, че при етапа на формоване ориентацията на деформираната тръба или на предварително формованата тръбна заготовка (100) се извършва тогава, когато най-малко две части на матрицата (6) влизат в контакт помежду си.

7. Методът съгласно претенция 6, характеризиращ се с това, че включва етап на вкарване/изтегляне на флуид във вътрешността на деформираната тръба или на предварително формованата тръбна заготовка (100).

8. Методът съгласно всяка от предходните претенции 6 до Ί, характеризиращ се с това, че включва също и етап на захващане на деформираната тръба или на предварително формованата тръбна заготовка (100), когато най-малко две части на матрицата (6) влязат в контакт помежду си, последван от етап за херметизиране на споменатото запечатано пространство.

9. Методът съгласно всяка от претенциите 6 до 8, характеризиращ се с това, че включва също и етап на срязване и/или обработка на оформените фитинги или връзки.

10. Методът съгласно всяка от претенциите 6 до 9, характеризиращ се с това, че включва също и етап на срязване на предварително формованата тръбна заготовка (100) на части с различни дължини.