FI115390B - Menetelmä biaksiaalisesti suunnatun putken valmistamiseksi kestomuovimateriaalista - Google Patents

Description

5 115390

Menetelmä biaksiaalisesti suunnatun putken valmistamiseksi kestomuovimate-riaalista - Ett forfarande for tillverkning av ett biaxiellt orienterat rör av ter-moplastmaterial

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä biaksiaalisesti suunnatun putken valmistamiseksi kestomuovimateriaalis-ta.

10 Julkaisussa WO 90/02644 selostetaan patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä. Putken muovimateriaalin biaksiaalisen suuntauksen, jota myös kutsutaan putken biaksiaaliseksi venytykseksi, tarkoituksena on parantaa putken ominaisuuksia kestomuovimateriaalin molekyylien suuntauksen avulla kahdessa toistensa suhteen kohtisuorassa suunnassa, aksiaalisessa ja ympärysmitan eli kehän suun-15 nassa.

Biaksiaalisen suuntauksen aikaansaamiseksi on suotavaa, että putki on yhtenäisesti koko seinäpaksuudellaan suuntauslämpötilassa, joka on sopiva kyseistä kestomuo-vimateriaalia varten. Tämä on selostettu DE-julkaisuissa 2 357 210 ja EP-0 441 142 20 (Petzetakis). Tämä suuntauslämpötila käsittää käytännössä lämpötilan, jossa muovimateriaali pitää muotonsa jäähtyessään. PVC:tä (polyvinyylikloridia) varten tämä .: : suuntauslämpötila on alueella, joka on juuri PVC:n lasittumislämpötilan yläpuolella.

PE (polyetyleeni) ja muut polyolefiinit eivät sisällä mitään tällaista muutoslämpöti-laa, vaan sen sijaan "alfavaiheen", joka ilmaisee muutoksen kiderakenteesta osittai- ·:· 25 sen kiderakenteen kautta amorfiseksi rakenteeksi. Tällaisen muovimateriaalin suun- • * · · : tauslämpötila on aivan "alfavaiheeseen" liittyvän lämpötila-alueen yläpuolella. Bi- . *: *. aksiaalinen suuntaus tehdään kiinteäksi (jähmetetään) putken jäähdyttämisen avulla.

v> Muovimateriaalin suuntauslämpötilan saavuttamiseksi suulakepuristimesta korkeas- » · · M 30 sa lämpötilassa tuleva putki jäähdytetään. Käytännössä tämä jäähdytys saadaan ai-• · · *\ * kaan asettamalla suulakepuristettu putki kulkemaan suulakepuristimesta myötävir- : taan sijaitsevan jäähdytyslaitteen kautta, joka jäähdyttää putken ulkoisesti ja/tai si- säisesti.

!..* 35 Julkaisun WO 90/02644 mukaan putken paisutus tapahtuu paineistetussa paisuntati- ’···’ lassa, jota rajaa ensimmäinen tulppa, joka on sovitettuna tiiviisti paisuttamattoman putken sisään, ja siitä alavirtaan sijaitseva toinen tulppa. Tämä toinen tulppa on paisutettavissa säteittäisesti niin, että se tiivistyy paisutetun putken sisäpintaa vasten.

2 115390 DE-julkaisun 2 357 210 mukaisessa ratkaisussa kara on kiinteä ja putken ja karan väliin muodostetaan nestekalvo. Neste syötetään onton muoviputken ja karan alkuosan väliin ylävirtaan karan laajennusosasta. Liikkuva putki vetää sitten nesteen mukanaan karan laajennusosalle. DE-julkaisun 2 357 210 mukaan kartiomaisen laa-5 jennusosan laajenemiskulmaa on rajoitettu nestekalvon katkeamisen estämiseksi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on mahdollistaa suunnatun putken valmistus jatkuvalla prosessilla tarkasti hallittavalla tavalla. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on huomattavasti suuremman karan laajennusosan laajenemiskulman salliminen 10 kuin DE-julkaisun 2 357 210 kuvaamassa tekniikassa.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan menetelmällä, jonka oleelliset tunnusmerkit on esitetty patenttivaatimuksessa 1.

15 Esillä olevan keksinnön muita edullisia sovellusmuotoja selostetaan oheisissa patenttivaatimuksissa ja seuraavassa selostuksessa.

Keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin seuraavassa oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa: 20 kuvio 1 esittää kaavamaista osittain leikattua päälliskuvantoa keksinnön mukaisen ; · laitteen eräästä esimerkkisovelluksesta biaksiaalisesti suunnatun putken valmistusta varten; ? · * 25 kuvio 2 esittää kaavamaisesti kuvion 1 linjaa II-II pitkin otettua leikkauskuvantoa; Γ;*: Ja kuvio 3 esittää kaavamaista puolittain pituussuuntaista poikkileikkausta osasta laitetta, joka on tarkoitettu biaksiaalisesti suunnatun putken valmistusta ‘ · * · * 30 varten käyttäen suositeltavaa karasovellusmuotoa.

Kuviot 1, 2 ja 3 perustuvat keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen, jonka . * * ·. avulla valmistetaan kestomuovista (kuten PVC.stä tai PE.stä) tehty putki, joka sisäl tää tasaisen lieriömäisen seinän. On selvää, että keksinnön mukaista ajatusta ja tässä • · · *· ” 35 yhteydessä selostettuja ratkaisuja voidaan käyttää myös poikkileikkaukseltaan eri- ·...’ laisten putkimaisten osien valmistukseen käyttämällä tarpeen vaatiessa tässä yhtey dessä selostettuja osasovelluksia.

3 115390

Kuvio 1 esittää suulakepuristinta, jonka avulla valmistetaan ontto putki 2 kesto-muovimateriaalista jatkuvan prosessin avulla. Lähtiessään suulakepuristimesta putkella 2 on alkuperäinen pyöreä rengasmainen poikkileikkaus.

5 Suulakepuristimesta 1 lähtevä putki asetetaan kulkemaan kalibrointiholkin 3 ja sen jälkeen jäähdytyslaitteen 4 kautta, joka tässä esimerkissä käsittää vesijäähdytyslait-teen.

Putki 2 suunnataan biaksiaalisesti pakottamalla se kulkemaan putken 2 sisältämää 10 muovimateriaalia varten sopivassa suuntauslämpötilassa karan 50 yli, jota pitää paikoillaan onton putken 2 läpi kulkeva kiristyselin 51, joka on kiinnitetty suulakepuristimeen 1.

Käytännössä tämä suuntauslämpötila käsittää lämpötilan, jossa muovimateriaali tu-15 lee muotonsa pitäväksi ollessaan jäähdytettynä. PVCrtä varten suuntausläpötila on aivan PVC:n lasituslämpötilan yläpuolella sijaitsevalla alueella. PE ja muut polyole-fiinit eivät sisällä mitään muutoslämpötilaa, vaan "alfavaiheen", joka ilmaisee muutoksen kiderakenteesta osittaisen kiderakenteen kautta amorfiseksi rakenteeksi. Tällaisen muovimateriaalin suuntauslämpötila sijaitsee aivan "alfavaiheeseen" liittyvän 20 lämpötila-alueen yläpuolella.

i.: : Kara 50 sisältää lieriömäisen käyttöosan 50a, katkaistun kartion muotoisen laajen- nusosan 50b ja olennaisesti lieriömäisen poisto-osan 50c, joka kapenee hieman ala-;: · päätään kohti mentäessä.

·:· 25 • Ml ; Nopeuden valvomiseksi, jolla putki 2 liikkuu kohti karaa 50, putken nopeusvalvon- talaite 12 on asetettu etäisyyden päähän ylävirtaan karan 50 ylävirtapäästä putken 2 liikesuunnassa katsottuna, tämän laitteen 12 vaikuttaessa putken 2 ulkopintaan.

* · ♦ • * · 30 Kaaviomaisesti esitettyä laitetta 12 selostetaan edelleen seuraavassa.

Vetolaite 20 on asetettu myötävirtaan karasta 50 aiheuttamaan aksiaalinen vetovoi-ma putkeen 2. Tämän vetolaitteen 20 rakenne voi olla aikaisemmin yleisesti tunne-. tun rakenteen kaltainen.

*:./ 35 *···* Laitteesta 12 ylävirtaan olevan putken 2 ulkosivu jäähdytetään jäähdytyslaitteen 4 avulla siten, että putken 2 ulkopinnan vieressä olevan ulkokerroksen sisältämä muovimateriaali saatetaan lämpötilaan, joka on selvästi alhaisempi kuin muovimateriaa- 4 115390

Iin suuntauslämpötila. Tämä varmistaa sen, että putken 2 seinä saa kylmän ja siten suhteellisen kestävän ja kovan ulkokerroksen, jolla on sopiva paksuus, niin että tämä ulkokerros kykenee kestämään mekaanisia vaikutuksia, joita aiheuttaa erityisesti putkeen 2 vaikuttava laite 12. Toisin sanoen esillä olevan keksinnön yhteydessä eh-5 dotetaan putken 2 varustamista kovalla "päällyspinnalla" jäähdyttämällä ulkokerros lämpötilaan, joka on alhaisempi kuin biaksiaalista suuntausta varten haluttu suuntauslämpötila putken kulkiessa karan 50 yli.

PVC:n kaltaista muovimateriaalia varten, jonka lasittumislämpötila on noin 80-10 85 °C, on havaittu, että putken ulkopinnan jäähdytys noin 70 °C lämpötilaan on riit tävä kyllin paksun ja kestävän ulkokerroksen saavuttamiseksi. Esillä olevan keksinnön mukaisesti määritetty ulkokerroksen lämpötila PVC:n ollessa kysymyksessä on siten 80 °C ulkokerroksen sisäpuolella ja 70 °C ulkokerroksen ulkopuolella.

15 Valmistettu kova päällyspinta laitteesta 12 ylävirtaan putken 2 lämpimämmän ja pehmeämmän seinämateriaalin ympärillä estää putken 2 vahingoittumi s vaaran laitteen 12 johdosta. Päällyspinnan muita etuja selostetaan edelleen seuraavassa.

Koska laite 12 on asetettu etäisyyden päähän karasta 50, käytettävissä on tietty aika 20 ulkokerroksen kuumentamiseksi uudelleen haluttuun suuntauslämpötilaan. Aikana, jolloin putki 2 siirtyy laitteesta 12 karaan 50, ulkokerroksen lämpötilaa korkeam- : massa lämpötilassa oleva ulkokerroksen sisältämä materiaali vapauttaa asteittaisesti osan lämmöstään kylmempään ulkokerrokseen. Tämä johtaa siihen, että keksinnön :· mukainen ulkokerros asteittaisesti ohenee, jos putken 2 ulkopintaa ei enää jäähdyte- ·· 25 tä. Tämä lämpeneminen voi lopulta johtaa esillä olevan keksinnön mukaisen ulko- . .·. kerroksen katoamiseen. Putkiseinän sisäosan lämpötilaa säädetään sitten sopivimmin . ·: ·. esimerkiksi putken 2 sisäisen jäähtyksen tai kuumennuksen avulla siten, että hetkel- • · · lä, jolloin putki lähtee laitteesta 12, tämä lämpötila on suuntauslämpötilaa korkeam-. . pi. Kun tämän putken sisäosan lämpö on siirtynyt osittain ulkokerrokseen, mainittu 30 sisäosa jäähdytetään haluttuun suuntauslämpötilaan. Tämä lämmönsiirto sisältä ul-| ‘ kopuolelle merkitsee sitä, että putki, ulkokerros mukaan lukien, on biaksiaalista : * ·.: suuntausta varten halutussa suuntauslämpötilassa kulkiessaan karan 50 yli.

.· . Sen varmistamiseksi, että riittävän kestävä ulkokerros on olemassa ainakin kauttaku- ; , ’ 35 lun yhteydessä, laite 12 voidaan varustaa jäähdytysjärjestelmällä.

«· ·

Putken 2 kylmän ulkokerroksen paksuus vähenee edelleen putken 2 lähtiessä laitteesta 12 kuumennuksen tapahtuessa putken 2 sisäpuolelta käsin. Sen varmistami 5 115390 seksi, että putki 2 on mahdollisimman yhtenäisellä tavalla halutussa suuntauslämpö-tilassa saavuttaessaan karan 50 laajennusosan 50b, seuraavassa selostettu kuumen-nuslaite 40 on asetettu karan 50 viereen.

5 Kuljettuaan karan 50 laajennusosan 50b yli putki 2 jäähdytetään ulkopinnaltaan kaavamaisesti esitetyn jäähdytyslaitteen 70 avulla.

Tässä esimerkissä käytetty laite 12 käsittää rungon, jossa on kaksi kumilohkojen 16, 17 muodostamaa ketjua 14, 15, näiden lohkojen voidessa liikkua vastaavaa suljettua 10 rataa pitkin. Selvyyden vuoksi vain muutamia kurniiohkopareja 16, 17 on esitetty. Jokainen suljettu rata sisältää aktiivisen osan, johon molempiin ketjuihin 14, 15 kuuluvat lohkot 16, 17 vaikuttavat putken 2 ulkoisten kehäsektorien avulla, jotka sijaitsevat putken 2 kummallakin sivulla olevalla ulkokehällä. Laite 12 on suunniteltu siten, että lohkojen välistä etäisyyttä ja siten myös suunnattavaa putkea 2 varten tar-15 koitettua kulkuväylää voidaan muuttaa.

Tapaa, jolla laite 12 vaikuttaa putkeen 2, selostetaan seuraavassa kuvioihin 1 ja 2 viitaten.

20 Kuvion 2 esittämässä leikkauskuvannossa voidaan havaita kaksi lohkoparia 16, 17, jotka kuuluvat vastaavasti kuviossa 1 näkyvän työntölaitteen 12 ketjuihin 14, 15.

: Lohkot 16, 17 on esitetty asennossa, jossa ne sijaitsevat suljetun radan, jota pitkin ·...· ne liikkuvat, aktiivisella osalla. Suulakepuristimesta 1, kalibrointiholkista 3 ja pyö- * reällä alkuperäisellä poikkileikkauksella varustetusta jäähdytyslaitteesta 4 lähtenyt ; : 25 putki 2 puristetaan kokoon poikkileikkaukseltaan soikeaksi putkeksi 2 siihen vaikut- : tavien lohkojen 16, 17 välissä. Asian paremmaksi ymmärtämiseksi putken 2 pyöreän : alkuperäisen poikkileikkauksen ulkokehä on esitetty kuviossa 2 katkoviivalla. Kuvi ossa 2 putken 2 kylmän ulkokerroksen sisäinen rajalinja on myös esitetty katkovii-·_· valla. Tässä esimerkissä putki on tehty PVC:stä ja mainittu sisäinen rajalinja vastaa M 30 80 °C isotermiä (katkoviiva "1").

Laitteen 12 aiheuttaman putken 2 muodonmuutoksen reaktiona pintapaine (normaa-:] *: li voima) muodostuu putken 2 ja laitteen 12 lohkojen 16, 17 väliin. Tämä pintapaine ; on tuloksena putken 2 vastustuskyvystä muodonmuutosta vastaan, jolloin on selvää, 35 että voimakas ulkokerros edesauttaa suuresti putken 2 kokonaisvastusta muodonmuutoksen suhteen. Saman muodonmuutoksen yhteydessä ulkokerros saa siten aikaan suuremman pintapaineen kuin tapauksessa, jos käytössä olisi vain yksi kerros.

6 115390

Suurempi pintapaine mahdollistaa suuremman aksiaalisen voiman kohdistamisen tasaiseen putkeen 2.

Lohkojen 16, 17 ja putken 2 välistä pintapainetta voidaan siten säätää säätelemällä 5 ketjujen 14, 15 välistä kulkuväylää. Lisäksi läpimitaltaan erilaisia putkia voidaan käsitellä tekemättä huomattavampia säätötarkennuksia laitteeseen 12. Laite 12 voidaan varustaa lämpötilan säätö välineellä lohkojen 16, 17 lämpötilan säätämiseksi. Voi esimerkiksi olla suotavaa jäähdyttää lohkoja 16, 17 putken 2 kylmän ulkokerroksen liian aikaisen kuumentamisen estämiseksi tällä tavoin.

10

Putki 2 siirretään sitten kulkemaan karan 50 yli, jonka pyöreä poikkileikkaus vastaa valmistettavan putken poikkileikkausta. Laitteen 12 aiheuttama putken 2 muodonmuutos sallitaan, koska kestomuovimateriaalin molekyylien biaksiaalinen suuntaus karassa 50 muodostaa olennaisesti määräävän tekijän lopullisen valmistetun putken 15 2 ominaisuuksia ajatellen.

Kuviosta 1 voidaan havaita, että laitteen 12 lohkot 16, 17 vaikuttavat putkeen 2 etäisyyden päässä karan 50 ylävirran puoleisesta päästä ylävirtaan. Vetoelin 51 on myös tehty niin ohueksi, että putki 2 ei voi tulla sisäiseen kosketukseen vetoelimen 51 20 kanssa kohdassa, jossa nämä lohkot 16, 17 vaikuttavat putkeen 2 ja puristavat sitä kokoon. Vaara putken 2 tarttumisen suhteen lohkojen 16, 17 ja vetoelimen 51 väliin : vältetään tällä tavoin.

Etäisyys kohdan, jossa lohkot 16, 17 vaikuttavat putkeen 2, ja karan 50 laajennus-•i* 25 osan 50b välillä, tämän etäisyyden ollessa sopivimmin 5-10 kertainen putken läpi- : mittaan verrattuna tässä kohdassa, on edullinen ulkokerroksen edellä mainittua kuu- mentamista varten sisäpuolelta käsin. Lisäksi suhteellisen suuri etäisyys laitteen 12 ja karan 50 laajennusosan välillä johtaa laitteen 12 kohdistaman aksiaalisen voiman • ^ sisältämien mahdollisten sykintöjen vaimentumiseen. Yhdessä kovan ulkokerroksen 30 kanssa putken 2 seinämateriaalin rasitustila karan 50 asennossa pysyy erittäin vakiona. Tämä on edullista biaksiaalisen suuntausprosessin valvontaa varten sekä ·*.*· myös erityisesti sen johdosta, että se estää seinäpaksuuden haitallisen kutistumisen valmistetun putken 2 aksiaalisessa suunnassa.

35 Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä sopiva etäisyys laitteen *·· 12 ja karan 50 laajennusosan välillä on määritettävä kutakin yksittäistä tilannetta varten. Erilaisten parametrien, esimerkiksi putken mittojen, muodonmuutosasteen putken kehän suunnassa sen kulkiessa karan laajennusosan yli, putken nopeusval- 7 115390 vontavälineen aiheuttaman aksiaalisen voiman ja putken muovimateriaalien ominaisuuksien havaitaan olevan tärkeitä tekijöitä.

Laitteen 12 ja karan 50 välisen etäisyyden etuna on se, että putki käy läpi asteittai-5 sen muutoksen muotoaan muuttaneesta soikeasta poikkileikkauksesta laitteessa 12 karassa 50 esiintyvään poikkileikkaukseen.

Kuviosta 1 voidaan nähdä, että kara 50 on varustettu lieriömäisellä käyttöosalla 50a, joka on asetettu karan 50 laajennusosasta 50b ylävirtaan ja on samaa kappaletta sen 10 kanssa. Tämä käyttöosa 50a muodostaa sitten sisäisen tuen putkea 2 varten, sen pituuden ollessa esimerkiksi ainakin kolminkertainen putken läpimittaan verrattuna. Putken 2 nurjahtaminen estetään laitteen 12 läheisyydessä siinä yhä jäljellä olevan kestävän ulkokerroksen avulla ja karan 50 vieressä karan 50 käyttöosan 50a välityksellä.

15

Vaikka kuuma ulkoinen päällyspinta kuumennetaan lämmönsiirron avulla putken 2 sisältä käsin, putken 2 valvottu kuumennus laitteen 12 ja karan 50 laajennusosan välillä on suotava sen varmistamiseksi, että putkiseinän muovimateriaali on suun-tauslämpötilassa putken kulkiessa karan 50 yli. Ulkokerroksen edellä mainitun sisäl-20 tä päin tapahtuvan automaattisen kuumennuksen johdosta suuntauslämpötilan yhtenäistä saavuttamista ei ole aina voitu varmasti taata.

' * * L..: On suotavaa, että putken kuumennus käsittää putken muovimateriaalin lämpötilaan ··· vaikuttamisen järjestelmän avulla, jota voidaan sektorimaisesti säätää putken kehän ··· 25 suunnassa. Kuumennuksen sektorikohtainen säätö suoritetaan sopivimmin biaksiaa- . lisesti suunnatun putken mitatusta poikkileikkausprofiilista riippuen. Tämä toimen- , ·: ·. pide perustuu seuraavaan ajatukseen: * · · . . Putken kulkiessa karan yli sen muovimateriaali kohtaa vastuksen, joka vastustaa 30 putken liikettä karan yli. Tämä vastus riippuu useista parametreista, kuten muovima- • ‘ teriaalin lämpötilasta, putken seinäpaksuudesta karasta ylävirtaan, putken ja karan välisestä kitkasta ja karan muodosta. Koska muovimateriaali on helposti muotoaan muuttavassa tilassa kulkiessaan karan yli, muovimateriaalin jakautumiseen karan • · · .* . ympärille vaikuttavat siten erot vastuksessa putken liikkumisen suhteen karan yli 35 putken kehän suunnassa. Tämä saattaa johtaa eroihin putken seinäpaksuudessa tar-’·· kasteltuna poikkileikkauksessa, joka on suorassa kulmassa karan akselin suhteen, putken lähtiessä karasta. Putken sektorissa, jossa seinäpaksuus vaihtelee, saavutettu biaksiaalinen suuntaus ei myöskään vastaa putken toisten kehäsektorien suuntausta.

8 115390

Putken nopeusvalvontalaitteen mahdollinen vaikutus putken homogeenisuuteen voidaan myös kompensoida tämän keksinnön mukaisen toimenpiteen avulla.

Tämä menetelmä, jonka tarkoituksena on vaikuttaa vastukseen putkiseinän lämpöti-5 lan välityksellä, voidaan toteuttaa yksinkertaisella tavalla käytännössä putken ulkopuolelta käsin ja myös mahdollisesti samanaikaisesti putken sisäpuolelta. Lämpötilan paikallisen nousun ansiosta putken muovimateriaali virtaa helpommin tässä kohdassa siinä esiintyvän kuormituksen alaisena. Tämä seikka vaikuttaa siis itse asiassa vastukseen, jonka putki kohtaa kulkiessaan karan yli. Samalla tavoin putken si-10 säpuolella olevan muovimateriaalin lämpötilan paikallisen muutoksen johdosta voidaan kohdistaa vaikutus putken kyseisen osan ja karan väliseen kitkavastukseen. Tässä tapauksessa kara voidaan varustaa yksityisesti säädettävillä kuumennusyksi-köillä, jotka on asetettu karan kehän ympärille.

15 Kuumennuslaite 40 käsittää tässä tapauksessa kahdeksan infrapunakuumennusyksik-köä 41, jotka on asetettu karan 50 läheisyyteen säännöllisin välein kulkutien ympärille, jota pitkin putki 2 kulkee laitteen 40 kautta. Jokainen yksikkö 41 kykenee toimittamaan säädettävän lämpömäärän putkeen 2. Infrapunakuumennusyksiköt 41 on muodostettu siten, että jokainen niistä kykenee vaikuttamaan putken 2 muovimateri-20 aalin lämpötilaan putken 2 kehäsektorilla. Tällä tavoin muodostettua kuumennuslai-tetta 40 voidaan käyttää saattamaan putki 2 tarkasti biaksiaalista suuntausta varten ··' : haluttuun lämpötilaan.

Kuumennuslaitteen 40 avulla sektorikohtainen vaikuttaminen putken 2 kohtaamaan :* 25 vastustukseen sen kulkiessa karan 50a yli on myös mahdollista, kuten edellä on se- : lostettu.

• · · » · « * ·

Kuvio 3 esittää kaavamaisesti leikkauskuvantoa osasta kuvion 1 mukaista tuotanto- •, ·. linjaa, jossa putken 2 biaksiaaliseen suuntaukseen vaikutetaan.

* » · 30 » * ·

Samoin kuin kuviossa 1 kara 50 on liitetty suulakepuristimeen (ei näy) vetoelimen * · :. * · · 51 välityksellä. Kara 50 käsittää olennaisesti kaksi osaa: kuumennetun osan 52, joka \ sisältää pääasiassa lieriömäisen käyttöosan 50a ja kartiomaisen laajennusosan 50b, , · * ; ja jäähdytetyn osan 53, joka käsittää olennaisesti lieriömäisen poisto-osan 50c.

35 Lämpöeristysmateriaalista, kuten muovista, tehty rengasmainen levy 54 on asetettu karan 50 kuumennetun osan 52 ja jäähdytetyn osan 53 väliin.

9 115390 Lämmintä juoksevaa väliainetta, esimerkiksi lämmintä vettä, syötetään vetoelimen 51 johdon 55 kautta yhteen kanavista 56, jotka on muodostettu pääasiassa kiinteästä metallista tehtyyn karaosaan 52. Jokainen kanava 56 päättyy syvennettyyn kehä-uraan 57 karaosan 52 kartiomaisessa ulkopinnassa. Johdon 55 kautta syötetty juok-5 seva väliaine 55 muodostaa kerroksen putken 2 ja karan 50 kuumennetun osan 52 väliin ja virtaa tästä urasta 57 putken 2 liikesuuntaa vastaan. Lämmin juokseva väliaine virtaa sitten rengasmaiseen kammioon 58, jonka tiivistyslaite 59, putki 2 ja ka-raosa 52 rajoittavat. Juokseva väliaine lähtee lopuksi kammiosta 58 vetoelimessä 51 olevan lisäjohdon 60 kautta. Lämmin juokseva väliaine ei virtaa samaan suuntaan 10 kuin liikkuva putki 2, koska putken 2 ja karan 50 välinen kosketuspaine muodostaa juoksevan väliaineen tehokkaan sulkuesteen urasta 57 myötävirtaan karan 50 kartio-maisen osan 52 ja poisto-osan 53 välisellä siirtymäalueella.

PVC:stä tehdyn putken biaksiaalisen suuntauksen yhteydessä lämpimän juoksevan 15 väliaineen suositeltava lämpötila on noin 95 °C, juoksevan väliaineen paineen ollessa edullisesti enintään vain niin korkea, kuin mitä tarvitaan juoksevan väliaineker-roksen muodostamiseksi ja ylläpitämiseksi putken 2 ja kuumennetun karaosan 52 välissä.

20 Kylmää juoksevaa väliainetta, esimerkiksi kylmää vettä, syötetään vetoelimessä 51 olevan johdon 61 kautta yhteen tai useampaan kanavaan 62 olennaisesti kiinteässä .* : metallisessa karaosassa 53. Jokainen kanava 62 avautuu syvennettyyn kehäuraan 63 osan 53 ulkopinnalla. Juokseva väliaine virtaa tästä urasta 63 putken 2 liikesuuntaa vastaan kohti toista kehäuraa 64 karaosan 53 ulkopinnassa ja kulkee siitä yhden tai • y 25 useamman kanavan 65 kautta karasta 50 myötävirtaan olevaan kammioon 66. Juok-seva väliainekerros muodostuu siten karan 50 jäähdytetyn osan 53 ja putken 2 vä- > · · ;·. liin. Kammion 66 rajoittaa tiivistyslaite 67, karasta 50 myötävirtaan ulottuva veto- elin 51 ja karaosa 53. Kammioon 66 tuleva juokseva väliaine lähtee tästä kammiosta •,. # 66 vetoelimessä 51 olevan johdon 69 kautta.

;!;* 30 ' Ura 63 on muodostettu sellaisen etäisyyden päähän karaosan 53 myötävirran puolei- :,*· sesta päästä, että tehokas väliainesulku muodostuu putken 2 ja karaosan 53 välisen kosketuspaineen ansiosta. Tämä paine on pääasiassa seurausta putken 2 taipumuk-. | . sesta kutistua putken jäähtyessä. Kylmä väliainevirtaus karan 50 poisto-osan ja put- 35 ken 2 välillä jäähdyttää putken 2 sisältäpäin välittömästi putken 2 radiaalisen laajen-"·’ tumisen jälkeen. PVC:n biaksiaalisen suuntauksen tapahtuessa kylmän juoksevan väliaineen lämpötila on sopivimmin noin 20 °C, kun se syötetään johtoon 61.

ίο 115390

On otettava huomioon, että väliainekerrosten paksuutta putken 2 ja karan 50 osien 52 ja 53 välissä on liitoiteltu kuviossa 3.

Edellä mainitun ja kuvion 3 perusteella on selvää, että putki 2 on kosketuksessa ka-5 ran 50 kanssa vain kartiomaisessa osassa olevan uran 57 ja poisto-osassa olevan uran 64 välisellä alueella ja uran 63 ja poisto-osan myötävirran puoleisen pään välisellä alueella. Kokonaiskosketusalue on pieni ja karan ja putken välinen kitka on selvästi alentunut. Tämän vähentyneen kitkan johdosta voidaan havaita, että veto-laitteen 20 (kuvio 1) putkeen 2 kohdistama vetovoima karasta 50 myötävirtaan ei 10 täysin hajoa putken 2 laajentumisen ja karaan 50 kohdistettujen kitkavoimien seurauksena, vaan että putkeen 2 kohdistuu yhä vetovoima karasta 50 ylävirtaan. Tämä johtaa siihen, että putki 2 tulisi vedetyksi suulakepuristimesta 1 tarkoitettua suuremmalla nopeudella ja lopuksi putki 2 voisi murtua. Tämän haitallisen vaikutuksen välttämiseksi suulakepuristimen 1 ja karan 50 väliin asetetut putken nopeusvalvon-15 tavälineet 12 (kuvio 1) on tässä tapauksessa asetettu kohdistamaan aksiaalinen jarru-tusvoima putkeen 2, so. karasta 50 poispäin suunnattu aksiaalinen voima. Tämä jar-rutusvoima voidaan saada aikaan asettamalla putken nopeusvalvontavälineessä 12 olevat radat 14, 15 liikkumaan putken 2 liikesuunnassa ennalta määrätyllä vakionopeudella. Ilman putkea 2 käytännössä jarruttavia putken nopeusvalvontavälineitä 20 voidaan havaita, että tyypiltään kuviossa 3 esitetyn kaltaista karaa käytettäessä putki 2 ei veny aksiaalisessa suunnassa tai ei veny ainakaan riittävästi.

• · > · ·

Siten on saavutettava tasapaino vetolaitteen 20 putkeen karasta 50 myötävirtaan .,; i * kohdistaman vetovoiman ja putken nopeusvalvontalaitteen karasta ylävirtaan kohdis- ··· 25 tämän aksiaalisen voiman välillä. Tämä tasapaino saavutetaan säätämällä molempi- en laitteiden nopeutta.

1 » « * · • ·

Myös putken 2 ja esillä olevan keksinnön mukaisen karan 50 välinen kosketusalue voidaan tehdä säädettäväksi karan 50 ja putken 2 välisten kitkavoimien valvomisen 30 sallimiseksi. Tämä voidaan suorittaa käyttämällä joko useita karoja, joiden ulkopinnan eri kohdissa on uria, tai venttiilivälineellä varustettua karaa, joka sallii juokse-van väliaineen poisvirtauksen yhdestä tai useammasta valitusta urasta karan ulko-pinnalla.

35 Kuvion 1 esittämän tuotantolinjan käynnistyksen aikana, tämän linjan ollessa varus-*·' tettuna tyypiltään kuviossa 3 esitetyn kaltaisella karalla, on ilmeistä, että mitään vä- liainekerrosta ei voida muodostaa putken 2 ja karan 50 väliin ja että karasta 50 myötävirtaan oleva vetolaite 20 ei kykene auttamaan putken 2 pakottamista kulkemaan 115390 11 karan 50 yli. Käynnistystoimenpiteen aikana putken nopeusvalvontavälineet asetetaan sitten edullisesti kohdistamaan työntövoima putkeen 2, karaa 50 kohti. Huomattavan työntövoiman kohdistamiseksi putkeen jäähdytyslaite 4 on jo toiminnassa kylmän ulkopäällyspinnan muodostamiseksi putkeen 2, kuten edellä on selostettu.

5

Eräänä toisena havaittavana ilmiönä on se, että putkessa 2 olevien aksiaalisten vetovoimien johdosta laitteen 12 ja karan 50 välillä putki 2 pyrkii kutistumaan radiaali-sessa suunnassa. Tätä vaikutusta vastustaa putken 2 kylmä ulkoinen päällyspinta, mutta myös laite 12 voitaisiin varustaa siirtovälineillä, jotka siirtävät lohkoja 16 ja 10 17 kohti putkea 2 riittävän radiaalisen kosketuspaineen ylläpitämiseksi lohkojen 16, 17 ja putken 2 välillä.

Väliainekerroksen vakiopaksuuden saavuttamiseksi karaosan 53 ja putken 2 välissä käytetään sopivimmin tilavuuspumppua, so. pumppua, jolla on väliaineen paineesta 15 riippumaton vakiotuotos, juoksevan väliaineen kierrättämiseksi. Samanlaista pump-putyyppiä käytetään edullisesti kierrättämään lämmintä väliainetta, joka muodostaa väliainekerroksen putken 2 ja karaosan 52 väliin.

Kuten kuviosta 3 näkyy, putkea 2 jäähdytetään myös ulkoisesti suuntauksen suorit-20 tamisen jälkeen kehän suunnassa. Jäähdytyslaitetta 70 käytetään tätä ulkoista jäähdytystä varten.

'...· Levy 75 varustettuna kalibrointiaukolla, jonka kautta putki 2 mahtuu kulkemaan, on t muodostettu karasta 50 myötävirtaan. Levyä 75 voidaan siirtää karan 50 suhteen, Ψ 25 kuten nuolen C avulla on ilmaistu kuviossa 3. Levystä 75 myötävirtaan on asetettu ; mittauslaite 80, joka kykenee määrittelemään laitteen 80 kautta kulkevan putken 2 * 1 · seinäpaksuuden ja poikkileikkausmuodon. Laitteen 80 mittauksia edustava signaali syötetään valvontalaitteeseen 81, joka vertaa tätä signaalia putken haluttuja mittoja v> edustavaan signaaliin. Tämän vertailun perusteella levyn 75 asentoa karan 50 suh- · · ! 30 teen voidaan valvoa.

* · · * a * · · • · « · * ·

Claims (6)

12 115390

1. Menetelmä biaksiaalisesti suunnatun kestomuoviputken valmistamiseksi, käsittäen putken (2) suulakepuristamisen kestomuovimateriaalista, saadun suulakepuris- 5 tetun putken jäähdyttämisen (4) ja putken sen jälkeen tapahtuvan pakottamisen kul kemaan karan (50) yli kestomuovimateriaalin suuntauslämpötilassa, tämän karan käsittäessä laajennusosan (50b), joka saa aikaan laajennuksen putken kehän suunnassa, jolloin putken nopeusvalvontaväline (14) vaikuttaa putkeen karan laajennusosasta ylävirtaan kohdistaen putkeen aksiaalisen voiman, vetovälineen (20) vai-10 kuttaessa putkeen karasta (50) myötävirtaan kohdistamalla siihen aksiaalisen vetovoiman, ja jolloin jäähdytys (4) tapahtuu siten, että putken nopeusvalvontavälineestä ylävirtaan putken seinän ulkokerroksessa oleva kestomuovimateriaali, johon kerrokseen putken nopeusvalvontaväline vaikuttaa, saatetaan lämpötilaan, joka on suunta-uslämpötilan alapuolella, tämän kerroksen ollessa niin paksu, että se kykenee kes-15 tämään putken nopeusvalvontavälineen kohdistaman voiman, tunnettu siitä, että kara (50) on oleellisesti kiinteä ja käsittää poisto-osan (50c) karan laajennusosasta (50b) myötävirtaan, että putken (2) ja karan laajennusosan (50b) väliin muodostetaan ensimmäinen väliainekerros syöttämällä juoksevaa väliainetta karaan muodostetuista kanavista (56, 57), jotka johtavat karan laajennusosan (50b) ulkopintaan, että 20 putken (2) ja karan poisto-osan (50c) väliin muodostetaan toinen väliainekerros syöttämällä juoksevaa väliainetta karaan muodostetuista kanavista (62, 63), jotka : i johtavat karan poisto-osan (50c) ulkopintaan, ja että ensimmäisen ja toisen väliaine- * ·« ,.. · kerroksen välille järjestetään tehokas väliainesulku putken (2) ja karan (50) välisellä *·' kosketuksella. ;:· 25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karan laajen- . nusosan (50b) ulkopintaan syötetty väliaine on lämmintä ja että karan poisto-osan (50c) ulkopintaan syötetty väliaine on kylmää. • f ,! 30 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että juokse van väliaineen syöttöä valvotaan väliainekerroksen sijaintiin ja/tai paksuuteen vai-' '··' laittamiseksi. I · 13 115390

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että putken nopeus valvontalaite (14) kohdistaa työntövoiman putkeen karaa kohti.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että putkea (2) jäähdytetään sisäisesti karan laajennusosasta (50b) myötävirtaan.