FR2703929A1

FR2703929A1 - Machine for coating the inside of a tube.

Info

Publication number: FR2703929A1
Application number: FR9402904A
Authority: FR
Inventors: Trussler Geoffrey Arnold; Padley Tamara Jane
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 1993-04-15
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1994-10-21
Also published as: GB9307766D0; GB2277137A; CA2119973A1; GB9403795D0

Abstract

L'invention concerne une machine destinée à réaliser un enduit ayant une épaisseur précise à l'intérieur d'un tube. La machine comporte une tête d'extrusion (30) au bout d'un ensemble allongé (3) s'étendant à l'intérieur du tube (4). Dans cette tête, un piston entraîné par un moteur (60) refoule la matière d'enduction dans un évidement annulaire associé à un élément étaleur le long de la surface intérieure du tube. Le tube (4) est supporté par un support à faible friction (7) et est tiré le long de la tête d'extrusion (30) par un chariot (24) entraîné par un moteur (20) en synchronisme avec l'extrusion.The invention relates to a machine for producing a coating having a precise thickness inside a tube. The machine has an extrusion head (30) at the end of an elongated assembly (3) extending inside the tube (4). In this head, a motor driven piston (60) forces the coating material into an annular recess associated with a spreader element along the interior surface of the tube. The tube (4) is supported by a low friction support (7) and is pulled along the extrusion head (30) by a carriage (24) driven by a motor (20) in synchronism with the extrusion.

Description

* 1* 1

MACHINE POUR ENDUIRE L'INTERIEUR D'UN TUBE MACHINE FOR COATING THE INTERIOR OF A TUBE

La présente invention concerne une machine pour enduire l'intérieur d'un tube. Divers procédés sont utilisés couramment pour enduire l'intérieur des tubes, notamment par projection, immersion, application de poudre ou déversement d'un liquide Ces procédés peuvent présenter des problèmes par le fait qu'il est difficile de maîtriser précisément l'épaisseur de l'enduit, spécialement quand la matière d'enduction est relativement visqueuse A titre d'exemple de tube devant être enduit The present invention relates to a machine for coating the interior of a tube. Various methods are commonly used to coat the inside of the tubes, in particular by spraying, dipping, applying powder or pouring a liquid. These processes may present problems because it is difficult to control precisely the thickness of the tube. coated, especially when the coating material is relatively viscous As an example of a tube to be coated

à l'intérieur, on peut citer un tube utilisé dans une sonde à ultra- inside, one can quote a tube used in an ultrasonic probe

sons d'une jauge de niveau de liquide, décrite dans la demande de sounds of a liquid level gauge, described in the application for

brevet GB-A-2 265 005.GB-A-2,265,005.

La présente invention a pour but de créer un procédé et une machine d'enduction perfectionnée, de manière à remédier aux inconvénients It is an object of the present invention to provide an improved process and coating machine so as to overcome the disadvantages

évoqués ci-dessus.mentioned above.

A cet effet, une machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble interne s'étendant à l'intérieur du tube, en ce que le tube est susceptible d'un déplacement relatif sur sa longueur par rapport à l' ensemble interne, en ce que l'ensemble For this purpose, a machine according to the invention is characterized in that it comprises an internal assembly extending inside the tube, in that the tube is capable of relative movement along its length relative to the internal set, in that the whole

interne comporte un élément annulaire, d'un diamètre extérieur infé- internal part comprises an annular element, with an outside diameter of less than

rieur au diamètre intérieur du tube, et un évidement annulaire sur un côté de l'élément annulaire à l'opposé du sens de déplacement relatif, et en ce qu'une matière d' enduction sous forme fluide est délivrée dans ledit évidement, de sorte que pendant que le tube se déplace, la matière d' enduction est étalée le long de l'intérieur du to the inner diameter of the tube, and an annular recess on one side of the annular member opposite the direction of relative movement, and in that a fluid form coating material is delivered into said recess, so that while the tube is moving, the coating material is spread along the inside of the

tube par l'élément annulaire.tube by the annular element.

De préférence, la matière d' enduction est délivrée au moyen d' une tête d' extrusion comportant un piston mobile sur la longueur d' un cylindre La machine peut comporter un chariot mobile le long d'un rail, le tube étant fixé au chariot pour être déplacé par le mouvement du chariot En outre, la machine peut comporter un moteur relié au chariot par une transmission à courroie, de sorte que la rotation du moteur produit un déplacement de la courroie et un déplacement du chariot. Dans une forme préférée, la machine comporte un support à faible friction disposé au-dessous de l'ensemble interne et supportant le Preferably, the coating material is delivered by means of an extrusion head having a piston movable along the length of a cylinder. The machine may comprise a carriage movable along a rail, the tube being fixed to the carriage In addition, the machine may comprise a motor connected to the carriage by a belt transmission, so that the rotation of the motor causes a displacement of the belt and a displacement of the carriage. In a preferred form, the machine comprises a low-friction support disposed below the inner assembly and supporting the

tube, lequel peut glisser le long de ce support Celui-ci peut com- tube, which can slide along this support This can

porter deux barres en matériau à faible friction, disposées sous chaque côté du tube La matière d'enduction peut être un caoutchouc carry two bars of low-friction material, placed under each side of the tube The coating material may be a rubber

polysulfuré.polysulfide.

On décrira ci-dessous, à titre d'exemple, une machine d'enduction selon l'invention, ainsi que le procédé d'enduction et un tube pourvu d'un enduit, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation latérale de la machine, la figure 2 est une vue en plan de la machine de la figure 1, la figure 3 est une vue en bout d'une partie de la machine, suivant la flèche III de la figure 2, la figure 4 est une vue latérale d'un mécanisme d' extrusion compris dans la machine, la figure 5 est une vue en coupe longitudinale de l'extrémité avant de l'organe d' extrusion, et la figure 6 est une vue en coupe simplifiée d'une partie de la By way of example, a coating machine according to the invention will be described below, as well as the coating method and a tube provided with a coating, with reference to the appended drawings, in which FIG. a side elevational view of the machine, FIG. 2 is a plan view of the machine of FIG. 1, FIG. 3 is an end view of a part of the machine, along arrow III of FIG. 2, Figure 4 is a side view of an extrusion mechanism included in the machine, Figure 5 is a longitudinal sectional view of the front end of the extruder, and Figure 6 is a sectional view. simplified part of the

machine, au cours de l'enduction d'un tube. machine, during the coating of a tube.

En référence aux figures 1 à 3, la machine comporte une plaque de With reference to FIGS. 1 to 3, the machine comprises a plate of

base 1 ayant environ 500 cm de longueur et 15 cm de largeur. base 1 having about 500 cm in length and 15 cm in width.

L'extrémité gauche de la plaque 1 supporte un mécanisme tracteur 2, The left end of the plate 1 supports a tractor mechanism 2,

tandis que son extrémité droite supporte un mécanisme d'extrusion 3. while its right end supports an extrusion mechanism 3.

Le mécanisme d' extrusion 3 comporte une tête d' extrusion 30 placée à l'intérieur du tube 4 à enduire Le tube 4 est tiré vers la gauche par le mécanisme tracteur 2 pendant que la tête d'extrusion 30 enduit l'intérieur du tube, de l'extrémité gauche à l'extrémité droite de celui- ci. Le mécanisme tracteur 2 comporte un moteur 20 monté transversa- lement à l'extrémité gauche de la plaque 1 Le moteur 20 est couplé par une transmission à engrenage 21 à un pignon de sortie 22 Une The extrusion mechanism 3 comprises an extrusion head 30 placed inside the tube 4 to be coated. The tube 4 is pulled to the left by the tractor mechanism 2 while the extrusion head 30 coats the inside of the tube. , from the left end to the right end of it. The tractor mechanism 2 comprises a motor 20 mounted transversely to the left end of the plate 1. The motor 20 is coupled by a gear transmission 21 to an output gear 22.

glissière à deux rails 23, d'environ 117 cm de longueur, s'étend au- two-rail slide 23, approximately 117 cm in length, extends

dessus de la plaque de base 1 à droite du moteur 20, selon la figure 2 Un chariot -24 coulisse le long des rails 23 entre des arrêts 25 et 26 placés aux extrémités opposées de la glissière Un taquet d' entraînement 27 est placé en saillie sur un côté du chariot 24 et rattaché à une courroie d'entraînement 28 formant une boucle sans fin A une extrémité de la boucle, la courroie crantée 28 passe autour du pignon de sortie 22; à l'autre extrémité, elle passe autour above the base plate 1 to the right of the motor 20, according to FIG. 2 A carriage -24 slides along the rails 23 between stops 25 and 26 placed at the opposite ends of the slide A driving catch 27 is placed in projection on one side of the carriage 24 and attached to a drive belt 28 forming an endless loop At one end of the loop, the toothed belt 28 passes around the output gear 22; at the other end she goes around

d' un pignon fou 29 monté sur l'arrêt de droite 26 de la glissière. an idle gear 29 mounted on the right stop 26 of the slide.

Ainsi, le chariot 24 peut être déplacé le long des rails 23 dans les Thus, the carriage 24 can be moved along the rails 23 in the

deux sens par rotation du moteur 20. two directions by motor rotation 20.

En référence aux figures 4 et 5, le mécanisme d'extrusion 3 est monté à l'extrémité droite de la plaque de base 1, dans une position décalée latéralement par rapport à la glissière (voir figure 2) La tête d' extrusion 30 est montée à l'extrémité gauche d' un ensemble allongé 5 ayant environ 250 cm de longueur Le mécanisme d' extrusion 3 est supporté à son extrémité droite par un socle 6 et With reference to FIGS. 4 and 5, the extrusion mechanism 3 is mounted at the right end of the base plate 1, in a laterally offset position relative to the slideway (see FIG. 2). The extrusion head 30 is mounted at the left end of an elongated assembly 5 having a length of approximately 250 cm. The extrusion mechanism 3 is supported at its right end by a base 6 and

s' étend horizontalement de façon que son axe se trouve juste au- extends horizontally so that its axis is just

dessus du chariot 24, près d'un côté de celui-ci Un support glissant top of the trolley 24, near one side of it A sliding support

7 s'étend au-dessous du mécanisme d'extrusion 3 Ce support 7 com- 7 extends below the extrusion mechanism 3.

porte un bloc rectangulaire 8 pourvu de deux barres 9 et 10 en PTFE ou un matériau analogue à faible friction, qui ont environ 13 mm de diamètre et 137 cm de longueur (figure 3) Les barres 9 et sont juxtaposées parallèlement, avec un espacement correspondant au diamètre des barres Les barres 9 et 10 constituent des supports latéraux le long desquels on peut faire glisser le tube, un intervalle suffisant étant ménagé entre les deux barres et l' ensemble allongé 5 carries a rectangular block 8 provided with two bars 9 and 10 of PTFE or a similar low-friction material, which are about 13 mm in diameter and 137 cm in length (FIG. 3) The bars 9 and are juxtaposed in parallel, with a corresponding spacing The bars 9 and 10 constitute lateral supports along which the tube can be slid, a sufficient gap being provided between the two bars and the elongate assembly 5

pour laisser passer librement la paroi du tube. to allow the wall of the tube to pass freely.

La tête d'extrusion 30 comporte une douille creuse 31 en nylon (dénomination commerciale), pourvue d'un alésage central 32 qui débouche par quatre trous radiaux 33 dans un évidement annulaire 34 du pourtour extérieur de la douille Le bord gauche de l'évidement 34 est formé par un élément étaleur annulaire 35 saillant radialement, ayant un côté incliné du côté de 1 ' évidement Le diamètre extérieur de l'élément étaleur 35 est de 23,2 mm, c'est-à-dire légèrement plus petit que le diamètre intérieur du tube 4 L'extrémité gauche de l'alésage 32 est filetée pour recevoir une douille en laiton 36 vissée dans la douille 31 et jointe à elle de manière étanche au moyen d'une bague 37 en PTFE La douille 36 supporte un bouchon coulissant 38 et un ressort hélicoïdal 39 qui pousse le bouchon vers la droite, dans une position o celui-ci recouvre et obture les trous 33 L'extrémité droite de la douille 31 est fixée dans l'extrémité gauche d'un cylindre 40 en alliage d'aluminium, au moyen de deux chevilles 41 montées en saillie sur la douille et engagées dans des rainures à baïonnette 42 du cylindre Le cylindre 40 a une longueur de 25 cm, un diamètre The extrusion head 30 comprises a hollow sleeve 31 made of nylon (trade name), provided with a central bore 32 which opens out through four radial holes 33 in an annular recess 34 of the outer periphery of the sleeve. The left edge of the recess 34 is formed by a radially protruding annular spreading member 35 having an inclined side on the recess side. The outer diameter of the spreading member 35 is 23.2 mm, i.e. slightly smaller than the internal diameter of the tube 4 The left end of the bore 32 is threaded to receive a brass bushing 36 screwed into the sleeve 31 and sealed to it by means of a PTFE ring 37 The bushing 36 supports a plug sliding 38 and a helical spring 39 which pushes the plug to the right, in a position where it covers and closes the holes 33 The right end of the sleeve 31 is fixed in the left end of a cylinder 40 in a the aluminum casing, by means of two pins 41 mounted projecting on the sleeve and engaged in bayonet grooves 42 of the cylinder The cylinder 40 has a length of 25 cm, a diameter

extérieur de 22,2 mm et un diamètre intérieur de 20,8 mm. 22.2 mm outside and 20.8 mm inside diameter.

L' extrémité droite du cylindre 40 est assemblée à un raccord 43 en PTFE, au moyen de chevilles 44 montées en saillie sur le raccord et engagées dans des rainures à baïonnette 45 du cylindre, ces rainures étant ménagées dans le sens opposé à celui des rainures 42 de 1 ' extrémité gauche du cylindre Le raccord 43 est fixé à 1 ' extrémité gauche d'un second cylindre 46 en alliage d'aluminium, ayant le même The right end of the cylinder 40 is assembled to a PTFE connection 43, by means of pins 44 mounted projecting on the coupling and engaged in bayonet grooves 45 of the cylinder, these grooves being provided in the opposite direction to that of the grooves. 42 of the left end of the cylinder The connector 43 is attached to the left end of a second cylinder 46 of aluminum alloy, having the same

diamètre que le premier cylindre 40 et une longueur de 200 cm. diameter than the first cylinder 40 and a length of 200 cm.

L'extrémité droite du cylindre 46 est supportée par le socle 6. The right end of the cylinder 46 is supported by the base 6.

Le cylindre gauche 40 constitue une chambre de pompage 47 de la tête d'extrusion 3 et contient un piston 50 en PTFE, pourvu d'un bord racleur 51 à son extrémité gauche Le piston 50 est fixé au bout d' une tige métallique 52 s'étendant vers la droite à travers le raccord 43 et longue d'environ 26 cm A son extrémité droite, la tige 52 est fixée à une tige métallique filetée 53 au moyen d' un raccord lâche 54 qui permet une certaine variation dans l'alignement axial des deux tiges La tige filetée 53 s'étend à travers deux douilles 55 et 56 filetées intérieurement et fixées au socle 6, de sorte que la tige se déplace longitudinalement quand elle tourne A son extrémité droite, la tige filetée 53 est couplée à un moteur 60 par une transmission à engrenage 61 Le moteur 60 et la transmission 61 sont montés sur The left cylinder 40 constitutes a pumping chamber 47 of the extrusion head 3 and contains a PTFE piston 50, provided with a scraper edge 51 at its left end. The piston 50 is fixed at the end of a metal rod 52. extending to the right through the fitting 43 and about 26 cm long At its right end, the rod 52 is attached to a threaded metal rod 53 by means of a loose fitting 54 which allows some variation in the alignment The threaded rod 53 extends through two bushings 55 and 56 internally threaded and fixed to the base 6, so that the rod moves longitudinally when it rotates. At its right end, the threaded rod 53 is coupled to a motor 60 by a gear transmission 61 The motor 60 and the transmission 61 are mounted on

une glissière 62, de sorte qu'ils peuvent se déplacer longitudi- a slide 62, so that they can move longitudinally

nalement sur une distance limitée dans la machine. nally over a limited distance in the machine.

Le fonctionnement de la machine est commandé par une unité de commande 70 reliée à la fois au moteur d'extrusion 60 et au moteur de The operation of the machine is controlled by a control unit 70 connected to both the extruder motor 60 and the motor of the machine.

traction 20.traction 20.

Avant l'opération d'enduction, on déplace le piston 50 vers la droite en actionnant le moteur 60 de manière à agrandir la chambre 47 Ceci déplace aussi le moteur 60 vers la droite On découple ensuite l'extrémité droite du cylindre gauche 40 en la retirant du raccord à baïonnette 43, si bien que l'on peut enlever cette partie de la tête Before the coating operation, the piston 50 is moved to the right by actuating the motor 60 so as to enlarge the chamber 47. This also moves the motor 60 to the right. The right end of the left cylinder 40 is then cut off at the right end. withdrawing from the bayonet connector 43, so that this part of the head can be removed

d' extrusion 30 et la remplir de matière d' enduction 64 (figure 6). extrusion device 30 and fill it with coating material 64 (FIG. 6).

Dans le présent exemple, cette matière est un caoutchouc polysulfuré liquide, mais on pourrait utiliser n'importe quel fluide visqueux ou pâteux susceptible de durcir Pendant cette étape de remplissage, le bouchon 38 est poussé vers la droite par le ressort 39, de sorte que In the present example, this material is a liquid polysulfide rubber, but any viscous or pasty fluid capable of hardening could be used. During this filling step, the plug 38 is pushed to the right by the spring 39, so that

les trous 33 sont obturés et que le fluide ne peut pas s'échapper. the holes 33 are closed and the fluid can not escape.

On remet ensuite le cylindre 40 sur le raccord 43 de telle manière que la face gauche du piston 50 s'applique contre la matière d' enduction On fait alors glisser le tube à enduire 4 de gauche à droite par- dessus la tête d'extrusion 30, tandis qu'il est supporté en dessous par les barres 9 et 10 et s'ajuste de manière coulissante sur la tête d'extrusion Dans le présent exemple, le tube 4 est en alliage d'aluminium et a une longueur de 2 m, avec un diamètre extérieur de ,4 mm On amène le chariot 24 du mécanisme tracteur 2 à sa fin de course à droite et l'on fixe le tube 4 sur le chariot au moyen d'une pince 48 L'extrémité gauche du tube 4 est placée de façon que l' élément étaleur 35 de la tête d' extrusion 30 se trouve juste à l'intérieur du tube L'unité de commande 70 actionne alors les deux moteurs 20 et 60 en même temps De cette manière, le tube 4 est tiré lentement vers la gauche par le mécanisme tracteur 2, pendant que le piston 50 est poussé vers la gauche par les tiges 52 et 53 Par son déplacement, le piston 50 exerce sur le fluide d'enduction 64 une pression qui repousse le bouchon 38 vers la gauche et ouvre les trous 33 Le fluide d' enduction s' écoule par les trous 33 dans l'évidement annulaire 34 Le fluide 64 entre ainsi en contact avec la surface interne du tube 4, o il est étalé par l' élément étaleur 35 comme on le voit dans la figure 6 L'épaisseur de l'enduit ainsi créé est déterminée par trois facteurs: la différence entre le diamètre intérieur du tube 4 et le diamètre extérieur de l'élément 35, le débit d'extrusion et la vitesse de déplacement du tube Le débit d'extrusion est commandé par la vitesse du piston 50 et donc par la vitesse du moteur 60 La vitesse du tube 4 est commandée par la vitesse du moteur de traction 20 Il n'est pas essentiel que l'élément étaleur 35 ait, à l'état naturel, un diamètre plus petit que le diamètre intérieur du tube Au contraire, si cet élément était relativement souple, il pourrait se déformer jusqu'à un plus petit diamètre sous l'effet de la pression de la matière d'enduction émergeant de l'évidement La seule exigence est qu'il ait un plus petit diamètre que l'intérieur du tube pendant le processus d'extrusion, pour permettre The cylinder 40 is then returned to the connector 43 in such a way that the left face of the piston 50 is applied against the coating material. The tube to be coated 4 is then slid from left to right over the extrusion head. 30, while it is supported below by the bars 9 and 10 and fits slidably on the extrusion head In the present example, the tube 4 is aluminum alloy and has a length of 2 m With an outside diameter of 4 mm, the carriage 24 of the tractor mechanism 2 is brought to its end-of-travel on the right and the tube 4 is fixed on the carriage by means of a clamp 48. The left end of the tube 4 is placed so that the spreading element 35 of the extrusion head 30 is just inside the tube The control unit 70 then actuates the two motors 20 and 60 at the same time In this way, the tube 4 is pulled slowly to the left by the tractor mechanism 2, while the piston 50 is pushed towards the left by the rods 52 and 53 By its displacement, the piston 50 exerts on the coating fluid 64 a pressure which pushes the plug 38 to the left and opens the holes 33 The coating fluid flows through the holes 33 in the annular recess 34 The fluid 64 thus comes into contact with the inner surface of the tube 4, where it is spread by the spreading element 35 as seen in FIG. 6 The thickness of the coating thus created is determined by three factors: the difference between the inside diameter of the tube 4 and the outside diameter of the element 35, the extrusion rate and the speed of displacement of the tube. The extrusion rate is controlled by the speed of the piston 50 and therefore By the speed of the motor 60 The speed of the tube 4 is controlled by the speed of the traction motor 20 It is not essential that the spreading element 35 has, in the natural state, a diameter smaller than the inner diameter of the tube On the contrary, if this element was r elatively flexible, it could deform to a smaller diameter under the effect of the pressure of the coating material emerging from the recess The only requirement is that it has a smaller diameter than the inside of the tube during the extrusion process, to allow

l'application de la matière d'enduction dans le tube. the application of the coating material in the tube.

Un fois que le tube a été enduit sur toute sa longueur, on le détache du chariot 24 et on l' enlève de la machine On fait durcir l' enduit intérieur par exposition à l'air à la température ambiante Si la machine est employée avec d'autres matières d' enduction, on peut utiliser d'autres techniques de durcissement, comportant par exemple un chauffage ou une exposition à des composés durcisseurs sous Once the tube has been coated over its entire length, it is detached from the carriage 24 and removed from the machine. The interior coating is cured by exposure to air at room temperature. If the machine is used with other coating materials may be used other hardening techniques, for example heating or exposure to hardening compounds under

forme gazeuse ou liquide.gaseous or liquid form.

La présente invention permet de réaliser facilement un enduit d'épaisseur bien définie dans des tubes, avec des fluides relativement visqueux Le tube n'a pas nécessairement une section circulaire La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation et d'application décrits ci-dessus, mais s'étend à toute modification ou The present invention makes it possible to easily produce a coating of well-defined thickness in tubes with relatively viscous fluids. The tube does not necessarily have a circular cross-section. The present invention is not limited to the embodiment and application examples described. above, but extends to any modification or

variante évidente pour un homme du métier. obvious variant for a person skilled in the art.

Claims

1 Machine for -enduire the inside of a tube, characterized in that it comprises an inner assembly (3) extending inside the tube (4), in that the tube (4) is capable of a relative displacement along its length relative to the internal assembly (3), in that the internal assembly (3) comprises an annular element (35) with an outside diameter less than the inside diameter of the tube (4) , and an annular recess (34) on one side of the annular member opposite the direction of relative movement, and in that a coating material (64) in fluid form is delivered into said recess (34) , so that as the tube (4) moves, the coating material (64) is spread along the inside of the tube by the annular member

(35).

2 Machine according to claim 1, characterized in that the coating material is delivered by means of an extrusion head (30)

having a piston (50) movable along the length of a cylinder (40).

3 Machine according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a carriage (24) movable along a rail (23), the tube (4) being fixed to the carriage (24) to be moved by the movement of the cart.

4 Machine according to claim 3, characterized in that it comprises a motor (20) connected to the carriage (24) by a transmission to

belt (28), so that the rotation of the motor produces a displacement

belt and a movement of the carriage.

Machine according to one of the preceding claims, characterized

in that it comprises a low-friction support (7) arranged

under the inner assembly (3) and supporting the tube (4), which

can slide along this support.

Machine according to claim 5, characterized in that the

low-friction support (7) comprises two bars (9, 10) in

low friction material disposed under each side of the tube (4).

Machine according to one of the preceding claims, characterized

in that the coating material (64) is a polysulfide rubber.