HU177220B - Fibre gass plastic tube - Google Patents

Description

A találmányunk tárgya üvegszálbetétes műanyagcső, amely üvegszálas műanyagrétegeket és műanyaggal kötött töltőgranulátum rétegeket tartalmaz.

Ismeretesek olyan csövek, (például földbefektetett nyomásmentes csatornacsövek vagy 10 at illetve annál nagyobb belső nyomású ún. nyomáscsövek), amelyek felhasználásuknak megfelelően betétanyagként üvegszálat és valamilyen szemcsés anyagot, például homokot tartalmaznak. A csöveknek sugárirányú rugalmasságuk mellett megfelelő kerületi szilárdsággal és tengelyirányú hajlítószilárdsággal kell rendelkezniük. Ennek megfelelően a töltőanyagok külön-külön rétegekben, ezen belül az üvegszálak rendezetten vagy rendezetlenül helyezkedhetnek el.

Ilyen üvegszálerősítésű, több rétegből álló műanyagcsövet ismertetnek az 1600637 sz. NSZK szabadalmi leírásban, amely szerint az egyes rétegek üvegszálat illetve szemcsés töltőanyagot tartalmaznak, és a rétegek sugárirányban és/vagy a cső hossztengelyének irányában váltakozva helyezkednek el.

Az 1675 206 sz. NSZK szabadalmi leírásban olyan műanyagcsövet ismertetnek, amelyben az üvegszál- és a homok töltőanyag együtt van a műanyagba beágyazva, de a különböző töltőanyagot tartalmazó részek nem képeznek külön rétegeket, és az alkalmazott töltőanyagok aránya a sugár irányában folyamatosan csökkenő majd növekvő, vagy pedig először növekvő, azután csökkenő lehet.

Az 506 740 sz. svájci szabadalmi leírásban olyan műanyagcsövet ismertetnek, amely öt rétegből áll, az egyes rétegek töltőanyaga vagy üveg, vagy homok, és a különböző töltőanyagú rétegek egymással váltakozva helyezked- 30 nek el. A legbelső, üvegszállal erősített réteg mindig a kerület irányában rendezett, hosszú (4 cm-nél hosszabb) szálakat tartalmaz, 50—70%-os arányban. A harmadik és ötödik réteg rövid (20—30 mm-es) üvegszálakat tartal5 máz, amelyek valamilyen irányban rendezetten vagy rendezetlenül helyezkedhetnek el. A második és negyedik réteg töltőanyaga a homok.

Az ismert megoldások hátránya, hogy a megfelelő szilárdsági jellemzőket a tapasztalatok szerint gyakran túllő zottan nagy üvegmennyiségekkel érik csak el.

A találmány célja olyan műanyagcsövek létrehozása, amelyeknél minimális üvegmennyiség alkalmazásával a fel használásnak megfelelő szilárdság biztosítható.

A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ha a cső15 fal semleges tengelyét magábafoglaló középső sávtól sugárirányban kívülre eső falrétegek mindig kevesebb üveget tartalmaznak, mint a belülre eső falrétegek, akkor az ismert megoldásoknál kevesebb mennyiségű üveg felhasználásával elérhető a kívánt szilárdság. A külső és belső réte20 gek üvegtartalmára vonatkozó fenti megkötés független attól, hogy a semleges tengelytől sugárirányban kívülre illetve belülre hány üvegszállal töltött réteg helyezkedik el, valamint attól is, hogy a semleges tengelyt magábafoglaló középső sáv tartalmaz-e üveget. Az egyes rétegek effektív 25 üvegtartalma az előállítandó cső felhasználási területétől, azaz a cső méreteitől és a nyomástól függ.

Kitűzött célunkat olyan üvegszálbetétes, többrétegű műanyagcső létrehozásával éljük el, amely üvegszálas műanyagrétegeket és műanyaggal kötött töltőgranulátum rétegeket tartalmaz, és a találmány szerint a sugárirányban középső sávtól kívülre eső sávban lévő betétes muanyagréteg üvegtartalma kisebb, mint a sugárirányban belülre eső sávban lévő betétes réteg üvegtartalma, mely rétegek üvegtartalmának aránya 3:5.

Olyan csöveknél, amelyeknél nem igény a nagy belsőnyomószilárdság, a teljes szükséges üvegmennyiség a külső és a belső sávban ezen arány szerint felosztható, míg a semleges tengelyen fekvő középső sáv betétmentes, viszonylag vastag töltőrétegből van kialakítva. Nyomócső esetén célszerűen a teljes töltőmennyiség 50%-a a középső sáv rétegeiben van elhelyezve, míg a maradék 50% az említett arányban a külső és a belső sáv rétegeiben van elosztva,

A továbbiakban a találmány tárgyát példakénti kiviteli alak kapcsán rajz alapján ismertetjük részletesebben.

Az 1. ábra öt betétes rétegű, nyomásmentes cső falának tengelyirányú metszete.

A 2. ábra az 1, ábra szerinti cső első kiviteli alakja tengelyirányú metszetben, öt betétes réteggel.

A 3. ábra az 1. ábra szerinti cső második kiviteli alakja tengelyirányú metszetben, négy betétes réteggel.

A 4. ábra nyomócső falának tengelyirányú metszete öt betétes réteggel.

Az 5. ábra a 4. ábra szerinti cső másik kiviteli alakja tengelyirányú metszetben, hét betétes réteggel.

Az 1. ábrán látható műanyagcső, amely belső nyomástól mentes, 50—200 cm átmérőjű vezetékcsőként alkalmazható. öt üvegszálbetétes műanyagréteget tartalmaz. Ezen öt réteg műanyaggal kötött szervetlen granulátumból. például homokból álló töltőréteggel van elválasztva, ugyanakkor minden rétegben meglévő műanyag segítségével egymással homogénen össze vannak kötve. Sugárirányban kívülről befelé haladva a következő rétegekkel rendelkezik;

a — külső, úgynevezett gelcoat-védőréteg, amely célszerűen 1 mm vastag;

b — első betétes réteg, amely kb. 5 mm hosszú és kerületirányú üvegszálakat tartalmaz;

c —viszonylag vékony töltőgranulátum réteg;

d —második betétes réteg, amely kb. 5 mm hosszú és tetszőleges irányú üvegszálakat tartalmaz, ahol az a—d rétegek A külső sávot alkotnak;

e —semleges tengelyen fekvő M középső sávban elhelyezett, viszonylag vastag töltőgranulátum réteg;

f — harmadik, a d réteggel azonos betétes réteg, amely kb. 50 mm hosszú, tetszőleges irányú üvegszálakat tartalmaz;

g —viszonylag vékony töltőgranulátum réteg;

h — negyedik, a d és az f réteggel azonos betétes réteg, amely kb. 50 mm hosszú és tetszőleges irányú üvegszálakat tartalmaz;

i -további viszonylag vékony töltőgranulátum réteg; k — ötödik, a b betétes réteggel azonos réteg, amely kb. 50 mm hosszú és kerületirányú üvegszálakat tartalmaz;

— belső, célszerűen 1 mm vastag gelcoat- ill. fedőréteg. Az f—1 rétegek képezik az I belső sávot.

A megfelelő csőátmérőből kiindulva a megfelelő szilárdsági értékekhez szükséges üvegmennyiséget meghatározzuk. majd az A külső sáv b és d rétegei és az I belső sáv f. h és k rétegei között 3:5 arányban felosztjuk. A b és a d első és második rétegek egyenlő vastagak, ugyanúgy az f és a h harmadik és negyedik rétegek is. míg a k ötödik betétes ré7 teg kétszer olyan vastag, mint a h negyedik réteg. A b és d első és második rétegek vastagságát úgy határozzuk meg, hogy a tengelyirányú csőszilárdságnak kb. 3/8-ad részét a sugárirányban külső falsáv biztosítja. Az f és a h harmadik és negyedik rétegek vastagságát hasonlóan úgy határozzuk meg. hogy a sugárirányban belül elhelyezkedő I belső sáv kb. a tengelyirányú szilárdságnak az 5,8-ad részét biztosítja. A c töltőgranulátum rétegnek és az e réteg semleges tengelyen kívül eső részének vastagságát úgy határozzuk nteg. hogy ezen külső falrész kb. a csőszilárdság felét biztosítja, míg a másik fél azé réteg belső része, valamint a g és az i rétegek között van felosztva. Az üvegmennyiség sugárirányban a semleges tengelyen kívül a csőátmérőnek megfelelően kb- 7—9 súlyszázalék, míg sugárirányban a belső sávban (a gelcoat réteget is beleértve) 10—14 súlyszázalék. Értelemszerűen a nagyobb érték kisebb csőátmérőkre és a kisebb érték nagyobb csőátmérőkre értendő.

Az üvegtartalomra és a töltőrétegre talált felosztás segítségével minden egyes alkalmazási lehetőséghez és mérethez mindig a legelőnyösebb rétegszám, rétegvastagság és szálirány határozható meg.

A csövek üreges formatestben centrifugálással vagy magra történő felhordó eljárással vagy ezen eljárások kombinálásával előállíthatók.

A 2. ábrán látható kiviteli alaknál a betétes h és k rétegek között nincs az i töltőgranulátum réteg. A betétes rétegek felépítése azonban az 1. ábra szerinti betétes rétegnek megfelelő. Ezen csövek kerületi szilárdsága kisebb, mint az első kiviteli alaké.

A 3. ábrán látható kiviteli alak főleg nagyobb, pl. 120 cm vagy annál is nagyobb átmérőjű csöveknél alkalmazható. Ezen cső négy üvegszál betétes b, d, f és k réteget tartalmaz. A sugárirányban legkülső b és a legbelső k réteg kerületirányú üvegszálakkal vannak ellátva, míg a velük közvetlenül szomszédos, tehát töltőgranulátum réteggel el nem választott d és f rétegek tetszőleges irányú üvegszálakat tartalmaznak. Minden esetben fennáll azonban, hogy a sugárirányban kívül elhelyezkedő A külső sáv b és d rétegei kevesebb üveget tartalmaznak, mint az I belső sáv f és k rétegei. A b réteg fele olyan vastag, mint a d réteg, míg az f és a k rétegek célszerűen egyenlő vastagok. Ezen felépítésnél célszerűen az A külső sáv üvegtartalmát (a csőátmérőnek megfelelően) legalább 12—10,5%-ra és az I belső sávét legalább 18—15,5%-ra választjuk. A nyomócsövek belső nyomószilárdsága (pl. 10 at és több) az M középső sávnak betéttel való ellátását igényli. Ezen betét a kerületi húzószilárdságot növeli. Az ilyenfajta többrétegű csövek, vagyis amelyek kívül kevesebb üveget tartalmaznak mint belül, nyomócsőként is kiképezhetők, ha az M középső sávba a teljes üvegmennyiség felével rendelkező betétes réteget helyezünk el, amelynek üvegszálai viszonylag hoszszúak pl. 60—300 mm-esek és kerületirányúak. Az A külső sávban egy vagy két betétes réteg helyezhető el, míg a sugárirányban belül elhelyezkedő, több üveget tartalmazó I belső sávban célszerűen kettő vagy több betétes réteg van.

A 4. ábra a sugárirányban legkülső b és legbelső k réteg viszonylag rövid például 50 mm hosszú kerületirányú üvegszálakat tartalmaz, míg a fal közepe felé viszonylag vékony (1—2 mm vastag) töltőgranulátummal rendelkező c ill. g rétegekkel elválasztott betétes d és f rétegek szintén viszonylag rövid, tetszőleges irányú üvegszálakat tartalmaznak. A külső, a középső és a belső sávok üvegtartalma célszerűen a teljes üvegtartalom 3/16, 8/16 és 5/16 része. A g töltőgranulátum réteg vastagsága kb. 1- 2 mm, míg a külső c töltőgranulátum réteg vastagsága célszerűen 2 4 mm.

Az 5. ábrán a nyomócső előnyös kiviteli alakja látható. Hét betétes b, d. m, f_p k és f, réteggel rendelkezik. Ezen rétegek felépítése az üvegszálak hosszára és irányítottságára vonatkozóan az előzőekével a rajz jelölések alapján hasonló. A c töltőgranulátum réteg ezen kivitelnél is több töltőgranulátumot tartalmaz, mint a belső g, és g, rétegek és az f,, f,, k és f, rétegek üvegtartalma célszerűen 3/16:8/16:5/16. Először meghatározott átmérőjű csőnek megfelelő belsőnyomószilárdságot határozzuk meg, majd a különböző betétes rétegek üvegrészét és vastagságát számítjuk ki.

Találmány szerinti megoldásunk segítségével a mindenkori felhasználási célnak megfelelő, felesleges költséges üvegtől mentes csövek állíthatók elő.

Claims (7)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Üvegszálbetétes, többrétegű műanyagcső, amely üvegszálas műanyagrétegeket és műanyaggal kötött töltőgranulátum rétegeket tartalmaz, azzal jellemezve, hogy sugárirányban középső sávtól (M) kívülre eső külső sávban (A) lévő betétes műanyagréteg üvegtartalma kisebb, mint a sugárirányban belülre eső belső sávban (I) lévő betétes réteg üvegtartalma, és a külső illetve a belső rétegek üvegtartalmának aránya 3:5.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti műanyagcső kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy mind a külső sávban ÍA). mind a belső sávban (I) legalább két üvegszálbetétes réteg van, amelyek között vékony műanyaggal kötött töltőgranulátum, előnyösen homokrétegek vannak elhelyezve; a külső sáv (A) és a belső sáv (I) legalább két szomszédos betétes rétegében az üvegszálak iránya különböző, míg minden 35 egyes sáv legalább egy rétegében az üvegszálak a kerület irányában rendezetten helyezkednek el.
3. 3. Az 1 — 2. igénypontok bármelyike szerinti műanyagcső kiviteli alakja, amely belsőnyomás mentes vezetékcsőként alkalmazható, azzal jellemezve, hogy semleges középső sáv (M) viszonylag vastag műanyaggal kötött töltőgranulátum réteget tartalmaz.
4. 5 4. A 2—3. igénypontok bármelyike szerinti műanyagcső kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy külső sávban (Λ) az üvegtartalom legalább 7 -12,,, míg a belső sávban (I) az üvegtartalom legalább 10—16°„, mindenkor a cső átmérőjének növekedésével növekvő.

   10 5. A 4. igénypont szerinti műanyagcső kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a külső sávban (A) két üvegszálbetétes réteg és a belső sávban (I) három üvegszál betétes réteg van, amelyek egymástól műanyaggal kötött töltőgranulátummal, előnyösen homokkal el vannak választva, 15 míg a külső sáv (A) külső betétes rétege kb. 50 mm hosszú, kerületirányú üvegszálakat és a többi betétes réteg kh. 50 mm hosszú, tetszőleges irányú üvegszálakat tartalmaz.
5. 6. Az 1—2. igénypontok bármelyike szerinti műanyagcső kiviteli alakja, amely nyomócsőként alkalmazható, azzal jellemezve, hogy a külső sáv (A) és a belső sáv (I) közötti középső sávban (M) az üvegtartalom a teljes üvegtartalomnak kb. 50%-a.
6. 7. A 6. igénypont szerinti műanyagcső kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a külső sáv (A) üvegszálbetétes réte-

   25 geit elválasztó műanyaggal kötött töltőgranulátum rétegek vastagabbak, mint a középső sáv (M) és a belső sáv (I) hasonló töltőgranulátum rétegei.
7. 8. A 6. igénypont szerinti műanyagcső kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy hét üvegszálbetétes réteggel rendel-

   30 kezik, amelyek a két legbelső egymással közvetlenül szomszédos üvegszálbetétes rétegek kivételével, egymástól műanyaggal kötött töltőgranulátum rétegekkel el vannak választva és hogy kívülről az első, a harmadik és a hatodik üvegszálbetétes rétegekben az üvegszálak kerületirányban, míg a többi üvegszálbetétes rétegben az üvegszálak tetszőleges irányban vannak elhelyezve, és a harmadik üvegszálbetétes réteg üvegszálainak hossza többszöröse a többi üvegszálbetétes réteg üvegszál hosszainak.