ITFI940084A1

ITFI940084A1 - Tubo rinforzato in materiale termoplastico

Info

Publication number: ITFI940084A1
Application number: IT94FI000084A
Authority: IT
Inventors: Ilia Kneller
Original assignee: Dorston Incorporation Limited
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1995-11-10
Also published as: ITFI940084A0; GB2277975A; FR2705132A1; DE4416434A1; GB9409040D0; IT1269060B; IL105667A0

Description

"TUBO RINFORZATO IN MATERIALE TERMOPLASTICO" DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per la produzione di tubi termoplastici rinforzati con un' armatura di filo metallico mediante formatura per estrusione. Questo metodo è particolarmente adatto alla fabbricazione di tubi termoplastici impiegati nella costruzione di condutture che servono principalmente per convogliare fluidi corrosivi a pressioni relativamente elevate in settori industriali come quello chimico, petrolifero e dell'energia elettrica.

E' noto un metodo per la fabbricazione di tubi termoplastici rinforzati con un'armatura di filo metallico mediante formatura per estrusione (USSR 657997) , secondo il quale un rinforzo elicoidale trasversale viene avvolto su strisce di rinforzo longitudinali tensionate e traslate, distanziate uniformemente lungo la circonferenza di un elettrodo di saldatura fisso, detto rinforzo essendo saldato, mentre viene avvolto, alle strisce di rinforzo longitudinali con l'ausilio di un dispositivo di saldatura a rulli, detto dispositivo di saldatura a rulli ruotando intorno all'asse del rinforzo elicoidale trasversale in sincronismo con il suo avvolgimento, detta armatura di filo metallico saldata essendo introdotta in una cavità di formatura nella quale viene contemporaneamente alimentato materiale termoplastico in corso di estrusione. Secondo questo metodo, il rinforzo elicoidale trasversale viene avvolto con un'unica eliche di rinforzo e viene saldato con un unico elettrodo a rullo del dispositivo di saldatura a rulli. Un tale metodo è vantaggioso soltanto fino ad un certo valore del diametro del tubo termoplastico, valore che se viene superato causa una riduzione di produttività del procedimento o una diminuzione di resistenza dei detti tubi per le ragioni di seguito descritte.

Con i parametri geometrici predisposti per un tubo termoplastico, inclusa la dimensione della maglia dell'armatura di filo metallico di rinforzo, la massima produttività lineare del procedimento continuo, corrispondente alla velocità di traslazione dell'armatura di filo metallico, è determinata in definitiva dalla velocità massima consentita dalla saldatura a resistenza impiegata, espressa in termini di punti di saldatura eseguiti per unità di tempo. Con l'aumento del diametro del tubo, a parità di dimensione della maglia dell'armatura di filo metallico e di velocità di traslazione, la velocità di saldatura richiesta aumenta proporzionalmente, una condizione che può divenire non più accettabile a causa del peggioramento della qualità di saldatura. Nel metodo descritto sopra, la velocità di saldatura può essere ridotta in pratica al valore tollerabile soltanto riducendo la velocità di traslazione dell'armatura di filo metallico, il che significa ridurre la produttività lineare del procedimento, oppure aumentando la dimensione della maglia dell'armatura di filo metallico, causando in questo caso una diminuzione della resistenza del tubo. Pertanto, l'attuale stato dell'arte non consente la produzione di detti tubi termoplastici di maggiore diametro con uguali o maggiori caratteristcihe di qualità e produttività.

Uno scopo della presente invenzione è di perfezionare tale metodo di produzione in continuo di tubi termoplastici rinforzati con un'armatura di filo metallico, in modo da consentire la produzione di tubi di maggiore diametro unitamente ad un incremento delle caratteristiche di qualità e della produttività.

Questo problema viene risolto, secondo l'invenzione, in quanto oltre al metodo noto descritto sopra, l'avvolgimento del rinforzo elicoidale trasversale viene realizzato con almeno due elichedi rinforzo avvolte contemporaneamente e unidirezionalmente con uno sfasamento reciproco centrale simmetrico di avvolgimento, ed in quanto la saldatura viene effettuata con una pluralità di elettrodi a rullo distribuiti lungo la circonferenza del dispositivo di saldatura a rulli, il numero degli elettrodi a rullo essendo conforme a quello delle eliche rinforzo.

Le caratteristiche del metodo secondo la presente invenzione precedentemente descritto presentano il vantaggio, rispetto a quelle della tecnica anteriore, consistente nel fatto che la fabbricazione di tubi termoplastici di maggiore diametro non provoca più una riduzione di produttività lineare del procedimento e/o la diminuzione della resistenza del tubo, dato che la velocità di saldatura a resistenza impiegata non costituisce più un fattore limitativo. Ciò viene ottenuto attraverso una relativa maggiore complessità del dispositivo realizzante tale metodo.

L'attuazione dell'invenzione verrà appresso descritta in maggiori dettagli con riferimento ai disegni schematici, in cui: la

Fig. 1 è un esempio del dispositivo incorporante l'invenzione, mostrato in sezione trasversale; e la

Fig. 2 è una vista laterale da sinistra del dispositivo secondo la Fig. 1.

Il tubo termoplastico 1 rinforzato con un'armatura di filo metallico comprende una parete cilindrica di materiale termoplastico nella cui parte centrale vi è un'armatura di filo metallico formata da strisce di rinforzo longitudinali 2 saldate ad un rinforzo elicoidale trasversale 3. Secondo la forma di attuazione dell'invenzione, il rinforzo elicoidale trasversale 3 è costituito da due eliche di rinforzo unidirezionali 3a, 3b avvolte con uno sfasamento reciproco centrale l'una rispetto all'altra di 360°/2 = 180°. Il numero delle eliche di rinforzo del rinforzo elicoidale 3 può essere uguale a tre, a quattro o maggiore, principalmente a seconda del diametro del tubo. Pertanto, l'angolo di sfasamento reciproco di avvolgimento sarà di 360°/x, in cui x è il numero delle eliche di rinforzo.

Il metodo di produzione del tubo termoplastico 1 rinforzato da un'armatura di filo metallico è basato sulla formatura per estrusione continua di materiale termoplastico come, per esempio, polietilene. Il metodo consiste nel fatto che il rinforzo elicoidale trasversale 3 è avvolto sulle strisce di rinforzo tensionate e traslate 2, distanziate l'una dall'altra della stessa distanza lungo la circonferenza dell'elettrodo di saldatura fisso 4, detto rinforzo venendo saldato, mentre è avvolto, alle strisce di rinforzo longitudinali 2 con l'ausilio del dispositivo di saldatura a rulli 5?il quale viene fatto ruotare intorno all'asse del rinforzò elicoidale trasversale 3 in sincronismo con l'avvolgimento di quest'ultimo. Dopo di ciò, detta armatura di filo metallico saldata 2, 3 viene introdotta nella cavità di formatura 6, nella quale viene alimentato il materiale termoplastico 7 da estrudere.

Secondo l'invenzione, il rinforzo elicoidale trasversale 3 viene avvolto come mostrato in Fig. 2 con almeno due eliche di rinforzo 3a, 3b. In questo caso il numero delle eliche di rinforzo del rinforzo elicoidale trasversale 3 può essere aumentato, con l'aumentare del diametro del tubo, fino a tre, quattro o più. Tutte le eliche di rinforzo del rinforzo elicoidale trasversale 3 sono avvolte contemporaneamente in una direzione con uno sfasamento di avvolgimento reciproco centrale simmetrico pari ad un angolo di 360°/x, in cui x è il numero delle eliche di rinforzo. La saldatura è effettuata, come mostrato in Fig. 2, con due elettrodi a rullo 8a, 8b, distribuiti lungo la circonferenza del dispositivo di saldatura a rulli 5, il numero degli elettrodi a rullo essendo corrispondente a quello delle eliche di rinforzo. Un'elevata qualità della saldatura è ottenuta inviando corrente singolarmente a ciascun elettrodo a rullo, tuttavia è possibile collegare detti elettrodi in serie.

Il dispositivo per applicare la presente invenzione, rappresentato nei disegni, comprende la testa di estrusione 9 collegata ad un normale estrusore (non mostrato), detta testa portando l'elettrodo di saldatura fisso 4 ed il mandrino di avvolgimento 10. L'incastellatura 11 contiene il dispositivo di saldatura a rulli, montato con possibilità di rotazione e provvisto di un normale dispositivo di trascinamento (non mostrato) . Il dispositivo di saldatura a rulli 5 è provvisto di elettrodi a rullo 8a, 8b diametralmente opposti e caricati da molle (non mostrate) , rulli di deflessione 12a, 12b per l'avvolgimento delle eliche di rinforzo 3a, 3b e bobine 13 liberamente girevoli per il filo metallico delle elichedi rinforzo 3a, 3b. Il dispositivo di saldatura a rulli 5 comprende anche il collettore di corrente a spazzole 14 per fornire corrente agli elettrodi a rullo 8a, 8b, detto collettore, nell'esempio illustrato, essendo possibilmente a doppia struttura.

L'invenzione può essere messa in pratica, con l'ausilio del dispositivo descritto sopra, nel modo appresso descritto.

Le strisce di rinforzo longitudinali 2 vengono svolte da bobine esterne (non mostrate) e sono fatte traslare insieme con il tubo termoplastico già formato attraverso l'elettrodo di saldatura fisso 4, con l'ausilio di un normale dispositivo di trazione (non mostrato). Mentre il dispositivo di saldatura a rulli 5 ruota, i rulli di deflessione 12a, 12b, ruotanti insieme ad esso, avvolgono le eliche di rinforzo 3a, 3b, svolte dalle bobine liberamente girevoli 13, sulle strisce di rinforzo longitudinali 2 supportate dall’elettrodo di saldatura fisso 4. Le eliche di rinforzo 3a, 3b in corso di avvolgimento, vengono saldate alle strisce di rinforzo longitudinali 2 con l'ausilio degli elettrodi a rullo 8a, 8b ruotanti insieme al dispositivo 5. L'armatura di filo metallico saldata viene immessa istantaneamente nella cavità di formatura 6 nella quale viene contemporaneamente alimentato materiale termoplastico da estrudere lungo il canale circolare della testa di estrusione 9, detto materiale riempiendo a pressione la cavità di formatura 6 e ricoprendo l'armatura di filo metallico 2, 3 su entrambi i lati. Il tubo termoplastico 1 viene raffreddato e quindi tagliato in pezzi separati mentre esce senza interruzione dalla cavità di formatura 6 in direzione della freccia A.

La tabella che segue indica esempi con dati numerici caratterizzanti l'invenzione in confronto con lo stato dell'arte

Claims

RIVENDICAZIONI 1 . Tubo termoplastico con armatura a rete costituita da un rinforzo longitudinale in forma di strisce disposte circonferenzialmente uniformemente distanziate sulle quali viene avvolto e saldato un rinforzo elicoidale trasversale, il perfezionamento essendo rappresentato dal fatto che il rinforzo elicoidale trasversale è formato da almeno due eliche di rinforzo avvolte nello stesso senso con uguale distanziamento e con uno sfasamento di avvolgimento di 360°/x, in cui x è il numero delle eliche di rinforzo.
2. Il metodo per realizzare tubi termoplastici rinforzati con un'armatura di filo di ferro mediante formatura per estrusione, secondo il quale un rinforzo elicoidale trasversale viene avvolto su strisce di rinforzo longitudinali tensionate e traslate, distanziate uniformemente lungo la circonferenza dell'elettrodo di saldatura fisso, detto rinforzo essendo saldato, mentre viene avvolto, alle strisce di rinforzo longitudinali con l'ausilio di un dispositivo di saldatura a rulli, ruotante intorno all'asse del rinforzo elicoidale trasversale in sincronisno con l'avvolgimento di questo, dopodiché l'arma- tura di filo metallico saldata viene introdotta nella cavità di formatura in cui viene contemporaneamente alimentato materiale termoplastico in corso di estrusione, caratterizzato dal fatto che l'avvolgimento del rinforzo elicoidale trasversale viene realizzato con almeno due eliche di rinforzo avvolte contemporaneamente con uno sfasamento reciproco centrale simmetrico, e dal fatto che la saldatura è effettuata con una pluralità di elettrodi a rullo distribuiti lungo la circonferenza del dispositivo di saldatura a rulli, il numero di detti elettrodi corrispondendo a quello delle eliche di rinforzo.
3. Un metodo secondo la rivendicazione 2, per la fabbricazione di tubi termoplastici rinforzati con armatura a rete mediante formatura per estrusione, secondo il quale un rinforzo elicoidale trasversale viene avvolto su strisce tensionate e gradualmente traslate di rinforzo longitudinale, distanziate uniformemente intorno all'elettrodo di saldatura fisso, ed il rinforzo elicoidale trasversale viene saldato alle strisce del rinforzo longitudinale mentre il rinforzo elicoidale viene avvolto con l'ausilio di un meccanismo di saldatura continua che viene ruotato intorno all'asse del rinforzo elicoidale in sincronismo con l'avvolgimento di questo, e l'armatura a rete saldata viene alimentata nella cavità di formatura nella quale viene contemporaneamente alimentato materiale termoplastico da estrudere, il perfezionamento essendo costituito dal fatto che il rinforzo elicoidale trasversale viene avvolto in almeno due eliche di rinforzo con uno sfasamento di avvolgimento centralmente simmetrico, e che la saldatura è eseguita con l'ausilio di una pluralità di elettrodi a rullo disposti circonferenzialmente, il numero dei quali corrisponde al numero delle eliche di rinforzo.
4. Un metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, il perfezionamento essendo costituito dal fatto che la corrente per la saldatura è inviata a ciascun elettrodo attraverso un circuito di saldatura indipendente.