ME00477B

ME00477B - Kompozitna traka koja može da se smota u oblik spiralne cijevi i postupak za njeno dobijanje

Info

Publication number: ME00477B
Application number: MEP-2008-744A
Authority: ME
Inventors: Gulcay Uysal; Ian Roger Bateman
Original assignee: Sekisui Rib Loc Australia Pty Ltd
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2011-10-10
Also published as: IL193592A0; CN101513771A; KR20050005455A; EP1497103B1; US20070181203A1; CN101513771B; MA27461A1; CA2483506C; TWI313222B; US7174922B2; RS51277B; US20060174959A1; HRP20041098C1; HRP20041098A2; US20040094222A1; IL193592A; JP4405268B2; GT200300089A; AR039322A1; YU92904A

Abstract

Kompozitna traka (10) koja može da se smota da oblikuje spiralnu cev. Kompozitna traka (10) sadrži: izduženu plastičnu traku (11) koja ima osnovni deo (12) i najmanje jedan rebrasti deo (20) koji se uzdiže od osnovnog dela (12) i proteže po njegovoj dužini; i izduženu ojačavajuću lajsnu (30) koja se proteže po dužini rebrastog dela (20) i koju on bočno podupire, gde ojačavajuća lajsna (30) ima odnos visine i debljine od najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno prema osnovnom delu (12). Kada se smota u spiralnu cev, ojačavajuća lajsna (30) jača cev protiv velikih radijalnih opterećenja. Zatvarač (40) zaptiva ojačavajuću lajsnu (30) protiv uticaja okoline. Poželjno je da ojačavajuća lajsna (10) dalje sadrži: ravnu pločicu koja se nastavlja po dužini osnovnog dela (12) i spojena je za njega, gde pločica (50) ima veći Jangov modul us i čvrstinu od plastične trake (11 ). Pločica (50) znatno poboljšava režim pritiska cevi namotane od trake (10).

Description

OBLAST PRONALASKA

Ovaj pronalazak se odnosi na poboljšanje ojačanih rebrastih struktura, i to posebno ojačanih ili učvršćenih spiralno namotanih cevi ili creva načinjenih od složenih materijala.

POZADINA PRONALASKA

Dobro je poznato da plastične cevi mogu da se naprave spiralnim motanjem plastične trake koja ima niz razmaknutih vertikalnih rebara koja se prostiru duž trake, ili na sobnoj temperaturi ili na višim temperaturama gde plastika postaje fleksibilnija. Ovaj oblik spiralno smotane cevi već je dobro poznat u industriji proizvodnje cevi i opisan je u patentima prijavioca koji se odnose i na oblik plastične trake i na oblik mašine pomoću koje se cevi ili creva proizvode od takvih traka.

Da bi ove cevi u primeni postigle visoke performanse i potreban nivo izdržljivosti, debljina zida plastične trake i debljina rebara morala bi biti prilična. Alternativno, završene cevi ili creva mogle bi biti ojačane pomoću elemenata za učvršćivanje ili ojačavanje.

U slučajevima gde su ojačana cev ili crevo zakopani u rov ili podložni velikim opterećenjima zemljišta, čvrstina cevi ili creva je od izuzetne važnosti.

Prijavilac australijskog patenta br. 607431 otkriva postupak proizvodnje ojačanih plastičnih cevi koje koriste ojačavajući element smešten izmedju

rebara na takav način da je materijalno povećan otpor iskretanja završene cevi ili creva. Ojačavajući element sadrži metalni deo koji ima profil slova U, a njegovi slobodni krajevi su dizajnirani tako da angažuju niže suprotne ivice jednog para susednih rebara i time zabrave metalnu traku u položaju izmedju rebara i obrnuto, učvrste rebra i završenu cev.

Prijavilac australijskog patenta br. 661047 otkriva poboljšanje gorenavedenog australijskog patenta br. 607431. Poboljšanje je učinjeno primenom ojačavajućeg elementa koji ima centralni deo koji ima obrnuti profil U ili V tako da ima radijalnu visinu veću od visine rebara čime je efektivni spoljni prečnik kompozitne cevi značajno povećan. To omogućuje dobijanje čvrste cevi.

Poznate spiralno namotane kompozitne cevi dobijaju su operacijom iz više koraka. Plastična masa se istiskuje i onda spiralno namotava da oblikuje cev. Izduženi čelični ojačavajući elementi su odvojeno uvaljani u profil omogućujući željenu čvrstinu (poput okrenutog U ili V oblika profila navedenog gore). Tako uvaljani čelični profil se onda urola do prečnika približnom prečniku spiralno namotane plastične osnove. Konačno, profilisani i odgovarajući ojačavajući element ili elementi namotavaju se na spoljni deo plastične cevi kako bi se dobila kompozitna cev potrebne čvrstine.

Kada se koriste ojačavajući elementi predstavljeni u australijskim patentima br. 607431 i 661047, faza rolanja čeličnog ojačavajućeg elementa do prečnika približnog prečniku plastične cevi uključuje naprezanje čeličnog ojačavajućeg elementa iznad njegovog limita elastičnosti. Ovo zahteva primenu znatne sile tokom procesa rolanja. Suprotno, motanje izlivenog plastičnog profila u spiralnu cev obično zahteva značajno manju silu zbog materijalnih svojstava plastike.

Cilj ovog pronalaska je da obezbedi odredjena poboljšanja pojačane spiralno namotane cevi ili creva, pored onih navedenih u pomenutim opisima patenata 607431 i 661047, koja mogu da učvrste cev ili crevo pomoću dodatnih ojačavajućih elemenata sačinjenih od plastičnih materijala i/ili od metala i time dobila složena plastična i metalna struktura.

Drugi cilj pronalaska je da obezbedi poboljšanu kompozitnu traku koja može da se mota u spiralnu cev ili crevo bez potrebe za dodavanjem ojačavajućeg elementa za vreme ili posle procesa namotavanja cevi. Takodje je cilj pronalaska da obezbedi postupak dobijanja takve kompozitne trake.

Još jedan cilj pronalaska je da obezbedi postupak dobijanja spiralno namotane cevi tako da otkloni potrebu za prethodnim urolavanjem ojačavajućeg elementa pre njegovog umetanja u plastičnu osnovu trake.

Još jedan cilj ovog pronalaska je da obezbedi spiralno namotanu plastičnu cev sačinjenu od dva ili više materijala različitih karakteristika, tako da dobijena ili finalna cev ili crevo imaju bolja svojstva i da se mogu proizvesti po relativno niskoj ceni.

Još jedan cilj ovog pronalaska je da obezbedi spiralno namotanu plastičnu cev za režim visokog pritiska, odnosno cev koja ja u stanju da izdrži visok unutrašnji pritisak bez deformacija.

KRATAK PRIKAZ PRONALASKA

Prema prvom aspektu pronalaska predvidjena je kompozitna traka koja može da se smota tako da formira spiralnu cev, gde kompozitna traka sadrži:

izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo i najmanje jedan rebrasti deo koji se uzdiže od osnovnog dela i proteže po njegovoj dužini; i

izduženu ojačavajuću lajsnu koja se proteže po dužini rebrastog dela i koju on bočno podupire, gde ojačavajuća lajsna ima odnos visine i debljine najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno u odnosu na osnovni deo,

gde, kada je namotana u spiralnu cev, ojačavajuća lajsna jača cev protiv velikih radijalnih opterećenja.

Poželjno je da je navedeni odnos visine i debljine najmanje 4 prema 1.

Poželjno je da rebrasti deo po dužini definiše prorez u kojem se zadržava ojačavajuća lajsna, tako da je ojačavajuća lajsna bočno poduprta zidovima proreza.

Poželjno je da rebrasti deo sadrži jedan par paralelnih zidova koji se protežu dužinski niz osnovni deo, gde su paralelni zidovi orijentisani suštinski vertikalno prema osnovnom delu.

Poželjno je da je ojačavajuća lajsna neprekidna i da ima dužinu kao i plastična traka.

Poželjno je da je ojačavajuća lajsna potpuno kapsulirana kako bi se sprečilo njeno izlaganje okolini.

Poželjno je da plastična traka ima rasporedjene po dužini prostiruće proreze koji formiraju rebraste delove, medjusobno razdvojene po širini trake, gde svaki rebrasti deo podupire izduženu ojačavajuću lajsnu.

Kompozitna traka može da bude od različitih materijala, medjutim, poželjno je da ojačavajuća lajsna bude od metala. Još preciznije, poželjno je da ojačavajuća lajsna bude od čelika.

Prema drugom aspektu pronalaska predvidjena je kompozitna traka koja može da se smota tako da oblikuje spiralnu cev, gde kompozitna traka sadrži:

izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo i jedan rebrasti deo koji se uzdiže od osnovnog dela i proteže po njegovoj dužini;

izduženu ravnu ojačavajuću lajsnu koja se proteže po dužini rebrastog dela i koju on podupire, gde ojačavajuća lajsna ima odnos visine i debljine

najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno u odnosu na osnovni deo; i

ravnu pločicu koja se nastavlja po dužini osnovnog dela i spojena je za njega; gde pločica ima veći Jangov modulus i čvrstinu od plastične trake,

gde, kada je namotana na spiralnu cev, ojačavajuća lajsna jača cev protiv velikih radijalnih opterećenja i pločica poboljšava režim pritiska cevi.

Poželjno je da navedni odnos visine i debljine bude najmanje četiri prema jedan.

Prema trećem aspektu pronalaska predvidja se spiralno namotana kompozitna cev dobijena od kompozitne trake, gde kompozitna traka sadrži: izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo koji formira unutrašnjost namotane cevi i po dužini protežući rebrasti deo koji je vertikalan u odnosu na osnovni deo; i

izduženu metalnu ojačavajuću lajsnu koja se proteže po dužini rebrastog dela i koju on podupire, gde ojačavajuća lajsna ima odnos visine i debljine najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno u odnosu na ravnu stranu osnovnog dela,

gde orijentacija ojačavajuće lajsne u odnosu na osnovni deo ostaje suštinski nepromenjena posle namotavanja trake koja formira cev.

Poželjno je da navedeni odnos visine i debljine bude najmanje četiri prema jedan.

Poželjno je da je ojačavajuća lajsna neprekidna i da ima dužinu kao i cev.

Poželjno je da ojačavajuća lajsna bude načinjena od metala. Poželjno je da metal bude čelik.

Poželjno je da kompozitna traka dalje sadrži:

ravnu pločicu koja se nastavlja po dužini osnovnog dela i vezana je za njega; gde pločica ima veći Jangov modulus i čvrstinu od plastične trake.

Prema četvrtom aspektu pronalaska predvidja se postupak dobijanja spiralno namotane čelikom ojačane plastične cevi, koji uključuje korake:

izlivanje plastičnog profila koji ima osnovni deo i rebrasti deo koji je uspravan od osnovnog dela i prostire se po njegovoj dužini;

uvodjenje izdužene ojačavajuće lajsne pravih ivica tako da se proteže po dužini rebrastog dela i njime bočno podupire, u vidu metalne trake koja ima odnos visine i debljine od najmanje tri prema jedan i koja je orijentisana suštinski vertikalno prema ravnoj površini osnovnog dela, time stvarajući jaku kompozitnu traku;

spiralno namotavanje kompozitne trake; i

medjusobno angažovanje susednih ivica susednih partija trake tako da formiraju spiralnu cev.

Poželjno je da se rebrasti deo izlije tako da definiše po dužini prorez, oblikovan tako da može da prihvati i podupire ojačavajuću lajsnu.

Poželjno je da se rebrasti deo izlije tako da sadrži jedan par paralelnih zidova koji se protežu dužinski niz osnovni deo, gde se su zidovi suštinski orijentisani vertikalno u odnosu na ravnu stranu.

Poželjno je da postupak dalje sadrži fazu kapsuliranja ojačavajuće lajsne.

Poželjno je da se izlivanje i uvodjenje dešava zajedno u unakrsnom ekstruderu.

Prema petom aspektu pronalaska predvidja se postupak dobijanja spiralno namotane čelikom ojačane plastične cevi koji sadrži sledeće faze:

izlivanje plastičnog profila koji ima osnovni deo i rebrasti deo koji je uspravan od osnovnog dela i proteže se po njegovoj dužini;

uvodjenje izdužene metalne ojačavajuće lajsne u rebrasti deo, gde metalna lajsna ima odnos visine i debljine najmanje tri prema jedan i

orijentisana je suštinski vertikalno prema osnovnom delu, time stvarajući kompozitnu traku;

spajanje pločice za ravnu stranu osnovnog dela, gde pločica ima veći Jangov modulus i snagu od plastične trake; i

spiralno namotavanje kompozitne trake; i

Poželjno je da postupak dalje uključuje sledeće korake izmedju spajanja i spiralnog namotavanja:

usmeravanje prave kompozitne trake u kalem koji ima osovinu koja rotira oko suštinski horizontalne ose, sa osnovnim delom trake koji je okrenut ka donjoj strani osovine;

vodjenje kalema tako da povuče pravu kompozitnu traku prema kalemu i da je namota okolo osovine kalema sa njene donje strane; prenos kalema do mesta upotrebe; i odmotavanje trake sa kalema.

DETALJAN OPIS PREPORUČENIH OSTVARENJA PRONALASKA

Nekoliko preporučenih ostvarenja ovog pronalaska ilustrovano je u priloženim nacrtima u kojima:

Slika 1 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema prvom izvodjenju pronalaska.

Slika 2 pokazuje prikaz trake iz slike 1 u rasklopljenom stanju.

Slika 3 je pogled iz perspektive kompozitne trake pokazane na slici 1.

Slika 4 je pogled iz perspektive spiralno namotane kompozitne cevi namotane od profila pokazanog na slikama 1 i 3.

Slika 5 pokazuje delimični poprečni prikaz cevi iz slike 4 koji otkriva ojačavajući element.

Slika 6 je pogled iz perspektive ojačavajućeg elementa dok se uvodi u profil.

Slika 7 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema drugom ostvarenju pronalaska.

Slika 8 pokazuje poprečni presek susednih partija kompozitne trake prema trećem ostvarenju pronalaska.

Slika 9 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema četvrtom ostvarenju pronalaska.

Slika 10 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema petom ostvarenju pronalaska.

Slika 11 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema šestom ostvarenju pronalaska.

Slika 12 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema sedmom ostvarenju pronalaska.

Slika 13 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema osmom ostvarenju pronalaska.

Slika 14 pokazuje pogled iz perspektive mehanizma kalema za navodjenje trake za upotrebu prilikom izvodjenja ovog pronalaska.

U vezi sa slikama 1 i 2, pokazana je izdužena kompozitna traka 10 koja može da se mota tako da oblikuje spiralnu cev. Kompozitna traka 10 sadrži izduženu plastičnu traku 11 i izduženu metalnu ojačavajuću lajsnu 30. Plastika koja se koristi za ostvarenje ovog pronalaska je polietilen mada se mogu koristiti i drugi odgovarajući plastični materijali

Plastična traka 11 ima osnovni deo 12 sa suštinski ravnom stranom 14. Mnoštvo izduženih rebrastih delova 20 proteže se po dužini osnovnog dela 12 uzdižući se od njega. U ovom ostvarenju, svaki rebrasti deo 20 sadrži jedan par paralelnih zidova 22 i 24 koji se protežu po dužini osnovnog dela 12 i definišu po dužini prorez 23. Prorez 23 je takav po veličini i obliku da taman prihvata ojačavajuću lajsnu 30 kao što je najbolje prikazano na slici 2.

Plastični zatvarači 40 su pozicionirani da zatvore otvor izmedju gornjih krajeva rebrastih zidova 22 i 24 i time potpuno kapsuliraju ojačavajuću lajsnu 30. Ovo sprečava izlaganje ojačavajuće lajsne 30 okolini i time doprinosi sprečavanju korozije.

U prvom ostvarenju ovog pronalaska obezbedjen je raspored tri po dužini izdužena rebrasta dela 20 koji su razdvojeni po širini trake. Svaki rebrasti deo 20 podupire odgovarajući izduženu ravnu metalnu ojačavajuću lajsnu 30. U drugim ostvarenjima ovog pronalaska može se koristiti više ili manje rebara i ojačavajućih lajsni. Rebra 20 koja podupiru izdužene metalne ojačavajuće lajsne 30 ne treba da budu neprekidna. Rebra 20 mogu da budu bilo kakvog oblika pod uslovom da podupiru vertikalno orijentisanu ojačavajuću lajsnu 30.

Što se tiče slike 4, prikazana je spiralno namotana kompozitna cev koja se dobija spiralnim namotavanjem trake, pokazane na slikama 1, 2 i 3. Sastav susednih ivica 18 i16 susednih partija trake se najbolje vidi u poprečnom preseku na si. 1.

Uporedjivanje slika 1 i 4 očigledno pokazuje da orijentacija ojačavajućih lajsni 30 u odnosu na ravnu stranu 14 osnovnog dela 12 ostaje suštinski nepromenjena posle namotavanja trake koja formira cev. Rebrasti delovi 20 prave oslonac za ojačavajuće lajsne 30 posebno za vreme namotavanja trake 10. Za vreme namotavanja trake 10 radi formiranja spiralne cevi, ojačavajuće lajsne 30 su savijene oko ose suštinski poprečno u odnosu na traku 10. Ovo stvara deformaciju ojačavajućih lajsni 30. Rebrasti delovi 20 pomažu u sprečavanju da se ojačavajuće lajsne 30 sruše bočno i u pravcu osnove plastične trake 12.

Slika 5 pokazuje lučno oblikovani deo ojačavajućeg elementa 30 pošto je savijen radi namotavanja cevi pokazane na slici 4. Nacrtane su male oblasti izvijanja 32.

Važno je da ove oblasti izvijanja ili ne postoje ili budu relativno male. Ukoliko su izvijanja prevelika, ugrožena je sposobnost cevi da izdrži velika radijalna opterećenja.

Takodje je važno držati masu profila na minimumu a u isto vreme očuvati kriterijum da materijalni troškovi budu smanjeni.

Dimenzije i oblici plastične trake 12 i izduženih metalnih ojačavajućih lajsni 30 mogu biti različiti tako da odgovaraju prečniku cevi koja se namotava. Dolenavedena tabela pokazuje pregled konfiguracija odgovarajućih za cevi unutrašnjeg prečnika izmedju 300 i 600 mm.

CA3 SNG: Neobloženi hladno valjani blagi čelik

Visina, debljina i broj čeličnih ojačavajućih traka su varijabile koje utiču na čvrstinu namotane cevi. Kod cevi većeg prečnika, doprinos plastike čvrstini cevi je relativno mali (<10%). Kod cevi manjeg prečnika doprinos plastike čvrstini cevi je veći (približno 30% za cev koja ima unutrašnji prečnik 300mm).

Razmera visine i debljine ojačavajućih lajsni 30 je važna iz brojnih razloga. Ojačavajuće lajsne koje imaju veliku razmeru visine i debljine su poželjnije sa

aspekta čvrstine cevi i efikasne upotrebe materijala ali to mora imati uticaj na nestabilnost koja se može pojaviti. Nestabilnost može prouzrokovati da se ojačavajuće lajsne 30 sruše bočno prema osnovi plastične trake 12 ili može prouzrokovati prevelika izvijanja (izvijanja su prikazana na slici 5).

Izbor čelika sa optimalnim Jangovim modulusom (ili modulusom naprezanja) i graničnom čvrstinom za ovu prijavu su takodje važni. Gde je granična čvrstina veća, izvijanja su verovatnija.

Sa profilima opisanim u navedenoj tabeli, i sa rebrastim delom debljine u rasponu od 1,4 do 1,8 mm, mogu se namotati cevi koje su postojane, relativno male težine i izuzetno otporne na velika radijalna opterećenja.

Mada napred opisano ostvarenje pronalaska koristi čelik, mogu se koristiti ojačavajuće izdužene ravne trake od drugih materijala.

Dodavanje ojačavajućih lajsni 30 plastičnoj traci 12 takodje može pomoći cevi u poboljšavanju režima pritiska. Kompozitne trake koje su gore opisane mogu dalje da sadrže i druge elemente radi poboljšanja režima pritiska namotane cevi. Na primer, pločice od vlaknastih tvorevina (npr. fiberglas), plastika ili čelik mogu se koristiti radi poboljšanja režima pritiska cevi. Može se koristiti bilo koji materijal koji ima Jangov modulus i snagu koja premašuje onu koju ima plastični materijal. Pločica može da se smesti u profil (trake 12) na bilo koji odgovarajući način. Na primer, pločica može da bude zavarena za osnovu trake 12 ili poprečno izlivena u osnovu trake 12.

Poboljšane karakteristike ivica koje se spajaju takodje se mogu predvideti u cilju povećanja režima pritiska cevi. Primeri profila konstruisanih za primene visokog pritiska su prikazani na slikama 7 do 13.

Na slici 7 prikazano je drugo ostvarenje pronalaska gde je kompozitna traka 10 izlivena od PVC-a. Obezbedjena je mehanička brava pomoću muškog ivičnog elementa 16 i ženskog ivičnog elementa 18 formiranih od plastične

trake 11. Takodje su obezbedjene ojačavajuće lajsne 30 gore opisanog tipa. Ovaj profil je unakrsno izliven kapsulirajući ojačavajuće lajsne 30 kako bi se dobila kompozitna traka 10 otkrivajući potrebu dodavanja zatvarača za zaptivanje kao što je prethodno opisano. Pločica 50 smeštena ja u osnovni deo trake 11. Pločica 50 ima veći Jangov modulus i čvrstinu od PVC plastične trake 11. Kada je namotan u spiralnu cev, ovaj profil omogućuje cev visokog pritiska pogodnu za protok tečnosti pod pritiskom. Mada susedne vijuge nisu medjusobno direktno povezane, debljina plastike i dizajn mehaničkog spoja koja se formira od susednih ivica 16 i 18 omogućuje da je cev u stanju da izdrži značajan unutrašnji pritisak.

Slika 8 pokazuje poprečni presek dve susedne partije kompozitne trake 10 prema trećem ostvarenju pronalaska. Ova kompozitna traka 10 sadrži izlivenu polietilensku traku 11 koja ima tri rebrasta dela 20 koji se protežu od osnovnog dela 12, gde je svaki rebrasti deo 20 oslonac ojačavajuće lajsne 30. Četvrti rebrasti deo 21 koji je oslonac četvrtom ojačavajućem elementu 31 je takodje prisutan. Četvrto rebro 21 i ojačavajuća lajsna 31 su smešteni na ivicama profila da bi ojačali namotanu cev duž otvora izmedju pločica susednih partija. Ovaj otvor 54 je pokazan na slici 8.

Pomoću ojačanja na vrhu spoja izmedju susednih vijuga kompozitne trake i duž dela gde je pločica prekidana, može se dobiti cev koja je u stanju da izdrži visok pritisak.

Četvrto ostvarenje pronalaska prikazano je na slici 9. Ovo ostvarenje pronalaska slično je trećem ostvarenju i umesto obezbedjenja dodatnog rebra i ojačavajućeg elementa duž sastava, ženski deo za zabravljivanje ima debeli zid da bi obezbedio kapacitet pritiska tamo gde je pločica isprekidana.

Peto ostvarenje pronalaska prikazano je na slici 10 gde nisu prisutne dodatne karakteristike izmedju susednih partija radi pokrivanja dela gde su pločice isprekidane.

Šesto ostvarenje pronalaska prikazano je na slici 11. Kod ovog ostvarenja, dodatna pločica je zavarena za ivicu dela profila, kao što je prikazano.

Sedmo ostvarenje pronalaska prikazano je na slici 12. Ovo ostvarenje razlikuje se neznatno u odnosu na gore opisano ostvarenje u tome što je dodata pločica 55 umetnuta u toku postupka namotavanja cevi.

Konačno ostvarenje pronalaska prkazano je na slici 13. Kod ovog ostvarenja, neprekidna pločica je ili poprečno izlivena na profil osnove 12 i oblasti zabravljujućih ivica ili je zavarena za osnovu nakon ekstruzije.

Ostala ostvarenja pronalaska mogu se pojaviti sa pločicom ili spojenom za osnovu trake 12 ili ugradjenom unutar osnove trake 12.

Za pločicu se mogu koristiti materijali koji imaju usmeravajuće osobine. Na primer, mogu se koristiti orijentisane plastične film trake koje su jake po dužini i slabe po širini. Takve trake mogu poboljšati kružnu snagu namotane cevi.

Takodje se mogu koristiti plastične film trake koje su jake po širini i slabe po dužini.

U nekim primenama biće poželjnije da se pločica formira od dve (ili više) plastičnih film traka koje su jake ortogonalno time rezultirajući visokom snagom u svim pravcima.

Primeri pogodnih materijala sa usmeravajućim osobinama uključuju visoko zategnuti poliolefinski listić. Takvi listići imaju visoku proporciju molekula orijentisanih u istom smeru što obezbedjuje visok Jangov modulus i graničnu čvrstinu.

Trenutno, spiralno namotane kompozitne cevi se formiraju iz više operacija. Generalno, plastična osnova se ekstrudira u fabrici i zatim namotava na kalem za transport. Izlivena traka se zatim odmotava sa kalema i prolazi kroz mašinu

za namotavanje koja takodje može da se nalazi u fabrici ili alternativno na mestu gde je potrebna konačna cev. Najzad, izdužene čelične ojačavajuće lajsne se urolaju na novonamotanu cev. U mnogim primenama, čelične ojačavajuće lajsne se prerolaju do radijusa približnom radijusu spiralno namotane plastične osnove pre njihovog uvodjenja u spoljni deo plastične cevi radi formiranja kompozitne cevi potrebne čvrstine. Tamo gde ojačavajući elementi imaju visok stepen čvrstine potrebno je prethodno savijanje ojačavajuće lajsne kroz odgovarajuću osu savijanja.

Proces formiranja spiralne cevi od gore opisanog profila sa pozivom na slike 1,2,3,5 i 6 je uprošćen jer se ojačavajući elementi 30 uvode u traku u ranoj fazi izrade i pre namotavanja cevi.

Postupak izrade kompozitne trake 10 koja se namotava i formira spiralnu cev prikazan je na slici 6. Plastična traka 11 izlivena je sa suštinski ravnostranim osnovnim delom i rasporedom paralelnih razdvojenih po dužini prostirućih rebrastih delova 20 koji se vertikalno uzdižu od osnovnog dela 12. Dalje mnoštvo izduženih metalnih ojačavajućih lajsni 30 uvodi se u rebraste delove 20. Ojačavajuća lajsna 30 ima odnos visine i debljine od najmanje četiri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno na ravnu stranu 14 osnovnog dela 12.

Faza uvodjenja ili ubacivanja koja je gore opisana dešava se dok je plastična traka suštinski ravno položena. Ojačavajuće lajsne 30 se ubacuju pravo bez prethodnog savijanja. Konačno plastični zatvarači 40 (kao što je prikazano na slikama 1 i 2) se izlivaju na vrhovima rebrastih delova 20 radi kapsuliranja ojačavajućih lajsni 30.

Sledi dalji postupak konstruisanja kompozitne trake koja se namotava i formira spiralnu cev. Plastični materijali i čelična traka se uvode u unakrsni ekstruder gde se dva materijala sjedinjuju u jedan kompozitni profil, kao što je gore opisana kompozitna traka prikazana na slici 3. Kompozitna traka formirana unakrsnom ekstruzijom može se neznatno razlikovati od profila gore opisanog tako da zatvarači od plastike 40 (prikazani na slikama 1 i 2) ne moraju biti potrebni, već se umesto toga, unakrsni ekstruder može napraviti tako da čelična traka izlazi iz njega potpuno kapsulirana plastičnim materijalom.

Dobijenu kompozitnu ojačavajuću lajsnu moguće je direktno namotati na spiralnu namotanu cev kao što je prikazano na slici 4 ili, alternativno, lajsna može biti narolana na kalem za kasniju upotrebu.

Sposobnost motanja kompozitnog profila na kalem za transport pruža brojne pogodnosti. Na primer, jedan kalem može biti transportovan i smešten na mesto pored mašine za namotavanje cevi gde je potrebna finalna cev. Kompozitna cev onda može biti spiralno namotana u pojedinačnoj operaciji bez potrebe za velikim brojem specijalne opreme.

Kako bi se namotavala prava kompozitna traka 12 bez izvijanja čeličnih ojačavajućih lajsni 30 bilo je potrebno razviti nov metod namotavanja. Postojeći konvencionalni metodi namotavanja stvaraju putanju za traku koja povratno savija tr^ku i onda je učvršćuje pre njenog dolaska na osovinu kalema. Kalem rotira oko horizontalne ose sa trakom koja je uvučena na vrh ili gornju stranu kalema. Za plastične trake bez čelika ovaj metod je zadovoljavajući.

Medjutim, kada postoji čelično ojačanje u traci, ovaj metod nije podesan jer prouzrokuje izvijanje čeličnih ojačanja 30.

Slika 14 pokazuje sklop kalema 100 koji je napravljen za namotavanje čelikom ojačane kompozitne trake 10. Kalem 101 ima oslonac za rotiranje po horizontalnoj osi 102. Vodjica trake 110 je prisutna kako bi prevodila traku 10 po širini osovine kalema. Pneumatski cilindar 114 koji se pokreće na šipci 112 pomera vodjicu trake 110 napred i nazad.

Metod namotavanja razvijen za čelično ojačanu traku i prikazan na slici 14 ima putanju za traku koja minimizira bilo kakvo opterećenje na traci koje bi moglo da dovede do izvijanja. Putanja trake u kalemu 101 kod ovog sklopa je prava putanja do donje ili gornje strane kalema 103, sa rebrima okrenutim na dole, i otuda je osnovni deo 12 okrenut nagore dozvoljavajući traci da se na kalemu savije pravilno orijentisana (rebra okrenuta ka spolja, kao što su i na namotanoj cevi).

Metod kontrole brzine rotiranja kalema 101, koji je razvijen, počiva na zategnutosti trake 10 (torzioni momenat kod motora). Kao dodatak izmenjenim metodama namotavanja, optimalna veličina osovine kalema treba da bude izabrana tako da spreči izvijanje rebara u toku namotavanja. Ispitivana je početna veličina osovine od 450mm koja je podesna za odredjene debljine čelika, medjutim, što je čelik bio deblji i veći, veličina osovine je trebalo da bude povećana. Za traku 10 napravljenu za cevi do 750mm u prečniku, potrebna je veličina osovine od 1000 mm.

Profili od drugog do osmog ostvarenja pronalaska prikazani su na slikama 7 do 13, i mogu da budu konstruisani pomoću gorenavedenih metoda za profil prvog ostvarenja pronalaska, kao što je prikazano na slikama 1 do 6. Može se ubaciti pločica u odvojenoj fazi posle izlivanja trake.

Predmetni pronalazak je opisan kroz preporučena ostvarenja u cilju njegovog boljeg razumevanja, a bilo bi poželjno da različite modifikacije budu napravljene bez napuštanja principa pronalaska. Stoga, pronalazak treba razumeti tako da uključuje sve modifikacije unutar njegovog obima.

Claims

1. Kompozitna traka koja može da se smota u oblik spiralne cevi, gde kompozitna traka sadrži: izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo i najmanje jedan rebrasti deo koji se uzdiže od osnovnog dela i proteže po njegovoj dužini; i izduženu ojačavajuću lajsnu koja se proteže po dužini rebrastog dela i koju on bočno podupire, gde ojačavajuća lajsna ima odnos visine i debljine najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno u odnosu na osnovni deo, naznačena time, što kada je namotana u spiralnu cev, ojačavajuća lajsna jača cev protiv velikih radijalnih opterećenja.

2. Kompozitna traka iz zahteva 1, n a z n a č e n a t i m e, što je odnos visine i debljine najmanje četiri prema jedan.

3. Kompozitna traka iz bilo kog od zahteva 1 ili 2, naznačena time što po dužini rebrasti deo definiše prorez u koji se postavlja ojačavajuća lajsna, tako da je ojačavajuća lajsna bočno poduprta zidovima otvora.

4. Kompozitna traka iz zahteva 3, naznačena time što rebrasti deo sadrži jedan par paralelnih zidova koji se protežu po dužini osnovnog dela, gde su paralelni zidovi orijentisani suštinski vertikalno na osnovni deo.

5. Kompozitna traka iz zahteva 4naznačena time što je ojačavajuća lajsna neprekidna i ima dužinu kao i plastična traka.

6. Kompozitna traka iz zahteva 5naznačena time što je ojačavajuća lajsna potpuno kapsulirana kako bi se sprečilo njeno izlaganje okolini.

7. Kompozitna traka iz zahteva 6naznačena time što plastična traka ima rasporedjene po dužini prostiruće proreze koji formiraju rebraste delove medjusobno razdvojene po širini trake, gde svaki rebrasti deo podupire izduženu ojačavajuću lajsnu.

8. Kompozitna traka iz bilo kojeg od zahteva 1-7 naznačena time što je ojačavajuća lajsna načinjena od metala.

9. Kompozitna traka iz zahteva 8 naznačena time što je ojačavajuća lajsna načinjena od čelika.

10. Kompozitna traka koja može da se smota u oblik spiralne cevi, gde kompozitna traka sadrži: izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo i rebrasti deo koji se uzdiže od njega i proteže po njegovoj dužini; izduženu ravnu ojačavajuću lajsnu koja se proteže po dužini rebrastog dela i koju on podupire, gde ojačavajuća lajsna ima odnos visine i debljine najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno u odnosu na osnovni deo; i ravnu pločicu koja se nastavlja po dužini osnovnog dela i spojena je za njega; gde pločica ima veći Jangov modulus i čvrstinu od plastične trake naznačena time što kada je namotana u spiralnu cev, ojačavajuća lajsna jača cev protiv velikih radijalnih opterećenja i pločica poboljšava režim pritiska cevi.

11. Kompozitna traka iz zahteva 10naznačena time što je navedeni odnos visine i debljine najmanje četiri prema jedan.

12. Kompozitna traka iz bilo kog od zahteva 10 ili 11, naznačena t i -m e što po dužini rebrasti deo definiše prorez u koji se postavlja ojačavajuća lajsna, tako da je ojačavajuća lajsna bočno poduprta zidovima otvora.

13. Kompozitna traka iz zahteva 12, naznačena time što rebrasti deo sadrži jedan par paralelnih zidova koji se protežu po dužini osnovnog dela, gde su paralelni zidovi orijentisani suštinski normalno na osnovni deo.

14. Spiralno namotana kompozitna cev dobijena od kompozitne trake, gde kompozitna traka sadrži: izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo koji formira unutrašnjost namotane cevi i rebrasti deo koji se proteže po dužini osnovnog dela i uzdiže od njega; i izduženu metalnu ojačavajuću lajsnu koja se proteže po dužini rebrastog dela i koju on podupire, gde ojačavajuća lajsna ima odnos visine i debljine najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno u odnosu na osnovni delo, naznačena time što orijentacija ojačavajuće lajsne u odnosu na osnovni deo ostaje suštinski nepromenjena posle namotavanja trake koja formira cev.

15. Cev iz zahteva 14 n a z n a č e n a time što navedeni odnos visine i debljine najmanje četiri prema jedan.

16. Cev iz bilo kojeg od zahteva 14 ili 15 n a z n a č e n a time što je ojačavajuća lajsna neprekidna i ima dužinu kao i cev.

17. Cev iz bilo kojeg od zahteva 14do16naznačena time što je ojačavajuća lajsna načinjena od metala.

18. Cev iz zahtevu 17naznačena time što je ojačavajuća lajsna načinjena od čelika.

19. Spiralno namotana kompozitna cev dobijena od kompozitne trake, gde kompozitna traka sadrži: izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo koji formira unutrašnjost namotane cevi i rebrasti deo koji se proteže po dužini osnovnog dela i uzdiže od njega; i izduženu ravnu ojačavajuću lajsnu koja se proteže po dužini rebrastog dela i koju on podupire, gde ojačavajuća lajsna ima odnos visine i debljine najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno u odnosu na osnovni deo, ravnu pločicu koja se nastavlja po dužini osnovnog dela i spojena je za njega; gde pločica ima veći Jangov modulus i čvrstinu od plastične trake naznačena time što je orijentacija ojačavajuće lajsne u odnosu na osnovni deo ostaje suštinski nepromenjena posle namotavanja trake koja formira cev.

20. Cev iz zahteva 19naznačena time što susedne partije pločica nisu direktno povezane.

21. Cev iz zahteva 20 n a z na č e n a time što je odnos visine i debljine najmanje četiri prema jedan.

22. Cev iz bilo kojeg od zahteva 20 ili 21 n a z n a č e n a time što je ojačavajuća lajsna neprekidna i ima dužinu kao i cev.

23. Cev iz bilo kojeg od zahteva 19 do 22 n a z n a č e n a t i m e što je ojačavajuća lajsna načinjena od metala.

24. Cev iz zahteva 23 n a z n a č e n a t i m e što je ojačavajuća lajsna načinjena od čelika.

25. Spiralno namotana kompozitna cev dobijena od kompozitne trake, gde kompozitna traka sadrži: izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo koji formira unutrašnjost namotane cevi i i rebrasti deo koji se proteže po dužini osnovnog dela i uzdiže od njega; i izduženu ojačavajuću lajsnu koja se proteže u rebrastom delu ili pored njega; i izduženu ravnu pločicu koja se nastavlja po dužini osnovnog dela i spojena je za njega; gde pločica ima veći Jangov modulus i čvrstinu od plastične trake.

26. Cev iz zahteva 25 naznačena time što susedne namotane partije pločice cevi nisu direktno povezane.

27. Cev iz zahteva 26 n a z n a č e n a time što je ojačavajuća lajsna načinjena od metala.

28. Postupak dobijanja spiralno namotane čelikom ojačane plastične cevi koji sadrži sledeće korake: ekstrudiranje plastičnog profila koji ima osnovni deo i rebrasti deo koji se uzdiže od osnovnog dela i prostire po njegovoj dužini; uvodjenje izdužene ojačavajuće lajsne ravnih ivica u rebrasti deo, gde metalna lajsna ima odnos visine i debljine najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno u odnosu na osnovni deo, i time dobijanje ravne kompozitne trake; spiralno namotavanje kompozitne trake; i medjusobno spajanje susednih ivica susednih partija trake tako da oblikuju spiralnu cev.

29. Postupak iz zahteva 28 n a z n a č e n time što se rebrasti deo izliva da definiše po dužini prorez oblikovan da podupire ojačavajuću lajsnu.

30. Postupak iz zahteva 29 n a z n a č en time što se rebrasti deo izliva tako da sadrži jedan par paralelnih zidova koji se protežu po dužini osnovnog dela, gde su zidovi orijentisani suštinski vertikalno na osnovni deo.

31. Postupak iz zahteva 30 koji dalje uključuje korak kapsuliranja ojačavajuće lajsne.

32. Postupak iz zahteva 31 n a z n a č e n time što se faze izlivanja i uvodjenja dešavaju zajedno u unakrsnom ekstruderu.

33. Postupak dobijanja spiralno namotane čelikom ojačane plastične cevi koji sadrži sledeće korake: ekstrudiranje plastičnog profila koji ima osnovni deo i rebrasti deo koji se uzdiže od osnovnog dela i prostire po njegovoj dužini; uvodjenje izdužene ojačavajuće lajsne ravnih ivica u rebrasti deo, gde metalna lajsna ima odnos visine i debljine najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski vertikalno u odnosu na osnovni deo, i time dobijanje ravne kompozitne trake; spajanje pločice za osnovni deo, gde pločica ima veći Jangov modulus i snagu od plastične trake; spiralno namotavanje kompozitne trake; i medjusobno spajanje susednih ivica susednih partija trake tako da oblikuju spiralnu cev.

34. Postupak iz zahteva 33 n a z n a č e n time što se rebrasti deo izliva tako da definiše po dužini prorez oblikovan da podupire ojačavajuću lajsnu.

35. Postupak iz zahteva 34 n a z n a č e n time što se rebrasti deo izliva tako da sadrži jedan par paralelnih zidova koji se protežu dužinski niz osnovni deo, gde su zidovi orijentisani suštinski normalno na osnovni deo.

36. Postupak prema zahtevu 28 koji ima sledeće korake izmedju uvodjenja i spiralnog namotavanja, gde uključuje: usmeravanje prave kompozitne trake na kalem čija osovina rotira suštinski oko horizontalne ose, sa osnovnim delo trake okrenutim ka donjoj strani osovine; vodjenje kalema tako da povuče pravu kompozitnu traku prema kalemu i to tako da namota traku na osovinu kalema sa njegove donje strane; transportovanje kalema na mesto upotrebe, odmotavanje trake sa kalema.

37. Postupak prema zahtevu 33 koji ima sledeće korake izmedju spajanja i spiralnog namotavanja, gde uključuje: usmeravanje prave kompozitne trake na kalem čija osovina rotira suštinski oko horizontalne ose, sa osnovnim delo trake okrenutim ka donjoj strani osovine; vodjenje kalema tako da povuče pravu kompozitnu traku prema kalemu i to tako da namota traku na osovinu kalema sa njegove donje strane; transportovanje kalema na mesto upotrebe, odmotavanje trake sa kalema.