RU2430289C2

RU2430289C2 - Device for fabrication of flexible multi-layer pipe

Info

Publication number: RU2430289C2
Application number: RU2009135349/06A
Authority: RU
Inventors: Екатерина Владимировна Полякова (RU); Екатерина Владимировна Полякова; Виталий Александрович Лутов (RU); Виталий Александрович Лутов; Александр Михайлович Майоров (RU); Александр Михайлович Майоров; Полина Александровна Дятлова (RU); Полина Александровна Дятлова; Виктор Александрович Чайкин (RU); Виктор Александрович Чайкин
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2011-09-27
Also published as: RU2009135349A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device consists of support whereon there are overhung fixed frame with mandrel for tape winding. The device is equipped with a tape coiler with a glue metering appliance and with a drive. An additional drive is set coaxially to the mandrel. Removable tape reel holders with packages for tapes are arranged invariant to each other. The mandrel is made as four pairs of rollers mounted on the frame. Two pairs of rollers can travel along horizontal while the other two pairs of rollers perpendicular to them can travel along vertical. An endless belt successively envelopes an upper roller of the vertical pair of the mandrel support, an upper roller of the vertical pair of a free end forming the first guide for the mandrel, one of the rollers of the horizontal pair of a bed and a roller of a free end of the horizontal pair forming the second guide of the mandrel, another roller of the horizontal pair of the bed, a horizontal roller of a free end forming the third guide, a lower roller of a free end of the vertical pair forming the fourth guide of the mandrel, and further it goes through a mechanism compensating change of working length of the belt to a driving pulley. Guides formed with the belt form geometry of cross section of a fabricated pipe and move the fabricated pipe further through a drying zone due to friction forces between working surface of the belt and internal surface of the fabricated pipe. The drying zone corresponds to four ribbed round tubular electric heating elements fixed on the frame and equipped with temperature regulators.

EFFECT: reduced expenditures, improved design.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для производства многослойных труб намоткой с различным диаметром, из разных материалов и различным образованием слоев ленты, образующих трубу, которые могут быть использованы, например, в системах вентиляции, кондиционирования воздуха, а также для защиты от коррозии и для транспортирования газов, жидкостей и пластических сред.The invention relates to mechanical engineering, and in particular to devices for the production of multilayer pipes by winding with different diameters, from different materials and various formation of layers of tape forming a pipe, which can be used, for example, in ventilation systems, air conditioning, as well as for protection against corrosion and for transporting gases, liquids and plastic media.

Прототипом устройства является патент на изобретение РФ №2294463, МПК F16C 11/08, В29С 53/56, опубл. 27.02.2007, устройство для изготовления гибких трубопроводов имеет в своем составе опору, на которой консольно закреплена оправка для намотки ленты, снабженная приводом вращения. Оправка представляет собой сборную конструкцию с двумя основаниями, одно из которых закреплено на опоре, второе является свободным. Основания соединены между собой осевой стяжкой, между основаниями установлены валы, по меньшей мере, один из которых является ведущим и соединен с приводом вращения. На обоих основаниях концы валов равномерно распределены по соосным окружностям равного диаметра, при этом концы валов на свободном основании смещены по окружности на радиальный угол по отношению к концам валов на основании, закрепленном на опоре, а устройство для подачи ленты выполнено с обеспечением возможности ее подачи на один из валов тангенциально ему. В качестве средства, обеспечивающего получение неразъемного соединения зоны перекрытия соседних витков ленты, используются различные известные приемлемые средства, например патрубок для подачи горячего воздуха, за которым расположен прижимной ролик, установленный с обеспечением возможности ориентации его оси параллельно оси ведущего вала. Выбор средств соединения зависит от используемого материала. Для изготовления армированного трубопровода установка дополнительно снабжается устройством для подачи армирующего элемента в зону перекрытия соседних витков ленты. На обоих основаниях могут быть выполнены дополнительные гнезда для установки валов, расположенные по концентрическим окружностям, что позволит изменять диаметр изготавливаемого трубопровода.The prototype of the device is a patent for the invention of the Russian Federation No. 2294463, IPC F16C 11/08, B29C 53/56, publ. 02/27/2007, a device for manufacturing flexible pipelines incorporates a support on which a mandrel for winding a tape equipped with a rotation drive is cantilevered. The mandrel is a prefabricated structure with two bases, one of which is fixed to the support, the second is free. The bases are interconnected by an axial screed, shafts are installed between the bases, at least one of which is leading and connected to the rotation drive. On both bases, the ends of the shafts are evenly distributed along coaxial circles of equal diameter, while the ends of the shafts on the free base are circumferentially displaced by the radial angle with respect to the ends of the shafts on the base mounted on the support, and the tape feed device is configured to feed it on one of the shafts tangentially him. As a means of providing a permanent connection of the overlapping zone of adjacent turns of the tape, various well-known acceptable means are used, for example, a nozzle for supplying hot air, behind which there is a pressure roller mounted to allow its axis to be parallel to the axis of the drive shaft. The choice of means of connection depends on the material used. For the manufacture of a reinforced pipeline, the installation is additionally equipped with a device for supplying a reinforcing element to the overlapping zone of adjacent turns of tape. On both bases, additional jacks for installing shafts arranged in concentric circles can be made, which will allow changing the diameter of the manufactured pipeline.

Устройство прототипа позволяет выпускать трубы из различных материалов, в том числе из металлических лент, однако недостатком этого устройства является сложность изменения диаметра изготавливаемых труб за счет того, что должны быть выполнены дополнительные гнезда для установки валов, что является трудоемкой задачей и усложняет конструкцию устройства в целом, вращение валов позволяет продвигать готовую трубу в сторону ее схода с оправки, потому что концы валов на свободном основании смещены по окружности на радиальный угол по отношению к концам валов на основании, закрепленном на опоре, однако это ограничивает диапазон возможности изменения шага намотки.The prototype device allows you to produce pipes from various materials, including metal tapes, however, the disadvantage of this device is the difficulty in changing the diameter of the manufactured pipes due to the fact that additional jacks for installing shafts must be made, which is a time-consuming task and complicates the design of the device as a whole , the rotation of the shafts allows you to advance the finished pipe in the direction of its exit from the mandrel, because the ends of the shafts on a free base are displaced around the circumference by a radial angle in relation south to the ends of the shafts on a base fixed to a support, however, this limits the range of possibilities for changing the winding pitch.

При использовании мягких лент режим работы становится неустойчивым за счет их морщения при скольжении по поверхности валов с преодолением сил трения, поэтому эффективно может работать только в том случае, если нижняя лента будет жесткой, например металлической.When using soft tapes, the operating mode becomes unstable due to their wrinkling when sliding on the surface of the shafts with overcoming friction forces, therefore, it can work effectively only if the lower tape is rigid, for example, metal.

Требуется установка дополнительных бабинодержателей при необходимости формирования многослойной трубы, тем самым усложняется конструкция.It is necessary to install additional bogie holders if it is necessary to form a multilayer pipe, thereby complicating the design.

Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение скорости намотки путем достижения равенства скорости движения оправки и скорости схода готовой трубы за счет сил трения между внутренней поверхностью трубы и рабочей поверхности ремня сложной ременной передачи, образующей оправку при одновременном повышении качества слоев трубы за счет уменьшения деформируемости слоев и готовой трубы при ее продвижении по оправке и сходе с оправки. Дополнительно заявляемое устройство позволяет расширить технологические возможности устройства: за счет расширения диапазона диаметра труб, использования лент различной ширины, их наклона, шага.The technical result of the claimed invention is to eliminate these drawbacks, namely increasing the winding speed by achieving equality of the speed of the mandrel and the rate of descent of the finished pipe due to friction between the inner surface of the pipe and the working surface of the belt of a complex belt transmission forming the mandrel while improving the quality of the layers of the pipe for by reducing the deformability of the layers and the finished pipe when it moves along the mandrel and the descent from the mandrel. Additionally, the claimed device allows you to expand the technological capabilities of the device: by expanding the range of pipe diameters, using tapes of different widths, their slope, pitch.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для изготовления гибкой многослойной трубы, включающее опору, на которой консольно закреплена рама с оправкой для намотки ленты, снабжено приводом и представляет собой сборную конструкцию с двумя основаниями, одно из которых соединено с приводом, отличается тем, что дополнительно снабжено лентораскладчиком, дополнительным приводом, установленным соосно оправке, со съемными бабинодержателями с паковками для лент, расположенными инвариантно друг другу, и дозатор клея, расположенный в механизме лентораскладчика, а оправка выполнена в виде установленных на раме четырех пар роликов, причем две пары роликов выполнены с возможностью перемещения по горизонтали, а другие две пары роликов, перпендикулярные предыдущим двум парам роликов, выполнены с возможностью перемещения по вертикали, и бесконечного ремня, огибающего верхний ролик вертикальной пары основания оправки, далее верхний ролик вертикальной пары свободного конца, образуя первую направляющую оправки, далее на один из роликов горизонтальной пары основания и затем на ролик свободного конца горизонтальной пары, образуя вторую направляющую оправки, затем на другой ролик горизонтальной пары основания, далее на горизонтальный ролик свободного конца, образуя третью направляющую, затем на нижний ролик основания вертикальной пары и далее на нижний ролик свободного конца вертикальной пары, образуя четвертую направляющую оправки, и далее через механизм, компенсирующий изменение рабочей длины ремня, на ведущий шкив, причем образованные ремнем направляющие формируют геометрию поперечного сечения изготавливаемой трубы и продвигают сформированную трубу через зону сушки за счет сил трения между рабочей поверхностью ремня и внутренней поверхностью сформированной трубы, состоящую из четырех закрепленных на раме оребренных круглых трубчатых электронагревательных элементов с регулятором температуры, которые нагреваются до рабочей температуры, и патрубков, в которые подается горячий воздух из системы вентиляции.This object is achieved in that the device for manufacturing a flexible multilayer pipe, including a support on which a frame with a mandrel for winding the tape is cantilevered, is equipped with a drive and is a prefabricated structure with two bases, one of which is connected to the drive, characterized in that it additionally equipped with a pick-up, an additional drive mounted coaxially with the mandrel, with removable bogie holders with packaging for tapes, located invariant to each other, and an adhesive dispenser located in the mechanism of the conveyor, and the mandrel is made in the form of four pairs of rollers mounted on the frame, and two pairs of rollers are made to move horizontally, and the other two pairs of rollers perpendicular to the previous two pairs of rollers are made to move vertically, and an endless belt envelope the upper roller of the vertical pair of the base of the mandrel, then the upper roller of the vertical pair of the free end, forming the first guide of the mandrel, then on one of the rollers of the horizontal pair of the base and then on the roller of the free end of the horizontal pair, forming the second guide of the mandrel, then on the other roller of the horizontal pair of the base, then on the horizontal roller of the free end, forming the third guide, then on the lower roller of the base of the vertical pair and then on the lower roller of the free end of the vertical pair, forming the fourth the mandrel guide, and then through the mechanism that compensates for the change in the working length of the belt, to the drive pulley, and the guides formed by the belt form the geometry of the cross section of the bend the molded pipe and push the formed pipe through the drying zone due to friction between the working surface of the belt and the inner surface of the formed pipe, consisting of four finned round tubular electric heating elements with a temperature controller, which are heated to operating temperature, and nozzles into which hot air from the ventilation system.

Существенностью отличий заявляемого технического решения является выполнение конструкции оправки и ее связь с лентораскладчиком. В известном уровне техники не обнаружено сходных признаков выполнения оправки и ее связи с лентораскладчиком, что позволяет сделать вывод о существенности отличий.The essential difference between the proposed technical solution is the design of the mandrel and its relationship with the lenderaskladchik. In the prior art there are no similar signs of the mandrel and its connection with the pick-up, which allows us to conclude that the differences are significant.

Для лучшего понимания сущности изобретения на фигуре 1 представлено схемное решение устройства, где 1 - станина, на которой установлены 2 двигателя 2, один из которых передает движение на лентораскладчик 3, содержащий инвариантно установленные бабинодержатели 4 со съемными паковками 5, и дозатор клея (не указан), а второй двигатель - на ведущий шкив 6 сложной ременной передачи 7, находящейся в оправке 8, установленной консольно и представляющей собой раму 9 из четырех скрепленных между собой уголков, формирующей внутреннюю поверхность трубы по средством сложной ременной передачи 7, представленной на фигуре 2, состоящей из ведущего шкива 6, натяжного ролика 10 и системы четырех пар роликов 12-19, причем две пары роликов 14 и 16, и 15 и 17 выполнены с возможностью перемещения по горизонтали, а другие две пары роликов 12 и 18, и 13 и 19, перпендикулярные предыдущим двум парам роликов, выполнены с возможностью перемещения по вертикали, и бесконечного ремня 11, огибающего верхний ролик 12 вертикальной пары основания оправки, далее верхний ролик 13 вертикальной пары свободного конца, образуя первую направляющую оправки 8, далее на ролик 14 горизонтальной пары основания и затем на ролик 15 свободного конца горизонтальной пары, образуя вторую направляющую оправки, затем на ролик 16 горизонтальной пары основания, далее на горизонтальный ролик 17 свободного конца, образуя третью направляющую, затем на нижний ролик 18 основания вертикальной пары и далее на нижний ролик 19 свободного конца, вертикальной пары, образуя четвертую направляющую оправки, и далее через механизм, образованный тремя роликами, компенсирующий изменение рабочей длины ремня за счет ролика 20, на ведущий шкив 6, причем образованные ремнем 12 направляющие формируют геометрию поперечного сечения изготавливаемой трубы и продвигают сформированную трубу через зону сушки с регулятором температуры, размещенную внутри движущейся оправки, что повышает КПД устройства за счет того, что горячий воздух циркулирует внутри сформированной трубы и далее после ее схода с оправки, не истекая во внешнее пространство, таким образом, обеспечивается максимальное поглощение тепла нагретого воздуха трубой, и состоящую из четырех закрепленных на раме оребренных круглых трубчатых электронагревательных элементов 21 с регулятором температуры, которые нагреваются до рабочей температуры, закрепленных на раме, и патрубков 22, в которые подается воздух из системы вентиляции 23.For a better understanding of the invention, FIG. 1 shows a schematic diagram of a device where 1 is a bed on which 2 engines 2 are installed, one of which transmits movement to a folding bed 3 containing invariantly mounted binder holders 4 with removable packages 5, and an adhesive dispenser (not specified ), and the second engine - on the drive pulley 6 of a complex belt drive 7, located in the mandrel 8, mounted cantilever and consisting of a frame 9 of four corners fastened together, forming the inner surface of the pipe along by means of a complex belt drive 7, shown in figure 2, consisting of a drive pulley 6, a tension roller 10 and a system of four pairs of rollers 12-19, and two pairs of rollers 14 and 16, and 15 and 17 are made to move horizontally, and others two pairs of rollers 12 and 18, and 13 and 19, perpendicular to the previous two pairs of rollers, are arranged to move vertically, and an endless belt 11 enveloping the upper roller 12 of the vertical pair of the mandrel base, then the upper roller 13 of the vertical pair of the free end, forming the first direction mandrel 8, then onto the roller 14 of the horizontal base pair and then onto the roller 15 of the free end of the horizontal pair, forming a second guide of the mandrel, then onto the roller 16 of the horizontal base pair, then onto the horizontal roller 17 of the free end, forming the third guide, then onto the lower roller 18 of the base of the vertical pair and further to the lower roller 19 of the free end, of the vertical pair, forming the fourth guide of the mandrel, and then through the mechanism formed by three rollers, compensating for the change in the working length of the belt in seconds There is a roller 20, on the driving pulley 6, and the guides formed by the belt 12 form the cross-section geometry of the pipe being manufactured and push the formed pipe through the drying zone with a temperature controller located inside the moving mandrel, which increases the efficiency of the device due to the fact that hot air circulates inside the formed pipe and then after it leaves the mandrel, without flowing into the outer space, this ensures maximum absorption of heat of heated air by the pipe, and consisting of four fixed mounted on the frame of finned round tubular electric heating elements 21 with a temperature controller, which are heated to operating temperature, mounted on the frame, and nozzles 22, into which air is supplied from the ventilation system 23.

Работа устройства для изготовления многослойной трубы заключается в: установке поперечного сечения трубы за счет расположения роликов 12-19 и ролика 20 механизма, компенсирующего рабочую длину ремня 11, и натяжного ролика 10, регулирующего натяжение ремня 11 ременной передачи 7; установке паковок с лентами 5 на бабинодержателе 4 лентораскладчика 3; фиксации положения лент на оправке 8, установке шага за счет регулирования скоростей лентораскладчика и оправки и угла намотки за счет выставления угла бабинодержателей по отношению к оправке; прогреве зоны сушки за счет включения четырех оребренных круглых трубчатых электронагревательных элементов 21, которые нагреваются до рабочей температуры в зависимости от материала изготавливаемой трубы. Закончив предварительную подготовку к работе, далее одновременно включаются двигатели 2, установленные на станине 1, первый из которых приводит в движение ременную передачу 7, за счет ведущего шкива 6 передает движение на ремень 11 и второй двигатель приводит во вращение механизм лентораскладчика 3, который осуществляет спиральную намотку лент на консольно установленную и движущуюся оправку 8. Нижнюю - формирующую заданную геометрию поперечного сечения, ленту наматывают вместе с нанесением связующего вещества от дозатора клея, узел клея не указан, с перекрытием соседних витков не более чем на 15% от ширины ленты; среднюю - армирующую ленту наматывают со смещением на 40-60% по ширине ленты относительно формирующей ленты с образованием аналогичной кромки и с одновременным нанесением связующего вещества на нее; наружную - футеровочную ленту наматывают на армирующую со смещением на 40-60% по ширине и с образованием аналогичных кромок, причем наклон витков каждой ленты составляет 10°-30° и далее готовая труба двигается через зону сушки по оправке, за счет сил трения между ремнем и внутренней поверхностью готовой трубы, и состоящую из четырех закрепленных на раме 9 оребренных круглых трубчатых электронагревательных элементов 21 с регуляторами температуры, которые нагреваются до рабочей температуры, закрепленных на раме, и патрубков 22, в которые подается воздух из системы вентиляции 23, в сторону ее съема с оправки при рабочей температуре.The operation of the device for the manufacture of a multilayer pipe consists in: setting the cross section of the pipe due to the location of the rollers 12-19 and the roller 20 of the mechanism that compensates for the working length of the belt 11, and the tension roller 10, which regulates the tension of the belt 11 of the belt drive 7; the installation of packages with tapes 5 on the pedestal holder 4 of the stacker 3; fixing the position of the tapes on the mandrel 8, setting the step by adjusting the speeds of the stacker and mandrel and the winding angle by setting the angle of the bobbin holders relative to the mandrel; heating of the drying zone due to the inclusion of four finned round tubular electric heating elements 21, which are heated to operating temperature depending on the material of the manufactured pipe. Having finished the preliminary preparation for work, then the engines 2 installed on the bed 1 are simultaneously turned on, the first of which drives the belt drive 7, transfers the movement to the belt 11 due to the driving pulley 6 and the second engine rotates the mechanism of the conveyor 3, which carries out a spiral winding tapes on a cantilever mounted and moving mandrel 8. The lower one - forming the desired geometry of the cross section, the tape is wound together with the application of a binder from the adhesive dispenser, the adhesive assembly is not indicated with overlapping adjacent turns of no more than 15% of the width of the tape; middle - the reinforcing tape is wound with a shift of 40-60% of the width of the tape relative to the forming tape with the formation of a similar edge and with the simultaneous application of a binder on it; the outer - lining tape is wound on the reinforcing with an offset of 40-60% in width and with the formation of similar edges, the inclination of the turns of each tape being 10 ° -30 ° and then the finished pipe moves through the drying zone along the mandrel, due to friction between the belt and the inner surface of the finished pipe, and consisting of four finned round tubular electric tubular heating elements 21 fixed to the frame 9 with temperature controllers, which are heated to operating temperature, mounted on the frame, and nozzles 22 into which air from the ventilation system 23, in the direction of its removal from the mandrel at operating temperature.

Связующее вещество помещено в дозаторе (не указано), подается в зону между формирующим и армирующим слоями и армирующим и футеровочным слоями. В результате оказывается изготовленной труба из спирально расположенных лент. Процесс изготовления является непрерывным и установившимся во времени и обеспечивает расширение технологических возможностей конструкции и ассортимента материала посредством непрерывной намотки материала с лентораскладчика на движущуюся оправку и перемещение трубы по ней через зону сушки в направлении схода, то есть изготовление трубы ведут с одновременным непрерывным перемещением ее вместе с движущейся оправкой.The binder is placed in the dispenser (not specified), is fed into the zone between the forming and reinforcing layers and the reinforcing and lining layers. The result is a pipe made of spirally arranged tapes. The manufacturing process is continuous and steady in time and provides the expansion of technological capabilities of the design and range of material by continuously winding the material from the stacker onto a moving mandrel and moving the pipe along it through the drying zone in the direction of descent, that is, the pipe is produced while simultaneously moving it together with moving mandrel.

Изготовление трубы с непрерывным перемещением ее по движущейся оправке обеспечивает равномерность структуры получаемой трубы по длине и снижает ее деформацию при съеме.The manufacture of a pipe with its continuous movement along a moving mandrel ensures uniform structure of the resulting pipe along the length and reduces its deformation during removal.

Отсутствие принудительного съема готового изделия с оправки существенно повышает качество изготавливаемого изделия за счет снижения риска нарушения целостности.The absence of forced removal of the finished product from the mandrel significantly improves the quality of the manufactured product by reducing the risk of integrity loss.

Claims

A device for manufacturing a flexible multilayer pipe, including a support on which a frame with a mandrel for winding the tape is cantilevered, is equipped with a drive and is a prefabricated structure with two bases, one of which is connected to the drive, characterized in that the device is additionally equipped with a pick-up, an additional drive, mounted coaxially to the mandrel, with removable bobbin holders with packings for tapes, which are invariant to each other, and a dispenser of glue located in the mechanism of the conveyor belt a, and the mandrel is made in the form of four pairs of rollers mounted on the frame, and two pairs of rollers made to move horizontally, and the other two pairs of rollers perpendicular to the previous two pairs of rollers are arranged to move vertically and an endless belt enveloping the upper roller the vertical pair of the base of the mandrel, then the upper roller of the vertical pair of the free end, forming the first guide of the mandrel, then on one of the rollers of the horizontal pair of the base and then on the roller of the free end horizontal pair, forming a second guide of the mandrel, then to another roller of the horizontal base pair, then to the horizontal roller of the free end, forming a third guide, then to the lower roller of the base of the vertical pair and then to the lower roller of the free end of the vertical pair, forming the fourth guide of the mandrel and further through a mechanism that compensates for the change in the working length of the belt, made in the form of three rollers, on the drive pulley, and the guides formed by the belt form the geometry of the cross section zgotavlivaemoy formed tube and advance the tube through the drying zone by friction force working between the belt surface and the inner surface of the formed tube and the drying zone is fastened to the frame four finned round tubular electric heating elements with temperature regulators.