RU95290U1

RU95290U1 - APPARATUS FOR PRODUCING PIPES FROM COMPOSITE MATERIALS

Info

Publication number: RU95290U1
Application number: RU2010107915/22U
Authority: RU
Inventors: Максим Владимирович Мишнев; Владимир Михайлович Асташкин; Антон Сергеевич Богданов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инженерная диагностика"; Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая компания "ТОР"
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2010-06-27

Abstract

1. Оправка для изготовления труб из композиционных материалов, содержащая жесткий сердечник, на поверхности которого установлена соединенная через устройство управления с магистралью подачи рабочей среды пневмокамера, представляющая собой оболочку, связанную с сердечником, и торцы которой прикреплены к нему, отличающаяся тем, что между оболочкой и сердечником установлены соединенные с ними продольные ребра, а оболочка выполнена гибкой из нерастяжимого материала, например армированной пленки. ! 2. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что ребра выполнены из упругого материала, например резины. ! 3. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что продольные ребра выполнены в виде выступов на поверхности сердечника. ! 4. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что продольные ребра выполнены в виде гофрированной насадки, прикрепленной к сердечнику. ! 5. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что гибкая оболочка выполнена из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например из армированной тефлоновой пленки. ! 6. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что гибкая оболочка выполнена с наружным покрытием из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например тефлона. ! 7. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что пространство между продольными ребрами заполнено обжатым оболочкой упругим проницаемым материалом, податливость которого выше, чем податливость ребер, например поролоном с открытой пористостью. ! 8. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что продольные ребра выполнены в виде трубок. ! 9. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что продольные ребра выполнены непроницаемыми, и пространства между ними не сообщаются. ! 10. Оправка 1. A mandrel for the manufacture of pipes from composite materials, containing a rigid core, on the surface of which a pneumatic chamber is connected through a control device to the supply line of the working medium, which is a shell connected to the core, and the ends of which are attached to it, characterized in that between the shell and the core has longitudinal ribs connected to them, and the shell is flexible from inextensible material, for example, a reinforced film. ! 2. The mandrel according to claim 1, characterized in that the ribs are made of an elastic material, such as rubber. ! 3. The mandrel according to claim 1, characterized in that the longitudinal ribs are made in the form of protrusions on the surface of the core. ! 4. The mandrel according to claim 1, characterized in that the longitudinal ribs are made in the form of a corrugated nozzle attached to the core. ! 5. The mandrel according to claim 1, characterized in that the flexible sheath is made of a material with low adhesion to the material of the manufactured pipes, for example, of a reinforced Teflon film. ! 6. The mandrel according to claim 1, characterized in that the flexible shell is made with an outer coating of a material with low adhesion to the material of the manufactured pipes, for example Teflon. ! 7. The mandrel according to claim 1, characterized in that the space between the longitudinal ribs is filled with a compressed shell of elastic permeable material, the compliance of which is higher than the flexibility of the ribs, for example, foam with open porosity. ! 8. The mandrel according to claim 1, characterized in that the longitudinal ribs are made in the form of tubes. ! 9. The mandrel according to claim 1, characterized in that the longitudinal ribs are impermeable, and the spaces between them are not communicated. ! 10. Mandrel

Description

Полезная модель относится к оборудованию для производства труб из стеклопластика и других композиционных материалов и может быть использована в строительстве, машиностроении и других отраслях.The utility model relates to equipment for the production of fiberglass pipes and other composite materials and can be used in construction, engineering and other industries.

Известна оправка для непрерывного изготовления труб из полимерного материала, в частности из стеклопластика, содержащая секции с жесткими сердечниками, на поверхности которых установлены закрепленные к ним раздвижные упоры из эластичных оболочек в виде кольцевых пневмокамер, соединенных через устройство управления с магистралью подачи рабочей среды [1]. У этой оправки при подаче давления в пневмокамеры ее наружный диаметр несколько увеличивается, на оправку можно нанести стеклопластик, а после его отверждения снизить давление в пневмокамерах, диаметр оправки уменьшится, и труба снимается с оправки. Однако кольцевые пневмокамеры не обеспечивают стабильность наружного диаметра оправки и плохо сопротивляются действию скручивающих нагрузок, из-за чего такая оправка мало пригодна для изготовления стеклопластиковых труб методом намотки. Кроме того, отрыв оправки от изделия при уменьшении ее диаметра происходит одновременно по всей поверхности, что затрудняет его осуществление.Known mandrel for the continuous manufacture of pipes from a polymeric material, in particular fiberglass, containing sections with rigid cores, on the surface of which are mounted sliding supports for them made of elastic shells in the form of annular pneumatic chambers connected through a control device to the supply line of the working medium [1] . With this mandrel, when the pressure is supplied to the pneumatic chambers, its outer diameter increases slightly, fiberglass can be applied to the mandrel, and after curing, reduce the pressure in the pneumatic chambers, the diameter of the mandrel will decrease, and the pipe will be removed from the mandrel. However, annular pneumatic chambers do not provide stability of the outer diameter of the mandrel and poorly resist the action of torsional loads, which is why such a mandrel is not suitable for the manufacture of fiberglass pipes by winding. In addition, the separation of the mandrel from the product with a decrease in its diameter occurs simultaneously over the entire surface, which complicates its implementation.

Наиболее близкой по технической сущности заявляемому объекту является оправка для изготовления труб из композиционных материалов, например стеклопластика, содержащая жесткий сердечник, на поверхности которого установлена соединенная через устройство управления с магистралью подачи рабочей среды пневмокамера, представляющая собой эластичную оболочку, связанную с сердечником посредством дискретно установленных гибких связей, торцы которой прикреплены к нему [2].Closest to the technical nature of the claimed object is a mandrel for the manufacture of pipes made of composite materials, for example fiberglass, containing a rigid core, on the surface of which is installed a pneumatic chamber connected via a control device to the supply line of the working medium, which is an elastic shell connected to the core by means of discretely installed flexible ties, the ends of which are attached to it [2].

Данная оправка благодаря соединению оболочки с сердечником гибкими связями имеет высокое сопротивление действию скручивающих нагрузок, более стабильный в рабочем положении наружный диаметр и вполне пригодна для изготовления стеклопластиковых труб методом намотки. Однако при уменьшении диаметра для съема изделия отрыв оправки происходит одновременно по всей поверхности, что затрудняет его осуществление, кроме того из-за эластичности оболочки и разницы в податливости связей стабильность наружного диаметра оправки может нарушаться.This mandrel due to the connection of the shell with the core by flexible connections has a high resistance to torsional loads, a more stable outer diameter in the working position and is quite suitable for winding fiberglass pipes. However, when reducing the diameter for removal of the product, the mandrel is torn off simultaneously over the entire surface, which makes it difficult to implement, in addition, due to the elasticity of the shell and the difference in ductility of the bonds, the stability of the outer diameter of the mandrel can be violated.

Полезная модель решает задачу облегчения отрыва изделия с поверхности оправки и тем самым повышения эффективности ее работы, а также обеспечения стабильности ее наружного диаметра.The utility model solves the problem of facilitating the separation of the product from the surface of the mandrel and thereby increase the efficiency of its work, as well as ensuring the stability of its outer diameter.

Для этого в оправке для изготовления труб из композиционных материалов, содержащей жесткий сердечник, на поверхности которого установлена соединенная через устройство управления с магистралью подачи рабочей среды пневмокамера, представляющая собой оболочку, связанную с сердечником и торцы которой прикреплены к нему, согласно полезной модели между оболочкой и сердечником установлены соединенные с ними продольные ребра, а сама оболочка выполнена гибкой из нерастяжимого материала, например, армированной пленки.To do this, in the mandrel for the manufacture of pipes from composite materials containing a rigid core, on the surface of which is installed a pneumatic chamber connected via a control device to the supply line of the working medium, which is a shell connected to the core and the ends of which are attached to it, according to a utility model between the shell and the core has longitudinal ribs connected to them, and the shell itself is made of flexible inextensible material, for example, a reinforced film.

При подаче давления в пневмокамеру наружная поверхность оправки натягивается и выравнивается, приобретая требуемую форму, которая поддерживается стабильной давлением среды. Продольные ребра удерживают оболочку от смещения при кручении, тем самым повышая сопротивление оправки действию скручивающих нагрузок, что делает возможным применение оправки при намотке труб из композиционных материалов. Нерастяжимость оболочки обеспечивает стабильность ее наружного диаметра.When applying pressure to the pneumatic chamber, the outer surface of the mandrel is tensioned and leveled, acquiring the required shape, which is maintained by a stable pressure of the medium. Longitudinal ribs keep the sheath from displacement during torsion, thereby increasing the resistance of the mandrel to the action of torsional loads, which makes it possible to use the mandrel when winding pipes made of composite materials. The elongation of the shell ensures the stability of its outer diameter.

После сброса давления и создания разрежения в пневмокамере, оболочка прогибается между ребрами, образуя волнистую поверхность, при этом из-за загиба оболочки отрывающие усилия концентрируются, что облегчает отрыв оболочки от внутренней поверхности изготовленной трубы.After depressurization and creating a vacuum in the pneumatic chamber, the shell bends between the ribs, forming a wavy surface, while due to the bending of the shell, the tearing forces are concentrated, which facilitates the separation of the shell from the inner surface of the manufactured pipe.

При этом оболочка может быть выполнена из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например из армированной тефлоновой пленки, либо с наружным покрытием из этого материала, что облегчает отрыв.In this case, the shell can be made of a material with low adhesion to the material of the manufactured pipes, for example, of a reinforced Teflon film, or with an outer coating of this material, which facilitates tearing.

Ребра могут быть выполнены из упругого материала, например резины, и их обжатие от обтягивания оболочкой также облегчает отрыв. Ребра могут быть выполнены также в виде выступов на поверхности сердечника, либо в виде гофрированной насадки, прикрепленной к сердечнику. Также продольные ребра могут быть выполнены в виде трубок. Продольные ребра могут быть выполнены проницаемыми или непроницаемыми, пространства между ними могут сообщаться и не сообщаться, эти пространства могут быть заполнены обжатым оболочкой упругим проницаемым материалом, податливость которого выше, чем податливость ребер, например поролоном с открытой пористостью.The ribs can be made of an elastic material, such as rubber, and their compression from tightness of the shell also facilitates tearing. The ribs can also be made in the form of protrusions on the surface of the core, or in the form of a corrugated nozzle attached to the core. Also, the longitudinal ribs can be made in the form of tubes. The longitudinal ribs can be made permeable or impermeable, the spaces between them can communicate and not communicate, these spaces can be filled with a compressed shell with elastic permeable material, the compliance of which is higher than the flexibility of the ribs, for example, foam with open porosity.

На фиг.1 показан продольный разрез оправки, на фиг.2 - поперечный разрез во время изготовления на оправке трубы из композиционного материала, на фиг.3 - то же, во время съема с оправки трубы, на фиг.4 - 8 поперечные сечения вариантов оправки.Figure 1 shows a longitudinal section of the mandrel, figure 2 is a cross section during manufacture on the mandrel of the pipe made of composite material, figure 3 is the same, during removal from the mandrel of the pipe, figure 4 - 8 cross-sectional options mandrels.

Оправка состоит из жесткого сердечника 1, установленного с возможностью вращения на опорах 2 от привода 3. На поверхности 4 сердечника 1 установлена соединенная трубопроводом 8 через устройство управления 9 с магистралью подачи рабочей среды, например с трубопроводом 10 сжатого воздуха и с вакуумной магистралью 11, пневмокамера в виде гибкой нерастяжимой оболочки 5, например, из армированной пленки, которая закреплена по торцам 6 непосредственно к поверхности 4 сердечника 1, а между торцами 6 - через продольные ребра 7. На оправке формуется труба из композиционного материала 12.The mandrel consists of a rigid core 1 mounted rotatably on supports 2 from the drive 3. On the surface 4 of the core 1 is installed, connected by a pipeline 8 through a control device 9 to a medium supply line, for example, a compressed air pipeline 10 and a vacuum line 11, a pneumatic chamber in the form of a flexible inextensible shell 5, for example, of a reinforced film, which is fixed at the ends 6 directly to the surface 4 of the core 1, and between the ends 6 through longitudinal ribs 7. A tube is formed on the mandrel 12 of the composite material.

Ребра 7 могут быть выполнены из упругого материала, например резины, или в виде выступов на поверхности сердечника (фиг.4), либо в виде гофрированной насадки, прикрепленной к сердечнику 1 (фиг.5). Также продольные ребра 7 могут быть выполнены в виде трубок, например резиновых (фиг.6). Пространство 13 между продольными ребрами 7 может быть заполнено обжатым оболочкой упругим проницаемым материалом 14, податливость которого выше, чем податливость ребер 7, например поролоном с открытой пористостью.The ribs 7 can be made of an elastic material, such as rubber, either in the form of protrusions on the surface of the core (Fig. 4), or in the form of a corrugated nozzle attached to the core 1 (Fig. 5). Also, the longitudinal ribs 7 can be made in the form of tubes, for example rubber (Fig.6). The space 13 between the longitudinal ribs 7 can be filled with a compressed shell of an elastic permeable material 14, the compliance of which is higher than the flexibility of the ribs 7, for example, foam with open porosity.

Сердечник 1 может быть некруглого сечения (фиг.8), что позволяет изготавливать некруглые трубы 12. В этом случае оболочка 5 между ребрами 7 закреплена к поверхности 4 сердечника 1 посредством гибких нерастяжимых связей 15. Гибкая оболочка 5 может быть выполнена из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например из армированной тефлоновой пленки, либо с наружным покрытием из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например тефлона.The core 1 can be of non-circular cross section (Fig. 8), which makes it possible to produce non-circular tubes 12. In this case, the sheath 5 between the ribs 7 is fixed to the surface 4 of the core 1 by flexible inextensible bonds 15. The flexible sheath 5 can be made of a material with low adhesion to the material of the manufactured pipes, for example of reinforced Teflon film, or with an outer coating of material with low adhesion to the material of the manufactured pipes, for example Teflon.

Устройство работает следующим образом. Перед изготовлением трубы от устройства управления 9 по трубопроводу 8 в пневмокамеру под оболочку 5 подается под давлением рабочая среда, например воздух. От давления в пневмокамере оболочка 5 выравнивается, но не растягивается, так как материал оболочки нерастяжимый. Это стабилизирует форму оболочки 5. В стабилизации формы оболочки 5 в случае изготовления некруглой трубы 12 помогают гибкие нерастяжимые связи 15. В таком положении на оболочку 5 наносится наполнитель со связующим, образуя при твердении трубу 12 из композиционного материала. После отверждения связующего трубы 12 через устройство управления 9 давление в пневмокамере под оболочкой 5 сбрасывается, и она подключается к вакуумной магистрали 11. При этом в пневмокамере создается разрежение, и оболочка 5 прогибается между ребрами, образуя волнистую поверхность, вследствие чего происходит отрыв оболочки от внутренней поверхности изготовленной трубы 12. Отрыв облегчается за счет того, что оболочка 5 выполнена из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например из армированной тефлоновой пленки, либо с наружным покрытием из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например тефлона. Облегчению отрыва способствует податливость ребер 7, выполненных из упругого материала, например резины, а также выполненных в виде трубок. Отрыв облегчает также выполнение ребер из непроницаемого материала, вследствие чего пространства между ними не сообщаются, в этом случае отрыв локализуется в том межреберном пространстве, куда подается разрежение.The device operates as follows. Before manufacturing the pipe from the control device 9 through the pipe 8, a pressure medium, such as air, is supplied under pressure to the pneumatic chamber under the sheath 5. From the pressure in the pneumatic chamber, the shell 5 is leveled, but not stretched, since the shell material is inextensible. This stabilizes the shape of the sheath 5. In stabilizing the shape of the sheath 5, in the case of manufacturing a non-circular pipe 12, flexible inextensible bonds 15 help. In this position, a filler with a binder is applied to the sheath 5, forming a pipe 12 from the composite material during hardening. After curing the connecting pipe 12 through the control device 9, the pressure in the pneumatic chamber under the sheath 5 is released, and it is connected to the vacuum line 11. At the same time, a vacuum is created in the pneumatic chamber, and the sheath 5 bends between the ribs, forming a wavy surface, as a result of which the shell separates from the inner the surface of the manufactured pipe 12. The separation is facilitated by the fact that the shell 5 is made of a material with low adhesion to the material of the manufactured pipes, for example, of a reinforced Teflon film on the outer cover of a material with low adhesion to the material tube manufactured, for example Teflon. The separation is facilitated by the compliance of the ribs 7 made of an elastic material, for example rubber, as well as made in the form of tubes. The separation also facilitates the implementation of the ribs from an impermeable material, as a result of which the spaces between them are not communicated, in this case, the separation is localized in the intercostal space where the vacuum is applied.

Наполнитель со связующим на поверхность оболочки 5 может наноситься любым способом: намоткой, напылением и др.A filler with a binder on the surface of the shell 5 can be applied by any method: winding, spraying, etc.

По сравнению с прототипом при съеме изделия с оправки отрыв изделия от оболочки оправки происходит отдиром, чем облегчается снятие изделия с поверхности оправки, и тем самым повышается эффективность ее работы. Заявляемая оправка имеет нерастяжимую оболочку, что при подаче давления позволяет сохранить стабильность формы.Compared with the prototype, when the product is removed from the mandrel, the product is torn off the mandrel shell by peeling, which facilitates the removal of the product from the surface of the mandrel, and thereby increases its efficiency. The inventive mandrel has an inextensible shell, which when applying pressure allows you to maintain shape stability.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Оправка для непрерывного изготовления труб из полимерного материала: Св-во на ПМ 3719 РФ: МПК 6 В29С 53/83. - Заявлено 04.01.96; опубл. 16.03.97, Бюл. №3.1. Mandrel for the continuous manufacture of pipes from a polymer material: Sv-in on PM 3719 of the Russian Federation: IPC 6 V29C 53/83. - Announced on 04/01/96; publ. 03.16.97, Bull. Number 3.

2. Оправка для изготовления труб из стеклопластика: Патент на ПМ 75986 РФ: МПК-8 В29С 53/82 - Заявл. 14.04.2008; опубл. 10.09.2008, Бюлл. №25 (прототип).2. Mandrel for the manufacture of fiberglass pipes: Patent for PM 75986 RF: MPK-8 V29C 53/82 - Application. 04/14/2008; publ. 09/10/2008, Bull. No. 25 (prototype).

Claims

1. A mandrel for the manufacture of pipes from composite materials, containing a rigid core, on the surface of which a pneumatic chamber is connected through a control device to the supply line of the working medium, which is a shell connected to the core, and the ends of which are attached to it, characterized in that between the shell and the core has longitudinal ribs connected to them, and the shell is flexible from inextensible material, for example, a reinforced film.

2. The mandrel according to claim 1, characterized in that the ribs are made of an elastic material, such as rubber.

3. The mandrel according to claim 1, characterized in that the longitudinal ribs are made in the form of protrusions on the surface of the core.

4. The mandrel according to claim 1, characterized in that the longitudinal ribs are made in the form of a corrugated nozzle attached to the core.

5. The mandrel according to claim 1, characterized in that the flexible sheath is made of a material with low adhesion to the material of the manufactured pipes, for example, of a reinforced Teflon film.

6. The mandrel according to claim 1, characterized in that the flexible shell is made with an outer coating of a material with low adhesion to the material of the manufactured pipes, for example Teflon.

7. The mandrel according to claim 1, characterized in that the space between the longitudinal ribs is filled with a compressed shell of elastic permeable material, the compliance of which is higher than the flexibility of the ribs, for example, foam with open porosity.

8. The mandrel according to claim 1, characterized in that the longitudinal ribs are made in the form of tubes.

9. The mandrel according to claim 1, characterized in that the longitudinal ribs are impermeable, and the spaces between them are not communicated.

10. The mandrel according to claim 1, characterized in that the shell and the core between the ribs are connected by flexible inextensible bonds.