SU1757901A1

SU1757901A1 - Arrangement for making pipe from shaped strip

Info

Publication number: SU1757901A1
Application number: SU904781512A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Асташкин; Светлана Юрьевна Черкашова
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Использование: изобретение относитс к оборудованию дл переработки композиционных материалов методом намотки. Сущность изобретени : во вращающемс укладчике лента пропитываетс в ванне и по полому валу через направл ющий полый элемент, имеющий лоткообразный ко нец. поступает загнутым лотком в зэзо между формообразующими элементами и уплотн етс конусообразным прижимным элементом, у которого вершима конуса ориентирована на середину толщины стенки трубы, при этом труба проталкиваетс между формообразующими элементами. Вследствие лоткообразной формы прмфор- мовываемых слоев увеличиваетс площадь их контакта и повышаетс прочность оболочки в осевом направлении. 9 ил.Usage: the invention relates to equipment for processing composite materials by the winding method. SUMMARY OF THE INVENTION: In a rotating stacker, the tape is impregnated in the bath and along the hollow shaft through a guiding hollow element having a taper end. enters the zazo between the shaping elements and condenses with a cone-shaped clamping element, in which the apex of the cone is oriented towards the middle of the wall thickness of the pipe, while the pipe is pushed between the shaping elements. Due to the lumpy shape of the forming layers, the area of their contact increases and the shell strength in the axial direction increases. 9 il.

Description

Изобретение относитс к переработке композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в химической промышленности, строительстве, судостроении и других отрасл х народного хоз йства.The invention relates to the processing of composite materials by the winding method and can be used in the chemical industry, construction, shipbuilding and other sectors of the national economy.

Известно устройство дл формовани труб из стеклопластика подращиванием с торца, содержащее формообразующие элементы , установленные с зазором, ограниченные с торца поджимным устройством, укладчик, включающий бобину с лентой, и направл ющие. При намотке лента деформируетс на ребро, при этом последующие слои, выклинива сь в зазор между намотанной частью издели и подвижным устройством, подвигают изделие между формообразующими элементами (1). Однако при этбм готовое изделие получаетс с низкой прочностью в осевом направлении вследствие малой площади контакта между плоскими сло ми и недостаточного давлени , которое при намотке распредел етс по всей площади торца. Кроме того, в процессе намотки при увеличении размера ленты возникают трудности деформации ее на ребро, вследствие чего используют диагональную ленту, что снижает прочность ее в кольцевом направлении, а малый размер поперечного сечени снижает производительность.A device for shaping fiberglass pipes by end-faceting is known, comprising shaping elements installed with a gap, limited from the end by a pressing device, a stacker comprising a reel with a tape, and guides. When the tape is wound, it deforms on the edge, and the subsequent layers, wedging into the gap between the wound part of the product and the moving device, move the product between the forming elements (1). However, at this end, the finished product is obtained with a low strength in the axial direction due to the small contact area between the flat layers and the insufficient pressure, which, when wound, is distributed over the entire end area. In addition, during the winding process, as the size of the tape increases, it is difficult to deform it onto the rib, as a result of which a diagonal tape is used, which reduces its strength in the annular direction, and the small cross-sectional size reduces productivity.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл изготовлени трубы из профилированной ленты, включающее оправку в виде консольного барабана, формующего гильзу, установленную снаружи барабана концентрично с ним, укладчик, содержащий наматываемую профилированную ленту, направл ющую рейку, имеющую хвостовик с V-обрэзным пазом , соответствующим сечению ребра наматываемой ленты, и прижимные ролики, установленные в окна гильзы и прикатывающие ленту на барабане, при этом оси роликов параллельны оси барабана.The closest to the technical essence of the invention is a device for manufacturing a pipe from a shaped tape, comprising a mandrel in the form of a cantilever drum, forming a sleeve installed outside the drum concentrically with it, a stacker containing a winding profiled tape, a guide rail having a shank with a V- cutting groove corresponding to the cross-section of the rib of the tape to be wound, and pressure rollers installed in the window of the sleeve and press the tape on the drum, while the axis of the rollers are parallel to the axis of the drum .

s| СЛs | SL

«ч ю о“H y about

Ирм намотке V-обрэзный направл ющий элемент помогает сохранить профиль ранее изготовленной ленты, однако уплотн етс лента роликами внахлест, торцевого уплотнени ленты в стенке не происходит и осева прочность обеспечиваетс только заранее образованными выступами ребер без другого скреплени соседних слоев, что снижает прочность трубы в осевом направлении и создает опасность потери герметич- ности трубы, что в совокупности снижаем качество издели .The winding V-shaped guide element helps to preserve the profile of the previously manufactured tape, but the tape is overlapped with overlapping rollers, there is no end seal of the tape in the wall and the axial strength is provided only by pre-formed ridges of the ribs without another fastening the adjacent layers. direction and creates the risk of loss of tightness of the pipe, which together reduce the quality of the product.

Целью изобретени вл етс повышение качества издели за счет придани лен- те при укладке заданного профил гофры. The aim of the invention is to improve the quality of the product by imparting a tape to a predetermined profile of the corrugations.

Дл достижени этой цели в устройстве дл изготовлени трубы из профилированной ленты, содержащем формообразующие элементы в виде гильзы и коаксиально установленной в ней с Зазором оправки, уклад- чик с бобиной, V-образную направл ющую и прижимной ролик, согласно изобретени , V-образна направл юща и прижимной ролик установлены на входе в зазор между гильзой и оправкой с радиальным располо- жением по отношению к ним оси вращени прижимного ролика.To achieve this goal, in a device for the manufacture of a tube of profiled tape, containing forming elements in the form of a sleeve and a mandrel installed coaxially in it with a clearance, a stacker with a reel, a V-shaped guide and a pressure roller, according to the invention, a V-shaped direction The roller and the pressure roller are installed at the entrance to the gap between the sleeve and the mandrel with a radial position with respect to them of the axis of rotation of the pressure roller.

Существо изобретени про сн етс на чертежах. На фиг, 1 представлен продольный разрез устройства; на фиг. 2 - вид на направл ющие и прижимные элементы; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - схема прикатки ленты; на фиг. 5 - показан прижимной ролик, общий вид; на фиг. 6 - V-образный направл ющий элемент, общий вид; на фиг, 7 - показано пропитывающее устройство; на фиг. 8 - показан первый уложенный слой на упругую вспомогательную заготовку; на фиг. 9 - показан момент, когда упруга вспомогательна заготовка запол- нена.The invention is illustrated in the drawings. Fig, 1 shows a longitudinal section of the device; in fig. 2 is a view of guide and clamping elements; in fig. 3 shows section A-A in FIG. one; in fig. 4 is a diagram of the stitching of the tape; in fig. 5 shows the pressure roller, general view; in fig. 6 - V-shaped guide element, general view; Fig, 7 shows the impregnating device; in fig. 8 shows the first laid layer on the elastic auxiliary workpiece; in fig. 9 shows the moment when the resilient auxiliary workpiece is filled.

Устройство состоит из опорного основани 1, трех стоек 2, расположенных под углом 120° относительно друг друга. На стойках закреплена обойма 3 с двум р да- ми подшипников 4, в которой вращаетс посредством зубчатого венца 5 укладчик 6. Зубчатый венец 5 взаимодействуете приводом вращени укладчика 7. На стойках 2 закреплена наружна формообразующа поверхность в виде гильзы 8, на которой установлены нагреватели 9.The device consists of a support base 1, three racks 2, arranged at an angle of 120 ° relative to each other. A holder 3 is fixed on the uprights 3 with two rows of bearings 4 in which the stacker 6 rotates by means of the ring gear 5. The ring gear 5 communicates by rotating the stacker 7. On the uprights 2, the outer forming surface is fixed in the form of a sleeve 8 on which heaters 9 are mounted. .

Укладчик содержит центральный полый вал 10, к нижней части которого пбсредст- вом подшипника 11 коаксиально гильзе 2 с зазором к ней закреплен внутренний формообразующий элемент в виде оправки 12. В верхней части центрального полого вала 10 находитс бобина 13 с лентой 14, ванночкой 15 дл пропитывающего состава, пропитывающий 16 и направл ющий 17 валок.The stacker comprises a central hollow shaft 10, to the lower part of which, by means of a bearing 11, an inner forming element in the form of a mandrel 12 is fixed coaxially to the sleeve 2 with a gap to it. In the upper part of the central hollow shaft 10 there is a reel 13 with tape 14, a bath 15 for impregnating composition, impregnating 16 and directing roller 17.

В нижней части центрального полого вала 10 закреплен направл ющий полый элемент 18, конец его выполнен V-образ- ным, а полость через отверстие 19 сообщаетс с полостью вала 10. На уровне отверсти 19 установлен экран 20 дл стока попавшего св зующего.In the lower part of the central hollow shaft 10, a guide hollow element 18 is fixed, its end is made V-shaped, and the cavity through the hole 19 communicates with the cavity of the shaft 10. At the level of the hole 19, a screen 20 is installed for the flow of the binder that has entered.

Также в нижней части центрального полого вала 10 закреплены кронштейны 21, на которых установлен зажим 22 дл конусообразного прикатывающего ролика 23, у которого вершина конуса ориентирована на середину толщины стенки трубы, а ось вращени расположена радиально по отношению к гиль зе 8 и оправке 12. При этом V-образный конец направл ющего элемента 18 и прикатывающий ролик 23 установлены на входе в зазор между гильзой 8 и оправкой 12.Also, in the lower part of the central hollow shaft 10, brackets 21 are fixed, on which a clamp 22 is mounted for a tapered press roller 23, in which the tip of the cone is oriented towards the middle of the pipe wall thickness, and the axis of rotation is radially relative to the sleeve 8 and the mandrel 12. When This V-shaped end of the guide element 18 and the press roller 23 are installed at the entrance to the gap between the sleeve 8 and the mandrel 12.

В процессе намотки формируетс труба 24. Ниже формообразующих поверхностей гильзы 8 и оправки 12 расположена камера полимеризации 25 и стрезное устройство 26 с направл ющими 27. Дл начала процесса намотки используют упругую вспомогательную заготовку 28. На стойках 2 зафиксированы переставные упоры 29 и установлены сопровождающие трубу 24 упоры 30 с приводом (на. фиг. не показан), синхронизированным с вращением укладчика.During the winding process, a pipe 24 is formed. Below the shaping surfaces of the sleeve 8 and the mandrel 12, a polymerization chamber 25 and a cutting device 26 with guides 27 are located. An elastic auxiliary workpiece 28 is used to start the winding process. On the racks 2, fixed stops 29 are fixed and the accompanying pipe 24 is mounted stops 30 with a drive (in Fig. not shown), synchronized with the rotation of the stacker.

Устройство работает следующим образом . В устройство устанавливают бобину 13 с лентой 14. Ленту 14 заправл ют через пропитывающий 16 и направл ющий валок 17. Через внешнюю систему подачи св зующего (на фиг, не показано) подаетс св зующее в ванночку 15, расположенную по оси центрального полого вала 10. Св зующим может быть, например, эпоксидна смола ЭД-20с отвердителем. Затем ленту 14 прот гивают через пблость вала 10, отверстие 19 и направл ющий элемент 18. Дл прот жки ленты может быть использована, к примеру, проволока. На выходе из V-образного отверсти направл ющего элемента 18 ленту 14 заправл ют под конусообразный прижимной ролик 23 и фиксируют на упругой вспомогательной заготовке 28 при помощи пропиточного св зующего. Включают привод 7, который через зубчатый венец 5 начинает вращать полый вал 10, а вместе с ним направл ющий полый элемент 18 и через кронштейны 21 и зажимы 22 - конусообразные прижимные ролики 23, При этом лента 14 проходит через полый вал 10, попадает через отверстие 19 в направл ющий полый элемент 18, где V-образным концом формируетс в виде гофры и при уплотнении кочусообразными роликами 23 прижимаетс на упругую вспомогательную заготовку 28. Последующие слои постепенно продавливают упругую вспомогательную заготовку 28 сквозь формообразующие элементы г.ильзы 8 и оправки 12, при этом из-за трени ленты о внешние и внутренние формообразующие элементы гильзы 8 и оправки 12 вращени оправки 12 не происходит.The device works as follows. A tape reel 13 is installed in the device. The tape 14 is filled through the impregnating 16 and the guide roller 17. The binder 15 located along the axis of the central hollow shaft 10 is fed through an external binder supply system (not shown in fig). The binder may, for example, be an epoxy resin ED-20c hardener. Then, the tape 14 is pulled through the bore of the shaft 10, the hole 19 and the guide element 18. For example, a wire can be used to draw the tape. At the outlet of the V-shaped opening of the guide element 18, the tape 14 is tucked under the cone-shaped pressure roller 23 and fixed on the resilient auxiliary workpiece 28 by means of an impregnating binder. The actuator 7 is turned on, which starts rotating the hollow shaft 10 through the toothed rim 5, and with it the guide hollow element 18 and through the brackets 21 and the clamps 22, conical pinch rollers 23, the tape 14 passes through the hollow shaft 10 through the hole 19 into the guiding hollow element 18, where the V-shaped end is formed in the form of corrugations and when compacted with ancillary rollers 23 is pressed onto the elastic auxiliary workpiece 28. Subsequent layers gradually push the elastic auxiliary workpiece 28 through the forming elements the cops of the sleeves 8 and the mandrel 12, while due to the friction of the tape on the external and internal forming elements of the sleeve 8 and the mandrel 12, the rotation of the mandrel 12 does not occur.

Когда упруга вспомогательна заго- товка 28 заполнитс , лента формуетс меж- ду формообразующими элементами гильзы 8 и оправки 12 и за счет силы трени о поверхность этих элементов создает сопротивление проталкиванию, вследствие чего происходит уплотнение под прижимными роликами 23.When the resilient auxiliary tooling 28 is filled, the tape is formed between the shaping elements of the sleeve 8 and the mandrel 12 and, due to the force of friction against the surface of these elements, creates resistance to pushing, as a result of which sealing occurs under the pressure rollers 23.

Таким образом, V-образный конец направл ющего элемента 18 профилирует ленту 14 на входе в зазор между гильзой 8 и оправкой 12, а прижимной ролик 23, установленный там же. закрепл ет гофрообраз- ную форму ленты 14 в изделии.Thus, the V-shaped end of the guide element 18 profiles the tape 14 at the entrance to the gap between the sleeve 8 and the mandrel 12, and the pressure roller 23 installed there. fixes the corrugated tape 14 in the product.

На гильзе 8 установлены нагреватели 9, которые разогревают отформованные участки трубы и ускор ют полимеризацию св зующего, т.е. на выходе из формообразующих элементов гильзы 8 и оправки 12 стенка трубы приобретает необходимую прочность в осевом направлении дл восп- ри ти собственного веса. В дальнейшем подращивание трубы идет непрерывно с торца за счет укладки ленты 14 загнутой в виде гофры, уплотнени конусообразными прижимными роликами 23 и подталкивани полученного пакета слоев в эаэор между формообразующими поверхност ми гильзы 8 и оправки 12.Heaters 8 are fitted with heaters 9, which heat the molded pipe sections and accelerate the binder polymerization, i.e. At the exit from the forming elements of the sleeve 8 and the mandrel 12, the pipe wall acquires the necessary strength in the axial direction to absorb its own weight. Subsequently, the pipe is continuously grown from the end by stacking the tape 14 folded in the form of corrugations, compressed by tapered pinch rollers 23 and pushing the resulting layer package into the aelectric between the forming surfaces of the sleeve 8 and the mandrel 12.

Продвижению трубы между формообразующими элементами способствует вес трубы. При выходе из зазора формообразующих элементов гильзы 8 и оправки 12 труба поддерживаетс сопровождающими упорами 30, смещение которых вниз по стойкам 2 синхронизировано с вращением укладчика. Достигнув заданной длины, ограниченной упором 29, упоры 30 включают датчики, привод в действие систему подачи сигнала (на фиг. не показа но) на отрезное устройство 26. В результате готовый участок трубы отрезаетс и извле- каетс из устройства. В дальнейшем сопровождающие упоры 30 возвращаютс в исходное положение и процесс повтор етс .Promotion of the pipe between the forming elements contributes to the weight of the pipe. Upon exiting the gap of the shaping elements of the sleeve 8 and mandrel 12, the pipe is supported by the accompanying stops 30, the displacement of which down the racks 2 is synchronized with the rotation of the stacker. Having reached a predetermined length limited by the stop 29, the stops 30 turn on the sensors, actuating the signal supply system (not shown in Fig.) To the cutting device 26. As a result, the finished pipe section is cut off and removed from the device. Subsequently, the accompanying abutments 30 return to their original position and the process is repeated.

Данное устройство позвол ет повысить качество изготавливаемых труб за счет придани формы гофры при укладке ее в стенку издели и уплотнени с торца трубы, вследствие чего получаетс развита поверхность склейки слоев ленты между собой, что повышает герметичность трубы и ее прочность в осеоом направлении.This device improves the quality of the pipes produced by shaping the corrugations when it is laid in the wall of the product and compacted from the end of the pipe, resulting in a developed surface of gluing the tape layers together, which increases the tightness of the pipe and its strength in the axial direction.

Claims

Invention Formula

A device for the manufacture of a pipe from a profiled strip, containing forming elements in the form of a sleeve and a mandrel coaxially installed in it by a gap, a stacker with a reel, a V-shaped guide and a pressure roller, which is intended to improve the quality of the product by imparting to the tape a predetermined corrugation profile, a V-shaped guide and pressure roller are installed at the entrance to the gap between the sleeve and mandrel with a radial arrangement with respect to them of the axis of rotation of the pressing roller.

Figg

AiA

1757901

Yu

FIG. five

FIG L

(Reg. 6

FIG. eight

/ J

Fig9