Tuyau composite, procédé pour sa fabrication et appareil pour la mise en #uvre de ce procédé La présente invention se rapporte à un tuyau composite, à un procédé pour sa fabrication et à un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On a déjà proposé de fabriquer des tuyaux en matière liée au moyen de résines synthétiques, par exemple en fibres de verre sous forme de nappe, de mèches ou d'étoffe tissée ou feutrée liées par une résine polyester. Bien que de tels tuyaux soient sus ceptibles de supporter de fortes pressions internes, ils présentent deux inconvénients. En premier lieu, ils présentent une faible résistance à la flexion et il en résulte que s'ils ont une assez grande longueur, ils deviennent très difficiles à manipuler.
En second lieu, la matière liée au moyen de résines synthétiques ne présente pas une résistance à l'usure très élevée ce qui fait que si le tuyau est utilisé pour transporter des fluides, la surface intérieure du tuyau s'use très rapidement au contact des corps étrangers transpor tés par le fluide.
La présente invention vise à éviter les inconvé nients mentionnés ci-dessus.
Le tuyau composite selon l'invention comporte une couche extérieure en matière fibreuse liée par une résine synthétique et une couche intérieure en béton.
Le procédé pour la fabrication de ce tuyau com posite se caractérise en ce qu'on applique une ma tière fibreuse imprégnée de résine synthétique liquide sur l'extérieur d'un tuyau en béton, après quoi la résine est durcie.
Le béton de la couche intérieure du tuyau com posite peut être à base de ciment Portland, d'un ciment résistant aux sulfates, de ciment alumineux, etc. Cette couche intérieure de béton peut être armée. Pour faciliter l'assemblage bout à bout des tuyaux, la couche intérieure de béton peut, à une extrémité dépasser légèrement la couche en matière liée ,par la résine synthétique .et se terminer un peu en retrait à l'autre extrémité du tuyau. Tout autre mode d'as semblage courant peut, toutefois, être utilisé.
La couche intérieure ou âme en béton du tuyau peut être fabriquée suivant tout procédé courant, par exemple, par centrifugeage, ou par moulage avec damage ou vibration.
Après durcissement du tuyau de béton, on ap plique la matière fibreuse imprégnée de résine syn thétique à l'extérieur du tuyau, par exemple par en roulement. Après durcissement, la gaine en matière fibreuse liée par une résine synthétique ainsi formée, assure les fonctions suivantes : (a) rendre le tuyau de béton étanche au suintement du fluide à haute pression qu'il contient ; (b) précontraindre le tuyau de béton du fait de la contraction de la résine pen dant son durcissement ainsi que de la tension exer cée sur la matière imprégnée lors de son applica tion ;
(c) renforcer le tuyau intérieur de béton afin de lui permettre de résister à de plus fortes pressions internes sans éclater. En ce qui concerne cette der nière fonction, on peut renforcer le tuyau intérieur de béton à un point tel, au moyen de la matière fi breuse liée par une résine synthétique que, si on le désire, on peut se dispenser d'armer le tube intérieur en béton.
La matière fibreuse liée au moyen de résine syn thétique peut consister en n'importe quelles fibres convenables, telles que fibres de verre ou d'amiante sous forme de mèches, de nappes, de ruban ou de tissu, liées au moyen de toutes résines synthétiques thermoplastiques ou thermodurcissables convenables, par exemple résines de polyester, résines d'allyle, résines phénoliques, résines de siloxanes, résines de mélamine, résines d'époxydes et résines de furanne,
qui peuvent toutes être moulées en utilisant de très faibles pressions depuis la simple pression de contact et qui peuvent être traitées par la chaleur à des tem pératures relativement basses. Ces derniers facteurs sont d'une grande importance étant donné qu'une température élevée et/ou une forte pression peuvent endommager les tuyaux intérieurs de béton.
Bien que seules des fibres disposées circonféren- tiellement soient nécessaires pour résister à l'effort de distension provoqué par la pression du fluide à l'intérieur du tuyau, la résistance à la flexion longitu dinale du tuyau intérieur de béton peut être aug mentée par (1) application de fibres parallèles à son axe, par exemple par l'utilisation d'étoffe tissée, de nap pes, de rubans, ou de mèches appliqués dans le sens longitudinal ;
ou (2) l'application de mèches suivant une hélice d'angle d'enroulement déterminé. En appliquant des mèches suivant une hélice d'angle déterminé, on peut arriver à un équilibre entre les résistances aux efforts de distention et aux efforts de flexion longitu dinaux du tuyau obtenu.
Par exemple, si les mè ches sont disposées sur le tuyau suivant une hélice d'angle égal à zéro, c'est-à-dire, parallèlement à l'axe diamétral du tuyau intérieur de béton, la ré sistance à l'effort de distension est maximum alors que la résistance à la flexion longitudinale du tuyau composite est seulement égale à celle du tuyau in térieur de béton.
Un accroissement de l'angle d'en roulement des mèches fait décroître la résistance aux efforts de distension, si l'on utilise la même quantité de fibres mais il y a augmentation de la résistance aux efforts de flexion par rapport à la résistance initiale présentée par le tuyau intérieur de béton.
Ainsi en utilisant un angle d'enroulement d'environ <B>300</B> par rapport à l'axe diamétral, la résistance à la flexion est augmentée d'une valeur égale à la moi tié de la résistance à la distension par rapport à la résistance initiale du tuyau intérieur de béton.
De plus, en enroulant des couches alternées de mèches selon des hélices d'angles opposés, on évite les plans de clivage ou fissures suivant l'axe diamé tral entre les mèches successives, ce qui réduit les risques de porosité aux pressions élevées de fluide.
En outre, étant donné qu'il est plus commode de fabriquer des tronçons relativement courts de tuyau intérieur en béton, deux ou plusieurs de ces tron çons peuvent être assemblés par de simples joints à feuillure et le tuyau ainsi obtenu peut être enrobé de mèches suivant un angle d'hélice convenable afin que le joint puisse résister aux efforts de flexion. Ceci permet aux usines existantes, par exemple à des usines susceptibles de fabriquer des tuyaux de béton en longueurs de 1 m, 1,5 m, 2 m et 2,5 m de produire des tuyaux résistant à la pression de tous multiples ou combinaisons raisonnables de ces lon gueurs, réduisant ainsi les joints d'assemblage au minimum.
L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé en question se caractérise en ce qu'il comporte des moyens pour faire. tourner le tuyau de béton autour de son axe longitudinal, et des moyens pour appli quer simultanément sur le tuyau pendant sa rota tion plusieurs mèches de fibres imprégnées de ré sine synthétique liquide.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution dudit appareil.
La fig. 1 est une vue en élévation latérale sché matique d'une partie de cet appareil, certaines par ties de celui-ci étant arrachées pour plus de clarté.
La fi-. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 11-11 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de détail partiellement en coupe.
Dans le mode de réalisation représenté sur le dessin, l'appareil comprend un banc de tour 1 monté sur l'embase 2, le banc de tour étant pourvu d'une poupée et d'une contrepointe de construction cou rante. Sur le dessin seul le plateau 3 à l'extrémité côté poupée et la vis de contrepointe 4, à l'extrémité côté contre-pointe ont été représentés.
Le long d'un côté du banc de tour 1 se trouve un évidement 5, et de l'autre côté du banc se trouve l'évidement 6. Les deux évidements 5 et 6, dont les axes sont sensiblement parallèles à l'axe de rotation du plateau 3, reçoivent respectivement les chaînes à rouleaux 7 et 8. Chacune de ces chaînes est montée sur des pignons à chaque extrémité du banc de tour, l'un de ces pignons étant désigné par 9 sur la fig. 1. L'une des paires de pignons 9 associée avec chacune des chaînes 7 et 8 est entraînée par une transmission convenable et un dispositif de renversement de mar che (non représenté), à une vitesse proportionnelle à la vitesse de rotation du plateau 3.
Des chemins de roulement 10 et 11 sont dispo sés sur l'embase 2 de chaque côté du banc de tour, ces chemins de roulements étant sensiblement pa rallèles à l'axe de rotation du plateau 3. Deux cha riots pratiquement semblables 12 et 13 pourvus de galets 14 sont agencés de façon à se déplacer le long des chemins de roulements 10 et 11 respectivement. Sur le chariot 12 est monté un pignon 15 sur le quel s'engage la chaîne 7, ce pignon peut soit tourner librement par rapport au chariot, soit être bloqué sur ce dernier au moyen d'un dispositif non représenté. Le chariot 13 présente un pignon similaire 16 sur lequel s'engage la chaîne 8.
Chacun des chariots 12 et 13 supporte un cer tain nombre d'arbres 17 (fig. 1) sur chacun desquels est montée, de façon à pouvoir tourner, une bobine 18 de mèches de fibres de verre. Dans l'appareil représenté quarante-deux de ces bobines sont suppor- tées par chacun des chariots.
Chaque chariot sup porte également plusieurs tiges guides polies 19, deux peignes d'alignement 20 et 21, un récipient 22, un porte-filières fixe 23, contenant quarante-deux filières de céramique ou de matière similaire ainsi qu'un porte-filières 24 à inclinaison réglable monté sur un bras de support réglable 25 et contenant éga lement quarante-deux filières de céramique ou de matière similaire.
Dans le but de simplifier le des sin la fig. 1 ne montre en détail que quelques-unes des dents du peigne 20 du chariot 12, les autres dents sont indiquées par des lignes en pointillés. Les peignes 20 et 21 du chariot 13 ont été omis sur la fig. 1.
Quand on désire appliquer des mèches de fibre de verre imprégnées de résine synthétique sur un tuyau de béton 26 au moyen de l'appareil décrit ci-dessus, on équipe le tuyau de deux embouts 27 (voir fig. 3) un à chaque extrémité du tuyau, ces em bouts étant maintenus en place par un tirant 28 pas sant dans l'intérieur du tuyau. Un montage, désigné dans son ensemble par 29, est alors boulonné sur la vis de contrepointe 4 et un autre montage semblable est boulonné sur le plateau 3. Chaque montage 29 comprend deux disques circulaires 30 et 31 espacés par un organe cylindrique 32.
La longueur de l'or gane 32 est un peu supérieure au pas d'enroulement X (fig. 1) suivant lequel on désire enrouler les mè ches de fibre de verre sur le tuyau. Le disque 30 présente un rebord périphérique 33 et un anneau de friction 34. Un manchon cylindrique mince 35 est monté de façon à pouvoir coulisser sur les disques 30 et 31, le diamètre extérieur de ce manchon étant sensiblement égal à celui du tuyau intérieur de béton 26.
Afin de placer le tuyau dans l'appareil on visse un boulon à oeil 36 dans chacun des embouts 27. Le tuyau est alors soulevé jusqu'à une position où il se trouve situé entre les montages 29 de la poupée et de la contrepointe. La vis de contrepointe 4 est alors avancée vers la poupée de façon que les embouts 27 soient centrés entre les rebords 33 des deux monta ges 29 et se trouvent serrés contre les disques de friction 34.
Les boulons à oeil sont alors retirés et les manchons 35 glissés vers les extrémités du tuyau en laissant un léger espace 37 entre chaque manchon et l'extrémité contiguë du tuyau (position représentée sur la fig. 1).
Les mèches de fibre de verre 38 des bobines 18 de chaque chariot sont alors enfilées comme repré senté sur les fig. 1 et 2, un nombre suffisant de mè ches étant utilisé pour recouvrir uniformément une largeur de pas X g du tuyau en cours d'enrobage. Chaque mèche 38 passe depuis sa bobine autour des guides 19, à travers les peignes d'alignement 20 et 21, autour des guides polis 39 dans le récipient 22 puis au travers des filières de céramique des porte- filières 23 et 24.
L'un des chariots étant contre l'ex trémité, côté poupée, du banc de tour 1, et l'autre chariot contre l'autre extrémité du banc de tour, les extrémités des mèches 38 sont amenées depuis le porte-filières 24 et attachées aux manchons 35 à chaque extrémité du tuyau 26.
Le récipient 22 de chaque chariot est alors rem pli de résine synthétique liquide, les pignons 15 et 16 sont immobilisés et le plateau 3 ainsi que le pi gnon d'entraînement 9 sont mis en marche.
A mesure que tourne le tuyau 26, les chariots 12 et 13 se déplacent en sens inverse le long des chemins de roulements 10 et 11. La rotation du tuyau provoque le dévidage des mèches de fibre de verre des bobines 18, leur passage dans la résine des récipients 22 et leur enroulement sur le tuyau, de façon à appliquer sur ce dernier deux couches de mèches de fibre de verre imprégnées de résine syn thétique.
Les filières de céramique du porte-filières 23 enlèvent la résine en excès des mèches après leur passage dans les récipients 22 et les filières de céra mique du porte-filières 24 déterminent l'écartement des mèches avant leur application sur le tuyau. Sur la fig. 1 l'espacement des mèches sur le tuyau 26 a été quelque peu exagéré afin de rendre le dessin plus lisible.
La démultiplication entre les pignons 9 et le plateau 3 est choisie âfin de donner aux mèches im prégnées l'angle d'hélice voulu (habituellement de L'.ordre de 30o).
Quand les chariots atteignent les extrémités op posées du tuyau les pignons 15 et 16 sont débloqués et, les chariots restant immobiles, on enroule une couche de mèches imprégnées de résine sur chacun des manchons 35. Les pignons 15 et 16 sont alors immobilisés de nouveau, après qu'on a inversé le sens de rotation du pignon d'entraînement 9.
Ceci a pour effet de faire reculer les deux chariots le long du tuyau afin d'appliquer une seconde paire de cou ches de mèches imprégnées de résine sur le tuyau suivant des angles d'hélice opposés à ceux des cou ches précédentes.
Le processus ci-dessus est répété jusqu'à ce que le nombre suffisant de couches de mèches impré gnées de résine ait été appliqué afin de donner au tuyau intérieur de béton la résistance nécessaire aux efforts de flexion et de distension.
Le but de la cou che de mèches imprégnées de résine enroulée, avec un angle d'hélice égal à zéro, sur les manchons 35 à la fin de chaque déplacement des chariots le long du tuyau, est d'empêcher le glissement en arrière des mèches quand les chariots changent de sens de marche afin de donner l'angle d'hélice opposé.
Après que les couches finales ont été appli quées, on arrête la machine, après qu'une largeur complète égale au pas a été enroulée sur chacun des manchons 35, et on débloque les pignons 15 et 16. Alors en tournant le tuyau d'un tour en maintenant un outil de coupe contre les couches de mèches im- prégnées de résine en face de chacun des espace ments 37, on libère le tuyau des manchons 35. On peut alors faire glisser en arrière les manchons de façon à revisser les boulons à aeil 36 dans les em- bouts 27.
On lève légèrement afin de supporter le poids du tuyau, on dévisse la vis de contrepointe 4, on soulève alors le tuyau hors de la machine et on le passe dans un four (non représenté) où la résine est traitée par la chaleur.
Un nouveau tuyau de béton est alors placé dans la machine, les mèches imprégnées de résine étant prêtes, déjà en place sur les manchons 35,à être enroulées sur le nouveau tuyau.
Pendant toute la durée de l'enroulement, une ra clette 40 (figurant seulement sur la fig. 2) en bois, caoutchouc ou autre matière convenable, s'étendant sur toute la longueur du tuyau, porte contre la sur face extérieure du revêtement enlevant la résine en excès et lissant le produit fini.
L'appareil décrit ci-dessus peut recevoir des tuyaux intérieurs de béton présentant une gamme de diamètres différents, simplement en utilisant des embouts 27 et des montages 29 de dimensions vou lues en en réglant la position des porte-filières 24 et de la raclette 40.
Naturellement un tuyau composite tel que dé crit ci-dessus peut être fabriqué dans des appareils de formes différentes de celles de l'appareil décrit en regard du dessin ci-annexé. Par exemple, le tuyau intérieur de béton peut être tourné et déplacé latéra lement par rapport à un ou à des chariots semblables au chariot 12 représenté sur les dessins. Ou bien, le tuyau intérieur peut être disposé pour tourner, son axe longitudinal étant sensiblement vertical, des dé placements relatifs verticaux existant entre le tuyau et les moyens utilisés pour appliquer les mèches im prégnées de résine synthétique.
Composite pipe, method for its manufacture and apparatus for carrying out this method The present invention relates to a composite pipe, to a method for its manufacture and to an apparatus for carrying out this method.
It has already been proposed to manufacture pipes of a material bound by means of synthetic resins, for example of glass fibers in the form of a web, of wicks or of woven or felted fabric bound by a polyester resin. Although such pipes are capable of withstanding high internal pressures, they have two drawbacks. In the first place, they have low flexural strength and as a result, if they are of a sufficiently large length, they become very difficult to handle.
Secondly, the material bound by means of synthetic resins does not exhibit very high wear resistance so that if the pipe is used to transport fluids the inner surface of the pipe wears out very quickly on contact with the fluids. foreign bodies carried by the fluid.
The present invention aims to avoid the drawbacks mentioned above.
The composite pipe according to the invention comprises an outer layer of fibrous material bonded by a synthetic resin and an inner layer of concrete.
The process for the manufacture of this composite pipe is characterized in that a fibrous material impregnated with liquid synthetic resin is applied to the exterior of a concrete pipe, after which the resin is hardened.
The concrete of the inner layer of the composite pipe can be based on Portland cement, sulfate resistant cement, aluminous cement, etc. This inner layer of concrete can be reinforced. To facilitate the end-to-end assembly of the pipes, the inner layer of concrete may, at one end slightly protrude from the layer of material bound by the synthetic resin. And end a little indented at the other end of the pipe. Any other common assembly mode can, however, be used.
The inner layer or concrete core of the pipe can be fabricated by any common process, for example, by centrifuging, or by tamping or vibration molding.
After hardening of the concrete pipe, the fibrous material impregnated with synthetic resin is applied to the outside of the pipe, for example by rolling. After curing, the sheath of fibrous material bound by a synthetic resin thus formed performs the following functions: (a) making the concrete pipe impervious to the seepage of the high pressure fluid which it contains; (b) prestressing the concrete pipe due to the contraction of the resin during its curing as well as the tension exerted on the impregnated material during its application;
(c) reinforce the inner pipe with concrete to allow it to withstand higher internal pressures without bursting. With regard to this last function, the inner concrete pipe can be reinforced to such an extent, by means of the fibrous material bound by a synthetic resin that, if desired, it is possible to dispense with reinforcing the pipe. concrete interior.
The fibrous material bonded by means of synthetic resin may consist of any suitable fibers, such as glass fibers or asbestos fibers in the form of wicks, webs, slivers or cloth, bonded by means of any synthetic resins. suitable thermoplastics or thermosets, for example polyester resins, allyl resins, phenolic resins, siloxane resins, melamine resins, epoxy resins and furan resins,
all of which can be molded using very low pressures from simple contact pressure and which can be heat treated at relatively low temperatures. These latter factors are of great importance since high temperature and / or high pressure can damage interior concrete pipes.
Although only circumferentially arranged fibers are needed to resist the stress of distension caused by the pressure of the fluid inside the pipe, the longitudinal flexural strength of the concrete inner pipe can be increased by ( 1) application of fibers parallel to its axis, for example by the use of woven fabric, napkins, tapes, or rovings applied in the longitudinal direction;
or (2) the application of wicks following a helix of determined winding angle. By applying wicks following a helix of determined angle, it is possible to achieve a balance between the resistances to the distention forces and to the longitudinal bending forces of the pipe obtained.
For example, if the drill bits are arranged on the pipe following a helix of angle equal to zero, that is to say, parallel to the diametral axis of the inner concrete pipe, the resistance to the force of distension is maximum while the longitudinal flexural strength of the composite pipe is only equal to that of the inner concrete pipe.
An increase in the rolling angle of the wicks decreases the resistance to distension forces, if the same quantity of fibers is used but there is an increase in resistance to bending forces compared to the initial resistance presented. through the inner concrete pipe.
Thus by using a wrap angle of about <B> 300 </B> with respect to the diametral axis, the flexural strength is increased by a value equal to half of the tensile strength by compared to the initial strength of the inner concrete pipe.
In addition, by winding alternate layers of wicks according to helices of opposite angles, planes of cleavage or cracks along the diametral axis between the successive wicks are avoided, which reduces the risks of porosity at high fluid pressures.
In addition, since it is more convenient to make relatively short sections of concrete inner pipe, two or more of these sections can be joined by simple rebate joints and the resulting pipe can be coated with wicks as follows. a suitable helix angle so that the joint can withstand bending forces. This allows existing factories, for example factories that could manufacture concrete pipes in lengths of 1m, 1.5m, 2m and 2.5m to produce pressure resistant pipes of any reasonable multiples or combinations. of these lengths, thus reducing assembly joints to a minimum.
The apparatus for implementing the method in question is characterized in that it comprises means for doing so. rotating the concrete pipe around its longitudinal axis, and means for applying simultaneously to the pipe during its rotation several strands of fibers impregnated with liquid synthetic resin.
The appended drawing shows, by way of example, an embodiment of said apparatus.
Fig. 1 is a diagrammatic side elevational view of part of this apparatus, some parts thereof broken away for clarity.
The fi-. 2 is a sectional view taken along line 11-11 of FIG. 1.
Fig. 3 is a detail view partially in section.
In the embodiment shown in the drawing, the apparatus comprises a lathe bed 1 mounted on the base 2, the lathe bed being provided with a tailstock and a tailstock of common construction. In the drawing, only the plate 3 at the end of the tailstock and the tailstock screw 4 at the end of the tailstock side have been shown.
Along one side of the lathe bed 1 is a recess 5, and on the other side of the bed is the recess 6. The two recesses 5 and 6, the axes of which are substantially parallel to the axis of rotation of the plate 3, respectively receive the roller chains 7 and 8. Each of these chains is mounted on pinions at each end of the lathe bed, one of these pinions being designated by 9 in FIG. 1. One of the pairs of pinions 9 associated with each of the chains 7 and 8 is driven by a suitable transmission and a reversing device (not shown), at a speed proportional to the speed of rotation of the plate 3.
Raceways 10 and 11 are arranged on the base 2 on each side of the lathe bed, these raceways being substantially parallel to the axis of rotation of the plate 3. Two practically similar chariots 12 and 13 provided of rollers 14 are arranged to move along the raceways 10 and 11 respectively. On the carriage 12 is mounted a pinion 15 on which engages the chain 7, this pinion can either rotate freely relative to the carriage, or be blocked on the latter by means of a device not shown. The carriage 13 has a similar pinion 16 on which the chain 8 engages.
Each of the carriages 12 and 13 supports a certain number of shafts 17 (FIG. 1) on each of which is mounted, so as to be able to turn, a reel 18 of strands of glass fibers. In the apparatus shown forty-two of these coils are supported by each of the carriages.
Each sup carriage also carries several polished guide rods 19, two alignment combs 20 and 21, a container 22, a fixed die holder 23, containing forty-two dies of ceramic or similar material as well as a die holder 24 with adjustable inclination mounted on an adjustable support arm 25 and also containing forty-two dies of ceramic or similar material.
In order to simplify the drawings in fig. 1 shows in detail only a few of the teeth of the comb 20 of the carriage 12, the other teeth are indicated by dotted lines. The combs 20 and 21 of the carriage 13 have been omitted in FIG. 1.
When it is desired to apply fiberglass wicks impregnated with synthetic resin on a concrete pipe 26 by means of the apparatus described above, the pipe is fitted with two end pieces 27 (see fig. 3) one at each end of the pipe. pipe, these ends being held in place by a 28 tie rod in the interior of the pipe. One fixture, generally designated 29, is then bolted onto tailstock screw 4 and another similar fixture is bolted onto plate 3. Each fixture 29 comprises two circular discs 30 and 31 spaced apart by a cylindrical member 32.
The length of the organ 32 is a little greater than the winding pitch X (fig. 1) according to which it is desired to wind the strands of fiberglass on the pipe. The disc 30 has a peripheral rim 33 and a friction ring 34. A thin cylindrical sleeve 35 is mounted so as to be able to slide on the discs 30 and 31, the outer diameter of this sleeve being substantially equal to that of the inner concrete pipe. 26.
In order to place the pipe in the apparatus, an eye bolt 36 is screwed into each of the end pieces 27. The pipe is then raised to a position where it is located between the mounts 29 of the tailstock and the tailstock. The tailstock screw 4 is then advanced towards the headstock so that the end pieces 27 are centered between the flanges 33 of the two mountings 29 and are tight against the friction discs 34.
The eye bolts are then removed and the sleeves 35 slid towards the ends of the pipe leaving a slight gap 37 between each sleeve and the adjoining end of the pipe (position shown in Fig. 1).
The fiberglass strands 38 of the coils 18 of each carriage are then threaded as shown in FIGS. 1 and 2, a sufficient number of bits being used to uniformly cover a pitch width X g of the pipe being coated. Each bit 38 passes from its spool around guides 19, through alignment combs 20 and 21, around polished guides 39 in container 22 and then through ceramic dies of die holders 23 and 24.
One of the carriages being against the end, headstock side, of the lathe bed 1, and the other carriage against the other end of the lathe bed, the ends of the bits 38 are brought from the die holder 24 and attached to sleeves 35 at each end of pipe 26.
The container 22 of each carriage is then filled with liquid synthetic resin, the pinions 15 and 16 are immobilized and the plate 3 as well as the drive pin 9 are started.
As the pipe 26 rotates, the carriages 12 and 13 move in the opposite direction along the raceways 10 and 11. The rotation of the pipe causes the unwinding of the strands of fiberglass from the coils 18, their passage through the resin. containers 22 and their winding on the pipe, so as to apply to the latter two layers of fiberglass wicks impregnated with synthetic resin.
The ceramic dies of the die holder 23 remove excess resin from the wicks after they have passed through the containers 22 and the ceramic dies of the die holder 24 determine the spacing of the wicks before their application to the pipe. In fig. 1 the spacing of the wicks on the pipe 26 has been somewhat exaggerated in order to make the drawing more readable.
The gear ratio between the pinions 9 and the plate 3 is chosen so as to give the impregnated bits the desired helix angle (usually of the order of 30 °).
When the carriages reach the opposite ends of the pipe, the gears 15 and 16 are released and, with the carriages remaining stationary, a layer of resin-impregnated wicks is wound on each of the sleeves 35. The gears 15 and 16 are then immobilized again, after reversing the direction of rotation of the drive pinion 9.
This has the effect of moving the two carriages back along the pipe in order to apply a second pair of layers of resin-impregnated wicks on the pipe at helical angles opposite to those of the preceding layers.
The above process is repeated until a sufficient number of resin impregnated wick layers have been applied to give the concrete inner pipe the necessary resistance to bending and distension forces.
The purpose of layering resin-impregnated wicks coiled, with a helix angle of zero, on the sleeves 35 at the end of each movement of the carriages along the pipe, is to prevent the wicks from sliding backwards. when the carriages change direction to give the opposite helix angle.
After the final coats have been applied, the machine is stopped, after a full width equal to the pitch has been wound on each of the sleeves 35, and the sprockets 15 and 16 are released. Then by turning the pipe by one. turn by keeping a cutting tool against the layers of resin-impregnated wicks opposite each of the spaces 37, the pipe is released from the sleeves 35. The sleeves can then be slid backwards so as to screw the bolts back in. aeil 36 in the ends 27.
We lift slightly in order to support the weight of the pipe, we unscrew the tailstock screw 4, we then lift the pipe out of the machine and pass it into an oven (not shown) where the resin is heat treated.
A new concrete pipe is then placed in the machine, the wicks impregnated with resin being ready, already in place on the sleeves 35, to be wound on the new pipe.
Throughout the duration of the winding, a blade 40 (shown only in fig. 2) made of wood, rubber or other suitable material, extending over the entire length of the pipe, bears against the outer surface of the coating removing excess resin and smoothing the finished product.
The apparatus described above can receive inner concrete pipes having a range of different diameters, simply by using end fittings 27 and fixtures 29 of desired dimensions by adjusting the position of the die holders 24 and the squeegee 40. .
Of course, a composite pipe as described above can be manufactured in devices of different shapes from those of the device described with reference to the accompanying drawing. For example, the concrete inner pipe can be rotated and moved sideways relative to a car or carriages similar to carriage 12 shown in the drawings. Or, the inner pipe may be arranged to rotate, its longitudinal axis being substantially vertical, relative vertical displacements existing between the pipe and the means used to apply the wicks impregnated with synthetic resin.