PL205613B1 - Wydrążony profil stosowany do wytwarzania spiralnie nawijanej, dwuściennej, termoplastycznej rury - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy wydrążonego profilu przeznaczonego do wytwarzania spiralnie nawijanej, dwuściennej termoplastycznej rury, który to wydrążony profil ma zasadniczo prostokątny przekrój poprzeczny, zaś ściana wydrążonego profilu przeznaczona do utworzenia wewnętrznej ściany rury jest grubsza niż ściana przeznaczona do utworzenia zewnętrznej ściany rury.

Przy wytwarzaniu spiralnie nawijanej, dwuściennej termoplastycznej rury, wydrążony profil jest spiralnie nawijany na bęben lub podobny element, odpowiadający wewnętrznej średnicy rury, zaś sąsiednie pętle wydrążonego profilu są zgrzewane ze sobą przy zastosowaniu znanych sposobów. Zaletą rury wytwarzanej w taki sposób jest jej lekkość oraz dobra pierścieniowa sztywność w porównaniu do litych rur wytwarzanych z wykorzystaniem takiej samej ilości materiału. Jednocześnie dwuścienna struktura nadaje rurze dobre właściwości izolacyjne, a poprzez spiralnie przebiegający kanał/przestrzeń wewnątrz ściany rury przepływać może płyn grzejący lub chłodzący.

Kanał wydrążonego profilu stosowanego do wytwarzania konwencjonalnej, spiralnie nawijanej rury ma zasadniczo prostokątny przekrój poprzeczny, zaś wszystkie krawędzie prostokąta są zaokrąglone z promieniem o tej samej wielkości, a każda ściana wydrążonego profilu ma w przybliżeniu taką samą grubość. Struktura ściany rur, które są przeznaczone głównie do bezciśnieniowego transportu płynów, jest zoptymalizowana pod kątem wytrzymywania zewnętrznych obciążeń, takich jak obciążenie ziemią, wody gruntowe i obciążenie ruchem ulicznym, ale nie są one przeznaczone do zastosowań, w których zwiększone jest ciśnienie wewnątrz rury. Zwiększone ciśnienie we wnętrzu rury może więc spowodować uszkodzenie ściany rury.

Celem wynalazku jest opracowanie struktury wydrążonego profilu, która znacząco poprawia wytrzymałość rury na wewnętrzne ciśnienie. Cel ten jest osiągany za pomocą wydrążonego profilu, który odznacza się tym, że wewnętrzny promień zaokrąglenia krawędzi przylegających do grubszej ściany wydrążonego profilu jest znacznie większy niż promień zaokrąglenia dwóch pozostałych krawędzi kanału/przestrzeni.

Wydrążony profil stosowany do wytwarzania spiralnie nawijanej, dwuściennej, termoplastycznej rury, który to wydrążony profil ma zasadniczo prostokątny przekrój poprzeczny, zaś ściana wydrążonego profilu służąca do utworzenia wewnętrznej ściany rury jest grubsza niż ściana wydrążonego profilu służąca do utworzenia zewnętrznej ściany rury, według wynalazku wyróżnia się tym, że wewnętrzny promień zaokrąglenia krawędzi przyległych do grubszej ściany wydrążonego profilu jest znacznie większy niż promień zaokrąglenia dwóch pozostałych krawędzi przestrzeni.

Grubość ściany wydrążonego profilu, która tworzy wewnętrzną ścianę rury, jest korzystnie najmniejsza w środkowej części tej ściany i stopniowo rośnie w kierunku dwóch bocznych krawędzi wydrążonego profilu przylegających do tej ściany.

Trzy pozostałe ściany wydrążonego profilu korzystnie mają taką samą grubość.

W korzystnym rozwiązaniu stosunek minimalnej grubości grubszej ściany do grubości pozostałych ścian wydrążonego profilu, przeznaczonego do wytworzenia rury o wewnętrznej średnicy wynoszącej 1200 milimetrów, wynosi 120:77, zaś wewnętrzny promień zaokrąglenia krawędzi przyległych do grubszej ściany wynosi 24 milimetry.

Wydrążony profil jest korzystnie wykonany z wytłaczanego termoplastycznego tworzywa sztucznego, typu poliolefiny, zwłaszcza z polietylenu o wysokiej gęstości (PE-HD).

W korzystnym rozwiązaniu wydrążony profil jest wykonany z polipropylenu.

Termoplastyczne tworzywo sztuczne korzystnie zawiera wypełniacze i/lub środki wzmacniające, dodatkowo zwiększające wytrzymałość na ciśnienie oraz sztywność pierścieniową.

Materiałem użytym do wytworzenia wydrążonego profilu jest wytłaczane termoplastyczne tworzywo sztuczne, zastosować można na przykład poliolefinę, korzystnie polietylen o wysokiej gęstości lub polipropylen. W wyniku modyfikacji termoplastycznego tworzywa sztucznego przy zastosowaniu wypełniaczy i/lub środków wzmacniających uzyskuje się lepszą odporność na ciśnienie w połączeniu z lepszą pierś cieniową sztywnością .

Przedmiot wynalazku przedstawiono w korzystnym przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym:

na figurze 1 przedstawiono przekrój poprzeczny konwencjonalnego wydrążonego profilu używanego do wytwarzania spiralnie nawijanej rury, a na figurze 2 przedstawiono przekrój poprzeczny wydrążonego profilu według wynalazku, stosowanego do wytwarzania spiralnie nawijanej rury.

PL 205 613 B1

Na figurze 1 przedstawiono przekrój poprzeczny konwencjonalnego prostokątnego wydrążonego profilu 1a, który jest stosowany do wytwarzania spiralnie nawijanej, dwuściennej termoplastycznej rury, która bezciśnieniowo transportuje płyn. Jak można zauważyć na figurze, wszystkie ściany 2, 3, 4, 5 profilu mają w przybliżeniu taką samą grubość, zaś wszystkie krawędzie wydrążonej przestrzeni 6 zostały zaokrąglone z takim samym promieniem zaokrąglenia. Przykładowo, do wytworzenia spiralnie nawijanej, pochyłej rury o średnicy 1200 milimetrów, można zastosować wydrążony profil 1a tego rodzaju, którego zewnętrzna szerokość przekroju poprzecznego wynosi 93,8 milimetra, zaś zewnętrzna wysokość wynosi 75 milimetrów. Każda krawędź wydrążonej przestrzeni 6 wydrążonego profilu 1a ma promień zaokrąglenia wynoszący 6,7 milimetra, zaś ściana 2 wydrążonego profilu, która służy do utworzenia wewnętrznej ściany spiralnie nawijanej rury, ma grubość 6,5 milimetra, a pozostałe ściany 3, 4, 5 wydrążonego profilu mają grubość 5,6 milimetra. Spiralnie nawijana rura wytwarzana z wykorzystaniem wydrążonego profilu tego rodzaju jest przydatna do bezciśnieniowego transportowania takiego ośrodka jak na przykład płyn, ale nie nadaje się ona do transportu ośrodków pod ciśnieniem, kiedy to w rurze powstaje większe wewnętrzne ciśnienie. Wydrążony profil 1 według wynalazku umożliwia wytwarzanie spiralnie nawijanej rury, która znacznie lepiej wytrzymuje wewnętrzne ciśnienie.

Na figurze 2 przedstawiono przekrój poprzeczny korzystnego przykładu wykonania wydrążonego profilu 1 według wynalazku. Wydrążony profil 1 ma takie same zewnętrzne wymiary, co wydrążony profil 1a przedstawiony na fig. 1, służący do wytwarzania spiralnie nawijanej rury mającej wewnętrzną średnicę o takiej samej wielkości. Ściana 2 wydrążonego profilu według wynalazku, której zadaniem jest utworzenie wewnętrznej ściany spiralnie nawijanej rury, ma zasadniczo większą grubość w porównaniu do zewnętrznych ścian 3, 4, 5 wydrążonego profilu, zaś promień zaokrąglenia 7a krawędzi wydrążonej przestrzeni 6 przyległej do ściany 2 jest znacznie większy niż promień zaokrąglenia dwóch pozostałych krawędzi, który to promień jest taki sam jak wszystkie promienie zaokrąglenia wydrążonego profilu przedstawionego na fig. 1. Według korzystnego przykładu wykonania wynalazku przedstawionego na fig. 2, grubość ściany 2 nie jest stała na całej szerokości, ale grubość ta jest najmniejsza w środkowym odcinku ściany 2 i stopniowo rośnie w kierunku dwóch krawędzi wydrążonego profilu przylegających do ściany 2, w wyniku czego przekrój poprzeczny kanału wydrążonego profilu 1 jest w przybliżeniu łukowaty przy pogrubionej ścianie 2. Dla wytworzenia spiralnie nawijanej rury o wewnętrznej średnicy wynoszącej 1200 milimetrów minimalna grubość pogrubionej ściany 2 może wynosić 12 milimetrów, zaś pozostałe ściany 3, 4 i 5 wydrążonego profilu 1 mają grubość 7,7 milimetra. Promień zaokrąglenia 7a na krawędziach wydrążonej przestrzeni 6 przylegających do ściany 2 wynosi co najmniej 24 milimetry.

Dla porównania wydrążonych profili 1a i 1, przedstawionych na fig. 1 i 2, zbadaliśmy wewnętrzne naprężenia występujące w wewnętrznych ścianach spiralnie nawijanych rur o wewnętrznej średnicy wynoszącej 1200 milimetrów, wytworzonych z wykorzystaniem obydwu wydrążonych profili przy panującym w rurze ciśnieniu o wartości 2-105 Pa (2 bar). Wykonane obliczenia porównawcze pokazały, że maksymalne naprężenie w wewnętrznej ścianie rury wytworzonej z wydrążonego profilu przedstawionego na fig. 1 wynosiło 8 N/mm², zaś maksymalne naprężenie w wewnętrznej ścianie rury wytworzonej z wydrążonego profilu przedstawionego na fig. 2 wynosiło tylko około 4 N/mm². Jak wynika z tych rezultatów, dzięki zastosowaniu wydrążonego profilu według wynalazku uzyskano znaczną poprawę pod względem wytrzymałości rury na ciśnienie.

Claims (8)

1. Wydrążony profil stosowany do wytwarzania spiralnie nawijanej, dwuściennej, termoplastycznej rury, który to wydrążony profil ma zasadniczo prostokątny przekrój poprzeczny, zaś ściana wydrążonego profilu służąca do utworzenia wewnętrznej ściany rury jest grubsza niż ściana wydrążonego profilu służąca do utworzenia zewnętrznej ściany rury, znamienny tym, że wewnętrzny promień zaokrąglenia (7a) krawędzi przyległych do grubszej ściany (2) wydrążonego profilu jest znacznie większy niż promień zaokrąglenia (7) dwóch pozostałych krawędzi przestrzeni (6).

2. Wydrążony profil według zastrz. 1, znamienny tym, że grubość ściany (2) wydrążonego profilu, która tworzy wewnętrzną ścianę rury, jest najmniejsza w środkowej części tej ściany i stopniowo rośnie w kierunku dwóch bocznych krawędzi wydrążonego profilu (1) przylegających do tej ściany (2).

3. Wydrążony profil według zastrz. 2, znamienny tym, że trzy pozostałe ściany (3, 4, 5) wydrążonego profilu (1) mają taką samą grubość.

PL 205 613 B1

4. Wydrążony profil według zastrz. 3, znamienny tym, że stosunek minimalnej grubości grubszej ściany (2) do grubości pozostałych ścian (3, 4, 5) wydrążonego profilu (1), przeznaczonego do wytworzenia rury o wewnętrznej średnicy wynoszącej 1200 milimetrów, wynosi 120:77, zaś wewnętrzny promień zaokrąglenia (7a) krawędzi przyległych do grubszej ściany (2) wynosi 24 milimetry.

5. Wydrążony profil według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że wydrążony profil (1) jest wykonany z wytłaczanego termoplastycznego tworzywa sztucznego, typu poliolefiny.

6. Wydrążony profil według zastrz. 5, znamienny tym, że wydrążony profil (1) jest wykonany z polietylenu o wysokiej gęstości (PE-HD).

7. Wydrążony profil według zastrz. 5, znamienny tym, że wydrążony profil (1) jest wykonany z polipropylenu.

8. Wydrążony profil według zastrz. 5, znamienny tym, że termoplastyczne tworzywo sztuczne zawiera wypełniacze i/lub środki wzmacniające, dodatkowo zwiększające wytrzymałość na ciśnienie oraz sztywność pierścieniową.