PL205965B1 - Urządzenie do głębokiego ciągnienia wielowarstwowych rur tworzywo sztuczne - metal - tworzywo sztuczne oraz sposób głębokiego ciągnienia takich rur - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wytwarzania rur zespolonych o różnych średnicach z co najmniej jedną warstwą metalu. Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania takich rur.

Według stanu techniki rury zespolone z wewnętrzną warstwą tworzywa sztucznego, na którą nałożona jest warstwa metalu oraz z warstwą tworzywa sztucznego nałożoną na tę warstwę metalu stosuje się przykładowo jako przewody wodociągowe. Najpierw wytłacza się wewnętrzną rurę z tworzywa sztucznego, którą otacza się metalową taśmą. Tę metalową taśmę łączy się z rurą z tworzywa sztucznego za pomocą spoiwa. Spoiwo nakłada się na wewnętrzną rurę z tworzywa sztucznego przed lub przy osłanianiu rury z tworzywa sztucznego taśmą metalową. Następnie taśmę metalową zgrzewa się w kierunku wzdłuż osi rury, tak że powstaje zamknięta warstwa metalowa usytuowana wokół wewnętrznej rury z tworzywa sztucznego. Następnie przyczepność pomiędzy metalowym płaszczem, spoiwem, a usytuowaną wewnątrz rurą z tworzywa sztucznego polepsza się przez zmniejszanie średnicy i uaktywnienie spoiwa przez grzanie dwuwarstwowej teraz rury zespolonej, stanowiącej wyrób pośredni. Następnie na ten wyrób pośredni nakłada się zewnętrzny płaszcz z tworzywa sztucznego, aby wytworzyć wyrób końcowy o określonej wewnętrznej średnicy rury i zewnętrznej średnicy rury, znany jako rura zespolona tworzywo sztuczne-metal-tworzywo sztuczne.

Dalszym znanym sposobem taśmę metalową z zakładkowymi końcami kształtuje się wstępnie, a następnie zgrzewa. W niewielkiej odległ ości za urządzeniem kształtującym i zgrzewalniczym w procesie wytłaczania nakłada się wewnętrzną i zewnętrzną warstwę rury ze spoiwem lub bez niego.

Ma to na celu wytworzenie rury zespolonej o określonej średnicy wewnętrznej i zewnętrznej.

Jeżeli należy wytworzyć rurę o innych średnicach wewnętrznej i zewnętrznej, wówczas trzeba stosować inne człony urządzenia wytwórczego, które pozwalają na inne średnice wszystkich warstw takiej rury zespolonej posiadającej inne wymiary.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia do wytwarzania rur zespolonych o róż nych ś rednicach, które umoż liwiają uzyskanie jeszcze lepszej przyczepnoś ci pomię dzy wewnętrzną warstwą tworzywa sztucznego a warstwą metalu, przy czym równocześnie wytwarza się w prosty sposób rury zespolone o róż nych ś rednicach.

Zadanie to zostało według wynalazku rozwiązane przez to, że urządzenie do wytwarzania wielowarstwowych rur o wielu średnicach charakteryzuje się tym, że zawiera zespół kształtowania, który służy do wytwarzania wielowarstwowej rury z wewnętrzną warstwą z tworzywa sztucznego i z umieszczoną na niej warstwą metalu; co najmniej jedno urządzenie do zmniejszania średnicy dwuwarstwowego zespołu do pośredniego lub końcowego wymiaru zespołu rurowego; drugi odcinek wytłaczania do wytwarzania zewnętrznej warstwy z tworzywa sztucznego. Sposób wytwarzania wielowarstwowych rur tworzywo sztuczne-metal-tworzywo sztuczne o różnych średnicach charakteryzuje się tym, że wytwarza się zespół rurowy z rury z tworzywa sztucznego i metalowego płaszcza; zwiększa się przez sprasowanie przyczepność pomiędzy metalowym płaszczem a rurą z tworzywa sztucznego; zmniejsza się średnicę zespołu rurowego do żądanej wartości; po zmniejszeniu średnicy do żądanej wartości zespół rurowy otacza się zewnętrzną warstwą tworzywa sztucznego.

Korzystne postaci realizacji przedmiotów wynalazku przedstawiono w zastrzeżeniach podporządkowanych.

Zalety wynalazku polegają na tym, że wewnętrzna rura z tworzywa sztucznego, posiadająca zewnętrzną warstwę metalu przeprowadzana jest przez kilka urządzeń do zmniejszania średnicy takiego dwuwarstwowego zespołu do pośredniego lub końcowego wymiaru tego zespołu. Wielokrotne zmniejszanie średnicy dwuwarstwowego lub wielowarstwowego zespołu prowadzi niespodziewanie do zespolonych rur z zewnętrzną warstwą metalową i wewnętrzną warstwą z tworzywa sztucznego o prawie dowolnych średnicach, zaczynając od pierwszej średnicy, która pochodzi od średnicy wytłoczonej wewnętrznej rury z tworzywa sztucznego i umieszczonej na niej zamkniętej warstwy metalowej. Rura zespolona o średnicy zmniejszonej tym sposobem z zewnętrzną warstwą metalową i wewnętrzną warstwą z tworzywa sztucznego, gdy tylko ś rednica wewnętrzna ma żądaną wartość, zostaje w drugim odcinku wytłaczania wyposażona w zewnętrzną warstwę tworzywa sztucznego, aby wytworzyć wyrób końcowy.

Według wynalazku nie jest szczególnie miarodajne, jak wytwarza się zespolony wyrób pośredni, którego średnicę zmniejsza się, czy jest on pośrednio magazynowany, transportowany lub w innym sensie podlega manipulacji. Można więc wytwarzać również zespół w sensie wyrobu pośredniego z doprowadzaniem taś my metalowej do stanowiska kształ towania, gdzie tworzy się z tej taś my połączoną zakładkowo rurę zgrzewaną przykładowo ultradźwiękowo. Tuż za tym urządzeniem zgrzewająPL 205 965 B1 cym rura metalowa zostaje otoczona przez wielowarstwową głowicę wytłaczającą, za pomocą której nakłada się spoiwo i rurę z tworzywa sztucznego. Wewnątrz, w przybliżeniu w tym samym miejscu, gdzie nakłada się warstwę zewnętrzną, za pomocą dyszy/dyszy wielokrotnej wytłacza się rurę wewnętrzną ze spoiwem względem rury metalowej i wewnątrz rury metalowej wytwarza się ciśnienie około 6 bar, aby uzyskać polepszenie przyczepności.

Dzięki temu wytwarza się według wynalazku rurę zespoloną jako wyrób pośredni, ustawia się ją na żądaną średnicę, aby potem za pomocą wytłaczarki ze specjalną dyszą wytłaczającą lub ze zmienną dyszą wytłaczającą utworzyć zewnętrzną warstwę płaszczową z tworzywa sztucznego i otrzymać jako wyrób końcowy zespoloną rurę tworzywo sztuczne-metal-tworzywo sztuczne.

Inaczej mówiąc, możliwe jest zestawienie na stałe urządzenia do wytwarzania według wynalazku rury zespolonej jako pośredniego wyrobu z warstwą metalu i z wewnętrzną warstwą z tworzywa sztucznego, przy czym w celu uzyskania różnych średnic trzeba jedynie zastosować odpowiednią liczbę urządzeń zmniejszających w takim urządzeniu produkcyjnym lub procesie. Należy jedynie zastosować urządzenie wytłaczające zewnętrzną warstwę z tworzywa sztucznego, które może nakładać zewnętrzną warstwę tworzywa sztucznego o średnicy dostosowanej do końcowej średnicy wyrobu pośredniego. Od fachowca zależy zastosowanie wytłaczarki ze zmienną dyszą, albo też kilku wytłaczarek z różnymi przekrojami dysz.

Oczywiście pomiędzy warstwą metalu a drugą lub zewnętrzną warstwą z tworzywa sztucznego można znów zastosować warstwę spoiwa.

Korzystnie przy urządzeniu według przedmiotowego wynalazku pozostawia się wystarczająco dużo wolnego miejsca, aby umieszczać dalsze urządzenia zmniejszające w kierunku ruchu rury zespolonej, złożonej z warstwy tworzywa sztucznego i warstwy metalu, pomiędzy pierwszym urządzeniem zmniejszającym a drugim odcinkiem wytłaczania lub pomiędzy urządzeniem do zgrzewania taśmy metalowej, ukształtowanej wokół rury wewnętrznej a drugim odcinkiem wytłaczania. To dodatkowe miejsce może być przeznaczone na dalsze urządzenia zmniejszające, które są konieczne w zależności od żądanego stopnia zmniejszenia, by uzyskać żądaną końcową średnicę rury zespolonej.

Urządzenia zmniejszające mogą być rodzaju znanego fachowcom. Przykładowo urządzenia zmniejszające mogą być złożone z przeciwstawnych członów o przekroju w kształcie półokręgu, tak że patrząc w kierunku ruchu rury zespolonej tworzą one przekrój kołowy, przez który przechodzi zespół złożony z wewnętrznej rury z tworzywa sztucznego i ukształtowanej wokół niego i zgrzanej taśmy metalowej. Przekrój poprzeczny obu przylegających do siebie i wzajemnie synchronicznie biegnących w kierunku rury kół jest oczywiś cie mniejszy niż zewnę trzny przekrój rury zespolonej, tak ż e ś rednica rury przy przechodzeniu pomiędzy tymi kołami zostaje zmniejszona. Taki sposób zmniejszania jest tylko przykładem różnych innych technik zmniejszania lub technik głębokiego ciągnienia, a wszystkie one nadają się do zastosowania według wynalazku zależnie od okoliczności z niewielkimi modyfikacjami.

Korzystnie urządzenia zmniejszające mogą być nawrotnie przewidziane w omówionym powyżej miejscu w urządzeniu. Możliwe jest również umieszczenie różnych urządzeń zmniejszających na stałe i w razie potrzeby wykorzystywanie odpowiedniej liczby urządzeń zmniejszających w procesie, albo wykluczanie ich z tego procesu, aby umożliwić uzyskanie żądanego przekroju lub średnicy wewnętrznej i zewnętrznej rury zespolonej i w końcu żądanej rury zespolonej tworzywo sztuczne-metal-tworzywo sztuczne.

Aby z punktu widzenia wyrobu pośredniego można było zapewnić możliwie elastyczne dalsze przetwarzanie, by móc wytworzyć rurę zespoloną jako wyrób końcowy, drugi odcinek wytłaczania zewnętrznej warstwy tworzywa sztucznego może mieć kilka odcinków dyszowych. Różne średnice uzyskuje się przez to, że przykładowo stosuje się kilka przekrojów dysz przepływowych, dla których można udostępniać kanały doprowadzające uplastycznione cieplnie, nadające się do formowania tworzywo sztuczne przykładowo za pomocą zaworów śrubowych. Oczywiście można również stosować wymiennie oddzielne dysze przepływowe w odcinku wytłaczania, to znaczy kiedy należy przetwarzać inny przekrój zewnętrzny wyrobu pośredniego w wyrób końcowy, montuje się inną dyszę przepływową jako dyszę wytłaczającą. Wyrób pośredni może wtedy przechodzić przez otwarty środek dyszy, a przez obwodową szczelinę pierścieniową na warstwę metalu nakładana jest zewnętrzna warstwa tworzywa sztucznego.

Oczywiście możliwe jest tu również, jeżeli pożądana jest jeszcze lepsza przyczepność pomiędzy warstwą metalu a zewnętrzną warstwą tworzywa sztucznego, nakładanie warstwy spoiwa. Można to przeprowadzać w dowolny znany sposób, przykładowo za pomocą oddzielnej wytłaczarki, za pomocą kąpieli itp.

PL 205 965 B1

Dzięki sposobowi wytwarzania rur zespolonych tworzywo sztuczne-metal-tworzywo sztuczne według wynalazku uzyskuje się niespodziewanie cały wachlarz produktów nadających się do wykorzystania, które w przeciwnym razie uzyskiwane byłyby przy znacznie większym koszcie urządzeń oraz przy zwiększonym koszcie materiału i zwiększonej pracochłonności. Dzięki przeprowadzanemu zmniejszaniu sposobem według wynalazku dopiero po zmniejszeniu do żądanej średnicy zespołu rurowego stanowiącego wyrób pośredni i późniejszym nałożeniu warstwy tworzywa sztucznego, by wytworzyć rurę zespoloną, udaje się zrealizować żądany wachlarz produktów, obejmujący wynikowe, nadające się do wykorzystania wyroby przemysłowe. Przy zmniejszaniu gotowej rury zespolonej, jak wykazały szerokie i kosztowne badania, powstawał wyrób słabo nadający się do wykorzystania, ponieważ od razu lub po pewnym czasie co najmniej jedna z warstw z tworzywa sztucznego przynajmniej w pewnych obszarach odłączała się od warstwy metalowej, gdyż zmniejszanie średnicy gotowej rury powodowało powstawanie naprężeń w strukturze rury, których nie można było skompensować, tak że charakterystyczne było odłączanie się przynajmniej zewnętrznej warstwy z tworzywa sztucznego.

Wynalazek jest dokładniej opisany na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy korzystnej postaci realizacji wynalazku, a fig. 2 przedstawia schemat blokowy urządzenia według stanu techniki, analogicznie jak na fig. 1.

Na fig. 1 przedstawione jest pierwsze wytłaczające urządzenie 10, które z tworzywa sztucznego kształtuje wąż lub rurę 11. Ta wewnętrzna rura lub ten wewnętrzny wąż 11 późniejszego wyrobu końcowego może być chłodzony, aby uzyskał pewną sztywność. Nie jest to jednak niezbędne. Rura 11 wchodzi w urządzenie 12, za pomocą którego na rurę nakładane jest spoiwo. Pośredni wyrób 13 złożony ze spoiwa i wewnętrznej rury z tworzywa sztucznego wchodzi w kształtujące urządzenie 16, w które wprowadzana jest metalowa taśma, przykładowo aluminiowa taśma 15, która jest formowana wokół wyrobu pośredniego złożonego z warstwy tworzywa sztucznego i warstwy spoiwa. Taśma metalowa, zwłaszcza aluminiowa, pochodzi z urządzenia 14 doprowadzającego taśmę. Spoiwo może tu służyć już do mocowania metalowej taśmy na pośrednim wyrobie 13. Ponadto spoiwo można nakładać za pomocą oddzielnej wytłaczarki. Pośredni wyrób 13 lub też wyrób 11 może być również jako gotowy wyrób wprowadzany z innego urządzenia produkcyjnego lub z wcześniejszej produkcji do kształtującego urządzenia 16.

Z drugiej strony, możliwe jest również integralne wytłaczanie wewnętrznej rury 11 i spoiwa za pomocą podwójnej wytłaczarki, korzystnie w procesie współwytłaczania.

Nałożona na pośredni wyrób 13 płaszczowa taśma 15 tworzy zespół 17, który zostaje ukształtowany w narzędziu 16 do kształtowania rury wokół pośredniego wyrobu 13, a jego zakładkowe lub przylegające na styk krawędzie są ze sobą łączone w zgrzewalniczym urządzeniu 16, by utworzyć zamknięty płaszcz. Zespół 25 złożony z zamkniętej metalowej taśmy 15, warstwy spoiwa i wewnętrznej warstwy tworzywa sztucznego wprowadza się następnie w urządzenie 18, które powoduje niewielkie zmniejszenie średnicy, aby w końcu polepszyć jednak tylko przyczepność pomiędzy warstwą metalową a spoiwem, a więc pomiędzy warstwą metalową a wewnętrzną rurą 11 z tworzywa sztucznego. Spoiwo w sprasowanym zespole 27 można dodatkowo uaktywniać za pomocą aktywującego urządzenia 31, przykładowo cieplnie.

Jak to zostanie jeszcze dalej wyjaśnione w nawiązaniu do fig. 2, według stanu techniki w tym miejscu zespół z dodatkową warstwą spoiwa lub bez niej wprowadza się w dalszą wytłaczarkę 24, która nakłada zewnętrzną warstwę tworzywa sztucznego. Inne rury zespolone o innych średnicach trzeba było z kolei wytwarzać za pomocą całkowicie odmiennych członów składowych linii produkcyjnej.

Według wynalazku przewidziano różnie umieszczane lub różnie sterowane zmniejszające urządzenia 20, 22 itd., które ponadto mogą być zasadniczo dowolnie wykonane. Naprężenia występujące tu przy zmniejszaniu średnicy mogą być niespodziewanie przejmowane przez zespół złożony z warstwy metalowej, warstwy spoiwa i wewnętrznej warstwy tworzywa sztucznego. Dodatkowo możliwe jest uaktywnianie warstwy spoiwa w zespole 25, 27a, 27b, 27c za poszczególnymi lub za ostatnim redukującym urządzeniem 20, 22, itd. za pomocą aktywującego urządzenia 31. Warstwa tworzywa sztucznego nakładana później w ostatniej wytłaczarce 24 za pomocą poprzecznej głowicy natryskowej stanowi warstwę zewnętrzną. Pomiędzy drugą warstwą tworzywa sztucznego a rurowym produktem pośrednim o zmniejszanej średnicy można jeszcze nałożyć warstwę spoiwa za pomocą wytłaczarki 23. Ponadto obie warstwy mogą być nakładane za pomocą podwójnej poprzecznej głowicy natryskowej. Dzięki temu niespodziewanie powstaje cała gama wyrobów przy minimalnych nakładach na urządzenia. Tak wytworzony wachlarz średnic rur zespolonych jest stabilny i można go realizować z jakością dotychczas wytwarzanych średnic rur zespolonych. Przy większych zmniejszeniach średnicy powoPL 205 965 B1 dowane jest również zwiększenie długości rury zespolonej, co może spowodować zwiększenie wydajności produkcyjnej.

Na fig. 2 pokazano postępowanie według stanu techniki, przy którym jednak zawsze wytwarza się tylko rurę zespoloną o jednej średnicy. Jak widać, człony składowe urządzenia z fig. 2 są w większości takie same jak człony składowe z fig. 1.

Pomiędzy zgrzewającym urządzeniem 16 a drugą wytłaczarką 24 przewidziano jedynie urządzenie 18 zmniejszające średnicę i aktywujące urządzenie 31 w celu polepszenia przyczepności warstwy metalowej do warstwy tworzywa sztucznego lub warstwy spoiwa.

Claims (16)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do wytwarzania wielowarstwowych rur o wielu średnicach, znamienne tym, że zawiera zespół kształtowania, który służy do wytwarzania wielowarstwowej rury z wewnętrzną warstwą z tworzywa sztucznego i z umieszczoną na niej warstwą metalu; co najmniej jedno urządzenie do zmniejszania średnicy dwuwarstwowego zespołu do pośredniego lub końcowego wymiaru zespołu rurowego; drugi odcinek wytłaczania do wytwarzania zewnętrznej warstwy z tworzywa sztucznego.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie kształtujące zawiera: pierwszy odcinek (10) wytłaczania do wytwarzania wewnętrznej warstwy z tworzywa sztucznego; urządzenie (14) doprowadzania taśmy metalowej; zgrzewające i kształtujące urządzenie (16) do zamykania taśmy metalowej (15) w kierunku osiowym rury, by wytworzyć warstwę metalową zamkniętą wokół wewnętrznej warstwy z tworzywa sztucznego; pierwsze urządzenie (18) do zmniejszania dwuwarstwowego zespołu rurowego w celu polepszenia przyczepności.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie kształtujące zawiera: urządzenie do kształtowania rury metalowej; urządzenie do wytłaczania lub natryskiwania tworzywa sztucznego, które nakłada warstwę tworzywa sztucznego w rurze metalowej utworzonej przez urządzenie kształtujące taśmę metalową; oraz urządzenie do wytwarzania ciśnienia wewnątrz rury z zewnętrzną warstwą metalu i wewnętrzną warstwą tworzywa sztucznego, aby polepszyć przyczepność.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że pomiędzy urządzeniem do nakładania warstwy tworzywa sztucznego a stanowiskiem kształtowania rury metalowej przewidziane jest urządzenie do nakładania spoiwa.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1-4, znamienne tym, że przed drugim odcinkiem (24) wytłaczania w kierunku ruchu rurowego zespołu (19) pozostawione jest miejsce przynajmniej na dalsze urządzenie zmniejszające.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że zawiera co najmniej jedno stanowisko (31) uaktywniania spoiwa za pomocą ciśnienia i/lub ciepła.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1-6, znamienne tym, że dalsze u-rządzenie lub dalsze urządzenia zmniejszające (20, 22) są odwracalnie wprowadzane pomiędzy pierwsze urządzenie zmniejszające a drugi odcinek (24) wytłaczania w kierunku ruchu zespołu rurowego lub są wysterowywane za pomocą dwuwarstwowego zespołu rurowego.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1-7, znamienne tym, że drugi odcinek (24) wytłaczania zewnętrznej warstwy z tworzywa sztucznego ma kilka dołączanych odcinków dyszowych na różne średnice.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1-7, znamienne tym, że zawiera urządzenie do prowadzenia rurowego zespołu (25) do jednego z wielu drugich odcinków wytłaczania, które służą do nakładania zewnętrznej warstwy z tworzywa sztucznego wokół zespołu rurowego (25) o zmniejszonej średnicy.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 1-9, znamienne tym, że warstwa spoiwa w zespole rurowym (25) jest przeznaczona do uaktywniania za pomocą urządzenia uaktywniającego za poszczególnymi lub za ostatnim zmniejszającym urządzeniem (20, 22).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 1, 2, 4-10, znamienne tym, że pomiędzy pierwszym odcinkiem (10) wytłaczania przewidziane jest urządzenie (12) do nakładania warstwy spoiwa, przykładowo wytłaczarka.
12. 12. Sposób wytwarzania wielowarstwowych rur tworzywo sztuczne-metal-tworzywo sztuczne o różnych średnicach, znamienny tym, że wytwarza się zespół rurowy z rury z tworzywa sztucznego i metalowego płaszcza; zwiększa się przez sprasowanie przyczepność pomiędzy metalowym płaszczem a rurą z tworzywa sztucznego; zmniejsza się średnicę zespołu rurowego do żądanej wartości; po zmniejszeniu średnicy do żądanej wartości zespół rurowy otacza się zewnętrzną warstwą tworzywa sztucznego.

    PL 205 965 B1
13. 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że metalową taśmę układa się wokół rury (11) z tworzywa sztucznego i tworzy się z tej taśmy (15) zamknięty płaszcz metalowy przykładowo przez zgrzewanie lub połączenie kształtowe materiału.
14. 14. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że na wytłoczoną rurę (11) z tworzywa sztucznego nakłada się warstwę spoiwa przed nałożeniem taśmy metalowej (15).
15. 15. Sposób według zastrz. 12-14, znamienny tym, że średnicę rurowego zespołu (19) zmniejsza się stopniowo przez wiele połączonych kolejno urządzeń zmniejszających lub prasujących, na przykład w stopniach zmniejszania średnicy 0,1-0,8 mm, zwłaszcza 0,3 mm.
16. 16. Sposób według zastrz. 12-15, znamienny tym, że na zmniejszony rurowy zespół (21, 25) nakłada się warstwę spoiwa zanim nałoży się warstwę tworzywa sztucznego, zwłaszcza przez wytłoczenie.