RS51277B

RS51277B - Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, spiralna cev i postupak za njeno dobijanje

Info

Publication number: RS51277B
Application number: YUP-929/04A
Authority: RS
Inventors: Ian Roger Bateman; Gulcay Uysal
Original assignee: Rib Loc Australia Pty Ltd.
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2010-12-31
Also published as: GT200300089A; TW200305499A; PA8571801A1; NO20044378L; US7174922B2; BR0309438B1; EP1497103A1; EA200401238A1; AUPS182402A0; KR20050005455A; ME00477B; AR039322A1; MA27461A1; YU92904A; AU2003227090B1; US20060174959A1; PE20040146A1; AU2003227090A1; MY127783A; HRPK20041098B3

Abstract

Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev za transport fluida, gde kompozitna traka (10) uključuje:izduženu plastičnu traku (11) koja ima osnovni deo (12) koja ima jednu donju stranu koja predstavlja unutrašnju stranu i jednu gornju stranu koja predstavlja spoljnu stranu; inajmanje jedan rebrasti deo (20) koji se prostire po dužini i uzdiže sa spoljne strane osnovnog dela (12) kompozitne trake (10), naznačena time što sadrži:izduženu armirajuću traku (30) koja se prostire po dužini i oslanja bočno na rebrasti deo (20), gde armirajuća traka (30) ima visinu merenu u pravcu ortogonalnom prema osnovnom delu (12) i debljinu merenu u pravcu paralelnom prema osnovnom delu (12), gde je armirajuća traka (30) orijentisana suštinski normalno prema osnovnom delu (12) i gde armirajuća traka (30) ima odnos visine prema debljini najmanje tri prema jedan, a unutrašnja strana oblikuje neprekidnu površinu ispod armirajuće trake (30),pri čemu kada je namotana u spiralnu cev, armirajuća traka (30) ojačava cev protiv dejstava radijalnih udarnih opterećenja i unutrašnja strana odvaja armirajuću traku (30) od fluida unutar cevi.Prijava sadrži još 2 nezavisna i 19 zavisnih patentnih zahteva.

Description

OBLAST TEHNIKE

Ovaj pronalazak se odnosi na cevi, uključujući one za vodovodnu i kanalizacionu mrežu. Preciznije, ovaj pronalazak se odnosi na poboljšanja armiranih rebrastih struktura, posebno na armirane ili ojačane spiralno namotane cevi ili tuljke izrađene od kompozitnih materijala.

STANJE TEHNIKE

Dobro je poznato da plastične cevi mogu da se izrade spiralnim namotavanjem plastične trake koja ima niz međusobno razmaknutih rebara koja se prostiru uzduž trake, ili na sobnoj temperaturi ili na višim temperaturama, kada plastika postaje fleksibilnija. Ovaj oblik spiralno smotane cevi već je dobro poznat u industriji proizvodnje cevi i opisan je u patentima ovog prijavioca koji se odnose i na oblik plastične trake i na oblik mašine pomoću koje se cevi ili tuljci proizvode od takvih traka.

Da bi ove cevi u primeni imale poželjne radne karakteristike, da bi postigle potreban stepen čvrstoće, debljina zida plastične trake i debljina rebara morala bi biti prilična. Alternativno, izrađene cevi ili tuljci mogli bi biti ojačani pomoću elemenata za učvršćivanje ili armiranje.

U primenama gde su armirani tuljci ili cevi zakopani u rovu ili podložni velikim opterećenjima zemljišta, čvrstoća cevi ili tuljaka je od izuzetne važnosti.

Prijavilac australijskog patenta br. 607431 u njemu otkriva postupak proizvodnje armiranog plastičnog tuljka koji koristi armirajući element smešten između rebara na takav način da je značajno povećan otpor deformisanju napravljene cevi ili tuljka. Armirajući element sadrži metalni deo koji ima poprečni presek U-profila, a njegovi slobodni krajevi su dizajnirani tako da zahvate ispod suprotnih prirubnica jedan par susednih rebara i time zabrave metalnu traku u položaju između rebara i da zatim učvrste rebra i završenu cev.

Prijavilac australijskog patenta br. 661047 pronalazi poboljšano rešenje u odnosu na gorenavedeni australijski patent br. 607431. Poboljšanje je učinjeno primenom armirajućeg elementa čiji središnji deo tela ima poprečni presek obrnutog U- ili V-profila koji ima radijalnu visinu veću od visine rebara čime se efektivni spoljni prečnik kompozitne cevi suštinski povećava. To omogućava dobijanje čvršće cevi.

Poznate spiralno namotane kompozitne cevi dobijaju su operacijom iz više koraka. Plastično telo se ekstrudira i onda spiralno namotava da oblikuje cev. Izduženi čelični armirajući elementi se odvojeno formiraju valjanjem u profil koji omogućava željenu čvrstoću (poput obrnutog U ili V oblika profila navedenog gore). Valjanjem formirani čelični profil se onda valja do prečnika približnom prečniku spiralno namotanog plastičnog tela. Konačno, profilisani i odgovarajući armirajući element ili elementi namotavaju se na spoljnu stranu plastične cevi kako bi se dobila kompozitna cev potrebne čvrstine.

Kada se koriste armirajući elementi predstavljeni u australijskim patentima br. 607431 i 661047, faza valjanja čeličnog armirajućeg elementa do prečnika približnog prečniku plastične cevi uključuje naprezanje čeličnog armirajućeg elementa preko njegove granice elastičnosti. Ovo zahteva primenu znatne sile tokom procesa valjanja. Suprotno, motanje izlivenog plastičnog profila u spiralnu cev obično zahteva značajno manju silu zbog materijalnih svojstava plastike.

Cilj ovog pronalaska je da obezbedi određena poboljšanja za armirane spiralno namotane cevi ili tuljke, iznad onih navedenih u pomenutim opisima patenata 607431 i 661047, koja mogu da učvrste tuljak ili cev dodavanjem armirajućih elemenata sačinjenih od plastičnog materijala i/ili od metala, da bi se time dobila kompozitna plastična i metalna struktura.

Drugi cilj pronalaska je da obezbedi poboljšanu kompozitnu traku koja može da se namota i oblikuje u spiralnu cev ili tuljak bez potrebe za dodavanjem armirajućeg elementa za vreme ili nakon procesa namotavanja cevi. Takođe je cilj pronalaska da obezbedi postupak dobijanja takve kompozitne trake.

Još jedan cilj pronalaska je da obezbedi postupak dobijanja spiralno namotane cevi koji otklanja potrebu za prethodnim valjanjem armirajućeg elementa pre njegovog umetanja u plastično telo trake.

Još jedan cilj ovog pronalaska je da obezbedi spiralno namotanu plastičnu cev oblikovanu od dva ili više materijala različitih karakteristika, tako da dobijena ili finalna cev ili tuljak imaju pojačana svojstva i da se uz to mogu proizvesti uz relativno niske troškove.

Još jedan cilj ovog pronalaska je da obezbedi spiralno namotanu plastičnu cev za režim visokog pritiska, odnosno cev koja ja u stanju da izdrži visok unutrašnji pritisak bez deformacija.

SUŠTINA PRONALASKA

Prema prvom aspektu pronalaska predviđena je kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, gde kompozitna traka sadrži: izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo i najmanje jedan rebrasti deo koji se proteže po dužini i uzdiže iz osnovnog dela; i

izduženu armirajuću traku koja se proteže po dužini i bočno je poduprta rebrastim delom, gde armirajuća traka ima odnos visine prema debljini najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski normalno u odnosu na osnovni deo,

gde, kada je namotana u spiralnu cev, armirajuća traka jača cev protiv radijalnih udarnih opterećenja.

Poželjno je da je navedeni odnos visine i debljine najmanje 4 prema 1.

Poželjno je da rebrasti deo definiše prorez koji se proteže po dužini u koji se smešta armirajuća traka, tako da je armirajuća traka bočno poduprta zidovima proreza.

Poželjno je da rebrasti deo sastoji od para paralelnih zidova koji se protežu po dužini duž osnovnog dela, gde su paralelni zidovi orijentisani suštinski normalno prema osnovnom delu.

Poželjno je da je armirajuća traka neprekidna i da ima dužinu koja se poklapa sa dužinom plastične trake.

Poželjno je da je armirajuća traka potpuno inkapsulirana kako bi se sprečilo njeno izlaganje okolini.

Poželjno je da plastična traka ima niz proreza koji se protežu po dužini i koji poprečno po širini trake oblikuju međusobno razmaknute delove rebra, gde svaki deo rebra podupire izduženu armirajuću traku.

Kompozitna traka može da bude od različitih materijala, međutim, poželjno je da armirajuća traka bude od metala. Još pogodnije je da armirajuća traka bude od čelika.

Prema drugom aspektu pronalaska predviđena je kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, gde kompozitna traka sadrži: izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo i jedan rebrasti deo koji se proteže po njegovoj dužini i uzdiže iz osnovnog dela;

izduženu ravnu armirajuću traku koja se proteže po dužini i oslanja na rebrasti deo, gde armirajuća traka ima odnos visine prema debljini najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski normalno u odnosu na osnovni deo; i

ravnu lamelu koja se proteže po dužini i spojena je za osnovni deo; gde lamela ima veći Jangov modul i čvrstoću od plastične trake,

gde, kada je namotana u spiralnu cev, armirajuća traka jača cev protiv radijalnih udarnih opterećenja i lamela poboljšava karakteristike režima pritiska cevi.

Poželjno je da navedeni odnos visine i debljine bude najmanje četiri prema jedan.

Prema trećem aspektu pronalaska predviđa se spiralno namotana kompozitna cev dobijena od kompozitne trake, gde kompozitna traka sadrži: izduženu plastičnu traku koja ima osnovni deo koji oblikuje unutrašnju stranu namotane cevi i rebrasti deo koji se proteže po dužini i izdiže iz osnovnog dela; i

izduženu metalnu armirajuću traku koja se proteže po dužini i oslanja na rebrasti deo, gde armirajuća traka ima odnos visine prema debljini najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski normalno u odnosu na ravnu stranu osnovnog dela,

gde orijentacija armirajuće trake u odnosu na osnovni deo ostaje suštinski nepromenjena posle namotavanja trake koja formira cev.

Poželjno je da je armirajuća traka bude neprekidna i ima dužinu koja se poklapa sa dužinom cevi.

Poželjno je da armirajuća traka bude načinjena od metala. Poželjno je da metal bude čelik.

Poželjno je da kompozitna traka dalje sadrži:

ravnu lamelu koja se proteže po dužini i veže za osnovni deo; gde lamela ima veći Jangov modul i čvrstoću od plastične trake.

Prema četvrtom aspektu pronalaska predviđa se postupak dobijanja spiralno namotane čelikom armirane plastične cevi, koji uključuje korake: izlivanje plastičnog profila koji ima osnovni deo i rebrasti deo koji se prostire se po dužini i izdiže iz osnovnog dela;

umetanje izdužene armirajuće trake pravih ivica tako da se proteže po dužini rebrastog dela i na njega bočno oslanja, a da metalna traka ima odnos visine prema debljini najmanje tri prema jedan i koja je orijentisana suštinski normalno prema ravnoj strani osnovnog dela, time stvarajući izduženu kompozitnu traku;

spiralno namotavanje kompozitne trake; i

međusobno zahvatanje susednih ivica susednih vijuga trake tako da se oblikuje spiralna cev.

Poželjno je da se rebrasti deo ekstrudira tako da definiše po dužini prorez, oblikovan tako da može da prihvati i podupire armirajuću traku.

Poželjno je da se rebrasti deo ekstrudira tako da sadrži jedan par paralelnih zidova koji se protežu dužinski duž osnovnog dela, gde se su zidovi suštinski orijentisani normalno u odnosu na ravnu stranicu.

Poželjno je da postupak dalje sadrži korak inkapsuliranja armirajuće trake.

Poželjno je da se ekstrudiranje i umetanje dešava zajedno u ekstruzionom kalupu sa krstastom glavom.

Prema petom aspektu pronalaska predviđa se postupak dobijanja spiralno namotane čelikom armirane plastične cevi koji sadrži sledeće korake: izlivanje plastičnog profila koji ima osnovni deo i rebrasti deo koji se proteže po dužini i izdiže iz osnovnog dela;

umetanje izdužene metalne armirajuće trake u rebrasti deo, gde metalna traka ima odnos visine prema debljini najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski normalno prema osnovnom delu, time stvarajući kompozitnu traku;

vezivanje lamele za ravnu stranu osnovnog dela, gde lamela ima veći Jangov modul i čvrstoću od one kod plastične trake; i

spiralno namotavanje kompozitne trake; i

Poželjno je da postupak dalje uključuje sledeće korake između koraka vezivanja i spiralnog namotavanja: usmeravanje prave kompozitne trake u kalem koji ima osovinu koja rotira oko suštinski horizontalne ose, sa osnovnim delom trake koji je okrenut ka donjoj strani osovine;

vođenje kalema tako da povuče pravu kompozitnu traku prema kalemu i da je namota okolo osovine kalema sa njene donje strane;

prenos kalema do mesta upotrebe; i

odmotavanje trake sa kalema.

KRATAK OPIS SLIKA NACRTA

Nekoliko preporučenih izvođenja ovog pronalaska ilustrovano je u priloženim nacrtima u kojima: Slika 1 prikazuje pogled na poprečni presek kompozitne trake prema prvom izvođenju pronalaska.

Slika 2 prikazuje izgled poprečnog preseka trake iz slike 1 u rasklopljenom stanju.

Slika 3 je aksonometrijski izgled kompozitne trake prikazane na slici 1.

Slika 4 je aksonometrijski izgled spiralno namotane kompozitne cevi namotane od profila prikazanog na slikama 1 i 3.

Slika 5 prikazuje izgled delimičnog poprečnog preseka cevi iz slike 4 koji otkriva armirajući element.

Slika 6 je aksonometrijski izgled armirajućeg elementa uvučenog u profil. Slika 7 prikazuje izgled poprečnog preseka kompozitne trake prema drugom izvođenju pronalaska.

Slika 8 prikazuje izgled poprečnog preseka susednih vijuga kompozitne trake prema trećem izvođenju pronalaska.

Slika 9 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema četvrtom izvođenju pronalaska.

Slika 10 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema petom izvođenju pronalaska.

Slika 11 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema šestom izvođenju pronalaska.

Slika 12 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema sedmom izvođenju pronalaska.

Slika 13 pokazuje poprečni presek kompozitne trake prema osmom izvođenju pronalaska.

Slika 14 je aksonometrijski izgled sklopa kalema za navođenje trake za upotrebu prilikom izvođenja ovog pronalaska.

DETALJNI OPIS PRONALASKA

U vezi sa slikama 1 i 2, prikazana je izdužena kompozitna traka 10 koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev. Kompozitna traka 10 sadrži izduženu plastičnu traku 11 i izduženu metalnu armirajuću traku 30. Plastika koja se koristi za izvođenje ovog pronalaska je polietilen mada se mogu koristiti i drugi odgovarajući plastični materijali.

Plastična traka 11 ima osnovni deo 12 sa suštinski ravnom stranicom 14. Više izduženih rebrastih delova 20 proteže se po dužini i uzdiže od osnovnog dela 12. U ovom izvođenju, svaki rebrasti deo 20 sadrži jedan par paralelnih zidova 22, 24 koji se protežu po dužini duž osnovnog dela 12 i definišu po dužini prorez 23. Prorez 23 je takav po veličini i obliku da sigurno prihvati armirajuću traku 30 kao što je najbolje prikazano na slici 2.

Plastični zatvarač 40 je pozicioniran da zatvori prorez 23 između gornjih krajeva rebrastih zidova 22, 24 i time potpuno inkapsulira armirajuću traku 30. Ovo sprečava izlaganje armirajuće trake 30 okolini i time pomaže u sprečavanju korozije.

U prvom izvođenju ovog pronalaska daje se niz od tri rebrasta dela 20, koja se protežu po dužini i koja su međusobno razmaknuta po širini trake. Svaki rebrasti deo 20 podupire odgovarajući izduženu ravnu metalnu armirajuću traku 30. U drugim izvođenjima ovog pronalaska može se koristiti više ili manje rebara i armirajućih traka. Rebrasti delovi 20 koji podupiru izdužene metalne armirajuće trake 30 ne moraju da budu neprekidni. Rebrasti delovi 20 mogu da budu bilo kakvog oblika pod uslovom da podupiru normalno orijentisanu armirajuću traku 30.

Što se tiče slike 4, prikazana je spiralno namotana kompozitna cev koja se dobija spiralnim namotavanjem kompozitne trake, pokazane na slikama 1, 2 i 3. Spoj susednih ivičnih elemenata 16,18 susednih vijuga trake najbolje se vidi u prikazu poprečnog preseka na si. 1.

Upoređivanje slika 1 i 4 očigledno pokazuje da orijentacija armirajućih traka 30 u odnosu na ravnu stranicu 14 osnovnog dela 12 ostaje suštinski nepromenjena posle namotavanja trake koja formira cev. Rebrasti delovi 20 daju oslonac za armirajuće trake 30 posebno za vreme namotavanja kompozitne trake 10. Za vreme namotavanja kompozitne trake 10 radi formiranja spiralne cevi, armirajuće trake 30 se savijaju oko ose suštinski poprečno u odnosu na kompozitnu traku 10. Ovo stvara plastičnu deformaciju armirajućih traka 30. Rebrasti delovi 20 pomažu u sprečavanju da se armirajuće trake 30 ne slome u stranu prema osnovi plastične trake 11. Slika 5 pokazuje lučno oblikovani deo armirajuće trake 30 pošto je savijena radi namotavanja cevi pokazane na slici 4. Nacrtane su male oblasti 32 izvijanja.

Važno je da ove oblasti izvijanja ili ne postoje ili budu relativno male. Ukoliko su izvijanja prevelika, ugrožena je sposobnost cevi da izdrži velika radijalna udarna opterećenja.

Takođe je važno držati masu profila na minimumu a u isto vreme održavanje kriterijuma radnog režima da bi se osigurali minimalni materijalni troškovi.

Dimenzije i oblici plastične trake 11 i izduženih metalnih armirajućih traka 30 mogu biti različiti tako da odgovaraju prečniku cevi koja se namotava. Dolenavedena tabela pokazuje raspon konfiguracija odgovarajućih za cevi unutrašnjeg prečnika između 300 i 600 mm.

Visina, debljina i broj čeličnih armirajućih traka su varijabile koje utiču na čvrstoću namotane cevi. Kod cevi većeg prečnika, doprinos plastike čvrstoći cevi je relativno mali (<10%). Kod cevi manjeg prečnika doprinos plastike čvrstoći cevi je veći (približno 30% za cev koja ima unutrašnji prečnik 300mm).

Razmera visine i debljine armirajućih traka 30 je važna iz brojnih razloga. Armirajuće trake koje imaju veliku razmeru visine i debljine su poželjnije sa aspekta čvrstine cevi i efikasne upotrebe materijala ali to mora imati uticaj na nestabilnost koja se može pojaviti. Nestabilnost može prouzrokovati da se armirajuće trake 30 slome u stranu prema osnovi plastične trake 11 ili može prouzrokovati prevelika izvijanja (oblasti 32 izvijanja su prikazana na slici 5).

Izbor čelika sa optimalnim Jangovim modulom (ili modulom naprezanja) i graničnom čvrstoćom za ovu prijavu su takođe važni. Gde je granična čvrstoća veća, izvijanja su verovatnija.

Sa profilima opisanim u navedenoj tabeli, i uz raspon debljine rebra od 1,4 do 1,8 mm, mogu se namotati cevi koje su postojane, relativno male težine i izuzetno otporne na velika radijalna udarna opterećenja.

Mada napred opisano izvođenje pronalaska koristi čelik, mogu se koristiti armirajuće izdužene ravne trake od drugih materijala.

Dodavanje armirajućih traka 30 plastičnoj traci 11 takođe može pomoći cevi u poboljšavanju karakteristika režima pritiska cevi. Kompozitne trake koje su gore opisane mogu dalje da sadrže i druge elemente radi poboljšanja karakteristika režima pritiska namotane cevi. Na primer, mogu se dati lamele od vlaknaste tkanine (npr. stakleno vlakno), plastike ili čelika radi poboljšanja karakteristika režima pritiska cevi. Može se koristiti bilo koji materijal koji ima Jangov modul i čvrstoću koja premašuje onu koju ima plastični materijal. Lamela može da se smesti u profil (trake 11) na bilo koji odgovarajući način. Na primer, lamela može da bude zavarena za osnovni deo 12 trake 11 ili se može ekstrudirati krstastom glavom u osnovni deo 12 trake 11.

Poboljšane karakteristike ivičnog zabravljivanja takođe se mogu predvideti u cilju poboljšanja karakteristika režima pritiska cevi. Primeri profila konstruisanih za primene visokog pritiska su prikazani na slikama 7 do 13.

Na slici 7 prikazano je drugo izvođenje pronalaska gde je kompozitna traka 10 izlivena od PVC-a. Mehanička zabravljivanje je obezbeđeno pomoću muškog ivičnog elementa 16 i ženskog ivičnog elementa 18 oblikovanih od plastične trake 11. Takođe su obezbeđene armirajuće trake 30 gore opisanog tipa. Ovaj profil je ekstrudiran krstastom glavom inkapsulirajući armirajuće trake 30 u toku proizvodnje kompozitne trake 10 otklanjajući potrebu dodavanja zatvarača za zaptivanje kao što je prethodno opisano. Lamela 50 smeštena ja u osnovni deo trake 11. Lamela 50 ima veći Jangov modul i čvrstoću od PVC plastične trake 11. Kada je namotan u spiralnu cev, ovaj profil omogućuje cev visokog pritiska pogodnu za protok fluida pod pritiskom. Mada susedne vijuge nisu međusobno direktno povezane, debljina plastike i dizajn mehaničkog spoja koji se formira od susednih ivičnih elemenata 16,18 omogućuje da je cev u stanju da izdrži značajan unutrašnji pritisak.

Slika 8 prikazuje izgled poprečnog preseka dve susedne vijuge kompozitne trake 10 prema trećem izvođenju pronalaska. Ova kompozitna traka 10 sadrži izlivenu polietilensku plastičnu traku 11 koja ima tri rebrasta dela 20 koji se protežu od osnovnog dela 12, gde je svaki rebrasti deo 20 oslonac armirajuće trake 30. Četvrto rebro 21 koje je oslonac četvrtoj armirajućoj traci 30 je takođe prisutno. Četvrto rebro 21 i armirajuća traka 30 su smešteni na ivicama profila da bi ojačali namotanu cev duž proreza između lamela susednih vijuga. Ovaj prorez 54 je pokazan na slici 8.

Pomoću ojačanja na vrhu spoja između susednih vijuga kompozitne trake i preko područja gde je lamela prekidana, može se dobiti cev koja je u stanju da izdrži visok pritisak.

Četvrto izvođenje pronalaska prikazano je na slici 9. Ovo izvođenje pronalaska slično je trećem izvođenju i umesto obezbeđenja dodatnog rebra i armirajućeg elementa preko spojnog područja, ženski deo za zabravljivanje ima debeli zid da bi obezbedio svojstva pritiska tamo gde je lamela 50 prekinuta.

Peto izvođenje pronalaska prikazano je na slici 10 gde nisu prisutne dodatne karakteristike između susednih vijuga radi pokrivanja područp gde su lamele 50 prekinute.

Šesto izvođenje pronalaska prikazano je na slici 11. Kod ovog izvođenja, dodatna lamela 55 je zavarena za ivični segment profila, kao što je prikazano.

Sedmo izvođenje pronalaska prikazano je na slici 12. Ovo izvođenje razlikuje se neznatno u odnosu na gore opisano izvođenje u tome što se dodatna lamela 55 umeće u toku postupka namotavanja cevi.

Poslednje izvođenje pronalaska prikazano je na slici 13. Kod ovog izvođenja, neprekidna lamela 50 je ili ekstrudirana krstastom glavom u proifil osnovnog dela 12 i ivično područje zabravljivanja ili se zavaruje na osnovu nakon ekstruzije.

Ostala izvođenja pronalaska mogu se pojaviti sa lamelom ili spojenom za osnovni deo 12 trake ili ugrađenom unutar osnovnog dela 12 trake.

Za lamelu se mogu koristiti materijali koji imaju svojstva da usmeravaju. Na primer, mogu se koristiti orijentisane plastične film trake koje su jake u uzdužnom pravcu i slabe u poprečnom pravcu. Takve trake mogu poboljšati čvrstoću "obruča" namotane cevi.

Takođe se mogu koristiti plastične film trake koje su jake u poprečnom pravcu i slabe u uzdužnom pravcu.

U nekim primenama biće poželjnije da se lamela oblikuje od dve (ili više) plastičnih film traka koje su jake ortogonalno time rezultirajući kompozitom visoke čvrstoće u svim pravcima.

Primeri pogodnih materijala sa svojstvima da usmeravaju uključuju ploču od veoma rastegnutog poliolefina. Takve ploče imaju visok udeo molekula orijentisanih u istom smeru koji daju visok Jangov modul i graničnu čvrstoću popuštanja.

Trenutno, spiralno namotane kompozitne cevi se formiraju iz višestepenih operacija. Generalno, plastična osnova se ekstrudira u fabrici i zatim namotava na kalem radi transporta. Izlivena traka se zatim odmotava sa kalema i prolazi kroz mašinu za namotavanje koja takođe može da se nalazi u fabrici ili alternativno na mestu ugradnje gde je potrebna konačna cev. Najzad, izdužene čelične armirajuće trake se valjaju na novonamotanu cev. U mnogim primenama, čelične armirajuće trake se prethodno valjaju do radijusa približnom radijusu spiralno namotanog plastičnog tela pre njihovog umetanja u spoljni deo plastične cevi radi oblikovanja kompozitne cevi potrebne čvrstine. Prethodno savijanje armirajuće trake se traži tamo gde armirajući elementi imaju visok stepen krutosti prema relevantnoj osi savijanja.

Proces formiranja spiralne cevi od gore opisanog profila sa pozivom na slike 1,2,3,5 i 6 je uprošćen jer se armirajući elementi umeću u traku u ranoj fazi izrade i pre namotavanja cevi.

Postupak izrade kompozitne trake 10 koja se može namotati da oblikuje spiralnu cev prikazan je na slici 6. Plastična traka 11 izliva se sa suštinski ravnom stranicom osnovnog dela i nizom paralelnih razdvojenih rebrastih delova 20 koji se protežu po dužini i uzdižu od osnovnog dela 12. Dalje mnoštvo izduženih metalnih armirajućih traka 30 umeću se u rebraste delove 20. Armirajuća traka 30 ima odnos visine prema debljini od najmanje četiri osovinu kalema. Kalem rotira oko horizontalne ose sa trakom koja se vodi na gornju ili donju stranu kalema. Za plastične trake bez čelika ovaj postupak je zadovoljavajući.

Međutim, kada postoji čelično ojačanje u traci, ovaj postupak nije podesan jer prouzrokuje izvijanje čeličnih armirajućih traka 30.

Slika 14 pokazuje pogonski sklop 100 kalema koji je napravljen za namotavanje kompozitne trake 10 armirane čelikom. Kalem 101 je oslonjen radi rotacije oko horizontalne ose 102. Vodica 110 trake je predviđena kako bi raspoređivala kompozitnu traku 10 po širini osovine kalema. Jedan pneumatski cilindar 114 koji se pokreće na šipci 112 pomera vodicu 110 kompozitne trake unapred i unazad.

Postupak namotavanja razvijen za armirajuću čeličnu traku i prikazan na slici 14 ima putanju za traku koja minimizira bilo kakvo opterećenje koje deluje na traku a koje bi moglo da dovede do izvijanja. Putanja trake u kalemu 101 kod ovog sklopa je prava putanja prema dnu ili donjoj strani 103 kalema, sa rebrima okrenutim ka dole, i otuda je osnovni deo 12 okrenut nagore dozvoljavajući traci da se na kalemu 101 savije pravilno orijentisana (rebra okrenuta ka spolja, kao što su i na namotanoj cevi).

Postupak kontrole brzine rotiranja kalema 101, koji je razvijen, počiva na zategnutosti kompozitne trake 10 (torzioni momenat kod motora). Kao dodatak izmenjenim postupcima namotavanja, treba da bude izabrana optimalna veličina osovine kalema tako da se spreči izvijanje rebara u toku namotavanja. Ispitivana je početna veličina osovine od 450mm koja je podesna za određene debljine čelika, međutim, što je čelik bio deblji i viši, veličina osovine je trebalo da bude povećana. Za kompozitnu traku 10 napravljenu za cevi do 750mm u prečniku, potrebna je veličina osovine od 1000 mm.

Profili od drugog do osmog izvođenja pronalaska prikazani su na slikama 7 do 13, i mogu da budu konstruisani pomoću gorenavedenih postupaka za profil prvog izvođenja pronalaska, kao što je prikazano na slikama 1 do 6. Može se ubaciti lamela u odvojenoj fazi posle izlivanja trake.

Predmetni pronalazak je opisan kroz preporučena izvođenja u cilju njegovog boljeg razumevanja, a bilo bi poželjno da različite modifikacije budu napravljene bez napuštanja principa pronalaska. Stoga, pronalazak treba razumeti tako da uključuje sve modifikacije unutar njegovog obima.

Claims

1. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev za transport fluida, gde kompozitna traka (10) uključuje: izduženu plastičnu traku (11) koja ima osnovni deo (12) koja ima jednu donju stranu koja predstavlja unutrašnju stranu i jednu gornju stranu koja predstavlja spoljnu stranu; i najmanje jedan rebrasti deo (20) koji se prostire po dužini i uzdiže sa spoljne strane osnovnog dela (12) kompozitne trake (10), NAZNAČENA TIME što sadrži: izduženu armirajuću traku (30) koja se prostire po dužini i oslanja bočno na rebrasti deo (20), gde armirajuća traka (30) ima visinu merenu u pravcu ortogonalnom prema osnovnom delu (12) i debljinu merenu u pravcu paralelnom prema osnovnom delu (12), gde je armirajuća traka (30) orijentisana suštinski normalno prema osnovnom delu (12) i gde armirajuća traka (30) ima odnos visine prema debljini najmanje tri prema jedan, a unutrašnja strana oblikuje neprekidnu površinu ispod armirajuće trake (30), pri čemu kada je namotana u spiralnu cev, armirajuća traka (30) ojačava cev protiv dejstava radijalnih udarnih opterećenja i unutrašnja strana odvaja armirajuću traku (30) od fluida unutar cevi.

2. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema zahtevu 1, NAZNAČENA TIME, što je odnos visine i debljine armirajuće trake (30) najmanje četiri prema jedan.

3. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema zahtevu 2, NAZNAČENA TIME što rebrasti deo (20) uključuje jedan par paralelnih zidova (22, 24) koji se prostiru po dužini osnovnog dela (12), gde rebrasti deo (20) po svojoj dužini definiše prorez (23) u koji se smešta armirajuća traka (30), pri čemu je armirajuća traka (30) oslonjena bočno na zidove proreza (23).

4. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema zahtevu 3, NAZNAČENA TIME što su zidovi (22,24) suštinski orijentisani normalno prema osnovnom delu (12).

5. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema zahtevu 4, NAZNAČENA TIME što je armirajuća traka (30) neprekidna i ima dužinu koja se poklapa sa dužinom plastične trake (11).

6. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema zahtevu 5, NAZNAČENA TIME što je armirajuća traka (30) potpuno inkapsulirana pomoću plastičnog materijala da bi se sprečilo njeno izlaganje okolini.

7. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema zahtevu 6, NAZNAČENA TIME što plastična traka (11) ima niz proreza (23) koji se prostiru po njenoj dužini i koji formiraju rebraste delove (20) međusobno razdvojene po širini trake (11), gde svaki rebrasti deo (20) podupire izduženu armirajuću traku (30).

8. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema zahtevu 5, NAZNAČENA TIME što je armirajuća traka (30) načinjena od metala.

9. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema zahtevu 8, NAZNAČENA TIME što je armirajuća traka (30) načinjena od čelika.

10. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema bilo kojem zahtevu od 1 do 9, NAZNAČENA TIME što traka dalje sadrži ravnu lamelu (50) koja se proteže po dužini i spojena je za osnovni deo; gde lamela ima veći Jangov modul i čvrstoću od plastične trake, čime, kada je namotana u spiralnu cev, lamela (50) poboljšava vrednosti unutrašnjeg pritiska cevi.

11. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema zahtevu 10, NAZNAČENA TIME što je lamela (50) od vlaknast^tkanine.

12. Kompozitna traka koja može da se namota da oblikuje spiralnu cev, prema zahtevu 11, NAZNAČENA TIME što vlaknasta tkanina sadrži stakleno vlakno.

13. Spiralno namotana kompozitna cev dobijena od kompozitne trake (10), kompozitne trake (10) prema bilo kojem zahtevu od 1 do 12, gde je spiralno namotana kompozitna cev NAZNAČENA TIME što donja strana osnovnog dela (12) kompozitne trake (10) oblikuje unutrašnjost namotane cevi i orijentacija armirajuće trake (30) prema osnovnom delu (12) ostaje suštinski nepromenjena nakon namotavanja trake radi oblikovanja cevi.

14. Cev prema zahtevu 13, NAZNAČENA TIME što je armirajuća traka (30) neprekidna i ima dužinu koja se poklapa sa dužinom cevi.

15. Cev prema zahtevima 13 ili 14, NAZNAČENA TIME što susedne vijuge lamele (50) nisu direktno međusobno spojene.

16. Postupak dobijanja spiralno namotane čelikom armirane plastične cevi koja uključuje korak ekstrudiranja plastičnog profila (11) koji ima osnovni deo (12) i rebrasti deo (20) koji se prostire po njegovoj dužini i uzdiže od njega, gde je postupak NAZNAČEN TIME što uključuje sledeće korake: umetanje izdužene armirajuće trake (30) ravnih ivica u rebrasti deo (20), gde metalna armirajuća traka (30) ima odnos visine prema debljini najmanje tri prema jedan i orijentisana je suštinski normalno u odnosu na osnovni deo, time formirajući ravnu kompozitne traku (10); spiralno namotavanje kompozitne trake (10); i međusobno spajanje susednih ivica susednih vijuga trake tako da oblikuju spiralnu cev.

17. Postupak prema zahtevu 16, NAZNAČEN TIME što je kompozitna traka (10) ona prema bilo kojem od zahteva 1 do 12.

18. Postupak prema zahtevu 16 ili 17, NAZNAČEN TIME što dalje uključuje korak inkapsuliranja armirajuće trake (30).

19. Postupak prema zahtevu 16, NAZNAČEN TIME što se koraci ekstrudiranja plastičnog profila (11) i umetanja armirajuće trake (30) izvršavaju zajedno u ekstruderu sa krstastom glavom.

20. Postupak prema zahtevu 16, NAZNAČEN TIME što uključuje korak spajanja lamele (50) za osnovni deo (12), pri čemulamela (50) ima viši Jangov modul i čvrstoću od plastične trake (11).

21. Postupak prema zahtevu 16, NAZNAČEN TIME što je lamela (50) ekstrudirana krstastom glavom u osnovni deo (12) kompozitne trake (10).

22. Postupak prema zahtevu 16, NAZNAČEN TIME što dalje sadrži sledeće korake između koraka umetanja i spiralnog namotavanja, a koji uključuju: usmeravanje ravne kompozitne trake (10) na kalem (101) koji ima osovinu koja rotira oko suštinski horizontalne ose (102), sa osnovnim delom (12) trake okrenutim prema donjoj strani osovine; vođenje kalema (101) tako da vuče ravnu kompozitnu traku (10) prema kalemu i tako da namotava traku na osovinu kalema sa njene donje strane; prenošenje kalema (101) na mesto rada; i odmotavanje trake (10) sa kalema (101).