RS65108B1 - Postupak i uređaj za izbacivanje spiralno namotane cevi sa kotura - Google Patents

Description

Opis

OBLAST

[0001] Pronalazak se odnosi na proizvodnju spiralno namotanih poliolefinskih cevi i posude.

STANJE TEHNIKE

[0002] Spiralno namotane poliolefinske cevi upotrebljavaju se u različitim infrastrukturnim sistemima za distribuciju vode, dreniranje, energiju, eletričnu struju i bilo koju drugu svrhu gde su potrebni protočni kanali ili zaštita od okruženja. Slične upotrebe se mogu pronaći u industriji i drugim oblastima tehnologije. Spiralno namotana cev može imati veoma veliki prečnik i snaga cevi se može podešavati za širok opseg namena. Postupak proizvodnje je pogodan za pravljanje posuda kao i cevi. Spiralno namotane cevi ili posude proizvode se namotavanjem plastičnog profila oko kotura (mandrel) kao spirala. Kada se profil namota na kotur, ivica dolazećeg profila se spaja sa prethodnim krugom profila kako bi se formirao [0003] Spajanje krugova profila jednog sa drugim obično se vrši zavarivanjem ili zagrevanjem na drugi način površina koje se spajaju jedna sa drugom. Alternativno, profil koji je namotan na kotur može se ekstrudirati ili zagrevati do dovoljne toplote kako bi se obezbedilo spajanje ivica profila jedne sa drugom.

[0004] Po završetku proizvodnje, komad cevi ostaje na koturu. Dužina preostale cevi varira između 1 do 2 m u zavisnosti od prečnika cevi koja se proizvodi i tipa uređaja za namotavanje (winder) koji se upotrebljava. Taj preostali deo se odseca i tretira kao otpad. Taj takozvani zaustavni otpad povećava utrošak materijala i rada potrebnog za proizvodnju izvesne dužine cevi i povećava troškove proizvodnje. Veći troškovi i gubitak vremena proizvodnje čine kratke cikluse proizvodnje neizvodljivim, što smanjuje fleksibilnost proizvodnje. Ti faktori su naglašeni u proizvodnji prefabrikata za posude. Kako dužina prefabrikata može biti tipično 2–5 m, gubitak od 1 do 2 metra proizvedenog materijala izaziva visoke troškove. To je dodatno naglašeno činjenicom da je proizvodnja spiralno namotanih cevi ili posuda vremenski prilično zahtevna, te je stoga upotrebljeno proizvodno ulaganje znatno. <2A>

SUŠTINA PRONALASKA

[0005] Pronalazak je definisan karakteristikama iz nezavisnih patentnih zahteva. Neka specifična izvođenja definisana su u zavisnim patentnim zahtevima.

[0006] US 4080142 prikazuje uređaj za namotavanje za proizvodnju cevastog proizvoda uključujući gurač za uklanjanje proizvoda sa kotura.

SAŽET OPIS SLIKA NACRTA

[0007]

SLIKA 1 ilustruje uređaj za namotavanje za proizvođenje spiralno namotane cevi i izbacivač SLIKA 2 je izgled spreda uređaja za namotavanje sa SLIKE 1;

SLIKA 3 je izgled sa strane uređaja za namotavanje sa SLIKE 1;

SLIKA 4 ilustruje detalj sa SLIKE 1;

SLIKA 5 ilustruje uređaj za namotavanje sa SLIKE 1 u drugoj konfiguraciji;

SLIKA 6 ilustruje uređaj za namotavanje sa SLIKE 1 u trećoj konfiguraciji;

SLIKA 7 ilustruje primer uređaja sa SLIKE 1

IZVOĐENJA

DEFINICIJE

[0008] U predmetnom kontekstu, termin „odsečak cevi“ upotrebljava se za opisivanje bilo kog predmeta napravljenog od spiralno namotanog poliolefinskog profila, na primer cevi, posuda, prefabrikata i njihovih delova.

[0009] Uzdužna centralna osa kotura je osa oko koje se može rotirati cilindrični kotur, tj. centralna osa cilindra koji obrazuje kotur.

[0010] Jedan primer uređaja za proizvodnju spiralno namotanih cevi opisan je u US 6939422. Taj dokument se može upotrebljavati kao referanca ako je potreban detaljniji opis postupka proizvodnje kao takvog.

[0011] Predmetni prikaz se odnosi na proizvodnju spiralno namotanih poliolefinskih cevi, posebno na izbacivanje preostalog dela cevi sa kotura nakon završetka proizvodnje jedne veličine cevi. Nakon završetka proizvodnog ciklusa definisane veličine cevi, komad cevi ostaje na koturu. Dužina preostalog komada cevi varira, na primer, između 1 do 2 m u zavisnosti od prečnika cevi i tipa uređaja za namotavanje. Taj preostali deo se odseca i tretira kao otpad. Kako su veličine cevi obično prilično velike, količina recikliranog materijala je velika. Taj takozvani zaustavni otpad može se smanjiti pomoću izvođenja pronalaska. Smanjena količina otpada takođe povećava izvodljivost kraćih proizvodnih ciklusa. Povećana izvodljivost kraćih proizvodnih ciklusa može voditi do kraćeg početnog vremena za izvesne prefabrikovane proizvode, kao što su prefabrikati za posude. Kupci proizvođača imaće jasnu ekonomsku korist. Smanjenjem otpada pomoću različitih izvođenja pronalaska postižu se dobici i za životnu sredinu.

[0012] Pod određenim okolnostima, izbacivač obuhvata dve identične jedinice koje se nalaze na zvezdi uređaja za namotavanje i rade na različitim stranama cevi. Te jedinice izbacivača postavljene su tako da guraju proizvedenu cev sa kotura dok se cev ne skloni sa kotura. Glavni delovi svake jedinice su kontaktni valjak, vijčana dizalica, motor/zupčasti prenosnik dizalice, i okvir za podešavanje/potporu. Princip funkcionisanja je da rotacija uređaja za namotavanje (rotacija kotura i odsečka cevi na njemu) spiralno namotane cevi radi kao vijak kada se pomoću sile rotira i gura napred prema valjcima izbacivača. Valjci izbacivača pokreću se ka napred pomoću vijčane dizalice nakon prolaska kraja svakog obrtaja profila cevi. Sile sa valjaka izbacivača i vijčanih dizalica prenose se na okvir uređaja za namotavanje preko okvira za podešavanje/potporu. Položaj jedinica se podešava u skladu sa veličinom kotura pomeranjem okvira za podešavanje/potporu u centar kotura ili van njega.

[0013] SLIKA 1 ilustruje uređaj za namotavanje za proizvodnju spiralno namotane cevi i izbacivač u skladu sa barem nekim izvođenjima predmetnog pronalaska. Uređaj za namotavanje ima okvir 1 koji podupire zvezdu 2 uređaja za namotavanje. Zvezda 2 uređaja za namotavanje ima nekoliko paoka 3, na koje su montirani radijalni potporni valjci 4. Položaj radijalnih potpornih valjaka 4 na paocima može se podešavati radijalno u odnosu na centar zvezde 2 uređaja za namotavanje. Radijalni položaj radijalnih potpornih valjaka 4 postavlja se u skladu sa prečnikom cevi koja se proizvodi. Kotur 5 rotira sa glavnom osovinom u centru zvezde 2 uređaja za namotavanje. Kotur se postavlja tako da rotira pomoću uređaja za namotavanje. Kotur određuje unutrašnji prečnik cevi. Tokom procesa proizvodnje, poliolefinska cev koja se obrazuje od profila koji se namotava oko kotura 5 skuplja se i izaziva čvrstu kompresiju između cevi i kotura. Sila skupljanja je usmerena po velikoj oblasti površine, zbog čega je ukupna sila velika, čime se cev održava na koturu. Sa druge strane, krajnja ivica cevi koja se proizvodi može i dalje biti meka zbog topolote potrebne za spajanje uzastopnih krugova profila jednog sa drugim tako da obrazuju cev. Uklanjanje preostalog komada cevi zahteva izvesnu silu kako bi se savladalo trenje između kotura i cevi. Istovremeno se mora izbeći deformisanje kraja cevi.

[0014] Uklanjanje ili izbacivanje odsečka cevi koji preostaje na koturu 5 na kraju proizvodnog ciklusa može se izvesti različitim izvođenjima pronalaska. Jedinica 6 izbacivača obuhvata okvir za podešavanje/potporu obrazovan od ploče 7 za pričvrćivanje izbacivača koja se montira između dva susedna paoka 3 zvezde 2 uređaja za namotavanje. Ploča 7 za prčvršćivanje izbacivača ima dva dela ploče i zazor između njih. Ivice zazora su opremljene šinama 8 za podešavanje. Glavno telo jedinice izbacivača, kolica 9 za radijalno podešavanje izbacivača montiraju se tako da se mogu preneti na šine 8 za podešavanje. Kolica 9 za radijalno podešavanje izbacivača mogu se pomerati na šinama 8 za podešavanje tako da se njihov radijalni položaj u odnosu na cenatr zvezde 2 uređaja za namotavanje može postaviti tako da odgovara prečniku kotura 5 koji se upotrebljava i veličini cevi koja se proizvodi. Podešavanje položaja kolica 9 za radijalno podešavanje izbacivača može se vršiti pomoću ručnog točka 10 i vijka, ali izvodljivije rešenje moglo bi biti električni, pneumatski ili hidraulični aktuator koji se može daljinski ili direktno kontrolisati operativnim sistemom uređaja za namotavanje.

[0015] Aktuelni gurajući elementi izbacivača obuhvataju sklop 11 vijčane dizalice koji se montira na kolica 9 za radijalno podešavanje izbacivača i koji se pruža paralelno sa uzdužnom osom kotura 5 (i zvezde 2 uređaja za namotavanje) između paoka 3 zvezde 2 uređaja za namotavanje. Sklopom vijčane dizalice se upravlja pomoću jedinice 15 motora/zupčastog prenosnika. Kraj sklopa 11 vijčane dizalice obuhvata valjak 12 izbacivača koji se postavlja u poprečni položaj u odnosu na centralnu osu kotura 5. Valjak 12 izbacivača montira se tako da slobodno rotira oko svoje ose. Teleskop 13 valjka izbacivača produžava opseg podešavanja valjka izbacivača. Sklop vijčane dizalice može se zameniti hidrauličnim aktuatorom, a valjak izbacivača može se zameniti papučicom izbacivača koji ima kliznu površinu, set paralelnih valjaka ili pojas poduprt valjcima, na primer.

[0016] Princip upravljanja iznad opisanim uređajem opisuje se u nastavku zajedno sa nekim alternativama za različite delove uređaja.

[0017] Prvo, položaj jedinice 6 izbacivača podešava se u skladu sa koturem 5 i veličinom cevi koja se proizvodi. To se postiže pomeranjem sklopa 11 vijčane dizalice sa valjkom 12 izbacivača na šinama 8 za podešavanje pomeranjem kolica 9 za radijalno podešavanje izbacivača. Kada se proizvodni ciklus cevi završi, odseca se kraj profila koji je namotan na kotur 5. Operater ručno seče profil ili se može obezbediti sekač za automatsko sečenje. Kraj isečenog profila obrazuje stepenik na kraju cevi. Nakon što je profil isečen, valjak 12 izbacivača može se gurnuti prema krajnjoj ivici cevi. Valjak 12 izbacivača se zaključava ili drži u tom položaju. Kako se profil spiralno namotava oko kotura 5, kraj cevi nije okomit u odnosu na uzdužnu osu kotura, već je pod uglom u skladu su podizanjem spirale. Drugim rečima, kraj obrazuje deo navoja. Sada, kako se valjak izbacivača drži na podešenom mestu sklopom 11 vijčane dizalice, rotacija kotura 5 gura kraj cevi ka valjku 12 izbacivača. Kako je kraj cevi pod uglom, valjak 12 izbacivača gura cev u pravcu uzdužne ose kotura u skladu sa podizanjem ugla kraja cevi. Tako se odsečak cevi koja ostaje na koturu lagano uklanja.

[0018] Kada valjak 12 izbacivača stigne do mesta kraja profila, oslobađa se kontakt sa krajem cevi. Sada valjak 12 izbacivača mora da se gurne ka kraju cevi pomoću sklopa 11 vijčane dizalice kako bi se nastavilo izbacivanje cevi. Kraj profila ili stepenik obrazovan tamo gde je profil isečen, može se detektovati na nekoliko načina. Operater može ručno podesiti uređaj tako što operater upotrebljava sklop 11 vijčane dizalice po potrebi. Jedan način je da se prati rotacija valjka 12 izbacivača pogodnim detektorom ili kontrolerom. Valjak 12 izbacivača se rotira pomeranjem kraja cevi i kada se izgubi kontakt sa cevi, rotacija se zaustavlja. To označava kraj profila i potrebu da se valjak izbacivača pomeri napred. Drugi način praćenja jeste da se prati sila koja se prenosi sa valjka izbacivača na sklop 11 vijčane dizalice. Kada postoji pad u sili držanja, označava se gubitak kontakta. Taj postupak može biti pogodniji u izvođenjima u kojima se upotrebljavaju hidraulični aktuatori umesto vijčane dizalice. Naravno, kraj profila ili obrazovani stepenik mogu se detektovati bilo kojim mehaničkim, optičkim ili drugim uobičajenim indikatorom ili detektorom, na primer onima koji se upotrebljavaju kao granična sklopka. Jedan efikasan način da se prati ugao rotacije kotura i pokrene sklop vijčane dizalice zasniva se na ugaonom položaju. Položaj kraja profila može se podesiti na kontrolnom sistemu uređaja za proizvodnju. Dalje, mora se uočiti da se pomeranje napred valjka izbacivača može nadovezati sa bilo kojim željenim ugaonim položajem kotura i cevi na njemu dokle god između ugaonog kraja cevi i valjka izbacivača postoji slobodan prostor koji omogućava pomeranje valjka. Valjak se pomera ka kraju kotura svaki put nakon što se detektuje kraj profila dok se cev potpuno ne izbaci sa kotura. Nakon toga se valjak izbacivača može vratiti na početni položaj. Jedna karakteristika koja povećava efikasnost izbacivača jeste mogućnost povećanja rotacione brzine kotura tokom procesa izbacivanja. Faza proizvodnje zahteva malu brzinu rotacije. Tokom izbacivanja se mogu upotrebljavati mnogo veće brzine.

[0019] SLIKE 1 i 3 prikazuju valjak izbacivača u izduženom položaju, a SLIKE 5, 6 i 7 u položaju mirovanja blizu zvezde 2 za namotavanje. SLIKE 5, 6 i 7 ilustruju različite konfiguracije uređaja za namotavanje za proizvodnju različitih veličina cevī. Kao što se može videti sa slika, jedinica 6 izbacivača može se podešavati u skladu sa tim.

[0020] Primer koji pokazuje primer na SLIKAMA prikazuje samo jednu jedinicu izbacivača. Broj jedinica može varirati, u jednom izvođenju broj jedinica izbacivača jeste dva kako bi se obezbedila simetrična sila za izbacivanje. Ako se želi blaža sila guranja, može se upotrebiti više jedinica izbacivača i valjaka izbacivača, čak se može razmatrati upotreba dva ili više paralelnih valjaka izbacivača sa jednim sklopom vijčane dizalice ili se mogu upotrebljavati drugi linearni aktuatori, jedinice i valjci izbacivača, može se čak razmatrati upotreba dva ili više paralelnih valjaka izbacivača sa jednim sklopom vijčane dizalice ili drugim linearnim aktuatorom.

[0021] Drugi primer uređaja opisan je ispod. Taj uređaj se može postaviti na pod fabrike ispod kotura 5 ili alternativno na potporni okvir na bilo koji željeni položaj. Međutim, obično postoji slobodan prostor ispod kotura 5 i pod obezbeđuje čvrsto tlo za potporu. Uređaj obuhvata dve šine koje se pružaju paralelno jedna sa drugom i koje su na svojim krajevima povezane krajnjim držačima 18. Nosač se postavlja tako da se kreće po paralelnim šinama. Nosač se povezuje sa motorom za prenošenje pomoću navojne šipke. Motor za prenos je jedinica koja obuhvata električni motor i zupčasti prenosnik, na primer. Na nosač se montiraju dve ljuljajuće poluge. Obrtne tačke tih ljuljajućih poluga su na nosaču, a na slobodnim krajevima ljuljajućih poluga su valjci izbacivača.

[0022] Princip rada. Položaj valjaka 12 izbacivača prilagođava se podešavanjem ljuljajućih poluga prema prečniku kotura tako da se valjci izbacivača postavljaju na ispravne radijalne položaje u odnosu na kotur. Valjci 12 izbacivača se pomeraju u uzdužnom pravcu tako što se upravlja motorom za prenos, pomoću koga navojna šipka rotira i pomera nosač. Do izbacivanja odsečka cevi dolazi na isti način kao što je opisano iznad.

[0023] Može se razmatrati alternativa uređaja. Na primer, uređaj može obuhvatati jednu šinu koja se pruža paralelno sa uzdužnom osom kotura 5, nosač montiran na šinu, pri čemu se nosač može prenositi duž šine, linearni aktuator za prenos nosača i elementa 12 izbacivača montiranog na nosač pomoću aktuatora za prenos za podešavanje položaja elementa 12 izbacivača u radijalnom pravcu kotura 5. Može se razmatrati druga alternativa kombinovanjem karakteristika tog uređaja sa onim koji je opisan prethodno.

INDUSTRIJSKA PRIMENLJIVOST

[0024] Pronalazak ima industrijsku primenljivost u proizvodnji spiralno namotanih poliolefinskih cevi i posuda.

SPISAK POZIVNIH OZNAKA

[0025]

1 okvir uređaja za namotavanje

2 zvezda uređaja za namotavanje

3 paok

4 valjak za radijalnu potporu

5 kotur

6 jedinica izbacivača

7 ploča za pričvršćivanje izbacivača

8 šine za podešavanje

9 kolica za radijalno podešavanje izbacivača

10 ručni točak

11 sklop vijčane dizalice

12 valjak izbacivača

teleskop valjka izbacivača

jedinica motora/zupčastog prenosnika

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Postupak za izbacivanje odsečka spiralno namotane cevi sa kotura (5), pri čemu kotur (5) ima uzdužnu osu oko koje rotira i cilindričnu spoljašnju površinu oko koje se spiralno namotava profil koji obrazuje odsečak cevi, pri čemu postupak obuhvata korake:

- sečenja profila koji je namotan na kotur (5) kako bi se obrazovao kraj odsečka cevi, i

- guranja barem jednog elementa (12) izbacivača prema kraju odsečka cevi, naznačen

- držanjem barem jednog elementa (12) izbacivača u stanju mirovanja u pravcu uzdužne ose kotura (5),

- rotiranjem kotura (5) i odsečka cevi u istom pravcu u kome je profil namotan na kotur (5) tako da element (12) izbacivača gura cev u pravcu uzdužne ose kotura (5) u skladu sa podizanjem ugla kraja cevi, i

- pomeranjem elementa (12) izbacivača ka kraju kotura (5) svaki put kada se detektuje kraj profila.

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, pri čemu se kotur (5) rotira tokom izbacivanja pri brzini rotacije koja premašuje brzinu rotacije koja se upotrebljava tokom proizvodnje.

3. Postupak prema patentnom zahtevu 1 ili 2, pri čemu se detektuje prolaženje barem jednog elementa (12) izbacivača pored isečenog kraja profila i barem jedan element (12) izbacivača se nakon toga gura u pravcu uzdužne ose kotura (5) tako da se element (12) izbacivača postavlja prema kraju odsečka cevi.

4. Postupak prema jednom od patentnih zahteva 1–3, pri čemu element izbacivača jeste valjak (12) i prolaženje barem jednog valjka pored isečenog kraja profila detektuje se praćenjem rotirajućeg kretanja valjka (12).

5. Uređaj prema bilo kom od patentnih zahteva 1–4, pri čemu se kontakt barem jednog elementa (12) izbacivača sa krajem odsečka cevi detektuje praćenjem snage potrebne za držanje elementa (12) izbacivača u stanju mirovanja u pravcu uzdužne ose kotura (5).

6. Uređaj za izbacivanje odsečka spiralno namotane poliolefinske cevi sa kotura (5), koji obuhvata kotur (5) koji ima uzdužnu osu oko koje može rotirati i cilindričnu spoljašnju površinu oko koje se profil koji obrazuje odsečak cevi može spiralno namotavati, koji obuhvata:

- barem jedan element (12) izbacivača, i

- aktuator za rotiranje kotura (5).

naznačen

- guračem (11) za prenošenje barem jednog elementa (12) izbacivača paralelno sa uzdužnom osom kotura (5) i držanjem elementa (12) izbacivača na zadatom položaju.

7. Uređaj prema patentnom zahtevu 6, koji obuhvata barem jednu šinu (8) koja se pruža paralelno sa uzdužnom osom kotura (5), nosač (9) koji je montiran na barem jednu šinu (8) i koji se može prenositi duž barem jedne šine (8), linearni aktuator (11) za prenošenje nosača (9) i elementa (12) izbacivača montiranog na nosaču (9) pomoću aktuatora (11) za prenos za podešavanje položaja elementa (12) izbacivača u radijalnom pravcu kotura (12).

8. Uređaj prema patentnom zahtevu 7, koji obuhvata dve paralelne šine (8) i dva elementa (12) izbacivača.

9. Uređaj prema jednom od patentnih zahteva 6–8, pri čemu element izbacivača jeste valjak (12) čija je osa rotacije poprečna u odnosu na uzdužnu osu kotura (12).

10. Uređaj prema bilo kom od patentnih zahteva 6–9, koji obuhvata sistem praćenja za detektovanje kontakta barem jednog valjka (12) sa krajem odsečka cevi na koturu (12).

11. Uređaj prema patentnom zahtevu 6, koji obuhvata detektor za detektovanje prolaska barem jednog valjka (12) pored isečenog kraja profila koji je namotan oko kotura (5).

12. Uređaj prema patentnom zahtevu 11, pri čemu detektor jeste detektor koji prati rotaciju barem jednog valjka (12).

13. Uređaj prema patentnom zahtevu 10, pri čemu sistem praćenja za detektovanje kontakta barem jednog valjka (12) sa krajem odsečka cevi obuhvata kontrolni sistem za praćenje snage koja je potrebna da se valjak (12) pomeri u pravcu uzdužne ose kotura (5).

14. Uređaj prema bilo kom od patentnih zahteva 6–13, koji obuhvata barem dva valjka (12) izbacivača.

15. Uređaj prema bilo kom od patentnih zahteva 6–14, koji obuhvata barem jedan aktuator (10) prenosa za pomeranje barem jednog valjka (12) poprečno u odnosu na uzdužnu osu kotura (5).