Устройство для изготовления труб из композиционных материалов



Устройство для изготовления труб из композиционных материалов
Устройство для изготовления труб из композиционных материалов

 


Владельцы патента RU 2455162:

Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления армированных труб. Техническим результатом является повышение выхода годного изделия и исключение пластического течения материала заготовки трубы. Технический результат достигается в устройстве для изготовления труб из композиционных материалов, которое содержит наружную обойму, внутренний стержень, размещенную между ними тонкостенную оболочку и конусные затворы, герметизирующие полость между тонкостенной оболочкой и внутренним стержнем. Причем полость между тонкостенной оболочкой и обоймой служит для размещения заготовки, заключенной в обжимные вкладыши. При этом оно снабжено двумя фиксаторами в виде колец с внутренним цилиндрическим отверстием, с одной стороны переходящим в раскрытый конус, установленными с натягом на тонкостенную оболочку вплотную к торцам заготовки трубы так, чтобы коническая часть внутреннего отверстия располагалась с противоположной стороны. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для изготовления армированных труб.

Известно устройство для изготовления труб из волокнистых композиционных материалов [А.с. №721306].

Устройство содержит коаксиально установленные наружную силовую обойму, внутренний стержень, выполненный с каналом, выходящим на наружную поверхность, размещенную между ними тонкостенную оболочку, а также конусные затворы, герметизирующие полость между тонкостенной оболочкой и внутренним стержнем. В полости между тонкостенной оболочкой и обоймой размещают заготовку трубы, заключенную в сегменты, выполненные в виде пары полуцилиндров и облегчающие сборку устройства.

Последней операцией сборки устройства является поджатие конусных затворов осевым усилием.

Собранное устройство помещают в вакуумную печь, нагревают до требуемой температуры. В полости между тонкостенной оболочкой и внутреннем стержнем создают давление с помощью рабочего тела (газ, вода), подаваемого по каналу внутреннего стержня. При этом за счет давления рабочего тела и высокой температуры заготовка трубы уплотняется в течение заданного времени выдержки.

Такая конструкция имеет следующие недостатки:

При окончательной сборке устройства остаются неконтролируемые зазоры между конусными затворами и заготовкой трубы, на величину которых влияет механический износ конусных затворов, выводящий их размеры за предельные отклонения, и степень поджатия конусных затворов при сборке устройства. Оставшиеся зазоры могут привести к смещению частей заготовки трубы при кантовании устройства, нарушению конструкции соединения частей заготовки трубы и изменению линейных размеров получаемых труб за счет пластического течения материала заготовки трубы в неконтролируемые зазоры.

Задача изобретения - повышение стабильности линейных размеров и конструкции получаемых труб.

Технический результат - повышение выхода годного изделия и исключение пластического течения материала заготовки трубы.

Это достигается тем, что устройство для изготовления труб из композиционных материалов, содержащее наружную обойму, внутренний стержень, размещенную между ними тонкостенную оболочку и конусные затворы, герметизирующие полость между тонкостенной оболочкой и внутренним стержнем, причем полость между тонкостенной оболочкой и обоймой служит для размещения заготовки, заключенной в обжимные вкладыши, при этом оно снабжено двумя фиксаторами в виде колец с внутренним цилиндрическим отверстием, с одной стороны переходящим в раскрытый конус, установленными с натягом на тонкостенную оболочку вплотную к торцам заготовки трубы так, чтобы коническая часть внутреннего отверстия располагалась с противоположной стороны..

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для изготовления трубчатых элементов, общий вид; на фиг.2 - то же, в разрезе, где

1 - внутренний стержень;

2 - тонкостенная оболочка;

3 - заготовка трубы, в том числе 3а - композитная часть, 3б - неармированные законцовки;

4 - сегмент;

5 - фиксатор;

6 - конусный затвор;

7 - наружная силовая обойма;

8 - полость между внутренним стержнем и тонкостенной оболочкой;

9 - поверхность герметизации конусными затворами;

10 - канал во внутреннем стержне для подачи рабочего тела.

Устройство в собранном виде содержит внутренний стержень 1, тонкостенную оболочку 2, заготовку трубы 3 (состоящую из композитной части 3а и торцевых неармированных законцовок 3б), сегменты 4, фиксаторы 5, конусные затворы 6, выполненные в виде колец с конической внутренней поверхностью, наружную силовую обойму 7.

Устройство работает следующим образом.

На внутренний стержень 1 надевают тонкостенную оболочку 2 с набранной на ней заготовкой трубы. Затем композитную часть заготовки заключают в сегменты 4 и с двух сторон вплотную к торцам заготовки устанавливают фиксаторы 5 так, чтобы коническая часть внутреннего отверстия была обращена от заготовки трубы 3. Фиксаторы устанавливаются с натягом для предотвращения сдвига заготовки при последующей сборке и кантовании устройства. За фиксаторами на тонкостенную оболочку устанавливают конусные затворы 6 с зазорами, учитывающими просадку конусных затворов при их последующем поджатии. Полученную сборку заключают в наружную силовую обойму 7, после чего осевым усилием поджимают конусные затворы (поджатие гайками), тем самым герметизируют полость 8 между тонкостенной оболочкой и внутренним стержнем по поверхности 9.

Устройство помещают в вакуумную печь, где производят его нагрев, одновременно по каналу 10 внутреннего стержня 1 в герметичную полость 8 подают в необходимом количестве рабочее тело, создающее изостатическое давление в полости 8. Через тонкостенную оболочку 2 посредством ее пластической деформации давление передается на заготовку трубы 3 и фиксаторы 5.

При этом тонкостенная оболочка 2 заходит в коническую часть фиксаторов 5, предотвращая их сдвиг и тем самым - течение материала заготовки трубы 3 в процессе прессования.

По окончании прессования отключают нагрев и систему вакуумной откачки, сбрасывают давление в полости 8. Устройство охлаждают, разбирают и извлекают готовую трубу.

Примером работы устройства является изготовление трубы ⌀40 мм с толщиной стенки 1,5 мм, длиной 800 мм из волокнистого композиционного материала боралюминия с алюминиевыми торцевыми законцовками для соединения труб в конструкции.

Исходным материалом для сборки композитной части заготовки трубы служит лента-полуфабрикат «алюминий-бор» в виде упорядоченного монослоя волокон бора, скрепленных слоем алюминия размером 500×1000 мм (ТУ 92-04.06.010-90).

Алюминиевые торцевые законцовки в количестве 2 шт. изготавливают в виде колец высотой 50 мм с наружным диаметром 60 мм. Внутренний диаметр законцовок - 35 мм, с одной стороны отверстие на глубину 25 мм расточено до диаметра 41 мм для сопряжения с композитной частью заготовки трубы.

Производят раскрой ленты-полуфабриката на мерные отрезки длиной 750 мм так, чтобы их суммарная ширина составляла 1256 мм.

На среднюю часть тонкостенной оболочки в виде отрезка трубы ⌀35 мм и длиной 1000 мм из нержавеющей стали ГОСТ 10498-82 последовательно наматывают мерные отрезки ленты-полуфабриката (10 слоев), получив, таким образом, композитную часть заготовки трубы.

С двух сторон на тонкостенную оболочку надевают алюминиевые законцовки и надвигают их на композитную часть заготовки трубы так, чтобы композитная часть вошла в расточенную часть внутреннего отверстия законцовки на всю глубину - 25 мм.

Тонкостенную оболочку с набранной на ней заготовкой трубы надевают на внутренний стержень, после чего заготовку композитной части заключают в стальные сегменты.

С двух сторон с натягом вплотную к торцам заготовки трубы устанавливают фиксаторы в виде стальных колец, внутреннее отверстие которых выполнено с цилиндрической заходной частью ⌀35Н7/м6 и конической выходной частью. Раскрытый конус с углом 3°30' обеспечивает увеличение выходного диаметра на 2 мм (37 мм). Фиксаторы устанавливают так, чтобы коническая часть внутреннего отверстия была обращена от заготовки трубы.

За фиксаторами с двух сторон на тонкостенную оболочку с зазорами 2-3 мм устанавливают конусные затворы. Полученную сборку заключают в силовую обойму, после чего осевым усилием (поджатие гайками конусных затворов) герметизируют полость между тонкостенной оболочкой и внутренним стержнем.

Устройство помещают в шахтную вакуумную печь, где при непрерывном вакуумировании заготовки трубы, по каналу внутреннего стержня в полость между внутренним стержнем и тонкостенной оболочкой подают аргон до начального давления Р=15-20 МПа и производят нагрев устройства до Т=550-600°С.

В процессе нагрева давление в полости между внутренним стержнем и тонкостенной оболочкой растет до Р=30-40 МПа и через тонкостенную оболочку посредством ее пластической деформации передается на заготовку трубы и фиксаторы.

По окончании прессования отключают нагрев и систему вакуумной откачки, сбрасывают давление. Устройство извлекают из печи, охлаждают на воздухе, разбирают, извлекают трубу вместе с тонкостенной оболочкой и удаляют тонкостенную оболочку механическим путем.

Длина законцовок - 50 мм, длина композитной части между законцовками - 700 мм, длина нахлеста композитной части трубы и законцовки - 25 мм и общая длина полученной трубы - 800 мм точно соответствуют заданным размерам.

Предлагаемое устройство для изготовления трубчатых элементов по сравнению с известной конструкцией имеет преимущества:

1. Визуально неконтролируемые зазоры, между заготовкой трубы и конусными затворами, возникающие после стягивания конусных затворов при полной сборке устройства, заменяются визуально контролируемыми зазорами между заготовкой трубы и фиксаторами.

Это позволяет исключить смещение частей заготовки, течение материала трубы в зазоры, нарушение конструкции и габаритов получаемых трубчатых элементов, т.е. повысить выход годного.

Полученное устройство применяется в изготовлении цилиндрических трубчатых элементов из композиционных материалов.

Устройство для изготовления труб из композиционных материалов, содержащее наружную обойму, внутренний стержень, размещенную между ними тонкостенную оболочку и конусные затворы, герметизирующие полость между тонкостенной оболочкой и внутренним стержнем, причем полость между тонкостенной оболочкой и обоймой служит для размещения заготовки, заключенной в обжимные вкладыши, отличающееся тем, что оно снабжено двумя фиксаторами в виде колец с внутренним цилиндрическим отверстием, с одной стороны переходящим в раскрытый конус, установленными с натягом на тонкостенную оболочку вплотную к торцам заготовки трубы так, чтобы коническая часть внутреннего отверстия располагалась с противоположной стороны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства предварительно изолированных гибких труб, применяемых в теплоэнергетике, при строительстве тепловых сетей, сетей холодного и горячего водоснабжения и т.п.

Изобретение относится к области оборудования для изготовления стеклопластиковых труб средних и крупных размеров, как однослойных, так и многослойных. .

Изобретение относится к установке для изготовления трубчатого изолятора, в которой на поверхность тонкого стекловолоконного мата наносится связующее вещество, и мат под давлением наматывается на формовочный валик.

Изобретение относится к области изготовления труб путем наматывания материала на оправку. .
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может быть использовано при производстве стоек армированных полимерных для шпалер виноградников методом экструзии.

Изобретение относится к производству резинотехнических изделий, а именно к изготовлению рукавов-компенсаторов (коротких рукавных компенсаторных вставок) в судовые трубопроводы для транспортировки жидких сред, в том числе рукавных вставок для угловых патрубков, имеющих малую длину, как правило, до 1000 мм.
Изобретение относится к способу изготовления эластичных трубчатых изделий, армированных спиралью жесткости, применяющихся в таких областях, как промышленная вентиляция, преимущественно шахтная и рудничная, транспортировка жидкостей, коллоидных, кашицеобразных веществ и прочее
Изобретение относится к трубному производству, а именно к способам изготовления предохранительных деталей для защиты внутренних и наружных концов труб, в том числе безрезьбовых и резьбовых концов труб нефтяного сортамента

Изобретение относится к производству трубчатых изделий путем навивки из ленточного материала и может быть использовано для изготовления различных изделий переменного диаметра

Изобретение относится к способу для производства непрерывной трубы с двойной стенкой, имеющей секции с гофрированной трубой и секции с соединительной муфтой

Изобретение относится к изготовлению стеклопластиковых труб с повышенной герметичностью и может быть использовано в самолето- и судостроении, в химической, нефтехимической промышленности

Изобретение относится к области производства предварительно изолированных труб. Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение стабильности процесса производства гибких теплоизолированных труб, повышение производительности оборудования и повышение качества получаемых изделий. Технический результат достигается линией для изготовления теплоизолированной гибкой трубы, которая содержит последовательно расположенные разматывающее устройство подачи рабочей трубы, правильное устройство, направляющее устройство, заливочную установку с устройством подачи и смешения вспенивающегося теплоизолирующего материала, экструдер, экструзионную головку и ванну охлаждения. При этом заливочная установка с устройством подачи и смешения вспенивающегося теплоизолирующего материала снабжена многоканальной системой кондиционирования, расположенной в экструзионной головке и содержащей два и более канальных узла с каналами подачи вспенивающегося теплоизолирующего материала и змеевиками с циркулирующим хладагентом, охватывающими каналы. Линия снабжена вращающимся калибрующим устройством, расположенным перед ванной охлаждения и обеспечивающим формование винтовой формы внешней защитной трубы-оболочки. Вращающееся калибрующее устройство оснащено средствами для подачи хладагента из ванны охлаждения на поверхность полученной внешней защитной трубы-оболочки. При этом выход каналов подачи вспенивающегося теплоизолирующего материала расположен за вращающимся калибрующим устройством. 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Настоящее изобретение относится к способу изготовления фильтрующего элемента для очистки текучей среды и способу очистки текучей среды с использованием полученного фильтрующего элемента. Способ изготовления фильтрующего элемента включает закладку полипропилена в дозатор экструдера, расплавление полипропилена до текучего состояния, подачу полипропилена в текучем состоянии к аэродинамической головке экструдера, подачу воздуха к головке экструдера, формирование по меньшей мере одной нити, намотку указанной нити с формированием трубчатой конструкции фильтрующего элемента с ровной внутренней поверхностью и резьбообразной внешней поверхностью, имеющей большую плотность намотки нити на ребрах резьбообразной поверхности, и группы каналов, проходящих по спирали от внешней поверхности к внутренней поверхности трубчатой конструкции. Полученный фильтрующий элемент используется в способе очистки текучей среды, который включает установку в корпус очистной камеры указанного фильтрующего элемента, подачу текучей среды в очистную камеру с пропусканием ее через группу каналов фильтрующего элемента и вывод текучей среды из очистной камеры. В качестве текучей среды можно использовать молоко, воду. Изобретение обеспечивает повышение эффективности использования фильтрующего элемента, а именно повышение площади фильтрующей поверхности, равномерное распределение фильтруемой текучей среды по поверхности фильтрующего элемента, повышение скорости и качества фильтрации, упрощение установки и контроля состояния. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области производства упрочненных труб, длинномерных профилей замкнутой конфигурации из композиционного материала и может найти применение для различных несущих облегченных конструкций. Достигаемый технический результат - высокая точность, эксплуатационная прочность и надежность. Согласно способу раздают заготовку при помощи нагрева и расширяющей среды до размеров формы, смыкаемой из полуформ, путем установки и закрепления этой заготовки на направляющей, перфорированной, соединенной через ее центральное отверстие с источником расширяющей среды и центрированной в осевом направлении внутри формы. При раздаче заготовки до размеров формы, давление расширяющей среды распределяют равномерно по длине перфорированной направляющей. Заготовку образуют путем набора пакета из полимерных композиционных материалов с пропиткой их связующим. Внутреннюю поверхность формы и наружную поверхность направляющей покрывают антиадгезионным слоем в виде фторопластовой пленки, укладываемой по спирали с перехлестом и фиксируемой связующим, идентичным связующему пакета заготовки. На антиадгезионный слой направляющей выкладывают, а затем закрепляют набранный пакет заготовки, на который наносят поглощающий слой из фильтровальной ткани. Все предварительно собранное помещают в форму, нагревают до температуры полимеризации, одновременно с нагревом по центральному отверстию перфорированной направляющей подают рабочее давление расширяющей среды. При созданной температуре и рабочем давлении выдерживают заготовку в форме в течение времени полимеризации материала пакета заготовки, охлаждают как при давлении, так и без него, и производят демонтаж формы. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии и оборудованию для изготовления рукавов-компенсаторов, в частности к устройству и способу изготовления коротких резинокордных компенсаторных вставок. Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение постоянства диаметра и повышение чистоты внутренней поверхности коротких резинокордных компенсаторных вставок по всей их длине. Технический результат достигается устройством для изготовления коротких резинокордных компенсаторных вставок в трубопроводы, которое включает жесткий дорн, фланцы, внешнюю обечайку и варочную диафрагму, расположенную поверх заготовки вставки и смонтированную на внешней обечайке. При этом внутренний диаметр варочной диафрагмы в свободном состоянии соответствует наружному диаметру короткой резинокордной компенсаторной вставки. Жесткий дорн обеспечивает постоянный диаметр и чистоту внутренней поверхности по всей длине короткой резинокордной компенсаторной вставки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх