RU51701U1

RU51701U1 - DEVICE FOR MANUFACTURING FLEXIBLE PIPELINES

Info

Publication number: RU51701U1
Application number: RU2005131691/22U
Authority: RU
Inventors: Денис Сергеевич Мохов; Елена Валерьевна Мохова
Original assignee: Денис Сергеевич Мохов; Елена Валерьевна Мохова
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2006-02-27

Abstract

Задача, решаемая полезной моделью- снижение риска повреждения готового изделия при его съеме с оправки и расширение технологических возможностей устройства.The problem solved by the utility model is to reduce the risk of damage to the finished product when it is removed from the mandrel and expand the technological capabilities of the device.

Заявляемое устройство для изготовления гибких трубопроводов имеет в своем составе опору, на которой консольно закреплена оправка для навивки ленты, снабженная приводом вращения. Имеется также устройство для подачи ленты и средство, обеспечивающее получение неразъемного соединения зоны перекрытия соседних витков ленты. От прототипа устройство отличается тем, что оправка представляет собой сборную конструкцию с двумя основаниями, одно из которых закреплено на опоре, второе является свободным. Основания соединены между собой осевой стяжкой, между основаниями установлены валы, по меньшей мере, один из которых является ведущим и соединен с приводом вращения. На обоих основаниях концы валов равномерно распределены по соосным окружностям равного диаметра, при этом концы валов на свободном основании смещены по окружности на радиальный угол по отношению к концам валов на основании, закрепленном на опоре, а устройство для подачи ленты выполнено с обеспечением возможности ее подачи на один из валов тангенциально ему.The inventive device for the manufacture of flexible pipelines incorporates a support on which a mandrel for winding the tape, equipped with a rotation drive, is cantilevered. There is also a device for feeding the tape and a means for providing a permanent connection of the overlapping zone of adjacent turns of the tape. The device differs from the prototype in that the mandrel is a prefabricated structure with two bases, one of which is mounted on a support, the second is free. The bases are interconnected by an axial screed, shafts are installed between the bases, at least one of which is leading and connected to the rotation drive. On both bases, the ends of the shafts are evenly distributed along coaxial circles of equal diameter, while the ends of the shafts on the free base are circumferentially displaced radially with respect to the ends of the shafts on the base mounted on the support, and the tape feed device is configured to feed one of the shafts tangentially him.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам для изготовления гибких трубопроводов, навитых из ленточных материалов.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to devices for manufacturing flexible pipelines wound from tape materials.

Такие трубопроводы могут быть использованы в системах вентиляции, кондиционирования воздуха, транспортировки сред, для защиты от абразивной пыли и т.д.Such pipelines can be used in ventilation, air conditioning, transportation of media, to protect against abrasive dust, etc.

В качестве прототипа выбрано устройство для изготовления рукава трубопровода, описанное в том же патенте [Патент на изобретение РФ №2007654, опубл. 15.02.1994]. Устройство включает опору, средство подачи ленты, средство подачи армирующего материала, консольную приводную цилиндрическую оправку с коническим заужением, направляющий аппарат, позволяющий подавать ленту под углом к оси оправки, лоток с пазом, соответствующим сечению ленты, и направляющий ролик для армирующего материала. Средство для соединения и прижима кромок ленты имеет, по меньшей мере, один прижимной ролик. Средство для соединения кромок выполнено в виде сварочной высокочастотной головки, имеющей концентратор и направляющий аппарат. При этом средство для прижима и направляющий ролик имеют углубления, соответствующие сечению армирующего элемента, и установлены с возможностью образования равномерно расположенных по окружности оправки участков спиральной впадины, имеющей шаг, равный шагу навивки.As a prototype, a device for the manufacture of a pipe sleeve, described in the same patent [Patent for the invention of the Russian Federation No. 2007654, publ. 02/15/1994]. The device includes a support, a tape feed means, a reinforcing material supply means, a cantilever drive cylindrical mandrel with a tapered narrowing, a guide apparatus that allows the tape to be fed at an angle to the axis of the mandrel, a tray with a groove corresponding to the section of the tape, and a guide roller for the reinforcing material. The means for connecting and clamping the edges of the tape has at least one pinch roller. The tool for connecting the edges is made in the form of a welding high-frequency head having a concentrator and a guiding apparatus. In this case, the pressing means and the guide roller have recesses corresponding to the cross section of the reinforcing element, and are installed with the possibility of forming evenly spaced around the mandrel sections of the spiral cavity having a step equal to the winding pitch.

Однако указанное устройство позволяет изготавливать трубопровод лишь одного типоразмера, соответствующего диаметру оправки, с обязательным армированием рукава, предназначенным не столько для усиления прочности изделия, сколько выполняющим технологическую функцию, а именно позволяющим обеспечить съем изделия с оправки за спиральный выступ, образованный армирующим элементом, что повышает риск выпуска бракованных изделий в результате нарушения целостности оболочки рукава в результате избыточного натяжения полимерной ленты при съеме изделия с оправки. Кроме того, иногда армирование бывает излишним.However, this device allows you to produce a pipeline of only one size, corresponding to the diameter of the mandrel, with mandatory reinforcement of the sleeve, designed not only to enhance the strength of the product, but rather to perform a technological function, namely, to ensure the removal of the product from the mandrel for the spiral protrusion formed by the reinforcing element, which increases the risk of the release of defective products as a result of violation of the integrity of the sleeve shell as a result of excessive tension of the polymer tape when removing Products from the mandrel. In addition, sometimes reinforcement is unnecessary.

Задача, полезной моделью-снижение риска повреждения готового изделия при его съеме с оправки и расширение технологических возможностей устройства.The task, a useful model, is to reduce the risk of damage to the finished product when it is removed from the mandrel and to expand the technological capabilities of the device.

Поставленная задача решается изменением конструкции.The problem is solved by changing the design.

Заявляемое устройство для изготовления гибких трубопроводов имеет в своем составе опору, на которой консольно закреплена оправка для навивки ленты, снабженная приводом вращения. Имеется также устройство для подачи ленты и средство, обеспечивающее получение неразъемного соединения зоны перекрытия соседних витков ленты. От прототипа устройство отличается тем, что оправка представляет собой сборную конструкцию с двумя основаниями, одно из которых закреплено на опоре, второе является свободным. Основания соединены между собой осевой стяжкой, между основаниями установлены валы, по меньшей мере, один из которых является ведущим и соединен с приводом вращения. На обоих основаниях концы валов равномерно распределены по соосным окружностям равного диаметра, при этом концы валов на свободном основании смещены по окружности на радиальный угол по отношению к концам валов на основании, закрепленном на опоре, а устройство для подачи ленты выполнено с обеспечением возможности ее подачи на один из валов тангенциально ему.The inventive device for the manufacture of flexible pipelines incorporates a support on which a mandrel for winding the tape, equipped with a rotation drive, is cantilevered. There is also a device for feeding the tape and a means for providing a permanent connection of the overlapping zone of adjacent turns of the tape. The device differs from the prototype in that the mandrel is a prefabricated structure with two bases, one of which is mounted on a support, the second is free. The bases are interconnected by an axial screed, shafts are installed between the bases, at least one of which is leading and connected to the rotation drive. On both bases, the ends of the shafts are evenly distributed along coaxial circles of equal diameter, while the ends of the shafts on the free base are circumferentially displaced by the radial angle with respect to the ends of the shafts on the base mounted on the support, and the tape feed device is configured to feed it on one of the shafts tangentially him.

В качестве средства, обеспечивающего получение неразъемного соединения зоны перекрытия соседних витков ленты могут использоваться различные известные приемлемые средства, как то:As a means of providing a permanent connection of the overlapping zone of adjacent turns of the tape, various known acceptable means can be used, such as:

1) патрубок для подачи горячего воздуха, за которым расположен прижимной ролик, установленный с обеспечением возможности ориентации его оси параллельно оси ведущего вала,1) a nozzle for supplying hot air, behind which there is a pinch roller mounted with the possibility of orientation of its axis parallel to the axis of the drive shaft,

2) сварочный ролик,2) welding roller,

3) сварочная высокочастотная головка,3) welding high-frequency head,

4) прижимной ролик.4) pinch roller.

Могут использоваться и другие средства. Их выбор зависит от используемого материала, способного к созданию неразъемного соединения. В случае если используется термопластичный полимер, можно применять средства, обеспечивающие получение сварного соединения, такие как упомянутые выше 1), 2), 3)., если клей или другие адгезивы, то достаточно применение прижимного ролика.Other means may be used. Their choice depends on the material used, capable of creating an integral connection. If a thermoplastic polymer is used, it is possible to use means providing a welded joint, such as those mentioned above 1), 2), 3)., If glue or other adhesives, then the use of a pressure roller is sufficient.

Для изготовления армированного трубопровода установка дополнительно снабжается устройством для подачи армирующего элемента в зону перекрытия соседних витков ленты.For the manufacture of a reinforced pipeline, the installation is additionally equipped with a device for supplying a reinforcing element to the overlapping zone of adjacent turns of tape.

На обоих основаниях могут быть выполнены дополнительные гнезда для установки валов, расположенные по концентрическим окружностям, что позволит изменять диаметр изготавливаемого трубопровода.On both bases, additional jacks for installing shafts arranged in concentric circles can be made, which will allow changing the diameter of the manufactured pipeline.

Более подробно сущность полезной модели раскрывается в приведенных ниже примерах реализации и иллюстрируется фигурами чертежей, на которых представлено: Фиг.1 - опора устройства с закрепленным на нем основанием, Фиг.2 - конструкция оправки в процессе сборки (до окончательной установи валов в рабочее положение); Фиг.3 - схема установки вала на основаниях, вид с торца. Фиг.4 - схема ориентации осей валов, вид сбоку. Фиг.5 - то же, изометрияIn more detail, the essence of the utility model is disclosed in the following implementation examples and is illustrated by the figures of the drawings, which show: Figure 1 - support of the device with a base fixed to it, Figure 2 - construction of the mandrel during assembly (before the final installation of the shafts in the working position) ; Figure 3 - installation diagram of the shaft on the bases, end view. Figure 4 is a diagram of the orientation of the axes of the shafts, side view. Figure 5 is the same, isometry

Устройство имеет в своем составе опору - стойку 1, на которой закреплена оправка для навивки ленты. Оправка установлена консольно и имеет два основания. Первое основание 2 закреплено на опоре, второе основание 3 является свободным. Основания соединены между собой стяжкой 4, фиксация дистанции между основаниями осуществлена при помощи распорной втулки 5. В каждом основании выполнены гнезда для установки валов 6. Гнезда равномерно распределены по окружности. Окружности на обоих основаниях расположены по одной оси 7 и имеют одинаковый диаметр. По меньшей мере, один из валов 8, например, верхний, является ведущим. Он снабжен приводом с двигателем 9 и шестеренной передачей 10.The device includes a support - a rack 1, on which a mandrel for winding the tape is fixed. The mandrel is installed cantilever and has two bases. The first base 2 is fixed to the support, the second base 3 is free. The bases are interconnected by a screed 4, the distance between the bases is fixed using the spacer sleeve 5. In each base there are sockets for installing the shafts 6. The nests are evenly distributed around the circumference. The circles on both bases are located on the same axis 7 and have the same diameter. At least one of the shafts 8, for example, the upper one, is leading. It is equipped with a drive with an engine 9 and gear 10.

Конструкция содержит также устройство для подачи ленты (на Фигурах не показано) и средство для создания неразъемного соединения зоны перекрытия соседних витков ленты. Если лента по краям имеет полимерное покрытие, это средство может представлять собой, например, патрубок для подачи горячего воздуха (на Фигурах не показано), за которым расположен прижимной ролик 11. В случае, если лента подается на ведущий вал 8, расположенный в верхней части оправки, ролик 11 располагается непосредственно над ним. Конструкция может быть снабжена устройством для подачи армирующего элемента в зону перекрытия соседних витков ленты (на фигурах не показано).The design also contains a device for feeding the tape (not shown in the Figures) and means for creating an integral connection of the overlapping zone of adjacent turns of the tape. If the tape at the edges has a polymer coating, this tool can be, for example, a nozzle for supplying hot air (not shown in the Figures), behind which there is a pressure roller 11. In case the tape is fed to the drive shaft 8 located in the upper part mandrels, the roller 11 is located directly above it. The design can be equipped with a device for supplying a reinforcing element to the overlapping zone of adjacent turns of tape (not shown in the figures).

При сборке устройства валы вначале устанавливают в гнездах оснований параллельно оси 7 равномерно распределяя их концы в гнездах по окружности. Затем поворачивают свободное основание 3 в вертикальной плоскости. При этом оси 12 валов 6 и ось 13 ведущего вала 8 наклоняются и принимают положение, которое схематично представлено на Фиг.3, 4, 5. Таким образом, для каждого вала происходит смещение его конца на свободном основании относительно конца на закрепленном основании на радиальный угол а. На Фиг.3 показан этот угол, как угол между радиусами от оси 7, проведенными через место закрепления оси вала на свободном основании (поз. 14) и местом закрепления оси того же вала на закрепленном основании (поз. 15). Величина угла а выбирается исходя из шага навивки и ширины ленты. Прижимной ролик 11 устанавливается над ведущим валом 8 и ориентируется так, чтобы его ось вращения была параллельна оси этого вала. Для обеспечения возможности ориентации ролика 11 он закреплен на поворотном кронштейне, снабженном средством регулирования усилия прижима.When assembling the device, the shafts are first installed in the nests of the bases parallel to the axis 7, evenly distributing their ends in the nests around the circumference. Then rotate the free base 3 in a vertical plane. In this case, the axis 12 of the shafts 6 and the axis 13 of the drive shaft 8 are tilted and take a position that is schematically shown in Figs. 3, 4, 5. Thus, for each shaft, its end is displaced on the free base relative to the end on the fixed base by a radial angle but. Figure 3 shows this angle as the angle between the radii from axis 7 drawn through the place of fixing the shaft axis on the free base (key 14) and the place of fixing the axis of the same shaft on the fixed base (key 15). The value of the angle a is selected based on the winding pitch and the width of the tape. The pressure roller 11 is mounted above the drive shaft 8 and is oriented so that its axis of rotation is parallel to the axis of this shaft. To enable orientation of the roller 11, it is mounted on a swivel bracket provided with means for controlling the clamping force.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После установки оправки в рабочее положение (после поворота свободного основания на угол а) включают привод и на вращающийся ведущий вал подается лента. Лента может быть целиком изготовлена из полимерного термопластичного материала. В случае изготовления ленты не из полимерного материала (бумага, фольга, ткань и т.д.) полимерный слой может быть нанесен вдоль кромки ленты со стороны, обращенной в сторону оправки. Слой может быть нанесен предварительно или в процессе подачи ленты на оправку. Лента подается таким образом, что ее продольная ось ориентирована под углом к оси оправки, но перпендикулярна оси ведущего вала. Производится навивка ленты на оправку, при этом из патрубка подается горячий воздух в зону перекрытия кромок последнего и предыдущего витков ленты. Полимерный материал разогревается и после прохождения ленты под роликом 11 осуществляется сварка соседних витков. Сварка может быть осуществлена, как это отмечено выше, при помощи любого другого средства, традиционно используемого для сварки полимеров. В случае применения в качестве материала, способного к образованию неразъемного соединения, адгезива (клея) используют прижимной ролик, как это описано выше, и соединение витков осуществляется склейкой.After setting the mandrel in the working position (after turning the free base by angle a), the drive is turned on and a tape is fed to the rotating drive shaft. The tape may be entirely made of a polymer thermoplastic material. In the case of manufacturing a tape not of a polymeric material (paper, foil, fabric, etc.), the polymer layer may be applied along the edge of the tape from the side facing the mandrel. The layer can be applied previously or in the process of feeding the tape to the mandrel. The tape is fed in such a way that its longitudinal axis is oriented at an angle to the axis of the mandrel, but perpendicular to the axis of the drive shaft. The tape is wound onto the mandrel, while hot air is supplied from the pipe to the overlapping zone of the edges of the last and previous turns of the tape. The polymer material is heated and after passing the tape under the roller 11, welding of adjacent turns is carried out. Welding can be carried out, as noted above, using any other tool traditionally used for welding polymers. In the case of applying an adhesive (glue) as a material capable of forming an integral connection, a pressure roller is used, as described above, and the coils are connected by gluing.

Описанная ориентация валов в пространстве позволяет при навивке ленты создать силу, вектор которой имеет осевую по отношению к оправке составляющую. Эта составляющая способствует самостоятельному (без дополнительного внешнего воздействия) перемещению полученного рукава в направлении к свободному основанию.The described orientation of the shafts in space allows you to create a force when winding the tape, the vector of which has an axial component with respect to the mandrel. This component contributes to the independent (without additional external impact) movement of the resulting sleeve in the direction of the free base.

Навивка осуществляется непрерывно. После сварки рукава требуемой длины режущим устройством (не показано) производят его отрезку либо во время вращения оправки, либо при ее остановке.Winding is carried out continuously. After welding the sleeve of the required length with a cutting device (not shown), it is cut off either during the rotation of the mandrel or when it stops.

Навивка может осуществляться в один слой из ленты, навитой по спирали с перекрытием кромок соседних витков, как это описано выше. Возможно осуществление спиральной навивки и в несколько слоев при одновременной подаче нескольких лент, каждая из которых формирует слой. При этом витки лент в каждом слое могут быть соединены с перекрытием кромок, с образованием общей границы стыка и с зазором с одновременным расположением витков смежных слоев «в шахматном порядке», таким образом, что формируется целостный герметичный рукав трубопровода.The winding can be carried out in a single layer of tape, wound in a spiral with overlapping edges of adjacent turns, as described above. It is possible to carry out spiral winding in several layers while simultaneously feeding several tapes, each of which forms a layer. In this case, the turns of tapes in each layer can be connected with overlapping edges, with the formation of a common interface of the joint and with a gap with the simultaneous arrangement of the turns of adjacent layers in a “checkerboard pattern”, so that a complete tight pipe sleeve is formed.

Навивка может осуществляться и с применением армирующего элемента (нити, проволоки, лески) выполненного из материала, обеспечивающего придание конечному изделию требуемых свойств (например: металл, синтетические, искусственные и натуральные материалы). Навивка армирующего элемента осуществляется одновременно с навивкой в один или более слоев ленты, при этом армирующий элемент располагают на перекрытии между кромками соседних витков ленты.The winding can also be carried out using a reinforcing element (thread, wire, fishing line) made of a material that provides the final product with the required properties (for example: metal, synthetic, artificial and natural materials). The winding of the reinforcing element is carried out simultaneously with winding into one or more layers of the tape, while the reinforcing element is placed on the overlap between the edges of adjacent turns of the tape.

Таким образом, заявляемое устройство позволяют изготавливать гибкие трубопроводы как армированные, так и без арматуры путем навивки ленты на оправку без принудительного съема готового изделия. Сама конструкция оправки позволяет менять как размеры трубопровода (диаметр), так и шаг навивки и технологию соединения витков в зависимости от используемых материалов и от заданных свойств готового изделия.Thus, the claimed device allows you to make flexible pipelines both reinforced and without reinforcement by winding the tape on the mandrel without forcing the removal of the finished product. The design of the mandrel itself allows you to change both the dimensions of the pipeline (diameter), the winding pitch and the technology of connecting the coils, depending on the materials used and the desired properties of the finished product.

Отсутствие принудительного съема готового изделия с оправки существенно повышает качество изготавливаемого изделия за счет снижения риска нарушения целостности.The absence of forced removal of the finished product from the mandrel significantly improves the quality of the manufactured product by reducing the risk of integrity loss.

Claims

1. A device for the manufacture of flexible pipelines, comprising a support on which a mandrel for winding the tape, equipped with a rotation drive, a device for feeding the tape, and also means providing an integral connection of the overlapping zone of adjacent turns of the tape, characterized in that the mandrel is a prefabricated structure with two bases, one of which is fixed on a support, the second is free, the bases are interconnected by an axial coupler, between the bases are installed at least one of which is leading and connected to a rotation drive, on both bases the ends of the shafts are evenly distributed around circles of equal diameter, while the ends of the shafts on a free base are radially offset around the circumference with respect to the ends of the shafts on the base, mounted on a support, and the device for feeding the tape is made so that it can be fed tangentially to one of the shafts.

2. The device according to claim 1, characterized in that as a means of providing a permanent connection of the overlapping zone of adjacent turns of the tape, a pipe for supplying hot air is used, behind which there is a pressure roller installed to allow its axis to be parallel to the axis of the drive shaft .

3. The device according to claim 1, characterized in that as a means of providing an integral connection of the overlapping zone of adjacent turns of the tape, a welding roller is used.

4. The device according to claim 1, characterized in that as a means of providing an integral connection of the overlapping zone of adjacent turns of the tape, a high-frequency welding head is used.

5. The device according to claim 1, characterized in that the pressure roller is used as a means of providing an integral connection of the overlapping zone of adjacent turns of tape.

6. The device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is further provided with a device for supplying a reinforcing element to the overlapping zone of adjacent turns of tape.

7. The device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that on the bases there are additional sockets for installing shafts located in concentric circles.