ME00617B - Kompozitna armirana traka za izradu spiralno namotanih cijevi i postupak izrade - Google Patents

Abstract

Predstavljena je kompozitna traka (10) za spiralno  namotavanje cevi  za transport fluida. Kompozitna traka  sadrži: uzdužnu  plastičnu  traku (11) sa  osnovnim   delom ( 12), gde osnovni   deo  (12) ima gornju   stranu   koja je  spoljašnje  lice (15); i najmanje jedno uzdužno rebro (20)  koje se izdiže sa spoljašnjeg lica ( 15)osnovnog dela   (12). Rebarnisegment  (20)  ima  krajnji  deo (23)  udaljen od osnovnog dela  (12). Kompozitni rebarni deo sadrži:  izduženi  unutrašnji armirani  element  (30) koji se nalazi  u sklopu ili u blizini osnove   (12);   izduženi  spoljašnji  armirani   element  (40)  unutar  krajnjeg  dela   (20) rebarnog  segmenta (20) paralelno  sa unutrašnjim  armiranim elementom (30);  i  uzdužnu međupovršinu   od  plastične mreže  (23)  koja se  pruža između  unutrašnjih i   spoljašnjih armiranih   elemenata (30, 40).   Kada  je namotano   u  spiralnu  cev,  kompozitni   rebarni segment  (20) ojačava cev štiteći je tako od radijalnog pucanja.

Description

OBLAST IZUMA

Ovaj izum se odnosi na poboljšanje armiranih rebrastih konstrukcija, a konkretno na armirane ili ojačane spiralne cevi izrađene od kompozitnih materijala.

ISTORIJAT

Ovaj uvod i pogled unazad ima za cilj da da pruži bolji uvid u sam pronalazak. Poznato je da se plastične cevi mogu izrađivati spiralnim namotavanjem plastične rebraste trake, bilo pri sobnoj ili povišenoj temperaturi, pri čemu plastika postaje rastegljivija. Ovaj tip spiralno namotane cevi je već poznat u cevnoj industriji i već je bio opisan u Patentima koji se odnose kako na formu plastične trake, tako i na formu cevi i formu mašine pomoću koje se takve cevi proizvode.

Da bi ove cevi imale svoju primenu u zahtevnim uslovima, i da bi se postigla neophodna čvrstoća, debljina plastične trake mora biti dovoljno velika, kao i debljina rebara. U suprotnom, moguće je uraditi naknadno ojačanje cevi ili njenih delova.

U primenama gde se armirane cevi polažu u kanale ili se trpi veliko opterećenje zemlje, čvrstoća cevi je od izuzetne važnosti.

Australijski patent prijavioca br. AU607431 otkriva metod izrade armirane plastične cevi koristeći armirane delove koji se postavljaju između rebara tako da se povećava otpornost na deformacije. Ojačani segment se sastoji iz metalnog dela U-profila, slobodnih krajeva koji su projektovani tako da obuhvate dole sučeljene prirubnice susednih rebara pri čemu osiguravaju metalnu traku između rebara i učvršćuju rebra i gotovu cev.

Australijski patent prijavioca br. AU661047 nudi napredak u odnosu na patent br. AU607431. U ovom slučaju je projektovan armirani segment čiji središnji deo U odnosno V profila ima veću radijalnu visinu u odnosu na visinu rebara, čime se povećava efektivni spoljašnji prečnik cevi. Ovo obezbeđuje čvrstoću cevi.

Dalje unapređenje u projektovanju cevi pruža australijski patent prijavioca br. AU2003227090, odnosi se na to da ojačani segment ima odnos visine i debljine od najmanje 3: 1 i daje postavljen više vertikalno u odnosu na osnovu trake. Naličje trake formira površinu ispod armirane trake. Gore pomenuta traka ojačava cev i štiti je od lomljenja i to mnogo efikasnije nego što je to bio slučaj sa prethodnom tehnologijom ojačanja, dok je unutrašnja površina glatka i pospešuje protok tečnosti kroz cev.

Pre komercijalizacije patenta prijavioca br. AU2003227090, spiralno namotane cevi bile su formirane u višestepenoj operaciji. Uzdužni čelični armirani elementi su se zasebno formirali u profil obezbeđujući potrebnu čvrstoću (poput okrenutih U, V profila). Valjani čelični profil je tako bio uvijan u radijus. Konačno, profilisanje i radijusno zaobljeni ojačani deo ili delovi su se namotavali sa spoljne strane plastične cevi radi formiranja cevi potrebne čvrstoće.

Prilikom primene armiranih elemenata koji su opisani u patentima AU607431 i AU661047, postupak valjanja čeličnog ojačanja u radijus podrazumeva opterećenje (naprezanje) čeličnog elementa preko granice njegove eleastičnosti. To zahteva primenu znatne sile tokom postupka valjanja. Nasuprot tome, namotavanje istisnutih plastičnih profila u spiralnu cev generalno zahteva mnogo manje sile usled svojstava plastičnog materijala. Primenom plastičnih profila u okviru patenta AU2003227090 postalo je moguće omotati prethodno oblikovanu čeličnu i plastičnu traku sa namotaja profila direktno u cev.

Cilj prikazanog pronalaska je da obezbedi određena poboljšanja / unapređenja, izvan onih koja su izložena u okviru specifikacija patenata AU607431, AU661047, i AU2003227090, kod namotajnih traka u armirane spiralno namotane cevi i kod cevi koje su izrađene iz takvih traka.

KRATAK OPIS IZUMA

Posmatrano s jednog aspekta pronalaska predstavljena je kompozitna traka za spiralno namotavanje cevi za transport fluida koja sadrži:

uzdužnu plastičnu traku sa osnovnim delom koji se sastoji iz donje unutrašnje strane i gornje strane, odn. lica;

najmanje jedno uzdužno rebro u sklopu osnovnog (donjeg) dela na površini osnove;

izduženog unutrašnjeg armiranog elementa koji se nalazi u sklopu ili u blizini osnove;

izduženog spoljašnjeg armiranog elementa unutar krajnjeg dela rebra paralelno sa unutrašnjim armiranim elementom, i uzdužne međupovršine od plastične mreže koja se pruža između unutrašnjih i spoljašnjih armiranih elemenata, deo mreže zajedno sa unutrašnjim i spoljašnjim ojačanjima formira složenu rebarnu celinu, pri čemu, kada je namotano u spiralnu cev, rebro ojačava cev štiteći je tako od radijalnog pucanja.

Poželjno je da spoljašnji armirani element bude izrađen od materijala sa jačim Jangovim koeficijentom u odnosu na plastičnu traku i pri čemu će i unutrašnji armirani deo biti izrađen od materijala sa većim Jangovim koeficijentom u odnosu na plastičnu traku.

Poželjno je da su unutrašnji i spoljašnji armirani elementi u potpunosti zatvoreni.

Poželjno je da armirana ojačanja predstavljaju upredena ili neupredena vlakna.

Poželjno je daje armirano ojačanje od žice.

Poželjno je da plastična traka podrazumeva spajanje delova na suprotnim krajevima, tako da se međusobno ojačaju kada se namota traka i spiralu i susedni krajevi trake preklope.

Poželjno je za svaki rebarni deo da izmereno rastojanje između unutrašnje strane trake prema krajnjem delu rebarnog dela nije veće od rastojanja izmerenog između unutrašnje strane trake gore prema vrhu spojeva.

Poželjno je da traka ima prvi i drugi izduženi spoljni armirani deo koji se nalazi unutar krajnjeg rebarnog dela koji je postavljen bočno i grana se ka prvoj i drugoj strani krila koje preseca rebro po normali do osnove.

Prema drugom aspektu pronalaska, predstavljena je plastična traka za spiralno namotavanje cevi koja se sastoji iz:

uzdužne plastične trake sa osnovnim delom: donja strana predstavlja unutrašnju stranu i gornja strane koja je lice

najmanje jednog uzdužnog rebra u sklopu ili na površini osnove;

izduženog unutrašnjeg armiranog elementa koji se nalazi u sklopu ili u blizini osnove;

prvog i drugog izduženog spoljnog armiranog dela koji se nalaze unutar krajnjeg dela rebaranog segmenta paralelno unutrašnjem armiranom delu i postavljenom bočno i granajući se ka prvoj i drugoj strani krila koje preseca rebro po normali do osnove;

uzdužne međupovršine od plastične mreže koja se pruža između unutrašnjih i spoljašnjih armiranih elemenata, deo mreže zajedno sa unutrašnjim i spoljašnjim ojačanjima formira složenu rebarnu celinu, pri čemu, kada je namotano u spiralnu cev, rebro ojačava cev štiteći je tako od radijalnog pucanja.

Poželjno je da spoljašnji armirani element bude izrađen od materijala sa jačim Jangovim koeficijentom u odnosu na plastičnu traku i pri čemu će i unutrašnji armirani deo biti izrađen od materijala sa većim Jangovim koeficijentom u odnosu na plastičnu traku.

Poželjno je da unutrašnji i spoljašnji armirani elementi budu potpuno zatvoreni.

Poželjno je da armirani elementi budu od upredenih ili neupredenih vlakana.

Poželjno je da ojačanje bude od žice.

Poželjno je da kompozitna traka obuhvata niz podužnih rebara na površini čeone strane.

Poželjno je da kompozit traka uglavnom podrazumeva spajanje delova na suprotnim krajevima, spajanje delova tako da se međusobno ojačaju kada se namota traka i spiralu i susedni krajevi trake preklope.

Poželjno je da za svaki rebarni deo, izmereno rastojanje između unutrašnje strane trake prema krajnjem delu rebarnog dela nije veće od rastojanja izmerenog između unutrašnje strane trake gore prema vrhu spojeva.

Prema trećem aspektu pronalasku, cev predstavlja spiralno namotanu kompozit traku koja se sastoji iz sledećih segmenata:

uzdužne plastične trake sa osnovnim delom: donja strana predstavlja unutrašnju površinu i gornja strana spoljašnju, odn. lice;

najmanje jednog uzdužnog rebra usklopu ili u na površini osnove;

izduženog unutrašnjeg armiranog elementa koji se nalazi u sklopu ili blizu osnove;

uzdužnog spoljašnjeg armiranog međurebarnog dela paralelno sa unutrašnjim ojačanjem, i uzdužne međupovršine od plastične mreže koja se pruža između unutrašnjih i spoljašnjih armiranih elemenata, deo mreže zajedno sa unutrašnjim i spoljašnjim ojačanjima formira složenu rebarnu celinu, pri čemu, kada je namotano u spiralnu cev, rebro ojačava cev štiteći je tako od radijalnog pucanja.

Poželjno je da kompozit traka ima dva uzdužna spoljašnja ojačanja smeštena u međurebarnom delu pozicionirana bočno uz ivice ravni deleći tako rebarni deo po normali u odnosu na osnovu.

Prema četvrtom aspektu pronalaska, ponuđen je postupak izrade cevi karakerisan sledećim koracima:

a) Izvlačenjem uzdužne plastične trake, koja ima osnovu, čiji donji deo predstavlja naličje i sa gornjim delom koji predstavlja lice, i sa najmanje jednim rebarnim delom na čeonoj površini, licu trake;

b) Ubacivanjem donjeg armiranog segmenta u osnovu trake u blizini najmanje jednog rebarnog dela, tako da formira sklop,

c) Namotavanjem pretehodno izrađene plastične trake na namotaj ili u spiralnu namotanu cev

d) Uvođenjem gornjeg armiranog dela u gornji deo najmanje jednog rebarnog segmenta,

čime se uvođenje donjeg armiranog dela radi tokom ili nakon izvlačenja, ali pre namotavanja i čime se postupak uvođenja gornjeg ojačanja radi tokom ili nakon namotavanja.

Izvlačenje i ubacivanje armature rade se zajedno na krstastom kalupu za izvlačenje.

Postupak namotavanja c) se sastoji iz namotavanja pripremljene plastične trake u cev.

Postupak uvođenja d) armature podrazumeva zatezanje spoljašnjeg armiranog dela tako da se cev prenapregne.

Dalji postupak se sastoji od izolacije gornjeg armiranog dela najmanje jednom rebarnom delu.

U skladu sa petim aspektom pronalaska ponuđeni postupak izrade cevi se sastoji iz sledećih delova:

a) Izvlačenja podužne plastične trake sa osnovom koja se sastoji iz donjeg dela koje čini naličje i gornjeg dela koje predstavlja čeonu stranu, i najmanje jednog podužnog rebarnog segmenta na površini čeone strane sa krajnjim delom koji je udaljen od osnove

b) Uvođenja donjeg ojačanja u osnovu trake pozicionirano najmanje kod jednog rebra, tako da formira trakasti sklop,

c) Savijanja trake oko ose poprečno u odnosu na osnovu

d) Uvođenja gornjeg ojačanja u krajnji deo najmanje jednog rebarnog dela tako da obrazuje sklop, čime se postupak uvođenja donjeg ojačanja radi u toku ili posle izvlačenja, ali pre postupka savijanja i pri čemu se uvođenje gornjeg ojačanja radi u toku ili nakon postupka savijanja.

U skladu sa šestim aspektom pronalaska, predstavljen je postupak izrade cevi koji podrazumeva sledeće korake:

A) Izvlačenje izdužene plastične trake sa osnovom koja se sastoji iz donjeg dela koji predstavlja naličje i gornje površine koja predstavlja lice, i najmanje jednog rebarnog dela na površini čeonog dela trake, sa distalnim delom koji je udaljen od osnove,

B) Uvođenje prvog armiranog dela u osnovu trake u blizini najmanje jednog rebarnog dela, ili u krajnji deo najmanje jednog rebarnog segmenta, tako da se formira podsklop trake

C) Savijanje trake oko ose poprečno u odnosu na osnovu

D) Uvođenje drugog armiranog dela ili u osnovu trake nedaleko od rebarnog dela (najmanje jednog) ili u krajni deo najmanje jednog rebarnog segmenta tako da se formira sklop,

pri čemu se postupak uvođenja prvog armiranog dela radi u toku ili nakon izvlačenja i pri čemu se postupak uvođenja drugog ojačanja radi tokom ili nakon postupka savijanja. U nastavku će biti detaljnije opisana specifična primena pronalaska i ilustrovana crtežima. Ove forme su slikovite i bez namere da ograniče obim pronalaska.

DETALJNI OPIS PREPORUČENIH OSTVARENJA IZUMA

Forme pronalaska su ilustrovane u sledećim primerima u kojima:

Slika I a prikazuje poprečni presek kompozitne trake u skladu sa formom pronalaska.

Slika lb je sličan prikaz slici la, s tim što prikazuje alternativni raspored ivica za spajanje susednih namotaja trake.

Slika 2 prikazuje alternativnu formu pronalaska.

Slike 3a i 3b su izometrijski prikazi profila na slici I i lb.

Slika 4 je izometrijski prikaz cevi namotane iz profila prikazanog na slici 1 b.

Slika 5 je poprečni presek trake gde osnova ima ojačanje.

Slika 6 je sličan prikaz slici 5, s tim što pokazuje povezivanje/osiguravanje susednih profila.

Slika 7a daje poprečni presek trake u skladu sa formom pronalaska. U okviru slike 7a je uvećan prikaz rebarnog dela trake.

Slika 7b daje uvećani prikaz sličan uvećanju na slici 7a, samo što prikazuje alternativni rebarni segment 20.

Slike 7c, 7d, 7e, 7f, 7g i 7h nadalje prikazuju kompozitne rebarne segmente.

Slika 8a daje dijagramski izometrijski prikaz kompozit trake umotane u cev u skladu sa daljim postupkom u pronalasku.

Slika 8b prikazuje poprečni presek kompozit trake na osnovu daljeg postupka izrade, pri čemu je kompozit traka ista ona prikazana na slici 7a.

Slika 9 je daje poprečni presek sa dva navoja kompozitne trake, u skladu sa daljim postupkom implementacije pronalaska.

Slike 10a, 10b, 10c i 10d su uvećani prikazi slični uvećanju na slici 7a, s tim što daju dalje alternative kompozit rebarnim segmentima 20.

U vezi sa slikom la, prikazana je podužna kompozit traka 10 koja se namotava u formu spiralne cevi. Kompozit traka 10 se sastoji iz izdužene plastične trake 11 i para paralelno pozicioniranih armiranih segmenata 30 i 40, odvojenih plastičnom mrežom 23. Plastika koja se koristi za ovu izrađuje polivinil hlorid (PVC) iako se mogu koristiti i druge pogodne plastike, uključujući polietilen.

Plastična traka 11 se sastoji iz osnove 12, sa znatno ravnom unutrašnjom površinom 14. Mnoštvo podužnih rebarnih segmenata 20 se nalazi na površini osnove 12. Svaki rebarni segment 20 ima krajnji deo 26 odvojen od osnove. U ovoj formi svaki rebarni deo 20 sadrži unutrašnji armirani deo 30 unutar osnove 12; spoljašnji armirani deo 40 između spoljašnjim krajeva rebara paralelno sa unutrašnjim armiranim delom 30 i plastične mreže 23 postavljene u sredini, koja se prostire između unutrašnje i spoljašnje armature 30 i 40.

Središnja plastična mreža 23 drži odvojene unutrašnju i spoljašnju armaturu. Ovo je naročito bitno prilikom savijanja jer je ovako rešenje mnogo efikasnije kao učvršćivač, u odnosu na druga rešenja. Na primer, kada se profil namotava u spiralnu cev, odvajanje unutrašnjih i spoljašnjih armiranih delova 30 i 40 znatno više ojačava cev od radijalnog pucanja u poređenju sa sličnom cevi sličnih armiranih segmenata koji nisu radijalno odvojeni.

Armirani segmenti 30 i 40 prikazani na slikama la i lb imaju cirkularni poprečni presek. Ovi armirani delovi mogu biti izrađeni od čvrste ili upredene žice.

Alternativna forma pronalaska prikazana je na slici 2. Sa ovakvom formom, armirani segmenti 30 i 40 su u poprečnom preseku u znatnoj meri pravouganog oblika. Armirani segmenti 30 i 40 na slici 2 mogu biti izrađeni čeličnih ili aluminijumskih traka. Kompozitni rebarni delovi 20 imaju izgled i funkciju sličnu,, I“ gredama. Ova kompozitna rebra nude znatnu prednost u odnosu na kompozitna rebra koja su ponuđena u gore pomenutom australijskom patentu br. AU2003227090.

Kompozitna rebra 20 prikazana na crtežima la, lb i 2 su mnogo efikasnija od onih iz prethodne prijave. Štaviše, ista čvrstoća se može dobiti i sa rebrima čija je ukupna visina RH ( prikazano strelicom na slici 2) znatno manja od one koja bi inače bila potrebna. Ovo ima niz prednosti. Na primer, u primeni rehabilitacije cevi gde cev može biti namotana unutar glavne cevi, unutršanji prečnik novo namotane cevi može biti veći uz pomoć kompozitne trake prikazane na slikama la, lb ili 2 u poređenju sa kompozitnom trakom gore pomenute aplikacije.

Spoljašnji armirani segmenti na oba crteža la i lb leže direktno na untrašnjim armiranim segmentima. U okviru druge forme pronalaska (na primeru prikazanom na slici 9) unutrašnji odnosno spoljašnji armirani segmenti se mogu sastojati iz više delova, a centar spoljašnjih armiranih delova (na primer) može direktno da naleže lateralno na odgovarajući unutrašnji armirani segment. Svrha lateralnog pozicioniranja (centriranja) preko unutrašnjih armiranih segmenata je da se obezbedi ravnomerno opterećenje i da se smanji tendencija lomljenja kompozitnih rebarnih delova pod radijalnim opterećenjem.

Kod nekih primena je prednost u tome što se može prilagoditi visina rebra RH, kao što je prikazano na slici 2, sa visinom ivice sjedinjujući / udružujući na taj način svojstva, kao što je prikazano na slici strelicom JH na slici 2.

Kod profila prikazanog na slici la, i unutrašnji i spoljašnji armirani segmenti 30 i 40 u potpunosti su obloženi plastikom. Ovo je naročito prednost kod armiranih segmenata 30 i 40 napravljenih od materijala koji su podložni koroziji (npr. čelik).

U vezi sa slikom lb, dat je prikaz kompozitne trake slične onoj na slici la. Razlika između traka 10 na slici la i lb je u delu ivica 16 i 18. Detalji ivice na slici la omogućavaju mehaničko osiguranje između susednih vijuga namotane trake. Nasuprot tome, ivice profila na slici lb obezbeđuju zavareni ili stopljen spoj između susednih spirala trake.

Topljenje ivica profila prikazanog na slici la može se postići lepljenjem, kao što se primenjuje kod izrade PVC cevi. Druge metode spajanja ujključujući zavarivanje i lepljenje takođe su efikasna kod PVC, polietilena i drugih materijala.

Za unutrašnje i spoljašnje armirane segmente mogu se koristiti različiti materijali. Primeri materijala koji se mogu koristiti za unutrašnju ili spoljašnju armaturu uključuju čelik, nerđajući čelik, alumijium, druge metale, prirodna vlakna, aramidno vlakno, sintetička vlakna i plastike visoke čvrstoće. Na primer, prema prikazu na slici 7f, visokovredan polimer se može zavariti direktno na vrh rebra.

Kod nekih primena je poželjno obložiti armirane segmente. Na primer, žica se može obložiti PVC-om radi boljeg vezivanja za rebra kompozitne trake. U nekim slučajevima koristi se pocinkovana žica radi sprečavanja korozije. Najlonska jezgra koja se mogu zavariti bez oštećenja unutrašnjeg vlakna takođe su pogodna u nekim slučajevima primene kao armirani segmenti.

U nekim primerima primene poželjno je nazubiti površinu armiranih segmenata radi lakšeg mehaničkog vezivanja (osiguranja) između delova i plastične trake koja ih obavija.

Armirani segmenti mogu biti uvijeni, širmovani, upredeni ili prethodno obrađeni drugim sredstvima kako bi se obezbedilo odgovarajuće izduženje ili neko drugo svojstvo.

Armirani segmenti se mogu prethodno termički obraditi radi poboljšanja čvrstoće pri vezivanju između segmenata i plastične trake. Prethodna termička obrada čelika smanjuje brzo hlađenje izvučene plastike i krtost materijala na toj tački.

Spoljašnji armirani segment u nekim primenama se može razlikovati od unutrašnjeg segmenta. Na primer, pod određenim opterećenjem jedino je potrebno kod spoljašnjeg armiranog segmenta da bude otporan na naprezanje (ili da ima visok Jangov koeficijent tenzije), dok je kod unutrašnjeg armiranog dela jedino potrebno da bude otporan na kompresiju (ili da ima visok Jangov koeficijent na kompresiju), Prirodna vlakna su jaka na naprezanje, ali su slaba na kompresiju i stoga su pogodna za spoljašnji armirani deo, ali ne i za unutrašnji segment ili segmente. Isto tako, u nekim primerima primene, spoljašnji armirani segment je otporan na degradaciju od korozije i u takvim uslovima ovakav segment bi bio rezistentan materijal na koroziju kao što je aluminijum.

U mnogim slučajevima polaganja cevi u zemlju, armirani delovi unutar svake vijuge menjaju tenziju i kompresiju.

U formama pronalaska prikazanog na slikama la i lb dat je dispozitiv od sedam podužnih rebara (20) formiranih po šrini trake. U drugim rešenjima pronalaska su takođe prisutna rebra, u manjoj ili većoj meri.

U vezi sa slikom 4, na slikama lb, 2 i 3 prikazana je spiralno namotana kompozitna cev 70 izrađena spiralnim namotavanjem kompozitne trake. Poredeći slike Ibi 4, uočava se daje pravac armiranih delova 30 i 40 u odnosu na ravnu površinu 14 osnove 12 znatno nepromenjena nakon namotavanja trake. Delovi plastične mreže 23 ojačavaju armirane trake 20 i 30 u toku namotavanja trake. Priliko namotavanja trake 10 u cev, armirani segmenti 30 i 40 se savijaju oko ose, poprečno u odnosu na traku 10.

Profili trake prikazani na slikama la, lb, 22 i 2b drže masu profila na minimumu, dok istovremeno zadržavaju potrebne karakteristike za široku primenu, čime se obezbeđuje minimum troškova za materijal.

Slika 7a prikazuje dalja rešenja pronalaska slična onom prikazanom na slici la. Sa ovakvim rešenjem, rebra 20 su manje složenog oblika sa prostim paralelnim zidovima i unutrašnjom i spoljašnjom armaturom manjeg prečnika. Još su mnoge druge varijante moguće, pa tako i mreža može biti različitih oblika i debljine zavisno od specifičnog dizajna koji treba postići. Profil ili kompozitna traka prikazana na slici 7a može se proizvesti postupokom izvlačenja na krstastom kalupu.

Na crtežima 7b, 7c i 7d, prikazane su uvećane varijante površine rebarnog dela 20. Na primer, na crtežu 7b, otvor okrenut na gore formiran je između projekcija 29a i 29b i proteže se od krajnjeg dela rebra 26. Projekcije 29a i 29b su se razdvojile da omoguće instalaciju spoljne žičane armature 40 na poziciji prikazanoj na crtežu 7b. Tada se može formirati niz 28 da bi se zatvorio otvor između projekcija 29a i 29b ili zavarivanjem, ili procesom otapanja rastvarača ili lepljenjem.

Na crtežu 7d, otvor se otvara bočno. Opet se otvor može zatvoriti lepljenjem, topljenjem ili zavarivanjem.

Crtež 7e prikazuje još jednu varijantu rebarnog dela 20 gde se unutrašnji armirani deo 30 montira posle izvlačenja osnove 12.

Na crtežima 7g i 7h, prikazane su sledeće varijante gde se unutrašnji armirani deo 30 montira posle izvlačenja plastične trake 11 i sa donje strane i unutar plastične trake 11.

Crtež 7f prikazuje još jednu varijantu kompozitnog rebarnog dela 20 je spoljni armirani deo 40 polimer velike snage koji je zavaren, zalepljen ili izvučen na krajni deo 26 dela kompozitnog rebra 20.

Dimenzije i oblici plastične trake 12, armirani elementi 30 i 40, i središnja plastična rebra 23 mogu se menjati tako da odgovaraju prečniku cevi koja treba da se navije. Na primer, kombinovana traka tipa prikazanog na crtežu 7a može da ima armirane delove 30 i 40 napravljene od žice prečnika 1, 25 mm. U nekim primenama, prečnici žice od 0, 8 mm ili manji mogu da odgovaraju ili se za kompozitne trake koje se koriste za cevi većeg prečnika, mogu upotrebiti mnogo deblje žice, recimo od nekoliko milimetara u prečniku. Različite vrste žica se mogu napraviti. Visina rebara može da varira i uglavnom je između 5 mm i 40mm (iako će u nekim primenama više odgovarati korišćenje većih visina rebara).

Na crtežu 9 je ilustrovano dalje ostvarenje izuma. Tu su prva i druga izduženi spoljni armirani delovi 42 i 44 i ona je postavljena tako stoje bočno pomerena na prvu i drugu stranu ravni p-p koja razdvaja deo rebarnog dela 20 po normali do osnove 12. Uz ovakvu postavku, stabilizuje se deo kompozitnog rebarnog dela 20. Ako bi se deo kompozitnih rebara 20 savio bočno na jednu stranu, zategnutost na armaturi na suprotnoj strani bi mogao da ispravi deo kompozitnog rebra 20 zato što je kompozitna traka 10 namotana u cev ili uvijena oko ose koja je bočno i ispod u odnosu na osnovu 12.

Na crtežima 10a, 10b, 10c i 10d, prikazane su uvećane varijante dela kompozitnih rebara 20. Uz ove varijante, armirana traka 100 je uključena u deo kompozitne trake 23. Armirana traka 100 tipa koji je opisan u prethodnom patentu kandidata AU2003227090. U nekim primenama, bolje je naviti spiralnu cev samo uz armiranu traku 100, kao što je opisano u prethodno pomenutom patentu AU2003227090, a onda dodati unutrašnji i spoljni armirani deo 30 i 40 kao što je prikazano na crtežima 10a, 10b, 10c i 10d.

Kao što bi trebalo daje očigledno iz prethodnog opisa, deo kompozitnog rebarnog dela 20 može se formirati na različite načine da bi se napravila kompozitna traka koja ima kompozitno rebro gde je unutrašnji armirani deo smešten unutar ili pored osnove, a spoljni je unutar krajnjeg dela rebra sa središnjom plastičnom mrežom koja se proteže između unutrašnje i spoljne armature. Po želji, može se uključiti još jedan deo armature u obliku trake 100 unutar ili pored plastične mreže kompozitnog rebra 23.

Metode montiranja ili spajanja armature sa plastičnom trakom 11 podrazumevaju, ali nisu ograničene na: krstasto izvlačenje, zavarivanje uz otporno zagrevanje, lasersko zavarivanje, otapanje rastvarača, lepljenje, odnosno mehaničko pričvršćivanje (odsecanje, na primer). Plastična traka može se izvući iz PVC-a, ili polietilena (sa polietilenom velike gustine, na primer). Kada se koristi PVC, preporučuje se otapanje rastvaračem umesto zavarivanja.

Dodaci armiranih delova 30 i 40 plastičnoj traci 12 takođe mogu pomoći u poboljšanju vrednosti pritiska cevi. Prethodno opisane kompozitne trake mogu da uključe i ostale elemente da bi poboljšale vrednost pritiska namotane cevi. Na primer, opna vlakana tkanine (na primer, staklenog vlakna), plastike ili čelika može poboljšati vrednost pritiska cevi. Može se koristiti bilo koji materijal koji ima Jangov koeficijent i snagu koja prevazi laži isti kod plastičnog materijala trake. Opna se može staviti u profil (traka 12) na odgovarajući način. Na primer, opna se može zavariti na osnovu trake 12 ili se može krstasto izvući u osnovu trake 12 da bi se dobila traka 10 kao što je prikazano na crtežima 5 i 6.

Poboljšane karakteristike blokirane ivice takođe se mogu uvrstiti da bi se poboljšala vrednost pritiska cevi. Na crtežima 5 i 6 su prikazani primeri profila konstruisanih za primenu visokog pritiska. Spoljna (muška) ivica 16 i unutrašnja (ženska) ivica 18 formirana od plastične trake 11 obezbeđuju mehaničku blokadu. Ovaj profil je krstasto izvučen uz pomoć hermetičkog zatvaranja armiranih delova 30 i 40, a kompozitna traka 10 se stvara otklanjajući potrebu za dodavanjem zaptivnog niza kako je prethodno opisano. Opna 50 se ubacuje u osnovu trake 11. Opna 50 ima veći Jangov koeficijent i snagu nego PVC plastična traka 11. Kada se namota u spiralnu cev, ovaj profil može da da cev visokog pritiska pogodnu za prenos fluida pod pritiskom. Iako susedna savijanja nisu spojena, debljina plastike i dizajn mehaničke blokade koju formiraju susedne ivice 16 i 18 omogućavaju cevi da podnese znatan unutrašnji pritisak.

Ostala ostvarenja izuma mogu se dobiti opnom koja je ili vezana sa osnovom trake 12 ili ubačena u osnovu trake 12.

Materijali koji imaju usmerena svojstva mogu se koristiti kao opna ili unutar iste. Na primer, mogu se koristiti orijentisane trake plastičnog filma koje su jake u podužnom pravcu, a slabe u dijagonalnom. Te trake mogu poboljšati snagu ’koluta’ namotane cevi.

Trake plastičnog filma koje su jake u dijagonalnom smeru, a slabe u podužnom takođe se mogu koristiti.

Kod nekih primena, poželjno je formirati opnu od dve (ili više) traka plastičnog filma koje su jake u uzajamno pravougaonom smeru što dovodi do kombinovanja velike jačine u svim smerovima.

Primer za odgovarajući materijal koji ima usmerena svojstva jeste jako rastegnut lim poliolefina. Ti limovi imaju visoki stepen molekula usmerenih u istom pravcu što omogućava Jangov koeficijent i čvrstoća na istezanje.

Patent australijskog prijavioca br. AU2003227090 pod nazivom ’Kompozitna traka na namotavanje za formiranje spiralne cevi i postupak’ otkriva svojstva ostalih kompozitnih traka i kompozitne cevi sa postupcima za proizvodnju cevi. Ta svojstva i postupci se mogu koristiti sa izumom koji je sada predstavljen i zato je objavljivanje pomenutog patenta uvršteno u ovu specifikaciju.

Uopšteno govoreći, različiti procenti kratkih vlakana sa visokim e koeficijentom (staklena vlakna, na primer) mogu se preneti kroz ceo profil da bi se dobio poboljšani učinak. Uvođenje tih vlakana može da poboljša jačinu zatezanja kompozitne trake i vrednost pritiska cevi koja je namotana od tih traka.

Razičite kompozitne trake opisane u prethodnim poglavljima proizvode se na različite načine. Naime, armatura se može dodati za vreme procesa izvlačenja (krstasto izvlačenje), posle procesa izvlačenja ali pre namotavanja kompozitne trake na kalem, za vreme procesa namotavanja, za vreme procesa namotavanja cevi ili posle tog procesa.

U zavisnosti od vrste primene, proces namotavanja cevi može biti podzeman unutar cevi koja treba da se sanira, nadzeman na gradilištu ili u fabrici u kojoj se cev proizvodi.

Kao što se jasno vidi na crtežima od 7a do 7f, unutrašnja i spoljna armatura se mogu dodati na različitim tačkama zajedno ili odvojeno u procesima proizvodnje i uključujući naknadno montiranje. Na primer, unutrašnja armatura se može dodati u fazi izvlačenja preko procesa krstastog izvlačenja, a spoljna armatura za vreme ili posle procesa namotavanja kompozitne trake 10 u cev 70.

Prema crtežima 8a i 8b, proces gde se spoljna armatura 40 u obliku žice dodaje kompozitnoj traci 10 za vreme procesa namotavanja cevi ilustrovan je shematski. Par žicanog kalema 50 stavlja se radi snabdevanja žica 40 u žlebove ili ureze 27 koji su formirani na rebarnom delu 20.

Kod nekih primena, prednost je dodati žicu u fazi namotavanja. Na primer, kod nekih procesa saniranja, dodavanje žice na gradilištu može biti teško.

Kod nekih primena, dodavanje žice na kalem može biti bolje nego samo dodavanje kroz krstasto izvlačenje, jer je traka već savijena i zato ima manje opterećenja u traci koja na kraju može ili biti ograničena što se korišćenja tiče ili će biti potrebno povećati unutrašnji prečnik kalema, a time smanjiti kapacitet kalema (što onda povećava troškove vozarine).

Kao jedna od opcija, može se uzeti zatezač 60 da bi se žica 40 prethodno zategla. Rezultat je cev 70 koja je predopterećena, a spoljni armirani deo (žica) 40 je zategnut, dok je unutrašnj armirani deo komprinovan.

Korisno je što su projekcije 29a i 29b oblikovane uvodnikom kao što je prikazano na crtežu 8b. Taj uvodnik, zajedno uz fleksibilnost projekcija 29a i 29b, dopušta da žice dođu na mesto gde su zategnute. Kad se jednom očvrsne u žlebovima 27, niz se može dodati radi zaptivanja armature (poželjno je za čeličnu žicu).

Dodavanje spoljnog armiranog dela posle ili čak za vreme procesa namotavanja cevi kao što je opisano i prikazano na crtežu 8a pruža veliki broj značajnih prednosti. Bez bilo kog ili oba armirana dela koji je u poziciji na tački namotaja cevi, sile su uveliko umanjene. To olakšava proces namotavanja. Takođe, uz proces opisan i prikazan na crtežu 8a, može se postići veoma visoka krutost cevi kombinovane trake zato što je cev već formirana i stoga nije potrebno dizajnirati kompletnu kompozitnu traku za namotavanje.

Nedodavanje jednog ili oba armirana dela pre namotavanja na kalem može dovesti do povećanja dužine trake namotane na kalem pošto je moguće početi namotavanje na manjem prečniku.

Kod nekih primena, prednost je namotati cev odmah posle proizvodnje kompozitne trake 10 bez tog središnjeg koraka namotavanja kompozitne trake. Uz različita ostvarenja izuma koja su već opisana, posebno onih koja uključuju žicu, upredenu i ii neupredenu, profitabilnije je izvoditi kontinuirani proces proizvodnje cevi. Razlog je taj što su velike dužine žice već dostupne i mogu se napraviti u kontinuiranom procesu bez potrebe da se unajmljuje snaga za spajanje žice (armature). Ovaj kontinuirani proces može pružiti znatne dodatne koristi uključujući i smanjenje u inventaru u poređenju sa procesom namotavanja cevi koji uvrštava armaturu u obliku trake (kao što je opisano ranijem patentu br. AU2003227090.

Ovaj izum je predstavljen prema poželjnim ostvarenjima da bi se omogućilo bolje shvatanje izuma, i treba uvažiti da različite izmene mogu biti izvršene bez odstupanja od principa izuma. Stoga izum treba shvatiti kao nešto što uključuje sve takve izmene.

Claims (26)

1. Kompozitna traka koja se namotava da bi formirala spiralnu cev za transport fluida, koja se sastoji od:izdužene plastične trake koja ima osnovu, osnova ima donju stranu koja definiše unutrašnju stranu i gornju stranu koja definiše spoljnu;barem jednog podužnog rebra koje se proširuje i koje je uspravljeno od spoljne strane osnove, a rebro ima krajni deo udaljen od osnove;izduženog unutrašnjeg arm iranog dela koji je unutar ili do osnove;izduženog spoljnog armiranog dela koji je unutar krajnjeg dela rebra paralelno sa unutrašnjim armiranim delom; iizdužene središnje plastične mreže koja se prostire između unutrašnje i spoljne armature, a mreža zajedno sa unutrašnjom i spolj nom armaturom formira kompozitno rebro, NAZNAČENA TIME što, kada je namotana u spiralnu cev, kompozitna traka armira cev i štiti je od opterećenja radijalnog pucanja.

2.Traka koja je opisana u zahtevu 1 NAZNAČENA TIME što je spoljna armatura konstruisana od materijala koji ima veći Jangov koeficijent nego plastična traka i gde je unutrašnja armatura konstruisana od materijala koj i ima veći Jan gov koeficije nt nego plastična traka.

3.Traka opisana u zahtevu 1 NAZNAČENA TIME što su spoljna unutrašnja armatura kompletno hermetički zatvorene.

4.Traka opisana u bilo kojem od zahteva 1 ili 3 NAZNAČENA TIME što gde armatura ima upredene ili neupredene žice.

5.Traka opisana u zahtevu 4 NAZNAČENA TlME što armaturu čine žice.

6.Traka opisana u zahtevu 1 NAZNAČENA TIME što kompozitna traka uključuje mnoštvo podužnih proširenih kompozitnih rebara koji se izdižu sa spoljne strane osnove.

7.19 Traka opisana u zahtevu 1 NAZNAČENA TIME što kompozitna traka uključuje spajanje formacija suprotnih ivica, a spojene formacije su prilagođene blokadi kada je traka namotana u spiralnom pravcu, a susedne ivice trake se preklapaju.

8.Traka opisana u zahtevu 7 NAZNAČENA TIME što se za svako kompozitno rebro meri razdaljina od unutrašnje strane trake na gore do krajnjeg dela kompozitnog rebra, a ta razdaljina nije veća od one koja je izmerena od unutrašnje strane trake na gore do vrha spojenih formacija.

9.Traka opisana u zahtevu 1 koja ima prvi i drugi izduženi spoljni armirani deo koji se nalazi unutar krajnjeg rebarnog dela koji je postavljen bočno i grana se ka prvoj i drugoj strani krila koje preseca rebro po normali do osnove.

10.Kompozitna traka koja se namotava da bi formirala spiralnu cev za transport fluida, koja se sastoji od: izdužene plastične trake koja ima osnovu, osnova ima donju stranu koja definiše unutrašnju stranu i gornju stranu koja definiše spoljnu; barem jednog podužnog rebra koje se proširuje i koje je uspravljeno od spoljne strane osnove, a rebro ima krajni deo udaljen od osnove; izduženog unutrašnjeg armiranog dela koji je unutar ili do osnove; prvog i drugog izduženog spoljnog armiranog dela koji je postavljen unutar krajnjegrebarnog dela paralelno sa unutrašnjom armaturom i bočno se grana ka prvoj i drugoj strani krila koje preseca rebro po normali do osnove; i izdužene središnje plastične mreže koja se prostire između unutrašnje i spoljne armature, a mreža zajedno sa unutrašnjom i spoljnom armaturom formira kompozitno rebro, NAZNAČENA TIME što u kada je namotana u spiralnu cev, kompozitna traka armira cev i štiti je od opterećenja radijalnog pucanja.

11. Traka opisana u zahtevu 10 NAZNAČENA TIME što spoljna armatura konstruisana od materijala koji ima veći Jangov koeficijent nego plastična traka i gde je unutrašnja armatura konstruisana od materijala koj i ima veći Jangov koeficijent nego plastična traka.

12. 20 Traka opisana u zahtevu 10 NAZNAČENA TIME što su spoljna i unutrašnja armatura kompletno hermetički zatvorene.

13.Traka opisana u bilo kojem od zahteva 10 ili 12 NAZNAČENA TIME što armatura ima upredene ili neupredene žice.

14.Traka opisana u zahtevu 13 NAZNAČENA TIME što armaturu čine žice.

15.Traka opisana u zahtevu 10 NAZNAČENA TIME što kompozitna traka uključuje mnoštvo podužnih proširenih kompozitnih rebara koji se izdižu sa spoljne strane osnove.

16.Traka opisana u zahtevu 10 NAZNAČENA TIME što kompozitna traka uključuje spajanje formacija suprotnih ivica, a spojene formacije su prilagođene blokadi kada je traka namotana u spiralnom pravcu, a susedne ivice trake se preklapaju.

17.Traka opisana u zahtevu 16 NAZNAČENA TIME što se za svako kompozitno rebro meri razdaljina od unutrašnje strane trake na gore do krajnjeg dela kompozitnog rebra, a ta razdaljina nije veća od one koja je izmerena od unutrašnje strane trake na gore do vrha spojenih formacija.

18. Cev koja ima spiralno namotanu kompozitnu traku koja se sastoji od: izdužene plastične trake koja ima osnovu, osnova ima donju stranu koja defini še unutrašnju stranu i gornju stranu koja definiše spoljnu ; barem jednog podužnog rebra koje se proširuje i koje je uspravljeno od spoljne strane osnove, a rebro ima krajni deo udaljen od osnove; izdužene unutrašnje armature koja je unutar ili do osnove; izdužene spoljne armature koja je postavljena unutar krajnjeg rebarnog dela paralelno sa unutrašnjom armaturom; i izdužene središnje plastične mreže koja se prostire između unutrašnje i spoljne armature, a mreža zajedno sa unutrašnjom i spoljnom armaturom formira kompozitno rebro, NAZNAČENA TIME što kompozitni rebarni deo armira cev štiti je od opterećenja radijalnog pucanja.

19. Cev opisana u zahtevu 18 NAZNAČENA TIME što kompozitna traka ima prvi i drugi izduženi armirani deo koji je postavljen unutar krajnjeg rebarnog dela paralelno sa unutrašnjom armaturom i bočno se grana ka prvoj i drugoj strani krila koje preseca rebro po normali do osnove.

20.Postupak proizvodnje cevi sastoji se iz sledećih koraka: a) izvlačenje izdužene plastične trake koja ima osnovu , a osnova ima donju stranu koja definiše unutrašnji deo i gornju stranu koja definiše spoljni deo, i barem jedno podužno rebro koje je uspravljeno od spoljne strane osnove; b) uvođenje donje armature u osnovu trake na poziciju do barem jednog rebra da bi se formirala podmontažna kompozitna traka; e) namotavanje podmontažne kompozitne trake na kalem trake ili u spiralno namotanu cev; d) uvođenje gornje armature na vrh barem jednog rebarnog dela da bi se formirala montažna kompozitna traka, a korak uvođenja donje armature odigrava se posle ili za vreme izvlačenja, ali pre namotavanja, tako da se uvođenje gornje armature javlja za vreme ili posle namotavanja.

21.Postupak prema zahtevu 20 NAZNAČEN TIME što se izvlačenje i uvođenje b) javljaju zajedno u krstastoj nareznici izvlačenja.

22.Postupak prema zahtevu 20 NAZNAČEN TIME što se namotavanje e) sastoji od namotavanja podmontažne kompozitne trake u cev.

23.Postupak prema prethodnom zahtevu NAZNAČEN TIME što uvođenje d) uključuje zatezanje spoljne armature tako da cev ima predopterećenje.

24.Postupak prema zahtevu 20 koji se dalje sastoji iz zaptivanja gornjeg armiranog dela unutar vrha barem jednog od rebarnih delova.

25.Postupak proizvodnje cevi sadrži sledeće korake: a) izvlačenje izdužene plastične trake koja ima osnovu, a osnova ima donju stranu koja defini še unutrašnji deo i gornju stranu koja defini še spoljni deo, i barem jedno podužno rebro koje je uspravljeno od spoljne strane osnove b) uvođenje donje armature u osnovu trake na poziciju do barem jednog rebra da bi se formirala podmontažna kompozitna traka; e) savijanje kompozitne trake oko ose koja je dijagonalno od osnove; d) uvođenje gornje armature u krajnji deo barem jednog rebra da bi se formirala montažna kompozitna traka, NAZNAČEN TIME što se korak uvođenja donje armature odigrava posle ili za vreme izvlačenja, ali pre savijanja, i što se uvođenje gornje armature javlja za vreme ili posle savijanja.

26. Postupak proizvodnje cevi sadrži sledeće korake: a) izvlačenje izdužene plastične trake koja ima osnovu, a osnova ima donju stranu koja defini še unutrašnji deo i gornju stranu koja definiše spoljni deo, i barem jedno podu ž no rebro koje je uspravljeno od spoljne strane osnove; b) uvođenje prve armature u osnovu trake na poziciju do barem jednog rebra ili krajnji deo barem jednog rebra da bi se formirala podmontažna kompozitna traka; e) savijanje kompozitne trake oko ose koja je dijagonalno od osnove; d) uvođenje druge armature u osnovu koja je pored barem jednog rebarnog dela ili krajnji deo barem jednog rebra da bi se formirala montažna kompozitna traka, NAZNAČEN TIME što se korak uvođenja prvog armiranog dela odigrava posle ili za vreme izvlačenja, i što se uvođenje drugog arm iranog dela se javlja za vreme ili posle savijanja.