[go: up one dir, main page]

RU2271930C2 - Method for manufacture of biplastic pipes - Google Patents

Method for manufacture of biplastic pipes Download PDF

Info

Publication number
RU2271930C2
RU2271930C2 RU2004100885/12A RU2004100885A RU2271930C2 RU 2271930 C2 RU2271930 C2 RU 2271930C2 RU 2004100885/12 A RU2004100885/12 A RU 2004100885/12A RU 2004100885 A RU2004100885 A RU 2004100885A RU 2271930 C2 RU2271930 C2 RU 2271930C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grooves
stiffeners
binder
shell
pipe
Prior art date
Application number
RU2004100885/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004100885A (en
Inventor
Николай Николаевич Арефьев (RU)
Николай Николаевич Арефьев
бин Леонид Иванович Мун (RU)
Леонид Иванович Мунябин
бин Кирилл Леонидович Мун (RU)
Кирилл Леонидович Мунябин
Original Assignee
Николай Николаевич Арефьев
Леонид Иванович Мунябин
Кирилл Леонидович Мунябин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Николаевич Арефьев, Леонид Иванович Мунябин, Кирилл Леонидович Мунябин filed Critical Николай Николаевич Арефьев
Priority to RU2004100885/12A priority Critical patent/RU2271930C2/en
Publication of RU2004100885A publication Critical patent/RU2004100885A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2271930C2 publication Critical patent/RU2271930C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of pipes, applicable for manufacture of long-sized biplastic pipes.
SUBSTANCE: the method consists in formation of a polymeric pipe shell, application of a fibrous filler with a binding material onto its outer surface and polymerization. Stiffening ribs with grooves crossing the stiffening ribs are formed on the outer surface of the pipe shell. Application of the fibrous filler with the binding material is accomplished on the outer surfaces of the pipe shell, stiffening ribs and grooves.
EFFECT: obtained a reliable mechanical joint of the pipe she; with glass plastic in the process of continuous manufacture of biplastic pipes in a single process cycle at a minimal consumption of material.
23 cl, 12 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области производства труб и может быть использовано для изготовления длинномерных бипластмассовых труб.The present invention relates to the field of pipe production and can be used for the manufacture of long biplast plastic pipes.

Известен способ изготовления бипластмассовых труб из термопласта и стеклопластика путем намотки стеклопластика на рукав из термопласта с последующим нагревом, расширением изнутри и последующей полимеризацией (см. а.с. СССР №193046, В 29 D 23/12). Недостаток известного способа состоит в малой надежности. Неудовлетворительное сцепление стеклопластика с термопластом (полиэтиленом) ведет при эксплуатации трубы к сдвигу по их стыку (фактически к разрушению трубы).A known method of manufacturing biplastic pipes of thermoplastic and fiberglass by winding fiberglass onto a sleeve of thermoplastic followed by heating, expansion from the inside and subsequent polymerization (see AS USSR No. 193046, B 29 D 23/12). The disadvantage of this method is its low reliability. Poor adhesion of fiberglass to thermoplastic (polyethylene) leads during operation of the pipe to a shift along their joint (in fact, to destruction of the pipe).

Известен другой способ изготовления комбинированной трубы, включающий нанесение на полиэтиленовую трубную заготовку, предварительно надетую на технологическую оправку, праймерного слоя, намотку композиционно-волокнистого материала и термообработку с полимеризацией и замоноличиванием элементов (реализованный в ЗАО «Композит-Нефть» в г. Перми при изготовлении трубы по патенту РФ № 2095676, F 16 L 9/133). Здесь благодаря применению праймерного слоя достигается сцепление полиэтиленовой трубной оболочки со стеклопластиком. Однако надежность этого сцепления очень низкая, особенно при изменении температуры окружающей среды или перекачиваемой по трубе жидкости, так как высокая разница коэффициентов теплового расширения полиэтилена и стеклопластика приводит к отслоению их друг от друга, т.е. фактически к разрушению трубы. При возникновении осевых нагрузок в процессе эксплуатации также наступает разрушение трубы вследствие ненадежного сцепления трубной оболочки со стеклопластиком. Кроме того, недостатками такого способа являются высокая трудоемкость, дороговизна и низкая производительность вследствие необходимости большого количества оправок для каждого типоразмера труб, специальных полимеризационных камер, устройств натягивания оболочек на оправки и съема их с оправок, специального экструзионного оборудования для получения точных размеров внутреннего диаметра труб, цикличность процесса.There is another method of manufacturing a combined pipe, including applying to the polyethylene pipe billet, previously worn on a technological mandrel, a primer layer, winding composite fiber material and heat treatment with polymerization and monolithic elements (implemented in ZAO Composite-Oil in Perm in the manufacture of pipes according to the patent of the Russian Federation No. 2095676, F 16 L 9/133). Here, due to the use of the primer layer, adhesion of the polyethylene tubular sheath to fiberglass is achieved. However, the reliability of this clutch is very low, especially when the ambient temperature or the fluid pumped through the pipe changes, since the high difference in the thermal expansion coefficients of polyethylene and fiberglass leads to their delamination from each other, i.e. actually to the destruction of the pipe. If axial loads occur during operation, pipe failure also occurs due to unreliable adhesion of the pipe shell to fiberglass. In addition, the disadvantages of this method are the high complexity, high cost and low productivity due to the need for a large number of mandrels for each pipe size, special polymerization chambers, devices for pulling shells on mandrels and removing them from mandrels, special extrusion equipment to obtain accurate dimensions of the inner diameter of the pipes, cyclic process.

Известен также способ изготовления слоистых труб из полимерных материалов, где на наружной поверхности трубы выполняют винтовые канавки, в которые затем наносят волокнистый наполнитель (см. а.с. СССР № 1659217, кл В 29 С 53/56, 1991). Недостатком известного способа является уменьшение толщины стенок трубы при выполнении в них канавок, что снижает прочность трубы, а следовательно, и надежность работы. Для сохранения прочности трубы после выполнения в ее стенках канавок в известном техническом решении толщину стенок следует увеличивать примерно на глубину канавок, а это связано с повышением затрат материала и, следовательно, с повышением стоимости труб. Кроме того, недостатком этого способа является также высокая трудоемкость, дороговизна и низкая производительность процесса изготовления, отмеченные выше в предыдущем случае.There is also a known method of manufacturing layered pipes from polymeric materials, where helical grooves are made on the outer surface of the pipe, into which fiber filler is then applied (see AS USSR No. 1659217, class B 29 C 53/56, 1991). The disadvantage of this method is to reduce the thickness of the walls of the pipe when making grooves in them, which reduces the strength of the pipe, and therefore, the reliability. To preserve the strength of the pipe after making grooves in its walls in a known technical solution, the wall thickness should be increased by approximately the depth of the grooves, and this is associated with an increase in the cost of the material and, consequently, with an increase in the cost of the pipes. In addition, the disadvantage of this method is also the high complexity, high cost and low productivity of the manufacturing process noted above in the previous case.

Известна также конструкция бипластмассовой трубы (RU 30416, F 16 L 9/12, 2003 г.), где осуществляется механическое сцепление между трубной оболочкой и армирующими элементами без увеличения толщины стенки трубы. Согласно известной конструкции соединение трубной оболочки с армирующими элементами может осуществляться за счет спиральных ребер жесткости противоположного направления, выполненных на наружной поверхности трубной оболочки. Недостатками такой конструкции являются сложность изготовления спиральных ребер жесткости противоположного направления, дополнительные затраты материала, а также невозможность выполнения производственного процесса в едином технологическом цикле.Also known is the construction of a biplast plastic pipe (RU 30416, F 16 L 9/12, 2003), where mechanical adhesion between the pipe shell and the reinforcing elements is carried out without increasing the thickness of the pipe wall. According to the known construction, the connection of the pipe shell with reinforcing elements can be carried out due to spiral stiffening ribs of the opposite direction, made on the outer surface of the pipe shell. The disadvantages of this design are the complexity of manufacturing spiral stiffeners in the opposite direction, the additional cost of the material, as well as the inability to perform the production process in a single technological cycle.

Известен и принят за прототип способ изготовления бипластмассовых труб, включающий формование полимерной трубной оболочки, нанесение на ее наружную поверхность волокнистого наполнителя и связующего материала, полимеризацию, при этом для облегчения механической связи между слоями стеклопластика и полимерной оболочки поверхность термопластичной оболочки плакируют слоем стеклоткани, не пропитанной связующим, путем ее частичного вплавления в термопласт за счет давления сжатого воздуха, подаваемого внутрь экструдируемой оболочки в зоне плакирования (см. а.с. СССР № 216241, В 29 С 47/02). Следовательно, в этом способе избавляются от большого количества оправок, избавляются от цикличности, так как нанесение волокнистого наполнителя и связующего материала выполняют непосредственно при изготовлении полимерной оболочки. Это дает возможность значительно повысить производительность и снизить трудоемкость и материалоемкость способа. Недостатком известного способа является низкая надежность трубы, так как сцепление между трубной оболочкой и стеклопластиком осуществляется за счет введения дополнительного промежуточного слоя - непропитанной стеклоткани, которая вплавляется в оболочку. То есть вместо праймера в рассмотренных выше случаях здесь применяется стеклоткань. Низкая надежность сцепления между трубной оболочкой и стеклопластиком является причиной разрушения бипластмассовой трубы при осевых нагрузках, возникающих в процессе эксплуатации. Также при изменении температуры окружающей среды или перекачиваемой по трубе жидкости вследствие высокой разницы коэффициентов теплового расширения оболочки и стеклопластика происходит отслоение их друг от друга, что вызывает разрушение трубы.Known and adopted as a prototype is a method of manufacturing biplast tubes, comprising forming a polymer tubular sheath, applying a fibrous filler and a binder to its outer surface, polymerizing, while to facilitate mechanical bonding between the layers of fiberglass and the polymer sheath, the surface of the thermoplastic sheath is clad with a layer of fiberglass, not impregnated the binder, by partially melting it into the thermoplastic due to the pressure of compressed air supplied into the extruded shell in e cladding (see. № AS USSR 216241, B 29 C 47/02). Therefore, in this method they get rid of a large number of mandrels, get rid of cyclicity, since the application of the fibrous filler and the binder material is carried out directly in the manufacture of the polymer shell. This makes it possible to significantly increase productivity and reduce the complexity and material consumption of the method. The disadvantage of this method is the low reliability of the pipe, since the adhesion between the pipe shell and fiberglass is carried out by introducing an additional intermediate layer - non-impregnated fiberglass, which is melted into the shell. That is, instead of a primer in the cases considered above, fiberglass is used here. The low adhesion between the pipe shell and fiberglass is the cause of the destruction of the biplast pipe under axial loads that occur during operation. Also, when the ambient temperature or the fluid pumped through the pipe changes due to the high difference in the coefficients of thermal expansion of the shell and fiberglass, they delaminate from each other, which causes the destruction of the pipe.

Решаемая предлагаемым изобретением задача - повышение надежности трубы при различных режимах эксплуатации.The problem solved by the invention is to increase the reliability of the pipe under various operating conditions.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемого способа, - получение надежного механического соединения трубной оболочки со стеклопластиком в процессе непрерывного изготовления бипластмассовых труб в едином технологическом цикле при минимальных расходах материала.The technical result that can be obtained by implementing the proposed method is to obtain a reliable mechanical connection of the tubular sheath with fiberglass in the process of continuous production of biplast plastic pipes in a single technological cycle with minimal material consumption.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном способе изготовления бипластмассовых труб, включающем формование полимерной трубной оболочки, нанесение на ее наружную поверхность волокнистого наполнителя со связующим материалом и полимеризацию, согласно предлагаемому изобретению на наружной поверхности трубной оболочки формуют ребра жесткости с канавками, пересекающими ребра жесткости, причем нанесение волокнистого наполнителя со связующим материалом осуществляют на наружные поверхности трубной оболочки, ребер жесткости и канавок.To solve the problem with the achievement of the specified technical result in a known method of manufacturing biplastic pipes, including the formation of a polymer tubular sheath, applying a fibrous filler with a binder to its outer surface and polymerization, according to the invention, stiffeners with grooves intersecting on the outer surface of the tubular sheath are formed stiffeners, and the application of a fibrous filler with a binder material is carried out on the outside over spine tube shell, ribs and grooves.

Возможны дополнительные варианты осуществления заявленного способа, в которых целесообразно, чтобы:Additional embodiments of the claimed method are possible, in which it is advisable that:

- ребра жесткости формовали вдоль оси во время формования оболочки внутри экструзионной головки и в калибраторе, а канавки формовали в виде спиралей путем механической обработки ребер жесткости после их формования;- stiffeners were molded along the axis during the formation of the shell inside the extrusion head and in the calibrator, and the grooves were molded in the form of spirals by machining the stiffeners after molding;

- связующий материал наносили на наружные поверхности трубной оболочки, ребер жесткости и канавок путем протягивания трубной оболочки через камеру, наполненную связующим, а волокнистый наполнитель наматывали на покрытые связующим оболочку, ребра и канавки в виде не менее чем двух взаимно-перекрестных слоев, направления которых соответствуют направлениям спиралей канавок, после чего на поверхность слоев вновь наносили связующий материал путем протягивания сформованной трубы через камеру, наполненную связующим под давлением, с последующим снятием излишков связующего и полимеризацией нагревом путем протягивания через кольцевые тепловые камеры;- the binder material was applied to the outer surfaces of the tubular shell, stiffeners and grooves by pulling the tubular shell through a chamber filled with a binder, and the fibrous filler was wound on a binder-coated shell, ribs and grooves in the form of at least two mutually cross layers, the directions of which correspond directions of the spiral grooves, after which the binder material was again applied onto the surface of the layers by pulling the molded pipe through a chamber filled with a binder under pressure, followed by the removal of excess binder and polymerization by heating by pulling through annular heat chambers;

- ребра жесткости формовали путем приварки полимерного материала к наружной поверхности трубной оболочки после ее формования и охлаждения;- stiffeners were molded by welding a polymer material to the outer surface of the tube shell after it was molded and cooled;

- ребра жесткости формовали путем экструзии при прохождении трубной оболочки внутри дополнительной экструзионной головки;- stiffeners were molded by extrusion while passing the pipe sheath inside an additional extrusion head;

- канавки формовали путем механической обработки ребер жесткости и трубной оболочки;- the grooves were molded by machining the stiffeners and the tubular sheath;

- канавки формовали путем прерывания формования ребер жесткости;- the grooves were molded by interrupting the formation of stiffeners;

- канавки формовали путем силового воздействия нагретыми элементами, например роликами, на наружную поверхность ребер жесткости или ребер жесткости и трубной оболочки;- the grooves were molded by force by heated elements, for example, rollers, on the outer surface of the stiffeners or stiffeners and pipe shell;

- ребра жесткости формовали по спирали, а канавки - по спирали противоположного ребрам жесткости направления, причем намотку волокнистого наполнителя выполняли в виде не менее чем двух взаимно-перекрестных слоев, направления которых соответствуют направлениям ребер и канавок;- stiffeners were molded in a spiral, and grooves - in a spiral opposite to the stiffening ribs, and the fibrous filler was wound in the form of at least two mutually cross-layers, the directions of which correspond to the directions of the ribs and grooves;

- ребра жесткости формовали вдоль, а канавки - перпендикулярно оси трубы, причем намотку волокнистого наполнителя выполняли в виде поперечно-продольных слоев;- stiffeners were molded along and grooves perpendicular to the axis of the pipe, and the fibrous filler was wound in the form of transverse-longitudinal layers;

- связующий материал наносили на наружные поверхности трубной оболочки, ребер жесткости и в канавки путем набрызгивания форсунками или кистями и щетками;- a binder material was applied to the outer surfaces of the tubular sheath, stiffeners and grooves by spraying with nozzles or brushes and brushes;

- связующий материал наносили на наружные поверхности трубной оболочки, ребер жесткости и в канавки предварительно нагретым;- a binder material was applied to the outer surfaces of the tubular sheath, stiffeners and pre-heated grooves;

- связующий материал наносили на намотанные слои волокнистого наполнителя под гидродинамическим давлением, создаваемым путем протягивания трубы через конические направляющие, заполненные связующим, в том числе и под дополнительным статическим давлением;- the binder material was applied to the wound layers of the fibrous filler under hydrodynamic pressure created by pulling the pipe through conical guides filled with a binder, including under additional static pressure;

- после намотки каждого слоя волокнистого наполнителя на его поверхность наносили связующий материал;- after winding each layer of fibrous filler, a binder material was applied to its surface;

- нагрев сформированной трубы осуществляли ступенчато путем протягивания ее через кольцевые нагревательные камеры с разными температурами;- heating of the formed pipe was carried out stepwise by pulling it through the annular heating chambers with different temperatures;

- после наматывания первого слоя волокнистого наполнителя и нанесения на него связующего материала осуществляли нагрев в кольцевой камере и предварительную полимеризацию;- after winding the first layer of fibrous filler and applying a binder to it, heating was carried out in an annular chamber and preliminary polymerization;

- после наматывания каждого слоя волокнистого наполнителя и нанесения на него связующего материала осуществляли нагрев в кольцевой камере и предварительную полимеризацию;- after winding each layer of fibrous filler and applying a binder to it, heating was carried out in an annular chamber and preliminary polymerization;

- после формования ребер жесткости и канавок на их поверхности и трубную оболочку наносили адгезивный материал, обеспечивающий сцепление оболочки с волокнистым наполнителем;- after forming the stiffeners and grooves on their surface and the tube sheath, adhesive material was applied to ensure adhesion of the sheath to the fibrous filler;

- после формования ребер жесткости и канавок на их поверхности и трубную оболочку наносили праймер, обеспечивающий сцепление оболочки с полученным после полимеризации стеклопластиком;- after forming the stiffeners and grooves, a primer was applied on their surface and the tubular sheath, which ensured adhesion of the sheath to the fiberglass obtained after polymerization;

- после формования ребер жесткости и канавок на их поверхности и трубную оболочку наносили два и более праймеров, обеспечивающих максимальное сцепление оболочки с внутренним праймером; полученного после полимеризации стеклопластика с наружным праймером; и наружного и внутреннего праймеров между собой или с промежуточным праймером;- after forming the stiffeners and grooves on their surface and the tubular sheath, two or more primers were applied, providing maximum adhesion of the shell to the inner primer; obtained after polymerization of fiberglass with an external primer; and the outer and inner primers with each other or with an intermediate primer;

- в качестве материала полимерной трубной оболочки использовали полипропилен, или сшитый полиэтилен, или полиэтилен высокой плотности, или полиэтилен низкой плотности, или поливинилхлорид, или другой материал, формуемый в трубную оболочку экструзией, штрангпрессованием или навивкой;- polypropylene, or cross-linked polyethylene, or high-density polyethylene, or low-density polyethylene, or polyvinyl chloride, or other material molded into the pipe shell by extrusion, extrusion, or winding was used as the material of the polymer tube shell;

- после намотки волокнистого наполнителя и нанесения связующего материала перед нагревом на поверхность сформованной трубы наматывали непропитанный тканый материал;- after winding the fibrous filler and applying a binder material before heating, an impregnated woven material was wound on the surface of the formed pipe;

- после намотки волокнистого наполнителя и нанесения связующего материала перед нагревом на поверхность сформованной трубы наносили слой быстро полимеризуемого материала, температура полимеризации которого ниже, а скорость полимеризации выше, чем у связующего материала.- after winding the fibrous filler and applying the binder material before heating, a layer of rapidly polymerizable material was applied to the surface of the formed pipe, the polymerization temperature of which is lower and the polymerization rate is higher than that of the binder material.

Указанные преимущества, а также особенности предлагаемого изобретения поясняются вариантами его осуществления со ссылками на чертежи: на фиг.1 изображена схема установки для изготовления бипластмассовых труб; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - вид В на фиг.1; на фиг.5 - вид Г на фиг.1; на фиг.6 - вид Д на фиг.1; на фиг.7 - поперечное сечение калибратора; на фиг.8 - элемент трубной оболочки со спиральными ребрами жесткости и канавками; на фиг.9 - устройство формования поперечных канавок; на фиг.10 - элемент трубной оболочки с продольными ребрами жесткости и поперечными канавками; на фиг.11 - элемент трубы с поперечно-продольной намоткой; на фиг.12 - схема камеры пропитки связующим.These advantages, as well as the features of the present invention are illustrated by the options for its implementation with reference to the drawings: figure 1 shows a diagram of an installation for the manufacture of bi-plastic pipes; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a view of B in figure 1; figure 4 is a view In figure 1; in Fig.5 is a view of G in Fig.1; in Fig.6 is a view of D in Fig.1; 7 is a cross section of a calibrator; on Fig - an element of the tubular shell with spiral stiffeners and grooves; figure 9 - device for forming transverse grooves; figure 10 is an element of the tubular shell with longitudinal stiffeners and transverse grooves; figure 11 is a pipe element with transverse longitudinal winding; 12 is a diagram of a binder impregnation chamber.

Из экструдера 1 (фиг.1) и головки 2 выходит сформованная трубная оболочка 3, которая проходит калибратор 4 и вакуумную камеру 5, где на ее поверхности формуются продольные ребра 6 (фиг.2, 3). Оболочка 3 с ребрами 6 замоноличивается в виде оребренной трубы 7, которая протягивается через охлаждающее устройство 8. Продольное перемещение трубной оболочки обеспечивается тянущим устройством 9, благодаря которому она поступает в устройства выполнения канавок 10 и 11. Устройства 10 и 11 снабжены механическими фрезами и вращаются в противоположные стороны, выполняя канавки 12 и 13 (фиг.4) с углами α1 и α2 к оси трубы. Далее трубная оболочка 3 протягивается через камеру 14 со связующим, благодаря чему связующее наносится на поверхности оболочки, ребер 6 и в канавки 12 и 13. Потом оболочка 3 поступает в узел намотки 15, где на оболочку с ребрами 6 и канавками 12 и 13 наматывается волокнистый наполнитель 16 под углом α1 к оси трубы, направление которого совпадает с направлением канавок 12 (фиг.5), затем - в узел намотки 17, имеющий противоположное вращение узлу 15, где наматывается волокнистый наполнитель 18 под углом α2, совпадающим с направлением канавок 13 (фиг.6). Оболочка 3 с намотанными на нее 2-мя слоями волокнистого наполнителя протягивается через камеру 19 со связующим, находящимся там под давлением. Благодаря давлению происходит пропитка волокнистого наполнителя 16 и 18 связующим. Излишки связующего снимаются с поверхности наполнителя 18 скребком 20 и сливаются в ванну 21, откуда насосом 22 подаются в камеру 19 под давлением. Далее сформованная бипластмассовая труба, состоящая из оболочки 3 с ребрами 6 и канавками 12 и 13 и с намотанными на нее слоями 16 и 18 волокнистого наполнителя, пропитанными связующим, поступает в кольцевые камеры нагрева 23, 24, 25, где осуществляется полимеризация и замоноличивание элементов бипластмассовой трубы. После этого труба разрезается на отрезки отрезным устройством 26 и поступает на участок окончательной полимеризации. Для выполнения ребер жесткости на оболочке 3 на внутренней поверхности калибратора 4 (фиг.7) выполняются канавки 27. Такие же канавки могут быть выполнены в конце матрицы головки 2 или в специальной сменной вставке в конце матрицы головки.From the extruder 1 (Fig. 1) and head 2, a molded tubular shell 3 emerges, which passes through the calibrator 4 and the vacuum chamber 5, where longitudinal ribs 6 are formed on its surface (Figs. 2, 3). The shell 3 with ribs 6 is monolithic in the form of a finned tube 7, which is pulled through the cooling device 8. The longitudinal movement of the pipe shell is provided by a pulling device 9, due to which it enters the device for making grooves 10 and 11. The devices 10 and 11 are equipped with mechanical mills and rotate in opposite sides, making grooves 12 and 13 (figure 4) with angles α 1 and α 2 to the axis of the pipe. Next, the tubular sheath 3 is pulled through the binder 14 through the chamber, whereby the binder is applied to the surface of the sheath, ribs 6 and into the grooves 12 and 13. Then the sheath 3 enters the winding assembly 15, where the fibrous is wound onto the sheath with ribs 6 and grooves 12 and 13 filler 16 at an angle α 1 to the axis of the pipe, the direction of which coincides with the direction of the grooves 12 (Fig. 5), then to the winding assembly 17 having an opposite rotation to the assembly 15, where the fibrous filler 18 is wound at an angle α 2 coinciding with the direction of the grooves 13 (Fig.6). The shell 3 with 2 layers of fibrous filler wound thereon is pulled through the chamber 19 with a binder, which is under pressure there. Due to the pressure, the fiber filler 16 and 18 are impregnated with a binder. The excess binder is removed from the surface of the filler 18 with a scraper 20 and discharged into the bath 21, from where it is pumped into the chamber 19 under pressure with a pump 22. Next, the molded biplastic pipe, consisting of a shell 3 with ribs 6 and grooves 12 and 13 and with fibrous filler layers 16 and 18 wound on it and impregnated with a binder, enters the annular heating chambers 23, 24, 25, where polymerization and monolithization of the biplast plastic elements is carried out pipes. After that, the pipe is cut into segments by a cutting device 26 and enters the final polymerization section. To make stiffeners on the shell 3, grooves 27 are made on the inner surface of the calibrator 4 (Fig. 7). The same grooves can be made at the end of the head die 2 or in a special removable insert at the end of the head die.

Благодаря наличию на оболочке 3 ребер жесткости 6 и канавок 12 и 13 осуществляется механическое сцепление между оболочкой и армирующими элементами 16,18, что создает их надежное соединение. При некоторых режимах транспортирования в бипластмассовых трубах между внутренней трубной оболочкой 3 и наружной полимерной оболочкой, сформированной в процессе полимеризации, могут возникать осевые усилия сдвига, которые воспринимаются ребрами жесткости 6. В этом случае для обеспечения прочности механического сцепления трубной оболочки 3 и армирующих элементов 16, 18 высота h ребер жесткости 6 должна быть выполнена на основании инженерного расчета по общей теории прочности. При изменении температуры окружающей среды или перекачиваемой по трубе жидкости диаметры оболочки 3 и армирующих элементов 16, 18 изменяются на разные величины, так как их материалы имеют разные коэффициенты теплового расширения. Например, при охлаждении перекачиваемой жидкости диаметр оболочки 3 уменьшится больше, чем диаметр армирующих элементов 16, 18, поэтому между оболочкой и армирующим элементом 16 появится зазор. Однако благодаря канавкам 12 и 13 оболочка 3 и армирующие элементы 16, 18 будут находиться в зацеплении, для этого необходимо, чтобы высота ребер h была всегда больше зазора, который можно определить путем инженерного расчета по теории теплопередач: h>(θoa)·Δt·D, где θо, θa - коэффициенты линейного теплового расширения соответственно материала оболочки 3 и армирующего элемента 16, Δt - уменьшение температуры перекачиваемой жидкости, D - наружный диаметр оболочки 3. Ребра жесткости предназначены для выполнения в них канавок. Благодаря ребрам жесткости нет необходимости в увеличении толщины стенки трубы на глубину канавок по всему ее сечению, чтобы сохранить прочность трубы. Ребра жесткости увеличивают толщину стенки трубы не по всему сечению стенки, а локально, что снижает расход материала на изготовление трубы и, следовательно, ее стоимость, обеспечивая прочность и надежность при эксплуатации. Благодаря тому что ребра жесткости с канавками формуются одновременно с формованием трубной оболочки или в одной технологической цепочке, обеспечивается непрерывность технологического процесса при изготовлении бипластмассовых труб, что увеличивает производительность и снижает стоимость изготовления.Due to the presence of stiffening ribs 6 and grooves 12 and 13 on the shell 3, mechanical adhesion between the shell and the reinforcing elements 16,18 is carried out, which creates their reliable connection. In some modes of transportation in biplast tubes between the inner tube shell 3 and the outer polymer shell formed during the polymerization, axial shear forces can occur, which are perceived by stiffeners 6. In this case, to ensure the mechanical adhesion of the tube shell 3 and the reinforcing elements 16, 18, the height h of the stiffeners 6 should be performed on the basis of an engineering calculation according to the general theory of strength. When the ambient temperature or the fluid pumped through the pipe changes, the diameters of the shell 3 and the reinforcing elements 16, 18 change by different values, since their materials have different coefficients of thermal expansion. For example, when the pumped liquid is cooled, the diameter of the shell 3 will decrease more than the diameter of the reinforcing elements 16, 18, so a gap will appear between the shell and the reinforcing element 16. However, thanks to the grooves 12 and 13, the shell 3 and the reinforcing elements 16, 18 will be engaged, for this it is necessary that the height of the ribs h is always greater than the gap, which can be determined by an engineering calculation using the theory of heat transfer: h> (θ oa ) · Δt · D, where θ о , θ a are the linear thermal expansion coefficients of the shell material 3 and the reinforcing element 16, Δt is the decrease in the temperature of the pumped liquid, D is the outer diameter of the shell 3. The ribs are designed to groove them. Thanks to the stiffening ribs, there is no need to increase the thickness of the pipe wall by the depth of the grooves over its entire cross section in order to maintain the strength of the pipe. Stiffening ribs increase the pipe wall thickness not over the entire wall section, but locally, which reduces the material consumption for pipe production and, consequently, its cost, providing strength and reliability during operation. Due to the fact that the stiffening ribs with grooves are formed simultaneously with the formation of the tube shell or in one technological chain, the continuity of the process is ensured in the manufacture of biplastic pipes, which increases productivity and reduces the cost of manufacture.

Необходимо отметить, что для расширения функциональных возможностей существующего экструдерного оборудования, предназначенного для выпуска гладких труб, ребра 6 могут быть приварены к оболочке 3 существующим сварочным оборудованием, которое должно быть установлено за тянущим устройством 9. Это увеличит номенклатуру выпускаемых труб.It should be noted that in order to expand the functionality of existing extruder equipment designed for the production of smooth pipes, ribs 6 can be welded to the casing 3 with existing welding equipment, which should be installed behind the hauling device 9. This will increase the range of pipes produced.

При наличии на экструдерной линии, выпускающей гладкие трубы, угловой головки с дополнительным экструдером, например, для нанесения красящих полос ребра жесткости можно сформовать экструзией при прохождении оболочки внутри этой дополнительной головки. При этом головка должна находиться за вакуумной камерой 7. Это также расширит функциональные возможности существующего оборудования и увеличит номенклатуру выпускаемых труб.If there is an angular head with an additional extruder on the extruder line that produces smooth pipes, for example, for applying paint strips, stiffeners can be formed by extrusion while passing the shell inside this additional head. In this case, the head should be located behind the vacuum chamber 7. This will also expand the functionality of existing equipment and increase the range of manufactured pipes.

При перекачивании по бипластмассовым трубам жидкостей при условиях создания больших осевых нагрузок на ребра жесткости или с большим диапазоном изменения температуры Δt канавки можно формовать путем механической обработки как ребер жесткости 6, так и трубной оболочки 3, что увеличит высоту сцепления оболочки с армирующим элементом 16. Это несколько увеличит расход материала, но позволит расширить область применения труб для перекачивания жидкостей.When pumping liquids through biplast tubes under conditions of creating large axial loads on the stiffeners or with a wide temperature range Δt, grooves can be formed by machining both stiffeners 6 and pipe shell 3, which will increase the adhesion height of the shell with the reinforcing element 16. This slightly increase the consumption of material, but will expand the scope of the pipe for pumping liquids.

При приварке ребер жесткости 6 к наружной поверхности оболочки 3 канавки 12, 13 можно формовать прерыванием процесса сварки. Это упрощает процесс расширения возможностей существующего оборудования, так как при дооборудовании исключается установка устройств 10 и 11.When welding stiffeners 6 to the outer surface of the shell 3, the grooves 12, 13 can be formed by interrupting the welding process. This simplifies the process of expanding the capabilities of existing equipment, since the installation of devices 10 and 11 is excluded during retrofitting.

При изготовлении оболочек 3 из материала с невысокой температурой плавления (например, полиэтилен высокого давления) и с небольшим диапазоном изменения температуры Δt перекачиваемой жидкости, а также ее давления, когда канавки неглубокие, формование канавок 12 и 13 можно выполнить путем силового воздействия нагретыми элементами, например роликами в узлах 10 и 11 (взамен механических фрез). Это позволит упростить процесс формования канавок, что оптимизирует изготовление бипластмассовых труб в зависимости от применяемого материала оболочек 3 и назначения труб.In the manufacture of shells 3 from a material with a low melting point (for example, high pressure polyethylene) and with a small range of temperature changes Δt of the pumped liquid, as well as its pressure when the grooves are shallow, the formation of grooves 12 and 13 can be performed by force exposure to heated elements, for example rollers in nodes 10 and 11 (instead of mechanical milling cutters). This will simplify the process of forming grooves, which optimizes the manufacture of biplastic pipes, depending on the material of the shells 3 and the purpose of the pipes.

При использовании бипластмассовых труб в особо тяжелых условиях, когда перекачивают жидкость под большим давлением, с большими осевыми усилиями на ребра жесткости, а также действуют большие температурные нагрузки, ребра жесткости можно формовать по спирали. В этом случае следует установить специальную головку с вращающимся сопловым элементом (например, как в а.с. СССР № 1016187, В 29 D 23/04), которая сформует ребро жесткости 28 на поверхности трубной оболочки 3 в виде спирали (фиг.8) с углом к оси оболочки α1. Канавки 13 формуются также в виде спирали с углом к оси оболочки α2. При этом вместо устройства 10 (фиг.1) следует установить головку для формования спирального ребра, а устройство 11 сформует канавку. Намотка волокнистого наполнителя выполняется устройством 15 по направлению спирали ребра 28 под углом α1, а устройством 16 - по направлению спирали канавки 13 под углом α2. Таким образом, формование спирального ребра жесткости, несмотря на некоторое усложнение конструкции (вместо канавок на калибраторе необходимо ввести новый элемент - головку для изготовления спирали) позволит создавать трубы для надежной эксплуатации в особо тяжелых условиях, что расширит номенклатуру выпускаемых изделий.When using biplast pipes in particularly difficult conditions, when pumping fluid under high pressure, with great axial forces on the stiffeners, and also large thermal loads act, stiffeners can be formed in a spiral. In this case, you should install a special head with a rotating nozzle element (for example, as in the USSR AS No. 1016187, B 29 D 23/04), which will form a stiffener 28 on the surface of the pipe shell 3 in the form of a spiral (Fig. 8) with an angle to the axis of the shell α 1 . The grooves 13 are also formed in the form of a spiral with an angle α 2 to the axis of the shell. In this case, instead of the device 10 (Fig. 1), a head for forming the spiral rib should be installed, and the device 11 will form a groove. The winding of the fibrous filler is performed by the device 15 in the direction of the spiral ribs 28 at an angle α 1 , and the device 16 in the direction of the spiral grooves 13 at an angle α 2 . Thus, the formation of a spiral stiffener, despite some structural complexity (instead of grooves on the calibrator, you need to introduce a new element - a head for making a spiral) will allow you to create pipes for reliable operation in especially difficult conditions, which will expand the range of products.

При эксплуатации бипластмасовых труб в условиях, когда они подвергаются большим осевым усилиям (осевые напряжения превышают тангенциальные), следует изменить углы намотки α1 и α2. Однако может быть более экономично ввести вместо перекрестной намотки поперечно-продольную. Для этого канавки нужно формовать с углом α12≈90°. Для этой цели вместо устройств 10 и 11 можно применить устройство, схема которого приведена на фиг.9. Оно включает в себя кольцо 29, установленное на роликах 30 с возможностью поворота относительно оси оболочки 3 на угол β. На кольце установлены четыре пальцевые фрезы 31 (по числу продольных ребер жесткости) с приводами 32. Поворот кольца 29 осуществляется гидроцилиндром 33 (или пневмоцилиндром). Задав программу перемещения штока цилиндра 33, можно сформовать канавки 34, показанные на фиг.10. При необходимости можно кольцо 29 дополнительно перемещать вдоль оси оболочки 3 со скоростью перемещения оболочки с последующим возвращением в исходную позицию. Намотку волокнистого наполнителя следует выполнять по поперечно-продольной схеме, показанной на фиг.11. Для этого устройствами 15 и 17 наматываются поперечные слои волокнистого наполнителя 35 и 36. Для укладки продольного слоя 37 следует установить неподвижный шпулярник между устройствами 15 и 17, со шпуль которого будут сматываться нити вдоль оси оболочки 3. Задавая соотношения диаметров наполнителя 35, 36 и 37, а также толщины их намотки, можно получить необходимые для надежной эксплуатации характеристики бипластмассовой трубы, что позволит расширить номенклатуру выпускаемых труб.When operating biplastic pipes under conditions when they are subjected to large axial forces (axial stresses exceed tangential ones), the winding angles α 1 and α 2 should be changed. However, it may be more economical to introduce a transverse longitudinal coil instead of cross winding. For this, the grooves must be molded with an angle α 1 = α 2 ≈90 °. For this purpose, instead of devices 10 and 11, you can use the device, a diagram of which is shown in Fig.9. It includes a ring 29 mounted on rollers 30 with the possibility of rotation relative to the axis of the shell 3 by an angle β. Four finger mills 31 are installed on the ring (according to the number of longitudinal stiffeners) with actuators 32. The rotation of the ring 29 is carried out by a hydraulic cylinder 33 (or a pneumatic cylinder). By defining a cylinder rod 33 movement program, grooves 34 shown in FIG. 10 can be formed. If necessary, you can optionally move the ring 29 along the axis of the shell 3 with the speed of movement of the shell with subsequent return to its original position. The winding of the fibrous filler should be performed according to the transverse-longitudinal scheme shown in Fig.11. To do this, the transverse layers of fibrous filler 35 and 36 are wound around with devices 15 and 17. To lay the longitudinal layer 37, a fixed creel should be installed between devices 15 and 17, from the spools of which the threads along the axis of the sheath 3 will be wound. Setting the ratios of the filler diameters 35, 36 and 37 , as well as the thickness of their winding, you can get the characteristics of a biplastic pipe necessary for reliable operation, which will expand the range of pipes produced.

Для интенсификации процесса нанесения связующего материала, когда он имеет достаточно высокую текучесть, вместо устройства 14 можно применить форсунки или кисти и щетки. Это позволит применять связующие с различными свойствами, что разнообразит характеристики труб и увеличит их номенклатуру.To intensify the process of applying a binder material, when it has a sufficiently high fluidity, instead of the device 14, nozzles or brushes and brushes can be used. This will allow the use of binders with various properties, which diversifies the characteristics of the pipes and increases their nomenclature.

При использовании связующего высокой вязкости его необходимо подогревать, чтобы эффективно наносить на поверхность оболочки, ребра и канавки. Для этого можно, например, устройство 19 снабдить подогревом (фиг.12). Это увеличит прочность соединения.When using a binder of high viscosity, it must be heated in order to effectively apply to the surface of the shell, ribs and grooves. For this, it is possible, for example, to provide the device 19 with heating (Fig. 12). This will increase the bond strength.

Прочность и надежность бипластмассовой трубы зависит от качества пропитки намотанного волокнистого наполнителя 16, 18 связующим. Если в качестве наполнителя применяется стеклоровинг, то кроме статического давления следует применять также гидродинамическое давление для интенсификации пропитки. Для этого трубу следует протягивать через конические направляющие раструбы, которые устанавливаются на устройстве 19, как показано на фиг.12. Камера пропитки 19 дополнительно может включать конические раструбы 38 с манжетами 39. При перемещении оболочки 3 с ребрами 6 и канавками 12, 13 с намотанным на них волокнистым наполнителем 16, 18 в предкамере 40, наполненной связующим, связующее захватывается поверхностью волокнистого наполнителя и увлекается в раструб 38, где происходит принудительное вдавливание связующего в наполнитель гидродинамическими силами. Кроме того, в манжетах 39 также происходит вдавливание связующего в наполнитель силами упругости манжет. В камере 19 вдавливание связующего в наполнитель происходит статическими силами давления, создаваемого насосом 22. Для интенсификации пропитки наполнителя связующим устройство 19 может быть снабжено вакуумной камерой 41 с вакуумным насосом 42 для отсоса воздуха из наполнителя. Излишки связующего снимаются с поверхности наполнителя скребком 20 и стекают в отсек 43, откуда периодически выкачиваются насосом 22. Благодаря такой схеме пропитка волокнистого наполнителя связующим происходит интенсивно, что дает возможность пропитывать слои стеклоровинга, составленного из стеклонитей, а это способствует повышению надежности трубы при увеличенной производительности изготовления бипластмассовых труб.The strength and reliability of the biplastic pipe depends on the quality of the impregnation of the wound fibrous filler 16, 18 binder. If glass roving is used as a filler, then in addition to static pressure, hydrodynamic pressure should also be used to intensify the impregnation. To do this, the pipe should be pulled through the conical guide sockets, which are installed on the device 19, as shown in Fig.12. The impregnation chamber 19 may additionally include conical sockets 38 with cuffs 39. When the casing 3 is moved with ribs 6 and grooves 12, 13 with fibrous filler 16, 18 wound thereon in the pre-chamber 40 filled with a binder, the binder is captured by the surface of the fibrous filler and entrained into the bell 38, where there is a forced indentation of the binder into the filler by hydrodynamic forces. In addition, in the cuffs 39, the binder is also pressed into the filler by the elastic forces of the cuffs. In the chamber 19, the binder is pressed into the filler by the static pressure forces generated by the pump 22. To intensify the impregnation of the filler with the binder, the device 19 can be equipped with a vacuum chamber 41 with a vacuum pump 42 for suctioning air from the filler. The excess binder is removed from the surface of the filler with a scraper 20 and flows into the compartment 43, from where it is periodically pumped out by the pump 22. Due to this scheme, the fibrous filler is saturated with the binder intensively, which makes it possible to impregnate layers of glass roving composed of glass fibers, and this increases the reliability of the pipe with increased productivity manufacturing biplast pipes.

Если эксплуатация бипластмассовых труб происходит при высоких давлениях транспортируемой жидкости, то требуется намотать толстые слои наполнителя. Для повышения производительности в качестве наполнителя можно использовать тканые стекломатериалы в несколько слоев, но в этом случае усложнится процесс пропитки всех слоев, что снизит надежность трубы. Чтобы избежать этого, на каждый слой наполнителя следует наносить связующий материал. Это достигается тем, что устройство 19 устанавливается после каждого намоточного устройства 15 и 17. Такая схема позволит увеличить прочность выпускаемых бипластмассовых труб.If the operation of bi-plastic pipes occurs at high pressures of the transported fluid, then thick layers of filler must be wound. To increase productivity, woven glass materials in several layers can be used as a filler, but in this case the process of impregnation of all layers will be complicated, which will reduce the reliability of the pipe. To avoid this, a binder should be applied to each filler layer. This is achieved by the fact that the device 19 is installed after each winding device 15 and 17. Such a scheme will increase the strength of the produced biplastic pipes.

При изготовлении бипластмассовых труб для повышенных давлений, где требуется большая толщина намотанного наполнителя, полимеризацию следует проводить ступенчато, для этого трубу протягивают через кольцевые нагревательные камеры 23, 24, 25, температура в которых разная: самая низкая в 23, потом повышается и самая высокая - в 25. При низкой температуре, но достаточной для полимеризации, замоноличивание произойдет сначала наружного слоя. Внутренние слои из-за достаточно низкой температуры прогреться не успеют. Благодаря этому связующее окажется как бы между двумя оболочками - внутренней 3 и наружным замоноличенным слоем. При прохождении камеры 24, температура которой выше, полимеризация начнется во внутренних слоях. Под действием температуры связующее расширится, но не вытечет через наполнитель, так как наружный слой уже замоноличен. При прохождении камеры 25 полимеризуются слои, непосредственно контактирующие с оболочкой 3. Оболочка 3 стремится расшириться под действием температуры и выдавить связующее, но внешние монолитные слои предотвратят это. В результате образуется монолитная надежная бипластмассовая труба для высоких давлений.In the manufacture of biplastic pipes for high pressures, where a large thickness of the wound filler is required, the polymerization should be carried out stepwise, for this the pipe is pulled through the annular heating chambers 23, 24, 25, the temperature in which is different: the lowest at 23, then the highest - at 25. At a low temperature, but sufficient for polymerization, monolithic will occur first of the outer layer. Due to a sufficiently low temperature, the inner layers will not have time to warm up. Thanks to this, the binder will appear to be between two shells - the inner 3 and the outer monolithic layer. When passing through the chamber 24, the temperature of which is higher, the polymerization will begin in the inner layers. Under the influence of temperature, the binder will expand, but will not leak out through the filler, since the outer layer is already monolithic. As the chamber 25 passes, layers that directly contact the shell 3 are polymerized. Shell 3 tends to expand under the influence of temperature and squeeze out a binder, but external monolithic layers will prevent this. The result is a monolithic, reliable biplast pipe for high pressures.

При изготовлении бипластмассовых труб в условиях, когда трубная оболочка 3 недостаточно жесткая (например, полипропиленовая труба PN 4), при намотке на нее волокнистого наполнителя может быть прогиб стенки трубы и «провисание» наматываемого наполнителя вследствие усилия натяжения при намотке. А это снижает надежность работы, так как намотанные слои работают в разных условиях. Чтобы избежать этого нежелательного явления следует первый слой намотанного волокнистого наполнителя замонолитить, что значительно повысит жесткость стержня (оболочка 2 с замоноличенным на ней слоем стеклопластика). Первый слой, как технологический, можно наматывать с усилиями натяга, обеспечивающими отсутствие деформации оболочки 3. Последующие слои на жесткий стержень наматываются с необходимой для получения надежной трубы силой натяга. Для обеспечения такой технологии намотки достаточно между устройствами 15 и 17 (фиг.1) установить дополнительные камеру нанесения связующего (типа 19) и кольцевую камеру нагрева (типа 23). Это даст возможность получать прочные бипластмассовые трубы на основе тонкостенных эластичных труб, что снижает расход материала.In the manufacture of biplastic pipes under conditions when the pipe sheath 3 is not rigid enough (for example, a polypropylene pipe PN 4), when the fibrous filler is wound on it, there may be a deflection of the pipe wall and “sagging” of the wound filler due to the tension during winding. And this reduces the reliability of the work, since the wound layers work in different conditions. To avoid this undesirable phenomenon, the first layer of wound fibrous filler should be monolithic, which will significantly increase the stiffness of the rod (shell 2 with a layer of fiberglass monolithic on it). The first layer, as a technological one, can be wound with preload forces ensuring no deformation of the sheath 3. Subsequent layers are wound around the rigid core with the preload force necessary to obtain a reliable pipe. To ensure such a winding technology, it is sufficient between devices 15 and 17 (FIG. 1) to install additional binder application chamber (type 19) and an annular heating chamber (type 23). This will make it possible to obtain durable biplastic pipes based on thin-walled elastic pipes, which reduces material consumption.

Для особо нагруженных режимов эксплуатации бипластмассовые трубы могут выполняться с толстыми слоями волокнистого наполнителя, выполненного из тканого материала, где каждый слой пропитки связующим выполняется отдельно. Чтобы обеспечить полимеризацию во всей толще наполнителя без перегрева наружных слоев следует после намотки каждого слоя осуществить нагрев в кольцевой камере с целью предварительной полимеризации. Для этого нужно после каждого намоточного устройства 15 устанавливать камеру пропитки 19 и кольцевую нагревательную камеру 23. Сколько слоев намотки, столько камер пропитки и нагрева. Это позволит получать надежные бипластмассовые трубы с любой толщиной намотки. Кроме того, в процессе изготовления бипластмассовых труб можно варьировать параметрами связующего и наполнителя для каждого слоя, получая слои с разными характеристиками, то есть получая композиционные бипластмассовые трубы.For especially loaded operating modes, biplastic pipes can be made with thick layers of fibrous filler made of woven material, where each layer of binder impregnation is performed separately. To ensure polymerization in the entire thickness of the filler without overheating of the outer layers, after winding each layer, it is necessary to heat in the annular chamber for the purpose of preliminary polymerization. For this, after each winding device 15 it is necessary to install an impregnation chamber 19 and an annular heating chamber 23. How many layers of winding, so many impregnation and heating chambers. This will make it possible to obtain reliable bi-plastic pipes with any winding thickness. In addition, in the process of manufacturing biplastic pipes, it is possible to vary the parameters of the binder and filler for each layer, obtaining layers with different characteristics, that is, obtaining composite biplastic pipes.

При изготовлении бипластмассовых труб малого диаметра (например, до Д 40 мм) изменение линейного размера диаметра при изменении температуры мало, поэтому зазор между оболочкой 3 и наполнителем 16 мал. При малом зазоре, если оболочка 3 с наполнителем 16 соединены адгезивом, не происходит их полного отслоения, а только локальные растрескивания адгезива. При этом частично сохраняется адгезионное сцепление между оболочкой и наполнителем. Если объединить силу сцепления наполнителя 16 с оболочкой 3 за счет ребер жесткости 6 и канавок 12, 13 с силой сцепления за счет адгезива, то надежность такой трубы повысится. Этого можно достичь, если после формования ребер жесткости и канавок на их поверхность и трубную оболочку наносится адгезивный материал. Для этого в схеме на фиг.1 в камеру 14 следует заливать адгезив.In the manufacture of small diameter biplastic pipes (for example, up to D 40 mm), the change in the linear size of the diameter with a change in temperature is small, therefore, the gap between the shell 3 and the filler 16 is small. With a small gap, if the shell 3 with the filler 16 are connected by an adhesive, they do not completely detach, but only local cracking of the adhesive. In this case, adhesive adhesion between the shell and the filler is partially preserved. If we combine the adhesion force of the filler 16 with the sheath 3 due to the stiffening ribs 6 and the grooves 12, 13 with the adhesion force due to the adhesive, then the reliability of such a pipe will increase. This can be achieved if, after forming the stiffeners and grooves, adhesive material is applied to their surface and tube shell. For this, in the circuit of FIG. 1, adhesive should be poured into chamber 14.

При использовании бипластмассовых труб с малыми осевыми нагрузками на ребра жесткости, а также с малым изменением температур внешней среды или перекачиваемой жидкости, когда величина теплового зазора между оболочкой 3 и полимеризованным наполнителем 16 недостаточна для полного отслоения их друг от друга (сохраняются локальные соединения за счет праймера), тогда сохраняется частично сила сцепления между ними. Если объединить силы сцепления оболочки и наполнителя с праймером с силой сцепления оболочки с наполнителем за счет ребер жесткости 6 и канавок 12, 13, то надежность трубы повысится. Этого можно достичь, если после формования ребер жесткости и канавок на их поверхность и трубную оболочку наносить праймер. Если в качестве материала оболочки 3 используется полиэтилен, то в качестве праймера можно использовать сэвилен. Сэвилен можно применить в виде ленты. Тогда в схеме на фиг.1 следует вместо емкости 14 установить устройство намотки типа 15, где на шпулях будет намотана лента сэвилена.When using biplastic pipes with small axial loads on the stiffeners, as well as with a small change in the temperature of the environment or the pumped liquid, when the thermal gap between the shell 3 and the polymerized filler 16 is insufficient to completely detach them from each other (local connections are preserved due to the primer ), then partially retained the adhesion force between them. If we combine the adhesion forces of the shell and the filler with the primer with the adhesion force of the shell and the filler due to stiffeners 6 and grooves 12, 13, then the reliability of the pipe will increase. This can be achieved if, after forming the stiffeners and grooves, a primer is applied to their surface and tube shell. If polyethylene is used as the material of the sheath 3, then sevilen can be used as a primer. Savilen can be applied in the form of a tape. Then, in the circuit of FIG. 1, instead of the container 14, a winding device of type 15 should be installed, where the Savilene tape will be wound on the spools.

Кроме того, в качестве праймера можно использовать разные материалы, один из которых хорошо сцепляется с оболочкой 3, другой - с полимеризованным наполнителем 16, и эти материалы хорошо сцепляются друг с другом. Например, если на поверхность оболочки 3 (оболочка выполнена из полиэтилена), ребер 6 и в канавки 12, 13 наматывать сэвиленовую двухслойную ленту А ТУ РБ 0464 3628 018-93, то с учетом сил сцепления оболочки с ребрами и канавками надежность трубы будет еще выше.In addition, different materials can be used as a primer, one of which adheres well to the casing 3, the other to polymerized filler 16, and these materials adhere well to each other. For example, if on the surface of the shell 3 (the shell is made of polyethylene), ribs 6 and in the grooves 12, 13 wind a Savilene double-layer tape A TU RB 0464 3628 018-93, then taking into account the adhesion forces of the shell with the ribs and grooves, the reliability of the pipe will be even higher .

В качестве материала полимерной трубной оболочки 3 можно использовать различные материалы, в зависимости от условий эксплуатации. Например, для горячей воды - полипропилен, для газопроводов - полиэтилен высокой плотности, для водоводов - полиэтилен низкой плотности, для перекачивания химически активных жидкостей - поливинилхлорид, для систем отопления - сшитый полиэтилен. Очень важно, чтобы эти материалы могли формоваться в трубную оболочку экструзией. Возможно формование трубной оболочки штранг-прессованием, когда выдавливание разогретого материала через кольцевую щель осуществляется поршнем в цилиндре. Тогда в схеме фиг.1 вместо экструдера 1 с головкой 2, калибра-тора 4 с вакуумной ванной 5 и тянущим устройством 9 следует установить штрангпресс. Остальные элементы схемы получения бипластмассовой трубы сохраняются. При этом реализуется схема получения большой номенклатуры надежных бипластмассовых труб в едином технологическом цикле с максимальной производительностью. Возможно формование трубной оболочки большого диаметра также методом намотки, когда из экструдера выходит плоская лента и наматывается в виде трубы. В этом случае ребра жесткости легче всего приваривать на наружную поверхность трубы, которая при формовании вращается и перемещается в осевом направлении.As the material of the polymer tube shell 3, various materials can be used, depending on the operating conditions. For example, polypropylene for hot water, high density polyethylene for gas pipelines, low density polyethylene for pipelines, polyvinyl chloride for pumping chemically active liquids, and crosslinked polyethylene for heating systems. It is very important that these materials can be molded into the tubular shell by extrusion. It is possible to mold the tubular shell by extrusion, when the heated material is extruded through the annular gap by a piston in the cylinder. Then, in the scheme of FIG. 1, instead of an extruder 1 with a head 2, a calibrator 4 with a vacuum bath 5 and a pulling device 9, an extruder should be installed. The remaining elements of the bi-plastic pipe production scheme are retained. At the same time, a scheme for obtaining a large range of reliable biplastic pipes in a single technological cycle with maximum productivity is implemented. It is possible to form a large diameter tubular sheath also by the method of winding, when a flat tape comes out of the extruder and is wound in the form of a pipe. In this case, stiffeners are most easily welded to the outer surface of the pipe, which rotates and moves in the axial direction during molding.

Если бипластмассовые трубы используются в качестве теплопроводов, то они тепло-изолируются пенополиуретаном, поэтому наружная поверхность их должна быть шероховатой, чтобы обеспечить сцепление трубы с изоляцией. Для этой цели после намотки волокнистого наполнителя и нанесения связующего материала перед нагревом на поверхность сформированной трубы наматывается непропитанный тканый материал, например стеклоткань. При этом тканый материал прилипает к наружной поверхности трубы и препятствует стеканию связующего материала вниз. Наружная поверхность тканого материала остается шероховатой после полимеризации трубы и обеспечивает отличную адгезию с теплоизолятором. Для реализации этого варианта достаточно после камеры 19 на фиг.1 установить намоточное устройство типа 15 или 17 с тканой лентой. После намотки тканой ленты труба протягивается далее через нагреватели 23, 24 и т.д. Это позволит изготавливать бипластмассовые трубы для теплоизоляции.If bi-plastic pipes are used as heat conductors, they are heat-insulated with polyurethane foam, so their outer surface must be roughened to ensure adhesion of the pipe to the insulation. For this purpose, after winding the fibrous filler and applying a binder material, an impregnated woven material, such as fiberglass, is wound on the surface of the formed pipe before heating. In this case, the woven material adheres to the outer surface of the pipe and prevents the binder from flowing down. The outer surface of the woven material remains rough after polymerization of the pipe and provides excellent adhesion to the heat insulator. To implement this option, it is enough after the camera 19 in figure 1 to install a winding device of type 15 or 17 with a woven tape. After winding the woven tape, the pipe is further extended through heaters 23, 24, etc. This will make it possible to produce biplastic pipes for thermal insulation.

При изготовлении бипластмассовых труб часть связующего материала может стекать вниз трубы и образовывать наплывы. Чтобы исключить это явление, можно, как указано выше, обматывать полученную поверхность тканой лентой или на поверхность сформированной трубы наносить слой быстро полимеризуемого материала, температура полимеризаций которого ниже, а скорость полимеризации выше, чем у связующего материала, например эпоксидная смола холодного отверждения с повышенным содержанием катализатора. Тогда наружный слой быстро полимеризуется, образуя твердую оболочку (панцырь), препятствующую стеканию связующего материала вниз и образованию наплывов. Для реализации данного технического решения достаточно после камеры 19 на фиг.1 установить камеру типа 14 для нанесения быстро полимеризующегося материала. При этом наружная поверхность будет гладкая и блестящая. Добавляя красители в быстро полимеризующийся материал, можно получать бипластмассовые трубы разных расцветок.In the manufacture of bi-plastic pipes, part of the binder material can drain down the pipes and form sagging. To eliminate this phenomenon, it is possible, as described above, to wrap the resulting surface with a woven tape or apply a layer of quickly polymerizable material to the surface of the formed pipe, the polymerization temperature of which is lower and the polymerization rate is higher than that of a binder material, for example, high-cure epoxy resin with a high content catalyst. Then the outer layer quickly polymerizes, forming a hard shell (armor), which prevents the binder from flowing down and the formation of sagging. To implement this technical solution, it is enough after camera 19 in FIG. 1 to install a type 14 chamber for applying quickly polymerizable material. In this case, the outer surface will be smooth and shiny. Adding dyes to the rapidly polymerizing material, it is possible to obtain biplastic pipes of different colors.

Claims (23)

1. Способ изготовления бипластмассовых труб, включающий формование полимерной трубной оболочки, нанесение на ее наружную поверхность волокнистого наполнителя со связующим материалом и полимеризацию, отличающийся тем, что на наружной поверхности трубной оболочки формуют ребра жесткости с канавками, пересекающими ребра жесткости, причем нанесение волокнистого наполнителя со связующим материалом осуществляют на наружные поверхности трубной оболочки, ребер жесткости и канавок.1. A method of manufacturing biplastic pipes, comprising forming a polymer tubular sheath, applying a fibrous filler with a binder to its outer surface and polymerizing, characterized in that stiffening ribs with grooves intersecting the stiffening ribs are formed on the outer surface of the tubular sheath, wherein applying the fibrous filler with the binder material is carried out on the outer surfaces of the tubular sheath, stiffeners and grooves. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ребра жесткости формуют вдоль оси во время формования оболочки внутри экструзионной головки и в калибраторе, а канавки формуют в виде спиралей путем механической обработки ребер жесткости после их формования.2. The method according to claim 1, characterized in that the stiffeners are molded along the axis during the formation of the shell inside the extrusion head and in the calibrator, and the grooves are molded in the form of spirals by machining the stiffeners after molding. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что связующий материал наносят на наружные поверхности трубной оболочки, ребер жесткости и канавок путем протягивания трубной оболочки через камеру, наполненную связующим, а волокнистый наполнитель наматывают на покрытые связующим оболочку, ребра и канавки в виде не менее двух взаимно-перекрестных слоев, направления которых соответствуют направлениям спиралей канавок, после чего на поверхность слоев вновь наносят связующий материал путем протягивания сформованной трубы через камеру, наполненную связующим под давлением, с последующим снятием излишков связующего и полимеризацией нагревом путем протягивания через кольцевые тепловые камеры.3. The method according to claim 1, characterized in that the binder material is applied to the outer surfaces of the tubular sheath, stiffeners and grooves by pulling the tubular sheath through a chamber filled with a binder, and the fibrous filler is wound on a binder-coated sheath, ribs and grooves in the form of less than two mutually cross-layers, the directions of which correspond to the directions of the spirals of the grooves, after which the binder material is again applied to the surface of the layers by pulling the formed pipe through a chamber filled with binder yuschim under pressure, followed by removing excess binder by heating and polymerizing the extending through the annular heat chamber. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что ребра жесткости формуют путем приварки полимерного материала к наружной поверхности трубной оболочки после ее формования и охлаждения.4. The method according to claim 1, characterized in that the stiffeners are molded by welding polymer material to the outer surface of the pipe shell after it is molded and cooled. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что ребра жесткости формуют путем экструзии при прохождении трубной оболочки внутри дополнительной экструзионной головки.5. The method according to claim 1, characterized in that the stiffeners are formed by extrusion during the passage of the pipe shell inside the additional extrusion head. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что канавки формуют путем механической обработки ребер жесткости и трубной оболочки.6. The method according to claim 1, characterized in that the grooves are formed by machining the stiffeners and the tubular sheath. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что канавки формуют путем прерывания формования ребер жесткости.7. The method according to claim 1, characterized in that the grooves are molded by interrupting the formation of stiffeners. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что канавки формуют путем силового воздействия нагретыми элементами, например роликами, на наружную поверхность ребер жесткости или ребер жесткости и трубной оболочки.8. The method according to claim 1, characterized in that the grooves are molded by force by heated elements, such as rollers, on the outer surface of the stiffeners or stiffeners and pipe shell. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что ребра жесткости формуют по спирали, а канавки - по спирали противоположного ребрам жесткости направления, причем намотку волокнистого наполнителя выполняют в виде не менее двух взаимно-перекрестных слоев, направления которых соответствуют направлениям ребер и канавок.9. The method according to claim 1, characterized in that the stiffeners are formed in a spiral, and the grooves are formed in a spiral opposite to the stiffening ribs, moreover, the fibrous filler is wound in the form of at least two mutually cross layers, the directions of which correspond to the directions of the ribs and grooves . 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что ребра жесткости формуют вдоль, а канавки - перпендикулярно оси трубы, причем намотку волокнистого наполнителя выполняют в виде поперечно-продольных слоев.10. The method according to claim 1, characterized in that the stiffeners are molded along and the grooves are perpendicular to the axis of the pipe, and the winding of the fibrous filler is made in the form of transverse-longitudinal layers. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что связующий материал наносят на наружные поверхности трубной оболочки, ребер жесткости и в канавки путем набрызгивания форсунками или кистями и щетками.11. The method according to claim 1, characterized in that the binder material is applied to the outer surfaces of the tubular shell, stiffeners and grooves by spraying with nozzles or brushes and brushes. 12. Способ по п.3, отличающийся тем, что связующий материал наносят на наружные поверхности трубной оболочки, ребер жесткости и в канавки предварительно нагретым.12. The method according to claim 3, characterized in that the binder material is applied to the outer surfaces of the tubular sheath, stiffeners and pre-heated in the grooves. 13. Способ по п.3, отличающийся тем, что связующий материал наносят на намотанные слои волокнистого наполнителя под гидродинамическим давлением, создаваемым протягиванием трубы через конические направляющие, заполненные связующим, в том числе и под дополнительным статическим давлением.13. The method according to claim 3, characterized in that the binder material is applied to the wound layers of the fibrous filler under hydrodynamic pressure created by pulling the pipe through conical guides filled with a binder, including under additional static pressure. 14. Способ по пп.11,12 или 13, отличающийся тем, что после намотки каждого слоя волокнистого наполнителя на его поверхность наносят связующий материал.14. The method according to PP.11,12 or 13, characterized in that after the winding of each layer of fibrous filler on the surface of the applied binder material. 15. Способ по п.3, отличающийся тем, что нагрев сформированной трубы осуществляют ступенчато путем протягивания ее через кольцевые нагревательные камеры с разными температурами.15. The method according to claim 3, characterized in that the heating of the formed pipe is carried out stepwise by pulling it through the annular heating chambers with different temperatures. 16. Способ по п.3, отличающийся тем, что после наматывания первого слоя волокнистого наполнителя и нанесения на него связующего материала осуществляют нагрев в кольцевой камере и предварительную полимеризацию.16. The method according to claim 3, characterized in that after winding the first layer of fibrous filler and applying a binder to it, heating is carried out in an annular chamber and preliminary polymerization. 17. Способ по п.14, отличающийся тем, что после наматывания каждого слоя волокнистого наполнителя и нанесения на него связующего материала осуществляют нагрев в кольцевой камере и предварительную полимеризацию.17. The method according to 14, characterized in that after winding each layer of fibrous filler and applying a binder material to it, heating is carried out in an annular chamber and preliminary polymerization. 18. Способ по п.1, отличающийся тем, что после формования ребер жесткости и канавок на их поверхность и трубную оболочку наносят адгезивный материал, обеспечивающий сцепление оболочки с волокнистым наполнителем.18. The method according to claim 1, characterized in that after molding the stiffeners and grooves on their surface and the tubular sheath, an adhesive material is applied to ensure adhesion of the sheath to the fibrous filler. 19. Способ по п.1, отличающийся тем, что после формования ребер жесткости и канавок на их поверхность и трубную оболочку наносят праймер, обеспечивающий сцепление оболочки с полученным после полимеризации стеклопластиком.19. The method according to claim 1, characterized in that after forming the stiffeners and grooves, a primer is applied to their surface and the tube shell, which provides adhesion of the shell to the fiberglass obtained after polymerization. 20. Способ по п.1, отличающийся тем, что после формования ребер жесткости и канавок на их поверхности и трубную оболочку наносят два и более праймеров, обеспечивающих максимальное сцепление оболочки с внутренним праймером, полученного после полимеризации стеклопластика с наружным праймером и наружного и внутреннего праймеров между собой или с промежуточным праймером.20. The method according to claim 1, characterized in that after the formation of stiffeners and grooves on their surface and the tube shell, two or more primers are applied that provide maximum adhesion of the shell to the inner primer obtained after polymerization of fiberglass with the outer primer and the outer and inner primers between themselves or with an intermediate primer. 21. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала полимерной трубной оболочки используют полипропилен, или сшитый полиэтилен, или полиэтилен высокой плотности, или полиэтилен низкой плотности, или поливинилхлорид, или другой материал, формуемый в трубную оболочку экструзией, штрангпрессованием или навивкой.21. The method according to claim 1, characterized in that the material of the polymer tubular sheath uses polypropylene, or crosslinked polyethylene, or high density polyethylene, or low density polyethylene, or polyvinyl chloride, or other material molded into a tubular shell by extrusion, extrusion, or by winding. 22. Способ по п.3, отличающийся тем, что после намотки волокнистого наполнителя и нанесения связующего материала перед нагревом на поверхность сформованной трубы наматывают непропитанный тканый материал.22. The method according to claim 3, characterized in that after winding the fibrous filler and applying a binder material before heating, an impregnated woven material is wound on the surface of the formed pipe. 23. Способ по п.3, отличающийся тем, что после намотки волокнистого наполнителя и нанесения связующего материала перед нагревом на поверхность сформованной трубы наносят слой быстро полимеризуемого материала, температура полимеризации которого ниже, а скорость полимеризации выше, чем у связующего материала.23. The method according to claim 3, characterized in that after winding the fibrous filler and applying the binder material before heating, a layer of rapidly polymerizable material is applied to the surface of the formed pipe, the polymerization temperature of which is lower and the polymerization rate is higher than that of the binder material.
RU2004100885/12A 2004-01-16 2004-01-16 Method for manufacture of biplastic pipes RU2271930C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004100885/12A RU2271930C2 (en) 2004-01-16 2004-01-16 Method for manufacture of biplastic pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004100885/12A RU2271930C2 (en) 2004-01-16 2004-01-16 Method for manufacture of biplastic pipes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004100885A RU2004100885A (en) 2005-07-10
RU2271930C2 true RU2271930C2 (en) 2006-03-20

Family

ID=35837528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004100885/12A RU2271930C2 (en) 2004-01-16 2004-01-16 Method for manufacture of biplastic pipes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2271930C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2371312C1 (en) * 2008-04-16 2009-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Коммерческое научно-производственное объединение "Уральская армирующая компания" Method for making of composite armature
RU2494870C1 (en) * 2010-09-20 2013-10-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Смит-Ярцево" Line for production of heat-insulated flexible pipe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3698988A (en) * 1971-06-10 1972-10-17 Dow Corning Equipment for making reinforced tubing
US5024712A (en) * 1987-11-03 1991-06-18 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Process and machine for manufacturing tubular pieces from at least one web of supple material and tubular pieces thus obtained
SU1659217A1 (en) * 1988-03-29 1991-06-30 Всесоюзный научно-исследовательский институт по применению полимерных материалов в мелиорации и водном хозяйстве Method of making laminated pipes from polymer materials
RU30416U1 (en) * 2002-12-30 2003-06-27 Арефьев Николай Николаевич Composite Plastic Tube

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3698988A (en) * 1971-06-10 1972-10-17 Dow Corning Equipment for making reinforced tubing
US5024712A (en) * 1987-11-03 1991-06-18 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Process and machine for manufacturing tubular pieces from at least one web of supple material and tubular pieces thus obtained
SU1659217A1 (en) * 1988-03-29 1991-06-30 Всесоюзный научно-исследовательский институт по применению полимерных материалов в мелиорации и водном хозяйстве Method of making laminated pipes from polymer materials
RU30416U1 (en) * 2002-12-30 2003-06-27 Арефьев Николай Николаевич Composite Plastic Tube

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2371312C1 (en) * 2008-04-16 2009-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Коммерческое научно-производственное объединение "Уральская армирующая компания" Method for making of composite armature
RU2494870C1 (en) * 2010-09-20 2013-10-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Смит-Ярцево" Line for production of heat-insulated flexible pipe

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004100885A (en) 2005-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11898688B2 (en) Pipe with an outer wrap
CN100581794C (en) Preparation method for on-line pulling and extruding glass steel tube with multilayer annular weaving structure
FI77102C (en) Process for producing a heat insulated conduit
US4341578A (en) Method of hose production
EP3112124B1 (en) Method for coating a pipe
RU2271930C2 (en) Method for manufacture of biplastic pipes
GB2034433A (en) Method of hose production and product
JP2017226144A (en) Manufacturing method of composite pipe
KR101094779B1 (en) Corrugated PVC Pipe Forming Machine
KR101359359B1 (en) Making an elongated product
KR100261847B1 (en) A welding method in the manufacture of a spirally wound tube and a welding apparatus
TWI712488B (en) Manufacturing device and method of thermoplastic composite pipe
KR200389631Y1 (en) Apparatus for Manufacturing Sewage Pipe
KR100665647B1 (en) Sewage Pipe Manufacturing Equipment and Manufacturing Method
EP0868281B1 (en) Apparatus for shaping and cooling corrugated plastic pipes
KR100422901B1 (en) Method for producing a plastic pipe with double fly wall
RU38035U1 (en) BIPLAST PIPES MANUFACTURING DEVICE
CN112976615B (en) Apparatus and method for manufacturing thermoplastic composite pipe
KR101057634B1 (en) Corrugated PVC tube forming a composite cross-section
EP4134581B1 (en) Thermally insulated, flexible conduit and method of manufacturing such a conduit and its use
US20130319571A1 (en) Composite pipe
RU46331U1 (en) INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF HEAT-WATERPROOFED BIPLAST PIPES
KR200213965Y1 (en) manufacture device of spiral hollow pipe
FI79970B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KOMPOSITPRODUKTER.
CN119550652A (en) A method for preparing a thermal insulation integrated flexible composite pipe

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130117