Оправка для изготовления труб из композиционных материалов

Использование: в строительстве, машиностроении и других отраслях при производстве труб из стеклопластика и других композиционных материалов.

Полезная модель решает задачу облегчения отрыва изделия с поверхности оправки и тем самым повышения эффективности ее работы, а также обеспечения стабильности ее наружного диаметра.

Оправка состоит из жесткого сердечника 1, установленного с возможностью вращения на опорах 2 от привода 3. На поверхности 4 сердечника 1 установлена соединенная трубопроводом 8 через устройство управления 9 с магистралью подачи рабочей среды, например с трубопроводом 10 сжатого воздуха и с вакуумной магистралью 11 пневмокамера в виде гибкой нерастяжимой оболочки 5, например из армированной пленки, которая закреплена по торцам 6 непосредственно к поверхности 4 сердечника 1, а между торцами - через продольные ребра 7. На оправке формуется труба из композиционного материала 12.

Перед изготовлением трубы в пневмокамеру под оболочку 5 подается под давлением рабочая среда. От давления в пневмокамеру оболочка 5 выравнивается. В таком положении на нее наносится наполнитель со связующим, образуя трубу 12. После отверждения связующего давление в пневмокамере под оболочкой 5 сбрасывается и она подключается к вакуумной магистрали 11. При этом оболочка 5 прогибается между ребрами, образуя волнистую поверхность, вследствие чего происходит ее отрыв от внутренней поверхности изготовленной трубы 12.

Полезная модель относится к оборудованию для производства труб из стеклопластика и других композиционных материалов и может быть использована в строительстве, машиностроении и других отраслях.

Известна оправка для непрерывного изготовления труб из полимерного материала, в частности из стеклопластика, содержащая секции с жесткими сердечниками, на поверхности которых установлены закрепленные к ним раздвижные упоры из эластичных оболочек в виде кольцевых пневмокамер, соединенных через устройство управления с магистралью подачи рабочей среды [1]. У этой оправки при подаче давления в пневмокамеры ее наружный диаметр несколько увеличивается, на оправку можно нанести стеклопластик, а после его отверждения снизить давление в пневмокамерах, диаметр оправки уменьшится, и труба снимается с оправки. Однако кольцевые пневмокамеры не обеспечивают стабильность наружного диаметра оправки и плохо сопротивляются действию скручивающих нагрузок, из-за чего такая оправка мало пригодна для изготовления стеклопластиковых труб методом намотки. Кроме того, отрыв оправки от изделия при уменьшении ее диаметра происходит одновременно по всей поверхности, что затрудняет его осуществление.

Наиболее близкой по технической сущности заявляемому объекту является оправка для изготовления труб из композиционных материалов, например стеклопластика, содержащая жесткий сердечник, на поверхности которого установлена соединенная через устройство управления с магистралью подачи рабочей среды пневмокамера, представляющая собой эластичную оболочку, связанную с сердечником посредством дискретно установленных гибких связей, торцы которой прикреплены к нему [2].

Данная оправка благодаря соединению оболочки с сердечником гибкими связями имеет высокое сопротивление действию скручивающих нагрузок, более стабильный в рабочем положении наружный диаметр и вполне пригодна для изготовления стеклопластиковых труб методом намотки. Однако при уменьшении диаметра для съема изделия отрыв оправки происходит одновременно по всей поверхности, что затрудняет его осуществление, кроме того из-за эластичности оболочки и разницы в податливости связей стабильность наружного диаметра оправки может нарушаться.

Полезная модель решает задачу облегчения отрыва изделия с поверхности оправки и тем самым повышения эффективности ее работы, а также обеспечения стабильности ее наружного диаметра.

Для этого в оправке для изготовления труб из композиционных материалов, содержащей жесткий сердечник, на поверхности которого установлена соединенная через устройство управления с магистралью подачи рабочей среды пневмокамера, представляющая собой оболочку, связанную с сердечником и торцы которой прикреплены к нему, согласно полезной модели между оболочкой и сердечником установлены соединенные с ними продольные ребра, а сама оболочка выполнена гибкой из нерастяжимого материала, например, армированной пленки.

При подаче давления в пневмокамеру наружная поверхность оправки натягивается и выравнивается, приобретая требуемую форму, которая поддерживается стабильной давлением среды. Продольные ребра удерживают оболочку от смещения при кручении, тем самым повышая сопротивление оправки действию скручивающих нагрузок, что делает возможным применение оправки при намотке труб из композиционных материалов. Нерастяжимость оболочки обеспечивает стабильность ее наружного диаметра.

После сброса давления и создания разрежения в пневмокамере, оболочка прогибается между ребрами, образуя волнистую поверхность, при этом из-за загиба оболочки отрывающие усилия концентрируются, что облегчает отрыв оболочки от внутренней поверхности изготовленной трубы.

При этом оболочка может быть выполнена из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например из армированной тефлоновой пленки, либо с наружным покрытием из этого материала, что облегчает отрыв.

Ребра могут быть выполнены из упругого материала, например резины, и их обжатие от обтягивания оболочкой также облегчает отрыв. Ребра могут быть выполнены также в виде выступов на поверхности сердечника, либо в виде гофрированной насадки, прикрепленной к сердечнику. Также продольные ребра могут быть выполнены в виде трубок. Продольные ребра могут быть выполнены проницаемыми или непроницаемыми, пространства между ними могут сообщаться и не сообщаться, эти пространства могут быть заполнены обжатым оболочкой упругим проницаемым материалом, податливость которого выше, чем податливость ребер, например поролоном с открытой пористостью.

На фиг.1 показан продольный разрез оправки, на фиг.2 - поперечный разрез во время изготовления на оправке трубы из композиционного материала, на фиг.3 - то же, во время съема с оправки трубы, на фиг.4 - 8 поперечные сечения вариантов оправки.

Оправка состоит из жесткого сердечника 1, установленного с возможностью вращения на опорах 2 от привода 3. На поверхности 4 сердечника 1 установлена соединенная трубопроводом 8 через устройство управления 9 с магистралью подачи рабочей среды, например с трубопроводом 10 сжатого воздуха и с вакуумной магистралью 11, пневмокамера в виде гибкой нерастяжимой оболочки 5, например, из армированной пленки, которая закреплена по торцам 6 непосредственно к поверхности 4 сердечника 1, а между торцами 6 - через продольные ребра 7. На оправке формуется труба из композиционного материала 12.

Ребра 7 могут быть выполнены из упругого материала, например резины, или в виде выступов на поверхности сердечника (фиг.4), либо в виде гофрированной насадки, прикрепленной к сердечнику 1 (фиг.5). Также продольные ребра 7 могут быть выполнены в виде трубок, например резиновых (фиг.6). Пространство 13 между продольными ребрами 7 может быть заполнено обжатым оболочкой упругим проницаемым материалом 14, податливость которого выше, чем податливость ребер 7, например поролоном с открытой пористостью.

Сердечник 1 может быть некруглого сечения (фиг.8), что позволяет изготавливать некруглые трубы 12. В этом случае оболочка 5 между ребрами 7 закреплена к поверхности 4 сердечника 1 посредством гибких нерастяжимых связей 15. Гибкая оболочка 5 может быть выполнена из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например из армированной тефлоновой пленки, либо с наружным покрытием из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например тефлона.

Устройство работает следующим образом. Перед изготовлением трубы от устройства управления 9 по трубопроводу 8 в пневмокамеру под оболочку 5 подается под давлением рабочая среда, например воздух. От давления в пневмокамере оболочка 5 выравнивается, но не растягивается, так как материал оболочки нерастяжимый. Это стабилизирует форму оболочки 5. В стабилизации формы оболочки 5 в случае изготовления некруглой трубы 12 помогают гибкие нерастяжимые связи 15. В таком положении на оболочку 5 наносится наполнитель со связующим, образуя при твердении трубу 12 из композиционного материала. После отверждения связующего трубы 12 через устройство управления 9 давление в пневмокамере под оболочкой 5 сбрасывается, и она подключается к вакуумной магистрали 11. При этом в пневмокамере создается разрежение, и оболочка 5 прогибается между ребрами, образуя волнистую поверхность, вследствие чего происходит отрыв оболочки от внутренней поверхности изготовленной трубы 12. Отрыв облегчается за счет того, что оболочка 5 выполнена из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например из армированной тефлоновой пленки, либо с наружным покрытием из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например тефлона. Облегчению отрыва способствует податливость ребер 7, выполненных из упругого материала, например резины, а также выполненных в виде трубок. Отрыв облегчает также выполнение ребер из непроницаемого материала, вследствие чего пространства между ними не сообщаются, в этом случае отрыв локализуется в том межреберном пространстве, куда подается разрежение.

Наполнитель со связующим на поверхность оболочки 5 может наноситься любым способом: намоткой, напылением и др.

По сравнению с прототипом при съеме изделия с оправки отрыв изделия от оболочки оправки происходит отдиром, чем облегчается снятие изделия с поверхности оправки, и тем самым повышается эффективность ее работы. Заявляемая оправка имеет нерастяжимую оболочку, что при подаче давления позволяет сохранить стабильность формы.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Оправка для непрерывного изготовления труб из полимерного материала: Св-во на ПМ 3719 РФ: МПК 6 В29С 53/83. - Заявлено 04.01.96; опубл. 16.03.97, Бюл. 3.

2. Оправка для изготовления труб из стеклопластика: Патент на ПМ 75986 РФ: МПК-8 В29С 53/82 - Заявл. 14.04.2008; опубл. 10.09.2008, Бюлл. 25 (прототип).

1. Оправка для изготовления труб из композиционных материалов, содержащая жесткий сердечник, на поверхности которого установлена соединенная через устройство управления с магистралью подачи рабочей среды пневмокамера, представляющая собой оболочку, связанную с сердечником, и торцы которой прикреплены к нему, отличающаяся тем, что между оболочкой и сердечником установлены соединенные с ними продольные ребра, а оболочка выполнена гибкой из нерастяжимого материала, например армированной пленки.

2. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что ребра выполнены из упругого материала, например резины.

3. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что продольные ребра выполнены в виде выступов на поверхности сердечника.

4. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что продольные ребра выполнены в виде гофрированной насадки, прикрепленной к сердечнику.

5. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что гибкая оболочка выполнена из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например из армированной тефлоновой пленки.

6. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что гибкая оболочка выполнена с наружным покрытием из материала с низкой адгезией к материалу изготавливаемых труб, например тефлона.

7. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что пространство между продольными ребрами заполнено обжатым оболочкой упругим проницаемым материалом, податливость которого выше, чем податливость ребер, например поролоном с открытой пористостью.

8. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что продольные ребра выполнены в виде трубок.

9. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что продольные ребра выполнены непроницаемыми, и пространства между ними не сообщаются.

10. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что оболочка и сердечник между ребрами соединены гибкими нерастяжимыми связями.