трубчатое изделие, устройство и способ экструдирования
Классы МПК: | B29C47/02 включающее предварительно отформованные детали или слои, например экструзионное формование вокруг вкладышей или для покрытия изделий B29C47/26 многокольцевые экструзионные насадки F16L9/14 составные трубы, изготовленные из нескольких материалов, не входящих ни в одну из предыдущих групп |
Автор(ы): | КИРЬЯВАЙНЕН Кари (FI), ЯРВЕНКЮЛЯ Юри (FI) |
Патентообладатель(и): | ЮПОНОР ИННОВЕЙШН А.Б. (SE) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-06-20 публикация патента:
20.01.2002 |
Изобретение относится к трубчатому изделию, способу экструдирования многослойного изделия и устройству для его осуществления. Трубчатое изделие содержит, по меньшей мере, три слоя: базовый слой, внутренний слой и связующий слой. Внутренний слой выполнен из пластмассы. Связующий слой расположен между базовым и внутренним слоями, причем использованы базовый и внутренний слои, плохо склеивающиеся друг с другом. Связующий и внутренний слои получены одновременным экструдированием их на базовый слой. Связующий слой состоит из вспененного термопластичного материала, по меньшей мере, в одном промежуточном слое. В способе экструдирования внутренний и связующий слои одновременно экструдируют внутри трубчатого базового слоя и прижимают к нему. Прижатие внутреннего пластмассового слоя и связующего слоя к трубчатому базовому слою осуществляют расширяющимся конусом. Устройство для экструдирования содержит средство для экструдирования многослойного изделия и расширяющийся конус. Устройство расположено внутри трубчатого базового слоя. Изобретение позволяет сбалансировать давление, действующее на элементы устройства, повысить срок службы устройства. 3 с. и 11 з. п. ф-лы, 10 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10
Формула изобретения
1. Трубчатое изделие, содержащее, по меньшей мере, три слоя, а именно базовый слой, внутренний слой, выполненный из пластмассы, и связующий слой, расположенный между базовым и внутренним слоями, причем использованы базовый и внутренний слои, плохо склеивающиеся друг с другом, а связующий и внутренний слои получены одновременным экструдированием их на базовый слой, отличающееся тем, что связующий слой состоит из вспененного термопластичного материала, по меньшей мере, в одном промежуточном слое. 2. Трубчатое изделие по п. 1, отличающееся тем, что базовый слой состоит из земли в грунте. 3. Трубчатое изделие по п. 1, отличающееся тем, что базовый слой выполнен из металла, покрытого пластмассой. 4. Трубчатое изделие по п. 3, отличающееся тем, что базовый слой содержит радиальные канавки или ребра. 5. Трубчатое изделие по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что неровная внутренняя поверхность базового слоя сглажена вспененным связующим слоем, а внутренние поверхности связующего слоя и самого внутреннего слоя являются, преимущественно, гладкими. 6. Трубчатое изделие по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что связующий слой содержит мелкозернистое заполняющее вещество. 7. Трубчатое изделие по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что внутренний слой изделия изготавливают из ориентированной пластмассы. 8. Трубчатое изделие по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что связующий слой содержит ориентированные пузырьки пластмассы. 9. Трубчатое изделие по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что самый внутренний слой и/или связующий слой представляет собой полиэтилен с поперечными связями. 10. Трубчатое изделие по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что связующий слой состоит из привитого полиэтилена. 11. Трубчатое изделие по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что изделие соединяют вместе с другим аналогичным изделием посредством втулки из пластмассы с поперечными связями, которая имеет диаметр, сжатый до размера меньше нормального. 12. Трубчатое изделие по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что изделие соединяют вместе с другим аналогичным изделием посредством втулки, устанавливаемой с внутренней стороны соединения, и зажимного хомута, устанавливаемого с внешней стороны соединения. 13. Устройство для экструдирования, содержащее средство для экструдирования многослойного изделия, имеющего, по меньшей мере, внутренний пластмассовый слой и связующий слой, и расширяющийся конус, отличающееся тем, что устройство расположено внутри трубчатого базового слоя, связующий слой выполнен из вспененного термопластичного материала, который вместе с внутренним слоем прижимается с помощью расширяющегося конуса к базовому слою. 14. Способ экструдирования многослойного изделия, содержащего, по меньшей мере, внутренний пластмассовый слой и связующий слой, при котором пластмассовый и связующий слои одновременно экструдируют внутри трубчатого базового слоя и прижимают к нему, отличающийся тем, что в качестве связующего слоя используют вспененный термопластичный материал, а прижатие внутреннего пластмассового слоя и связующего слоя к трубчатому базовому слою осуществляют расширяющимся конусом. Приоритет по пунктам:20.09.1995 - по п. 1;
20.06.1996 - по пп. 2-5, 9-14;
29.04.1996 - по пп. 6, 7, 8.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к трубчатому изделию, содержащему по меньшей мере три слоя: базовый слой, самый внутренний слой, выполненный из пластмассы посредством непрерывного экструдирования, причем базовый слой и самый внутренний слой плохо склеиваются друг с другом, и между базовым слоем и самым внутренним слоем имеется связующий слой. Изобретение дополнительно относится к устройству для экструдирования многослойного изделия, содержащего, по меньшей мере, внутренний пластмассовый слой и связующий слой. Изобретение относится также к способу экструдирования, в котором экструдируется многослойное изделие, содержащее, по меньшей мере, внутренний пластмассовый слой и связующий слой. Известно трубчатое изделие, содержащее, по меньшей мере, три слоя, а именно базовый слой, внутренний слой, выполненный из пластмассы и связующий слой, расположенный между базовым и внутренним слоем, причем использованы базовый и внутренний слой, плохо склеивающиеся друг с другом, а связующий и внутренний слой получены одновременным экструдированием их на базовый слой (заявка EP 0353977, кл. B 29 C 47/02, 1990). Для известного устройства для экструдирования характерны высокие давления и высокие механические напряжения на участке насадки, то есть на участке центрального трубопровода экструдирования. Существующие конструкции не позволяют во многих случаях использовать такие устройства. Задачей изобретения является исключение указанного недостатка. Эта задача решается в трубчатом изделии, содержащем, по меньшей мере, три слоя, а именно базовый слой, внутренний слой, выполненный из пластмассы и связующий слой, расположенный между базовым и внутренним слоем, причем использованы базовый и внутренний слой, плохо склеивающиеся друг с другом, а связующий и внутренний слой получены одновременным экструдированием их на базовый слой, за счет того, что связующий слой состоит из вспененного термопластичного материала, по меньшей мере, в одном промежуточном слое. Согласно предпочтительным формам выполнения базовый слой может состоять из земли в грунте, или может быть выполнен из металла, покрытого пластмассой. Кроме того, базовый слой может содержать радиальные канавки или ребра. Согласно еще одной предпочтительной форме выполнения неровная внутренняя поверхность базового слоя может быть пененным связующим слоем, а внутренние поверхности связующего слоя и самого внутреннего слоя являются, преимущественно, гладкими. Является целесообразным, чтобы связующий слой содержал мелкозернистое заполняющее вещество. Кроме того, внутренний слой изделия может быть изготовлен из ориентированной пластмассы, связующий слой может содержать ориентированные пузырьки пластмассы, самый внутренний слой и/или связующий слой может представлять собой полиэтилен с поперечными связями, связующий слой может состоять из привитого полиэтилена. Согласно предпочтительной форме выполнения трубчатое изделие соединяют вместе с другим аналогичным изделием посредством втулки из пластмассы с поперечными связями, которая имеет диаметр, сжатый до размера меньше нормального, или изделие соединяют вместе с другим аналогичным изделием посредством втулки, устанавливаемой с внутренней стороны соединения, и зажимного хомута, устанавливаемого с внешней стороны соединения. Кроме того, указанная задача решается в устройстве для экструдирования, содержащем средство для экструдирования многослойного изделия, имеющего, по меньшей мере, внутренний пластмассовый слой и связующий слой, и расширяющийся конус, за счет того, что устройство расположено внутри трубчатого базового слоя, связующий слой выполнен из вспененного термопластичного материала, который вместе с внутренним слоем прижимается с помощью расширяющегося конуса к базовому слою. Согласно изобретению соответствующий способ экструдирования многослойного изделия, содержащего, по меньшей мере, внутренний пластмассовый слой и связующий слой, при котором пластмассовый и связующий слой одновременно экструдируют внутри трубчатого базового слоя и прижимают к нему, отличается тем, что в качестве связующего слоя используют вспененный термопластичный материал, а прижатие внутреннего пластмассового слоя и связующего слоя к трубчатому базовому слою осуществляют расширяющимся конусом. В случае соответствующей изобретению конструкции насадки, которая расширяется наружу и в которой зазор для подачи материала увеличивается после его сжатия, давление, действующее на элементы устройства для экструдирования, можно существенно сбалансировать, благодаря чему может повышаться срок службы устройства. Кроме того, если зазор открыт на внешней периферии устройства экструдирования или около нее, предпочтительно исполнительный механизм для каждого ротора и средство исполнительного механизма, приводящего ротор, размещают у задней стороны устройства для экструдирования таким образом, что исполнительный механизм располагается в радиальном направлении устройства для экструдирования в пределах контура, определяемого другими компонентами устройства для экструдирования. В таком случае устройство для экструдирования легко изготовить таким образом, чтобы участок насадки определял в радиальном направлении внешние размеры всего устройства для экструдирования, вследствие чего значительно увеличиваются возможности использования устройства. Новая возможность использования получается, например, когда устройство для экструдирования соединяют с устройством для гофрирования, используемым для изготовления, например, гофрированных труб, и устройство для экструдирования можно полностью расположить внутри устройства для гофрирования. В настоящее время материал должен подаваться в устройство для гофрирования длинной насадкой, так что материал проходит в устройстве в течение длительного времени и необходимо большое количество стабилизирующей добавки. При использовании устройства для гофрирования для изготовления двухслойной гофрированной трубы устройство для экструдирования можно также формировать с двойной конической конструкцией. Расположение исполнительного механизма (механизмов) у задней части устройства для экструдирования позволяет также осуществлять использование устройства у задней части машины, выполняющей отверстие, например в грунте, вследствие чего устройство для экструдирования приспосабливают для изготовления пластмассовой трубы в отверстии, выполненной машиной. Дело в том, что очень легко конструировать коническое экструдирующее устройство таким образом, чтобы имелось значительное отверстие через экструдирующее устройство, через которое легко осуществлять соединение с машиной, выполняющей отверстие. Другая новая возможность создается в том случае, что устройство для экструдирования используется для покрытия, например, стальных труб изнутри. В таком случае внутреннюю поверхность стальной трубы можно одновременно покрывать термически изолирующей клеящей пластмассои и внутренним слоем, изготавливаемым, например, из РЕХ, расположенным внутри клеящей пластмассы. Такие трубы можно соединять, например, втулкой из пластмассы с поперечными связями. Во всех вариантах осуществления, где исполнительные механизмы расположены у задней стороны устройства для экструдирования, источник подачи пластмассового материала в устройство, естественно, также располагают с задней стороны. Ниже изобретение поясняется более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:на фиг. 1 показано устройство для экструдирования пластмассового материала, в котором пластмассовый материал подается в устройство либо в постоянной, предпочтительно порошкообразной или гранулированной форме, либо полностью или частично расплавленной форме;
фиг. 2 - вид сбоку в поперечном разрезе другого варианта осуществления устройства для экструдирования, в котором вращающие механизмы для роторов расположены на задней стороне устройства для экструдирования;
фиг. 3 - вид сбоку в поперечном разрезе третьего устройства для экструдирования, расположенного внутри устройства для гофрирования;
фиг. 4 - фрагмент устройства, показанного на фиг. 3;
фиг. 5 - устройство для экструдирования, перемещающееся на задней стороне машины, выполняющей отверстие под землей и подготавливающей пластмассовую трубу в отверстии, выполненном машиной;
фиг. 6 - вид поперечного сечения трубы, покрытой посредством показанного на фиг. 5 устройства;
фиг. 7 - вид сбоку в поперечном разрезе четвертого соответствующего изобретению устройства для экструдирования;
фиг. 8 - фрагмент устройства, показанного на фиг. 7;
фиг. 9 - покрытие трубы с внешней стороны и внутри двумя различными устройствами для экструдирования;
фиг. 10 - покрытие трубы, расположенной на месте, с внутренней стороны устройством для экструдирования. На фиг. 1 показано устройство для экструдирования пластмассового материала, в котором пластмассовый материал подается в устройство либо в постоянной, предпочтительно порошкообразной или гранулированной форме, либо полностью или частично расплавленной форме. Это устройство для экструдирования содержит внешний статор 1, ротор 2, внутренний статор 6, кольцевой зазор 3, расположенный между внешним статором 1 и ротором 2, и, соответственно, другой кольцевой зазор 3, расположенный между внутренним статором 6 и ротором 2 для подлежащего экструдированию пластмассового материала и исполнительный механизм 5 для вращения ротора 2. Ротор 2 имеет коническую форму и поверхности статоров 1 и 6 имеют коническую форму, по меньшей мере, на стороне ротора 2, то есть, по меньшей мере, внутренняя поверхность внешнего статора 1 и внешняя поверхность внутреннего статора 6 имеют коническую форму. Исполнительный механизм 5 содержит двигатель и, например, систему шестерен или зубчатую передачу. Двигателем может быть, например, гидромотор, электродвигатель или какой-либо другой, известный сам по себе двигатель, который подходит для этой цели. Гидравлический привод имеет особое преимущество, например, когда устройство для экструдирования используют при соединении с машиной, выполняющей отверстие в грунте, и в этом случае машина, выполняющая отверстие, и устройство для экструдирования могут питаться от одного источника электроэнергии. Если исполнительный механизм 5 содержит зубчатую передачу, скорость вращения ротора можно регулировать требуемым образом с помощью системы регулирования. С другой стороны, например, когда используется электродвигатель, зубчатая передача не требуется, поскольку скорость вращения ротора 2 легко регулируется известным способом посредством регулирования скорости вращения вала электродвигателя. Экструдирующее устройство дополнительно содержит подводящий трубопровод 7, по которому подлежащий экструдированию материал поступает в зазор 3. Подача материала в подводящий трубопровод 7 осуществляется подающим устройством 8. Подающим устройством 8 может быть, например, подающий червяк, насос или какое-то другое известное устройство. При наличии подающего устройства можно регулировать скорость потока подаваемого материала в подводящий трубопровод. Материал можно подавать из подводящего трубопровода 7 в зазор 3 между внешним статором 1 и ротором 2. Ротор 2 дополнительно содержит отверстия 9, через которые некоторая часть материала, находящегося в подводящем трубопроводе 7, может течь во внутренней части ротора 2 в зазор 3 между внутренним статором 6 и ротором 2. Можно также использовать отдельные подводящие трубопроводы и устройства подачи для отдельной подачи подлежащего экструдированию материала в экструдирующее устройство и внутреннюю часть ротора. 2 известным способом. При вращении ротора 2 подлежащий экструдированию материал течет в направлении потока A в устройстве для экструдирования по канавкам, выполненным в роторе 2 и (или) статорах. Для наглядности изображения устройства эти канавки на чертеже не показаны. Диаметр кольцевого зазора 3 вначале непрерывно уменьшается в направлении потока A, подлежащего экструдированию пластмассового материала, а зазор содержит, во-первых, зону подачи 3a, затем зону плавления 3b и в конце зону сжатия 3c в вышеупомянутом направлении потока A. После ротора 2 зазоры 3, образованные на различных сторонах ротора 2, сходятся в виде единого зазора 3. Чтобы сбалансировать давления Р и напряжения, диаметр центрального зазора 3, соответственно, непрерывно увеличивается на участке отрезка зазора в направлении стрелки A, подлежащего экструдированию пластмассового материала после того, как зазоры 3 с различных сторон ротора 2 сходятся вместе в виде единого зазора 3. В этом примере выполнения диаметр зазора 3 линейно увеличивается сразу же после ротора 2, а конечный участок зазора имеет постоянный диаметр, то есть зазор расположен параллельно средней оси устройства для экструдирования. На фиг. 2 представлен вид сбоку в поперечном разрезе второго варианта выполнения устройства для экструдирования согласно изобретению. Ссылочные позиции на фиг. 2 соответствуют ссылочным позициям на фиг. 1. Соответствующее фиг. 2 устройство для экструдирования содержит два конических ротора: внешний ротор 2a, размещенный между внешним статором 1 и промежуточным статором 10, и внутренний ротор 2b, расположенный между внутренним статором 6 и промежуточным статором 10. Для наглядности изображения устройства на чертеже не показаны канавки, выполненные в роторах и (или) статорах. Исполнительный механизм 5 расположен так, чтобы вращать роторы 2a и 2b. Скорости вращения роторов 2a и 2b можно регулировать по-разному, если это необходимо, и (или) их скорости вращения можно делать регулируемыми независимо друг от друга. Материал подается в зазоры 3, расположенные на внешней стороне и внутренней стороне внешнего ротора 2a посредством подводящего трубопровода 7 и подающего устройства 8. В соответствии с этим материал, подаваемый к внутренней части внутреннего ротора 2b и через отверстия 13 к внешней части ротора, подается посредством второго подводящего трубопровода 11 и второго подающего устройства 12. Зазор 3 открыт на внешней периферии устройства для экструдирования. Исполнительный механизм 5 и подающие устройства 8 и 12 размещены у задней части устройства для экструдирования таким образом, что они располагаются в радиальном направлении устройства для экструдирования в пределах контура, определяемого самой отдаленной внешней точкой зазора 3 устройства для экструдирования, причем эта внешняя периферия отмечена на прилагаемом чертеже позицией
![трубчатое изделие, устройство и способ экструдирования, патент № 2178354](/images/patents/291/2178212/8856.gif)
![трубчатое изделие, устройство и способ экструдирования, патент № 2178354](/images/patents/291/2178212/8856.gif)
![трубчатое изделие, устройство и способ экструдирования, патент № 2178354](/images/patents/291/2178212/8856.gif)
![трубчатое изделие, устройство и способ экструдирования, патент № 2178354](/images/patents/291/2178212/8856.gif)
![трубчатое изделие, устройство и способ экструдирования, патент № 2178354](/images/patents/291/2178212/8856.gif)
Класс B29C47/02 включающее предварительно отформованные детали или слои, например экструзионное формование вокруг вкладышей или для покрытия изделий
Класс B29C47/26 многокольцевые экструзионные насадки
Класс F16L9/14 составные трубы, изготовленные из нескольких материалов, не входящих ни в одну из предыдущих групп