СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТМАССОВОЙ ТРУБЫ

Изобретение относится к технологии изготовления труб из пластических масс, выполненных с армированием, и может быть использовано при создании полимерных трубопроводов для транспортирования жидких и газообразных сред.

Известен способ изготовления пластмассовой трубы, включающий нанесение на наружную поверхность внутреннего термопластичного слоя армирующего наполнителя в виде продольных нитей из натурального или искусственного волокна и усиливающей ткани из полимерного или минерального материала и последующее нанесение наружного термопластичного слоя (см. заявка ФРГ 3907785, МПК⁵ F 16 L 9/12).

Такой способ сложен, что объясняется необходимостью нанесения двух слоев армирующего наполнителя из различных материалов (продольных нитей из натурального или искусственного волокна и усиливающей ткани), а для варьирования физико-механическими характеристиками трубы необходимо изготавливать разные усиливающие ткани. Кроме того, труба, изготовленная таким способом, имеет низкие прочностные характеристики в направлении армирования поперечными нитями ткани, что объясняется прерывистостью поперечных нитей ткани.

Известен другой способ изготовления пластмассовой трубы, включающий нанесение на наружную поверхность внутреннего термопластичного слоя армирующего наполнителя в виде непрерывных нитей из полимерного или минерального материала и последующее нанесение адгезионного и наружного термопластичного слоев (см. описание к патенту РФ 2154220, МПК⁷ F 16 L 9/12).

Этот способ более прост в осуществлении и позволяет за счет использования в качестве армирующего наполнителя непрерывных нитей из полимерного или минерального материала из одного и того же исходного материала (в виде нитей) изготавливать трубы с разными физико-механическими характеристиками. Однако необходимость нанесения адгезионного слоя усложняет способ, требует использования дополнительного оборудования (экструдера для нанесения адгезионного слоя), а труба, изготовленная таким способом, имеет три слоя из различных термопластичных материалов, что обуславливает наличие двух границ раздела, повышающих вероятность появления дефектов в виде несплошностей и межслоевых расслоений, снижающих ее надежность.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего упростить изготовление пластмассовой трубы с высокими физико-механическими характеристиками, повысить ее надежность, а также обеспечить возможность быстрого перехода к изготовлению труб с другими физико-механическими характеристиками.

Эта задача решается за счет того, что в способе изготовления пластмассовой трубы, включающем нанесение на наружную поверхность внутреннего термопластичного слоя армирующего наполнителя в виде непрерывных нитей из полимерного или минерального материала и последующее нанесение наружного термопластичного слоя, перед нанесением армирующего наполнителя наружную поверхность внутреннего слоя нагревают, армирующий наполнитель наносят намоткой с натяжением.

Нагревание наружной поверхности внутреннего слоя перед нанесением армирующего наполнителя позволяет при намотке с натяжением углубить нити армирующего наполнителя в нагретую, а следовательно размягченную, наружную поверхность внутреннего слоя, что обеспечивает высокую прочность соединения армирующего наполнителя с внутренним слоем. При последующем нанесении наружного термопластичного слоя на размягченную нагретую наружную поверхность внутреннего слоя образуется высокопрочное весьма надежное соединение между слоями при одновременном надежном соединении армирующего наполнителя с наружным слоем в результате внедрения частично выступающего над наружной поверхностью внутреннего слоя армирующего наполнителя во внутреннюю поверхность наружного слоя.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена предлагаемая труба, поперечный разрез, на фиг.2 - внутренний слой трубы с армирующим наполнителем.

Труба содержит внутренний 1 и наружный 2 слои из термопластичного материала и расположенный между ними армирующий наполнитель 3 из полимерного или минерального материала. Армирующий наполнитель 3 выполнен в виде непрерывных нитей, углубленных в наружную поверхность 4 внутреннего 1 слоя и внутреннюю поверхность 5 наружного 2 слоя.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

С помощью червячного пресса, снабженного трубной головкой, экструдируют непрерывный внутренний слой 1 из термопластичного материала (например, полиэтилена), который пройдя через калибрующее устройство, где ему придаются требуемые геометрические параметры (наружный диаметр 123,5 мм и внутренний диаметр 107 мм), поступает в охлаждающую камеру. Сформированный внутренний слой 1 валками подающей машины продвигают на технологическую позицию, где нагревают его наружную поверхность 4 до размягчения (температура нагрева ~ 120^oС). При дальнейшем продвижении внутреннего слоя 1 на его размягченную (пластифицированную) наружную поверхность 4 обмоточной машиной намоткой с натяжением (усилие натяжения 6-8 Н) наносят армирующий наполнитель 3 в виде непрерывных нитей из полимерного или минерального материала (например, полиэфирного волокна) по спиральным линиям в двух взаимно противоположных направлениях с заданным углом (α=60^o) и шагом (t=5 мм) с образованием сетчатой структуры. При этом нити армирующего наполнителя 3 углубляются в размягченную наружную поверхность 4 внутреннего слоя 1 и образуют с ним надежное соединение. Далее поверх армирующего наполнителя 3 с помощью второго червячного пресса, снабженного угловой трубной головкой, экструдируют наружный слой 2 термопластичного материала (например, полиэтилена). При этом образуется прочное адгезионное соединение между размягченной (пластифицированной) наружной поверхностью 4 внутреннего слоя 1 армирующим наполнителем 3 и внутренней поверхностью 5 наружного слоя 2. После этого калибруют и охлаждают наружный слой 2 и готовую трубу (наружный диаметр 140 мм, внутренний диаметр 107 мм) режут на мерные отрезки.

Для изменения параметров армирования достаточно изменить скорость вращения вертлюга обмоточной машины и число укладываемых за один оборот армирующих нитей.

Таким образом, предложенный способ позволяет упростить изготовление пластмассовой трубы с высокими физико-механическими характеристиками, повысить надежность трубы и обеспечить возможности быстрого перехода на изготовление труб с другими физико-механическими характеристиками.