Способ соединения пластмассовых рукавов и устройство для его осуществления

(55 В 29 С 65/02 769 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВ РСКО У С В ИДЕТЕЛ Ь СТВУ М ТО хностям док из б мого кон стороны бов с об поверхн кл. 8 29носится к области сварет найти применение ремонте гибких трубопрубопроводов, один из шенную жесткость или орки защитных ние второго со на оправку с в й отбортовки б нахлеста соед а Франции М 2 и в местахсб маг, налож ца изделия Я - обратно разованием остей (заявк Н 7/03, 198 Изобретение от ки пластмасс и мож при строительстве и роводов. а также т которых имее повь хрупкость.Известен :пособ в форме замнутог двойное перегибани мых концов относите нием Я - образной размещение между н прскла- единяе- нешней ез изги няемых 456608,изготовления изделия и кольцгвключающий е одного из соединяельно оправки с получе- фо ы конца детали,риваемыми повер 1(56) Авторское свидетельство СССР Ь 1475814, кл. В 29 С 65/02, 1987.(54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ПЛАСТМАСС О В ЫХ РУКА ВО В И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: изобретение относится к области сварки пластмасс и может найти применение при строительстве и ремонте гибких трубопроводов, а также трубопроводов, один из которых имеет повышенную жесткость илк. хрупкость, с получением качественного сварного шва. Сущность изо- бретения. и способе соединения пластмассовых рукавов перед перегибанием выступающ.го за разжимной центраторконца первого рукава осуществляют нало. жение конца второго рукава на отбортованный конец первого рукава в зоне расположения прокладки, Нагревательный инструмент устанавливают снаружи собранных рукавов, В устройстве для соединения пластмассовых рукавов обод разжимного центратора выполнен в виде упругого разрезного кольца. Кольцевой прижим выполнен в виде высокоэластичной пластины с Я-образным разрезом кромок, обращенным вершиной к наружной поверхности пластины, Высокоэластичная пластина снабжена запрессованными в ней по обе стороны разреза втулками.и связана с ободом посредством тяг, Один конец тяг шар. нирно закреплен на ободе, а второй - на втулках пластины, Кроме того, высокоэластичная пластина разжимного центратора выполнена длиной, не превышающей длину внешней окружности обода, и толщиной, не превышающей высоты стенок обода, но превышающей величину зазора между ободом и нагревательным инструментом, 2 н.п.ф-лы, 6 з.п. ф-лы, 4 ил. Этот способ не может быть исполь; ован сварке рукавов, один из которых, н зила аемый на второй конец рукава без лере5 10 15 20 35 40 45 50 гибэния его конца, с внутренней стороны имеет несаариаающее покрытие.Известно устройство для сварки пластмассовых рукавов, содержащее даухсекционный кольцевой ограничительный элемент, внутри которого расположен кольцевой раэжимной элемент, выполненный разъемный и состоящий из части кольца и дополняющей ее вставки, при этом на разжимном элементе закреплен винтовой разжимйой - механизм икольцевой нагревательный инструмент, выполненный в виде гибкой ленты, концы которой расположены с нахлестом с возможностью относительного скольжения авт,св, СССР М 1548071, кл, В 29 С 65/02, 1987 г).Недостаток этого устройства заключается в том, что нэгревательнйй инструмент расположен на наружной поверхности разжймного элемента, не позволяет выполнить Я - образную отбортовку конца рукава и сварить гибкий рукав с рукавом, отбортовкэкоторого затруднена. Кроме того, ленточный нагреватель имеет высокий коэффициент теплового расширения, что не позволяет жестко закреплять его на разжимномэлементе, а необходимость обеспечить движение его концов уменьшает надежность и ограничивает длину и ширину нагревателя, . 30 Наиболее близким по технической сущности к этому способу является способ соедин ения пластмассовых рукавов,включающий отбортовку конца одного из рукавов на разжимной центратор с запасом, равным по меньшеймере ширине сварного шва, установку на него- е зоне расположения центратора антиадгезионной прокладки, перегибание выступающего за центратор конца рукава с получением складки Я-образного сечения, сборку кон-,цов рукавов с наложением их внахлест друг на друга, установку нагревательного инструментае зоне нахлеста рукавов, их сварку и охлаждение под давлением ав.св.СССР М 1475814, кл, В 29 С 65/02, 1987 г, Недостаток этого способа заключается атом, что он не позволяет сваривать-рукава, одни иэ которых имеет повышенную жесткость или хрупкость, поскольку оба рукавапри сварке перегибаются.Необходимость надевания второго рукава на первый перед сваркой позволяет испольэовать второй рукав ограниченной длины, При этом не обеспечивается достаточного давления в зоне соединения рукааов иэ-эа передачи его через нагревательный инструмент, Нэиболее близким по технической сущности к описываемому устройству является устройство для соединения пластмассовыхрукавов, содержащее корпус, кольцевой нагревательный инструмент и рэзжимной центратор, включающий обод с наружнымивертикальными стенками, между которымиразмещены пнеамокамера и кольцевой прижим. ав,св.СССР М 1162612, кл, В 29 С65/02, 1984 г,Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не обеспечивает создания сварочного давления, превышающего0,05-0,1 МПа, что не позволяет испольэоватьего при сварке бывших в эксплуатации гибких шахтных вентиляционных труб, для которых требуется давление от 0,2 до 1 МПа.НедОстаточная величина давления будетснижать качество сварного шаа. Кроме того,размещение нагревательного инструментана поверхности центратора не позволяетсваривать гибкий рукав с жестким рукавоми создает йеобходимость в дополнительнойтеплоизоляции прижима,Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение качества сварного шва.Указанная цель достигается тем, чтопри использовании способа соединенияпластмассовых рукавов перед перегибанием выступающего за центратор конца первого рукава осуществляют наложение концавторого рукава наотбортованный конецпервого рукава в зоне расположения прокладок, а нагревательный инструмент устанавливает снаружи собранных рукавов,В устройстве для соединения пластмассовых рукавов обод раэжимного центраторавыполнен в виде упругого разрезного кольца, а кольцевой прижим - в виде высокоэластичной пластины с Ч-образным разрезомкромок, обращенным вершиной к наружнойповерхности пластины, причем высокоэластичная пластина. снабжена запрессованными а ней по обе стороны разреза втулкаи связана с ободом посредством тяг, одинконец которых шарнирно закреплен на ободе, а второй - на втулках пластины.Кроме того, высокоэластичная пластинаразжимного центратора выполнена длиной,не превышающей. длину внешней окружности обода, и толщиной, не превышающейвысоту стенок обода, но превышающей величину зазора между ободом и нагревательным инструментом, Тяги, связывающиевысокоэластичную пластину с ободом, выполнены длиной, превышающей величинузазора между ободом и нагревательным инструментом. Корпус выполнен в виде вертикальной плиты с центральным отверстием исквозным вертикальным пазом, расположенным между отверстием и верхним краем1782769 10 30 35 50 плиты, причем разжимной центратор и кольцевой нагревательный инструмент установлены с одной стороны вертикальной плиты концентрично центральному отверстию, Разрез высокоэластичной пластины расположен в зоне разреза обода и в зоне расположения вертикального паза корпуса, Разжимной центратор снабжен размещенным со второй стороны вертикальной плиты толкателем со штоками, установленными в вертикальной плите посредством подшипников скольжения, причем ось толкателя смещена относительно оси центрального отверстия в вертикальной плите. Кольцевой нагревательный инструмент выполнен в виде стального обода, из шарнирно соединенных в нижней части половин, связайных посредством откидного болта, установленного в верхней части ободаСущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг,2 - вид А на фиг,1 (беэ свариваемых рукавов); на фиг,З - место 1 на фиг.2 до соединения рукавов; на фиг.4 - то же в процессе соединения рукавов и создания давления в пневмокамере,Устройство для соединения пластмассовых рукавов содержит корпус 1, кольцевой -нагревательный инструмент 2 с разрезом, разжимной центратор 3, содержащий обод 4 с наружными вертикальными стенками высотой "а" (фиг,З), между которыми размещен пневматический разжимной элемент, включающий пневмокамеру 5 и кольцевой прижим, выполненный в виде высокоэластичной пластины 6, Обод 4 выполнен в аиде упругого разрезного кольца. Высокоэластичная пластина 6 имеет Ч-образнцй разрез кромок, обращенный вершиной к наружной поверхности пластины,Толщина "д" пластины 6 меньше высоты "а" стенок обода 4 и больше зазора "а" между ободом 4 и нагревательным инструментом 2, когда нагревательный инструмент 2 находится в собранном состоянии, а длина пластины 6 в освобожденном состоянии меньше длинь внешней окружности обода4,Выполнение защитного кожуха разжимного центратора в виде однородной высокоэластичной пластины 6 обеспечивает равномерность сварочного давления по всему перимеру свариваемых рукавов и большую величину давления, Высокоэластичная пластина 6 снабжена запрессован ными в ней по обе стороны разреза втулками 7 и связана с ободом 4 посредст- вом тяг 8. Один, конец тя- закреплен на ободе 4 посредством шарнироа 9, а второй шарнир но связан с втулками 7 пластины 6,Тяги 8, связывающие пластину 6 с ободом 4, выполнены длиной, превышающей величину зазора между ободом 4 и нагревательным инструментом 2. Выбор длины тяг 8 больше зазора "в" позволяет обеспечить во время подъема пластинь 1 6 к рабочей поверхности инструмента 2 дополнительное усилие, направленное на смыкание кромок пластины 6, создает в месте стыка дополнительное давление, которое "деформирует пластину 6 и в месте стыка, заполняет образованные камерой 5 пустоты и может скомпейсировать недостаток давления, создаваемый камерой 5 а месте стыка.Дополнительное давление, создаваемое с помощью Ч-образной разделки кромок пластины 6, оснащение пластины втулками 7 шарнирное соединение втулок 7 с тягами 8, шарнирное соединение тяги 8 с ободом 4 разжимного центратора 3, выбор длины тяг 8 больше зазора "в" позволяет создать в месте разреза разжимного центратора сварочное давление, идентичное давление в остальных частях разжимного центратора 3, облегчает эксплуатацию устройства, позволяет уложить края пластины 6 (возле разреза) внутрь обода 4 при отсутствии давления в камере 5.Разжимной центратор 3 и кольцевой нагревательный инструмент 2 установлены к одной сторонекорпуса 1, выполненного в виде вертикальной плиты 10, имеющей центральное отверстие 11 и сквозной вертикальный 12 от края отверстия 11 до края плиты 10, причем разжимной центратор 3 и нагревательный инструмент 2 расположены концентрично отверстию 11. Разжимной центратор 3 и нагревательный инструмент 2 установлены навертикальной плите 10 корпуса 1 потому, что при большом рабочем разжиме центратора 2 и больших давлениях без жесткого закрепления этих узлов друг относительно друга неизбежно их относительное смещение а поперечном направлении в процессе сварки, а значит, нарушение качества сварного шва, неравномерность его ширины и неравномерность сварочного давления. Установка разжимнаго центратора и нагревательного инструмента на вертикальной плите производится с целью облегчения установки этих элементов вертикальнс. что необходимо, когда один из свариваемых рукавов невозможно перегибать, т,к. установка люнетов разной высоты для центровки жесткого или хрупкого рукава нецелесообразна. Оттаерстие 11 в плите 10,концентричное нагревательному инструменту 2 и разжимному центратору 3, необходимо для10 15 стия 11 в вертикальной плите корпуса с 20 30 35 40 45 стия 50 55 протягивания гибкого рукава внутрь центратора и заправки с 5-образной отбортовкой, которая позволяет состйковывать бесконечные трубопроводы,Вертикальный паз 12 в плите 10, как и совпадающие с ним разрезь "разжимного центратора 3 и нагревательного инструмента 2, предназначены для извлечения гибкого рукава иэ отверстия 11 после сварки. Вертикальная плита 10 осйащена подшипниками скольжения 13, а разжимной центратор оснащен штоками 14, фиксирую-. щимися в толкателе 15 с целью механизации поперечного смещения центратора для обеспечения удобства Я-образной отбортовки гибкого рукава, Толкатель 15 размещен с другой стороны плиты 10 относительно центратора, причем ось толкателя 15 смещена относительно оси отверцелью облегчения заправкй гибкого свариваемого рукава в отверстие 11 и облегчения отбортовки рукава на центратор,Наиболее" оптимальйая величина смещения с точкизренияэап 1 авкйв устройство и отбортовки рукава, такая, при которой тол- катель 15 размещен ниже отверстия 11. Однако в этом случае"затруднено обслуживание самого толкателя вследствие его низкого расположения, Поэтому ось толкателя смещена относительно оси отверстия примерно на половину радиуса отверстия 11,Кольцевой нагревательный инструмент 2 выполнен в виде стального обода 16, оснащенного ленточным резистивным нагревательным элементом с теплоиэолирующйми, электроизолирующими и антиадгезионными прокладкамй известного типа (на фиг. не показаны, абод 16) состоит из двухполовин,соединенных в нижней части спомощью шарнира 17, в верхней части связанных откидным болтом 18. Выполненйе корпусана-. гревательного инструмейта 2 в виде стального обода связана с необходимостью обеспечения высокого сварочного давления, а выполнение его в виде двух шарнирно соединенных половин обеспечивает извлечение гибкого рукава после сварки иэ отверСпособ соединения пластмассовых рукавов реализуется при работе устройства.Раэжимной центратор 3 с помощью толкателя 15, штоков 14 и подшипников 13 выводится иэ эоны кольцевого нагревательного инструмента 2 и смещается относительно края инструмента 2 на расстояние не менее ширины сварного шва, Первый гибкий рукав 19 вручную пропускают через отвер:тие 11 в вертикальной стенке 10 корпуса, кольцевой нагревательный инструмент 2 и внутреннюю часть разжимного центратора 3, отбортовывают на внешнюю поверхность раэжимного центратора с 5 отворотом наружу с запасом; не менее ширины"сварного шва, выступающим за раэжимной центратор 3. При этом смещение оси толкателя 15 ниже оси отверстия 11 создает удобства при отбортовке рукава 19, особенно в нижней части разжимного центратора. Отбортованный конец рукава 19 по-.крывают на поверхности, охватывающей разжимной центратор 3 антиадгеэионной прокладкой 20 из расслаивающегося материала(например, тонкий асбестокартон, базальткартон), Конец второго жесткого или хрупкого рукава 21, имеющего низкую теплопроводность или недостаточно тепло- стойкую армирующую основу, подводят вручную с использованием при необходимости подставок с роликами (на фиг,не показаны) к разжимному центратору 3 с противоположной стороны й надевают на разжимной центратор, накладывая его 5 вйахлест на первый рукав в зоне расположения прокладки 20, совмещая торец рукава 21 с боковой поверхностью пластины 6 центратора. КОнец рукава 19, выступающий за разжимной центратор 3, отбортовывают на второй рукав 21 с получением складки 3-образного сечения, совмещая торец рукава 19 с боковой поверхностью пластины 6, формируя окончательно нахлесточное соединение и осуществляя сборку концов рукавов.После окончания зайравки свариваемых рукавов на центратор в случае зазора между жестким вторым рукавом 21 и раэжимным центратором 3 производят предварительнбе нагнетание воздуха в пневмокамеру 5 до устранения зазора, С помощью толкателя 15, штоков 14 и подшипников 13 раэжимной центратор 3 с сведенными внахлест рукавами 19, 21 заводят до упорав кольцевой нагревательный инструмент 2, что позволяет строго фиксировать положение разжимного центратора 3, При этом пластина 6 центратора 3 устанавливается строго напротив нагреваемой рабочей поверхности нагревательного инструмента 2. С помощью откидного болта 18 соединенные с помощью шарнира 17 в нижней части две половины нагревательного инструмента 2 сводятся до обеспечения их плотного контакта в месте верхнего разреза.В пневмокамеру 5 нагнетают сжатыйвоздух для создания сварочного давления.При этом зазор в металлическом ободе 4 разжимного центратора 3 смыкается, Пластина 6 под воздействием сжатого воздуха растягивается, равномерно поднимается вовсе стороны в радиальном направлении, растягивает оболочки сведенных внахлест , рукавов 19, 21 и прижимает их к рабочей поверхности нагревательного инструментаНаправление перемещения пластины 6 при создании давления задается вертикальными стенками обода 4, поскольку внутренняя часть пластины 6 не выступает зэ стенки обода 4. Этим обеспечиваются высокая точность соблюдения ширины сварного шва и равномерность сварочного давлеййяВ месте Ч-образного разреза йластийц 6 при нагнетании сжатого воздуха в пневмокамеру 5 тяги 8, закрепленные на ободе 4 с помощью шарниров 9, через запрессованные в пластину 6 втулку 7 заставляют кромки пластины 6, одновременно с движением вверх к нагревательйому инструменту 2 двигаться навстречу друг другу, Таким образом, в месте разреза пластины 6 создается избыточное давление сжатием кромок пластины 6, которое компенсирует недостаток давления в этом месте, создаваемого камерой 5,После создания необходимого для свар- ки рукавов давления включается нагревательный инструмент и производится нагрев свариваемых поверхностей. После нагрева происходит охлаждение сварного шва под давлением.После остывания сварного швэ давление снимается и под воздействием пластины 6, тяг 8 воздух полностью удаляется из пневмокамерь. 5, пластина 6 возвращается внутрь обода 4 разжимного центратора 3, Торцы пластины 6 расходятся. Одновременно за счет упругих сил в верхней части стального обода 4 образуется зазор.Вручную отбрасывается откидной. болт 18 и разводятся половины нагревательного инструмента 2, сварной шов отделяется от нагревательного инструмента, Рэзжимной центратор 3 толкателем 15 выводится иэпод нагревательного инструмента, Нахлесточное соединение вручную снимается с центратора и растягивается в продольном направлении (в направлении жесткого рукава), при этом прокладка 20 расслаивается, оставаясь частично на внутренней поверхности жесткого и гибкого рукавов. Через вертикальный паз 12 разрезы нагревательного инструмента 2 и разжимного центратора 3 сваренный трубопровод по гибкой его части извлекается отверстия 11.После этого устройство готово к новому сварочному циклу.Формула изобретения 1. Способ соединения пластмассовых рукавов, включающий отбортовку конца одного из рукавов на разжимной центратор сзапасом, равным по меньшей мере ширинесварного шва, установку на него в зоне расиолокейия -центратора антиадгезион ной5 прокладки, перегибание выступающего зацентратор конца рукава с получениемскладки Я-образного сечения, сборку концов рукавов с наложениемих внахлест другна друга, установкунагревательного инст 10 румента в зоне нахлеста рукавов, сварку ихи охлаждение под давлением, о т л и.ч а ющ й й с я тем, что,с целью расширениятехнологйчеСкйх"возможностей и повышения качества сварного шва, перед перегиба 15 нием выступающего за центратор концапервого рукава осуществляют наложениеконца второго рукавана отбортованный конец первого рукава в зоне расположенияпрокладки, а нагревательйый инструмент20 устанавливают снаружи собранных рукавов,2, Устройство для соединения пластмассовых рукавов, содержащее корпус,кольцевой нагревательный инструмент и25 разжимной центратор, включающий обод снаружными вертикальными стенками, между которыми размещены пневмокамера икольцсвой прижим, о тл ич а ю щ е е с я тем,что, с целью расширении технологических30 возможностей и повышения качества сварного шва, обод разжимного центратора выполнен в виде упругого разрезного кольца,а кольцевой прижим - в виде высокозластичной пластины с Ч-образным разрезом35 кромок, обращенным вершийой к наружнойповерхности пластины; причем высокоэластичная пластина снабжена запрессованными в ней по обе стороны разреза:втулками и" связанафс ободом посредством,40 тяг, один конец которых шарнирно зареплен на ободе, а другой - на втулках пласти,ны,"З,Устройствопо п,2,отл ичающее с я тем; что высокоблаС-тиЧйая пластина45 раэжимного центратора выполнена длиной,не превышающей длйну внешней окружно .сти обода, и толщиной, не превышающей-высоту стенок обода и превышающей величину зазора между ободом и нагреватель 50 ным инструментом;4, Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что тяги, связывающие высокоэластичную пластину с ободом, вы пол нены длиной. превышающей величину зазора между55 ободом и нагревательным инструментом.5. Устройство по п,2, о тл и ч а ю щ е -е с я тем, что корпус выполнен в аиде вертикальной плиты с центральным отверстиеми со сквозным вертикальным пазом, расположенным между отверстием и верхнимкраем плиты, причем разжимной центратор и кольцевой нагревательный инструмент установлены с одной стороны вертикальной плиты концентрично центральному отверстию,6, Устройство по п,п,2,5, о т л и ч а ющ е ес я тем, что разрез высокоэластичной пластйны расположен в зоне разреза обода и в зоне расположения вертикального паза корпуса.7. Устройство по п.п,2, 5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что разжимной центратор снабжен размещенным со. второй стороны вертикальной плиты,толкателем со штоками. установленными в вертикальной плитепосредством подшипников скоаьжения,причем ось толкателя смещена отйоситель 5 но оси центрального отверстия в вертикальной плите.8. Устройство поп,2, отл ич а юще -,"е с я тем, что кольцевой нагревательныйинструмент выполнен в виде стального обо 1,0 да, из шарнирно соединенных в нижней части половин, связанных посредствомоткидного болта, установленного в верхнейчасти обода,1 У1782769 Составитель Н,ЕлисееваРедактор Т.Мельникова Техред М.МоргенталКо р.Н,Милюкова ри ГКНТ ССС осу Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4479 ВНИИПТиражтвенного комитета по изобретени113035, Москва, Ж, Раушская одписное и открытияб 4/5