Способ изготовления армированных резиновых рукавов
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К ПАТЕНТУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (») 592 344 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено30.03.73 (21)1901715/05 (23) Приоритет - (32) (51) . Кл.е
В 29 Н 7/14
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (33) (31) (43) Опубликовано 05. 02.7 8. Бюллетень №5 (45) Дата опубликования описания !1,0!.13 (53) УДК 678.027.
° 94 (088. 8) Иностранец
Кеннет Ингхам (Великобритания) (72) Автор изобретения
Иностранная фирма
"Вино тер Хауз Ли ми т е a " (Великобритания) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРМИРОВАННЫХ РЕЗИНОВЫХ
РУКАВОВ
Изобретение касается изготовления армированных резиновых рукавов. содержащих гибкий внутренний трубчатый слой, изготовленный из вулканизированного материала, который покрывается упрочняющим элементом, включающим нитевидный материал, расположенный вокруг трубчатого внутреннего слоя.
Известен способ изготовления армированных резиновых рукавов путем получения на червячном прессе резиновой камеры, охлаждения ее, поддува воздухом, промазывания клеем и сушки с последующими операциями оплетения и наложения наружного резинового слоя.
При этом резиновую камеру перед операцией оплетения упрочняют путем ее замораживания, а после наложения наружного резинового слоя полученную заготовку обкладывают свинцом и вулканизуют (1). Недостаток такого способа состоит в том, что надевание временной оболочки из свинца и последующее удаление ее с готового изделия процесс трудоемкий.
Известен также способ изготовления армированных резиновых рукавов, заключающийся в том, что экструдируют внутренний слой, охлаждают его для придания жесткости, образуют армирующий слой наложением армируюшего элемента, экструдируют на последний наружный слой и вулканизуют (2) . При осушествлении этого способа при прохождении неотвержденного внешнего слоя через соответствующие уплотнительные средства на внешней поверхности гибкого рукава могут появиться внеш н и е дефекты.
Цель изобретения — повышение качества рукавов.
Эта цель достигается тем, что перед наложением армирующего слоя на внутренний слой накладывают разделительный слой из армирук>10 щих элементов, расположенных с большим шагом, чем шаг в армирующем слое, а вулканизацию осуществляют непосредственно после экструдирования наружного слоя с оказанием на внутренний слой давления, обеспечивающего проникновение его резины через разделительный и армируюший слои до наружного слоя.
При этом внутренний слой экструдируют на оправку из расширяющегося при нагревании материала, коэффициент теплового расширения которого больше коэффициента теплового расширения армируюшего слоя.
На фиг. 1 изображена схема оборудования, используемого в серийном производстве при реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 продольное сечение армированного резинового
2а рукава на различных стадиях его изготовления.
592344
Отрезки оправки, которые удаляются из готовых кусков рукава, соединяются торцами посредством соединителей или сваривания сердечников вместе. Сплошная оправка 1, образованная таким образом, подается любым способом, например посредством приводных роликов 2, в камеру для экструдирования экструзионного устройства 3, которое загружается требуемым составом неметаллического материала для образования трубчатого внутреннего слоя 4. Последний экструдируется вокруг оправки 1 и вместе с ней выходит из отверстия экструзионного устройства 3 во втулку 5
Втулка 5 может быть со съемной крышкой, она может быть расположенагоризонтально.
Во втулку подается охлаждающая жидкость, например вода, поступающая пю входному отверстию 6 и удаляющаяся из выходного отверстия 7. Несмотря на то, что это,не показано на схеме, экструдированный продукт может соприкасаться с внутренней поверхностью втулки без повреждения поверхности экструдированного продукта. Это объясняется тем, что возник щая в результате наличия охлаждающей жидкости во втулке подъемная сила обеспечивает распределенную опору для экструдированного продукта, поэтому удельное давление на внутренних поверхностях втулки будет незначительным.
После выведения из втулки 5 экструдированный продукт может быть подвергнут маркированию посредством маркировочного устройства 8 для обозначения на наружной поверхности размещения соединений между отдельными отрезками оправки. Маркировочное устройство может наносить маркирующее вещество на поверхность экструдированного продукта, или может деформировать экструдированный продукт в определенном месте в зоне соединения оправки.
Сборка, содержащая оправку 1 и внутренний слой 4, может затем поступать непосредственно к устройству для нанесения армирующего элемента 9. Обычно более удобно временно хранить сборку после выведения из втулки 5.
Бо мьогих случаях устройство для нанесения армируюшего элемента обладает способностью обработки сборки при скорости, составляющей только часть скорости, при которой внутренний слой экструдируется устройством 3.
Целесообразно предусмотреть несколько оплеточных устройств для нанесения армирующего элемента на продукт одного экструзионного устройства. В хранилйше сборка может храниться в навитом виде, например, на катушке или другим путем. Необходимо учесть, что на этой стадии внутренний слой не подвергнут вулканизации и, следовательно, временное хранение в навитом виде не придает какой-либо кривизны сборке.
С целью хранения сборки и подачи ее к нескольким оплеточным устройствам сборка, выведенная из втулки 5, может быть разделена в соединениях, отмеченных устройством 8, на куски, соответствующие длинам одиночной оправки, или на куски, соответствующие нескольким длинам оправки.
После хранения или непосредственно из втулки 5 и устройства 8, если временное хранение сборки не происходит на этой стадии, сборка, содержащая оправку 1 и внутренний слой 4, поступает к оплеточному устройству 10 для нанесения армируюшего элемента 9. Обычно армируюший элемент накладывается под натяжением так, что при этом происходит смещение материала внутреннего слоя 4, если этот материал остается в нормальном состоянии. Поэтому слой 4 подвергается подготовительной обработке для придания ему устойчивости при прохождении сборки через оплеточную головку и при нанесении армирующего элемента под высоким натяжением.
Для этого сборка подается через теплообменник 11, представляющий собой часть оплеточного устройства 10. Terrлообменник содержит камеру, к которой подается жидкая среда, предпочтительно газ. В камере выполнены отверстия, через которые сборка может поступать в камеру и удаляться из нее. Эти отверстия снабжены уплотняющими средствами, сводящими до минимума потери охлаждающей жидкой среды.
Если внутренний слой 4 составлен из указанного выше материала, поверхность внутреннего слоя будет достаточно устойчивой для оплеточной операции при температуре в диапазоне (-60) — (95) С. В этом случае нет необходимости полную сборку, содержащую оправку 1 и внутренний слой 4, подвергать охлаждению до этой температуры, но достаточное количество ,тепла должно быть удалено из внутреннего слоя 4 и оправки для предотвращения теплового течения радиально наружу к поверхности внутреннего слоя со скоростью, способствующей повышению температуры поверхности внутреннего слоя выше указанного диапазона.
Обычно при удалении сборки из теплообменника поверхность внутреннего слоя 4 имеет температуру (— 80) С.
Из теплообменника 11 сборка из оправки 1 и внутреннего слоя 4 поступает через оплеточную головку 12, которая накладывает проволочные нити для образования оплетки, составляющей армирующий элемент 9.
Для наложения разделительного слоя из армирующих элементов на внутренний слой 4 резинового рукава устройство 10 содержит дополнительную вращающуюся головку (на чертеже не показана) для навивки проволоки или другого нитевидного элемента.
В отдельных случаях армирование можно проводить под невысоким натяжением, в этом случае нет необходимости в охлаждении внутреннего слоя 4 перед нанесением армирующего элемента.
Отдельные куски сборочного комплекта, который выходит из оплеточного устройства 10, могут быть последовательно соединены торцами для образования сплошной сборочной единицы, подаваемой к экструзионному устройству
13. Такое соединение мотет,быть осуществлено сваркой или обжатием концов сердечника отрезков оправок. Устройство 13 снабжено неметаллическим вулканизируемым материалом для образования трубчатого наружного слоя. Этот
592344
35
45
55
60 материал экструдируется вокруг армируюшего элемента 9, и сборка, выходящая из отверстия экструзионного устройства 13, поступает непосредственно во втулку 14, в которой сборка вулканизируется.
Часть втулки 14, примыкающая к экструзионному устройству 13, имеет конфигурацию цепной линии и отдаленная от устройства
13 часть втулки может быть прямолинейной, предпочтительно, наклоненной от экструзионного устройства 13. Сборка, представляющая невулканизированный рукав, удерживается как цепная линия в изогнутой части втулки 14 и размешена в нижней части прямолинейного участка втулки.
Во втулку 14 подается подогреваюшая среда для повышения температуры невулканизированного рукава до температуры вулканизации.
Подогревающей средой может служить перегретая вода, сохраняемая под давлением, циркулируюшая через втулку (кожух) 14. Альтернативно, подогревающей средой может быть перегретый пар. В этом случае более высокая часть втулки 14 будет занята паром, а нижняя часть водой температурой несколько ниже температуры па ра. Предусмотрено впускное отверстие 15 для пара, примыкающее к экструзионному устройству 13, и выходное отверстие 16 для него, размещенное на небольшом расстоянии от нижнего конца втулки 14. Входное отверстие 17 для воды примыкает к нижней стороне втулки 14, выходное отверстие 18 для воды размещено вблизи выходного отверстия 16 для пара. Длина втулки составляет 100 м. К моменту, когда рукав достигает зоны над выходным отверстием
16 для пара, внутренний слой 4 и наружный слой 19 рукава полностью вулканизованы. Рукав охлаждается при прохождении через воду в нижней части втулки 14. В случае, когда рукав, удаляемый из втулки 14, остается еше слишком горячим для последующих операций, например, когда втулка полностью заполнена перегретой водой, рукав может быть перемещен от втулки
14 к охладителю, аналогичному втулке 5.
Температура, давление и время, требуемые для вулканизации резиновых смесей, таких как смеси, из которых образуются внутренний слой
4 и наружный 19 рукава, известны в промышленности, производяшей кабели.
Положения соединений оправок могут быть размечены на армируюшем элементе 9 маркирующим устройством 20. Аналогично положение соединений оправок может быть размечено на наружном слое 19 маркирующим устройством 21, размешенным вблизи нижней части втулки 14.
Вулканизированный рукав поступает к режушему приспособлению 22, которое разрезает
его на части.
Куски оправок постепенно удаляются из каждого куска рукава обычным способом путем применения к одному его концу гидравлического давления. Куски оправки могут быть использованы повторно.
При прохождении втулки !4 оправка 1 расширяется диаметрально по отношению к армирующему элементу 9. Наружный слой 19 вулканизируется в достаточной степени во время нахождения сборки в верхней части втулки
14 для устранения повреждения поверхности рукава. В этом случае нет необходимости в нанесении оберточного или поддерживающего элемента вокруг невулканизированного рукава с целью предотвращения повреждения поверхности его во время вулканизации, как это имеет место в процессах, по которым вулканизация осуществляется при нахождении рукава в спиральном виде.
Во время обработки вулканизацией тепло прикладывается только к наружной поверхности рукава, и температурный градиент создается от наружного слоя рукава к оправке, температура которой ниже температуры наружного слоя рукава, хотя температура сборки повышается.
Некоторое тепловое расширение оправки происходит перед началом поперечной связи в материале резиновой смеси для внутреннего слоя, но это несушественно. Сборка может оставаться в нагреваюшей камере такой период времени, за который достигаются условия температурного равновесия. В этом случае тепловое расширение оправки прекратится перед тем, как сборка покинет обогревательную камеру.
Однако способ обычно осуществляют так, что оправка продолжает расширяться до момента, когда обработка вулканизацией прекращается и начинается охлаждение рукава.
Собственно армированный резиновый рукав (см. фиг. 2) содержит трубчатый внутренний слой 4, состоящий из неметаллического вулканизируемого материала (резины), экструдированного на оправку l. Снаружи слоя 4 предусмотрен армируюший элемент 9, который может быть образован спирально навивкой как металлического, так и неметаллического нитевидного материала. Стальная проволока, покрытая цветным металлом, таким как латунь, наиболее предпочтительна.
Кроме армируюшего элемента 9, предусмотрен снаружи внутренний слой 4 и между ним и армирующим элементом 9 разделительный слой из армируюших элементов 23, расположенных с большим шагом, чем шаг в армируюшем элементе 9.
На фиг. 2 изображено сечение сборки рукава с оправкой до и после проникновения материала внутреннего слоя 4 через навивку промежуточного элемента 23 разделительного слоя.
Пространство между армирующими элементами 23 разделительного слоя в основном должно быть заполнено материалом до того, как материал проникнет через арм ирующий элемент 9.
Вследствие равномерного распределения материала относительно промежутков между армируюшими элементами 9 и элементами 23 в разделительном слое менее вероятно избыточное проникновение материала через армирующий элемент, что могло бы привести к возникновению пузырей или повреждений на наруж592344
Фиг. 1
9 г.т ф
Фиа. 2
Составитель Г. Капустин
Редактор Л. Ушакова Техред О. Луговая
Заказ 226)1 Тираж 809
Корректор E. Папп
Подписное
ЦНИР1(1И Государственного комитега Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, и. 4/5
Филиал Г1ПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной поверхности наружного слоя 19 резинового армированного рукага.
Формула изобретения
1. Способ изготовления армированных резиновых рукавов, заключающийся в том, что экструдируют внутренний слой, охлаждают его для придания ему жесткости, образуют армирующий слой наложением армирующего элемента, экструдируют Ei: последний наружный слой и вулканизуют, отличающийся тем, что, с целью повышения качества рукавов, перед наложением армирующего слоя на внутренний слой накладывают разделительный слой из армирующих элементов, расположенных с большим шагом, чем шаг в армирующем слое, а вулканизацию осуществляют непосредственно после экструдирования наружного слоя с оказанием на внутренний слой давления, обеспечивающего проникновение его резины через разделительный и армирующий слои до наружного слоя.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внутренний слой экструдируют на оправку из расширяющего при нагревании материала, коэффициент теплового расширения которого больше коэффициента теплового расширения армирующего слоя.
ФО
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР № 189553, кл. В 29 D 23/00, 1965.
2. Патент США № 2.974.713, кл. 156 — 149, 15 1961.
