CH528358A - Verfahren zur Herstellung von armierten Plastmassenrohren, insbesondere für hohe Innendrücke und Einrichtung zur Ausübung desselben - Google Patents

Description

  
 



  HAUPTPATENT Verfahren zur Herstellung von   armierten    Plastmassenrohren, insbesondere für hohe
Innendrücke und Einrichtung zur Ausübung desselben
Die Herstellung von Rohren aus Plastmassen, besonders aus Epoxyd und Polyesterharzen mit Fiber-, vor allem Glasfiber-Verstärkung ist in der einschlägigen Industrie geläufig.



  Jedoch begrenzen die zur Zeit bekannten Technologien, im Hinblick auf die Rentabilität, die Dimensionen erheblich und was noch wichtiger ist, die Innendruckverträglichkeit.



   Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von armierten Plastmassenrohren, insbesondere für hohe Innendrücke, z. B. in unbeschränkter oder vorher festgesetzter Länge, das sich dadurch auszeichnet, dass man auf ein armiertes oder unarmiertes Grundrohr in einem kontinuierlichen Arbeitsgang ein schlauchförmiges Armierungsnetzgewebe, mit oder ohne Oberflächenbehandlung durch adhärierende Mittel,   anzieht    und unmittelbar anschliessend durch eine fliessende Plastmassenschicht durch Extrusion auf das Armierungsnetzgewebe aufträgt, welche Plastmassenschicht die Fasern des Armierungsnetzgewebes verbindet, die Netzlöcher auffüllt und alsdann teilweise eine   Überzugs-    schicht formiert und die Plastmasse mit dem Armierungsnetzgewebe homogen verbindet.



   Dieses Verfahren erlaubt die Herstellung von Rohren aus thermoplastischer oder thermoindurenter Materie, wie Poly äthylene, chlorierte Polyäthylene (vulkanisiert), Epoxydharze, Polyesterharze, Polypropylene, Polyurethane, ABS usw., wobei Armierungsnetzgewebe aus Zellulosefäden, Carbonmonofilament, Glasfiber, gerecktes Thermoplast, Polyamid- und Polyurethan-Filamente, Stahlfäden usw. verwendet werden.



   Es sei erwähnt, dass die Verstärkung der benutzten Plastikmaterialien mit Armierungsnetzgewebe aus verschiedenen Fibern oder Fäden vor allem den Zweck hat, den Festigkeitsgrad der ursprünglichen Vernetzung der gebrauchten Plastmassen heraufzusetzen (Reissfestigkeit) und die Resistenz gegen den kalten Fluss zu erhöhen, um somit die Verwendung der auf diese Weise hergestellten Rohre aus Plastikmaterialien in Fällen zu ermöglichen, wo die Rohre langen Zeiträumen und hohem Innendruck bis über 100 atü ausgesetzt sind.



   Bei der Verschiedenartigkeit der das Rohr bildenden Plastmassen und eventuellen Additive sowie des das Verstärkungsnetz bildenden Materials und ferner der Mittel, welche für die Schaffung einer stabilen Verbindung zwischen dem das Rohr und das Armierungsnetzgewebe bildenden Material nötig sind, werden selbstverständlich die Materialien entspre chend dem in den Rohrleitungen zu transportierenden Flui dum, der Art des Einsatzes und der Zwischenverträglichkeit variiert.



   Als Mittel zur Verbindung des Armierungsnetzgewebes mit den Plastmassen können Copolymere aus äthylener und Acrylsäure mit einem Acrylsäuregehalt von nicht weniger als   6%    verwendet werden.



   Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Aus übung des Verfahrens. Dieselbe hat die Kennzeichnung, dass ein Extruderkopf für die Auftragung wenigstens einer Schicht auf ein armiertes oder unarmiertes Grundrohr an der Einlaufstelle für das letztere einen Abgeber für das Armierungsnetzgewebe aufweist und im Bereich der Auslaufstelle des armierten und beschichteten Rohres Kühl- und Transportaggregate vorgesehen sind.



   In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Einrichtung zur Herstellung von armierten Plastmassenrohren in vorher festgesetzten Längen schematisch dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Einrichtung zur Herstellung eines durch ein Armierungsnetzgewebe verstärkten Plastmassenrohres,
Fig. 2 eine Draufsicht zur Herstellung eines durch drei Armierungsnetzgewebe verstärkten Plastmassenrohres,
Fig. 3 das in drei Stufen eines fliessenden Arbeitsganges erzeugte mehrschichtige Rohr im Bereich der   Entstehungs    phase im Längsschnitt.



   Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung weist einen konventionellen Extruder 1 auf, der auf der Einlaufseite für das Grundrohr 2 ein auswechselbares, zweiteiliges, abnehmbares Magazin 3 mit Deckel 3' trägt. Das Magazin 3 ist ringförmig und weist dementsprechend auch einen ringförmigen Aufnahmeraum 4 für ein schlauchförmiges Armierungsnetzgewebe 5 auf, das in Form eines Ringes 15 in das Magazin 3 eingelegt ist. Der ringförmige Netzkörper 15 ist durch ringwulstartige Aufwicklung des Randes am einen Ende des   Netzschlauches    gebildet. Das hohlzylindrische andere Ende  liegt axial in der Ringöffnung und ist durch eine Abknickung
16 oder sonstigen Abschluss geschlossen. Das Magazin 3 weist eine axiale Einführungsöffnung 6 für das Grundrohr 2 und eine anschliessende axiale Durchgangsöffnung 7 für das mit dem Armierungsnetzgewebe 5 versehene Grundrohr 2 auf.



  Die Durchgangsöffnung 7 schliesst an den   Rohreinlaufkanal    8 des Extruders 1 an. Letzterer ist mit einer Heizung 9 und mit einem Plastmassen-Zuführungskanal 10 versehen, welcher in einen Ringraum 11 einmündet, der den Rohreinlaufkanal 8 mit einem zu diesem koaxialen, erweiterten   Auslaufkanal    8' verbindet. 12 ist ein an der Auslaufseite des Extruders auswechselbar eingesetzter   Kalibrierlippenring.    Auf der Auslaufseite des Extruders 1 schliesst ein Kühl- und Transportaggregat an, welches den Durchlauf und Weitertransport des mit einem Armierungsnetzgewebe 5 verstärkten und mit einem Plastmassenmantel 2' versehenen Grundrohres sichert.



   In Fig. 2 und 3 ist veranschaulicht, wie durch stufenweise Wiederholung dieses Arbeitsvorganges in einer einzigen Produktionslinie zusammengefasst, mehrfach armierte und beschichtete Hochdruckrohre aus verschiedenen Plastmassen und Armierungsnetzgeweben in vorher festgesetzten Längen herstellbar sind. Zu diesem Zweck sind nach Fig. 2 mehrere in der Kanalweite zunehmende Extruder 1, 1', 1" mit vorgeschalteten Armierungsnetzgewebe-Beschickungsmagazinen 3, 3', 3" hintereinander angeordnet, wobei zwischen diesen jeweils ein Kühl- und Transportaggregat 13, 13', 13" angeordnet ist. 14, 14', 14" sind an die Zuführungskanäle 10, 10', 10" angeschlossene Zuführungspressen für wahlweise zu verwendende Plastmassen.



   Das Grundrohr 2 wird mittels eines konventionellen Extruders erzeugt, der mit einer oder mehreren Schnecken oder einer Stempelpresse arbeitet. Das Grundrohr besteht aus einer im Hinblick auf den Verwendungszweck geeigneten Plastikmasse mit oder ohne beigemischte Armaturfasern.



   Das schlauchförmige Armierungsnetzgewebe 5 wird vor der Verwendung, wenn nötig, mit einem Adhäsionsmittel beschichtet, das eine dauerhafte Verbindung zwischen Armierungsnetzgewebe und Plastmassen gewährleistet. Diese Vorbehandlung ist bei Armierungsnetzgeweben aus Metallfäden unerlässlich.



   Das Einlegen des Amrierungsnetzgewebes 5 in das Magazin geschieht in folgender Weise:
Das schlauchförmige Armierungsnetzgewebe 5, dessen Enddurchmesser in längs- und quergedehntem Zustand gleich sein muss wie der Durchmesser des Grundrohres 2,. wird in Längsabschnitten bereitgestellt, die etwas über der Länge des Grundrohres 2 liegen sollten. Eines der Enden wird durch Abknickung 16 oder sonstigen Abschluss geschlossen, während das andere, offene Ende durch Aufrollen des Randes zu einem Ringkörper 15 aufgewickelt wird. Der Ringkörper 15 wird nach vorheriger Abnahme des Deckels 3' in das Magazin 3 so eingelegt, dass das geschlossene zylindrische Ende 16 des Armierungsnetzgewebes 5 in die axiale Durchgangsöffnung 7 des Magazins 3 hineinragt. Nach dem Aufsetzen des Magazins 3 auf den Extruder 1 wird die Einrichtung in Betrieb gesetzt.

  Hierbei wird das Grundrohr 2 mit der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit durch die Einlauföffnung 6 des Magazins 3 in das schlauchförmige Armierungsnetzgewebe 5 eingeführt. Beim Vorschub des Grundrohres 2 passiert dessen Vorderende den Ringraum 11, in welchem die Ummantelung mit Plastikmasse stattfindet, die mittels Zuführungspresse 14 über den Kanal 10 herbeigeschafft wird.



  Durch die Plastikmasse wird ein das Armierungsnetzgewebe bedeckender Mantel 2' gebildet, dessen Wandstärke durch den entsprechend erweiterten Auslaufkanal 8' und den Kalibrierlippenring 12 bestimmt wird.



   Bei der Herstellung von mehrfach armierten und beschichteten Rohren wird das in der Stufe I gemäss Fig. 2 und 3 mit einem ersten Armierungsnetzgewebe 5 und einem ersten Mantel 2' versehene Rohr durch eine Kühl- und Transportvorrichtung 13 in eine II. Stufe eingeführt, welche wiederum aus einem Extruder 1' mit vorgeschaltetem Magazin 3' für das Armierungsnetzgewebe und einem Plastmassen Zuführungsaggregat 10', 14' gebildet ist. In der II. Stufe erhält der wiederum als Grundrohr eingeführte Mantel 2' ein zweites Armierungsnetzgewebe 5' und einen zweiten Mantel 2". In der III. Stufe wird das als Grundrohr dienende, mit zwei Armierungsnetzgeweben 5 und 5' und zwei Mänteln 2', 2" versehene, ursprüngliche Grundrohr 2 mit einem dritten Armierungsnetzgewebe 5" und einem dritten Mantel 2"' versehen. Selbstredend besteht die Möglichkeit, in Stufen beliebig viele Mäntel bzw.

  Schichten einzutragen.



   Die als ringförmige Körper 15 in die Magazine 3 eingelegten Armierungsnetzgewebe 5, 5', 5" weisen in abgewikkelter Form die Länge der herzustellenden Rohre auf. Nach der kontinuierlichen Herstellung eines mehrschichtigen Rohres werden für jedes weitere Rohr die Magazine wieder neu gefüllt oder es werden eine Vielzahl von zur Chargierung dienenden Magazinen bereitgestellt.



   Für die Herstellung von Rohren in unbeschränkter Länge werden anstelle der Chargier-Magazine, mit welchen die Rohre mit durch den Magazinwechsel bedingten Unterbrechungen herstellbar sind, Häckel-, Flecht-, Rundstrick- oder ähnliche Armierungsnetzgewebe-Erzeugungsmaschinen eingesetzt. Diese werden so montiert, dass das Armierungsnetzgewebe um das Rohr herum gestrickt, geflechtet oder gehäkelt und auf diese Weise das Rohr in den fortlaufend erzeugten Schlauch eingreifend in Anpassung an die Netzgewebeerzeugungsgeschwindigkeit transportiert wird.



   Durch Extrusion wird eine Plastmassenschicht aufgetragen, wobei fliessende (aufgeschmolzene) Plastmassen das schlauchförmige Armierungsnetzgewebe beschichten, so dass die Plastmasse teilweise das Armierungsnetzgewebe durchtränkt bzw. alle einzelnen Faserfäden um die Netzlöcher zwischen den Faserfäden verbindet und formiert dabei teilweise eine Überzugsschicht. Beide  Teile der Plastmasse sind homogen zusammengebunden und kommen gleichzeitig in innige Verbindung mit der unterliegenden, vorher formierten Plastmassenrohrschicht.



   In Fällen, wo die Oberflächen des Armierungsnetzgewebes zwecks Erzeugung besserer Adhäsivität behandelt sein müssen, bespritzt oder beschichtet man diese mit geeigneten Adhäsivmitteln bevor das Armierungsnetzgewebe in die Mundöffnung des Extruderkopfes eintritt.



   Es ist zweckmässig, verschiedene Materialien für jede extrudierte Schicht zu verwenden. Wegen verschiedener Qualitäten und besonders Molekülorientierung, wird dadurch eine zusätzliche Armierung des Rohres geschaffen.



   Die zusätzliche Behandlung des fertigen Rohres mit Gamma- oder Bettastrahlen gewährleistet zudem eine zusätzliche qualitative Verbesserung besonders was die Reissfestigkeit und die Reissdehnung betrifft sowie Verminderung von Permeabilität und Innenkorrosionsgefahr. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Verfahren zur Herstellung von armierten Plastmassenrohren, insbesondere für hohe Innendrücke, dadurch gekennzeichnet, dass man auf ein armiertes oder unarmiertes Grundrohr in einem kontinuierlichen Arbeitsgang ein schlauchförmiges Armierungsnetzgewebe, mit oder ohne Oberflächenbehandlung durch adhärierende Mittel, aufzieht und unmittel- bar anschliessend durch eine fliessende Plastmassenschicht durch Extrusion auf das Armierungsnetzgewebe aufträgt, welche Plastmassenschicht die Fasern des Armierungsnetzgewebes verbindet, die Netzlöcher auffüllt und alsdann teilweise eine Überzugsschicht formiert und die Plastmasse mit dem Armierungsnetzgewebe homogen verbindet.

   II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Extruderkopf (1) für die Auftragung wenigstens einer Schicht (2') auf ein armiertes oder unarmiertes Grundrohr (2) an der Einlaufstelle (8) für das letztere einen Abgeber (3) für das Armierungsnetzgewebe aufweist und im Bereich der Auslaufstelle des armierten und beschichteten Rohres (2') Kühl- und Transportaggregate (13, 13', 13") vorgesehen sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines mehrfach armierten und beschichteten Rohres bei sich wiederholendem Arbeitsgang in Stufen die Armierungsnetzgewebe (5, 5', 5") und die Plastmassen durch Extrusion auf dem Grundrohr (2) angebracht werden.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Armierungsnetzgewebe (5, 5'. 5") unmittelbar vor dem Aufziehen mit einem adhärierenden Mittel behandelt wird.

   3. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das armierte und beschichtete Rohr nach jeder Stufe des kontinuierlichen Arbeitsganges gekühlt und durch eine Transportvorrichtung weitergefördert wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Einlaufkanal (8) des Extruders (1) vorstehende zylindrische Ende des schlauchförmigen Armierungsnetzgewebes (5) vor der Einlage in das Magazin (3) geschlossen wird.

   5. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zueinander verschiedene Materialien für die extrudierten Schichten verwendet.

   6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Armierungsnetzgewebe (5) durch Aufwicklung seines einen Endes ein wulstartig an den Schlauch anschliessender Ringkörper (15) gebildet und dieser in das aus zwei trennbaren Hälften (3, 3') bestehende Magazin (3) eingelegt wird, wobei das zentrale, zylindrische Ende des Armierungsnetzgewebes (5) in den Durchgang (7) für das Grundrohr (2) ragt und durch einen Abschluss (16) geschlossen wird.

   7. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Einmündungsstelle für das Grundrohr (2) am Extruder (1) auswechselbar angeordnete Schlauchnetzabgeber (3) ein ringförmiges Magazin mit in der Ringaxe verlaufendem Rohrdurchgang (7) bildet und eine ringförmige Zugangsöffnung (4') für das Armierungsnetzgewebe (5), das schlauchartig ist, aufweist, die den Magazinraum (4) mit dem Rohrdurchgang (7) verbindet.

   8. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung von Plastmassenrohren in unbeschränkten Längen an der Einlaufstelle für das Grundrohr (2) jeweils am Extruder (1) eine Armierungsnetzgewebe-Erzeugungsmaschine angeordnet ist, welch letztere den Mantel (2', 2", 2"') rohrförmig um das Grundrohr herum erzeugt.

   9. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung eines mehrfach armierten und beschichteten Rohres mehrere hintereinander angeordnete Extruderköpfe (1, 1', 1") mit stufenartig zunehmendem Rohrdurchgangskaliber Schlauchnetz- und Plastikmantel-Zuführungen (3, 3', 3" bzw. 14, 14', 14") durch dazwischengeschaltete Kühl- und Transportaggregate (13, 13', 13") miteinander verbunden sind.