RU2573530C1 - Method of manufacturing of transition flange fittings out of reinforced composite material and set of accessories for method implementation (versions) - Google Patents
Method of manufacturing of transition flange fittings out of reinforced composite material and set of accessories for method implementation (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2573530C1 RU2573530C1 RU2014135940/05A RU2014135940A RU2573530C1 RU 2573530 C1 RU2573530 C1 RU 2573530C1 RU 2014135940/05 A RU2014135940/05 A RU 2014135940/05A RU 2014135940 A RU2014135940 A RU 2014135940A RU 2573530 C1 RU2573530 C1 RU 2573530C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flanges
- fitting
- main part
- flange
- branch pipes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к способу изготовления переходных фланцевых фитингов из армированного композиционного материала и к соответствующему набору оснастки для осуществления способа. Под переходными фитингами понимаются узлы соединения трубопроводов (тройники, крестовины, коллекторы), обеспечивающие переход с одного диаметра трубопровода на другой.The group of inventions relates to a method for manufacturing transitional flange fittings from reinforced composite material and to an appropriate set of equipment for implementing the method. By transition fittings we mean piping connection nodes (tees, crosses, collectors) that provide a transition from one diameter of the pipeline to another.
В настоящее время армированные композиционные материалы широко используются для изготовления труб различных трубопроводов, в особенности, если они должны иметь такие характеристики как легкость, прочность, жесткость, стойкость к воздействию агрессивных сред. Армированный композиционный материал в общем виде представляет собой армирующий компонент (например, волокна из стекла, базальта, углерода или ткань, выполненная из них), внедренный в материал полимерной термореактивной матрицы (полимерное связующее). После отверждения термореактивный композиционный материал приобретает окончательные физико-механические характеристики и не может вернуться в исходное пластичное состояние.Currently, reinforced composite materials are widely used for the manufacture of pipes of various pipelines, especially if they should have such characteristics as lightness, strength, rigidity, resistance to aggressive environments. Reinforced composite material in General is a reinforcing component (for example, fibers of glass, basalt, carbon or fabric made from them), embedded in the material of the polymer thermosetting matrix (polymer binder). After curing, the thermosetting composite material acquires the final physical and mechanical characteristics and cannot return to its original plastic state.
Технология изготовления труб различных диаметров из армированных композиционных материалов хорошо освоена промышленностью. Однако изготовление сложных трехмерных соединительных элементов (фитингов) трубопроводов - отводов, тройников, крестовин и прочее представляет определенную трудность. Одним из способов создания сложных элементов является объединение основных геометрических форм в требуемые более сложные формы. При этом основной проблемой является обеспечение необходимой прочности в местах соединения. Для соединения элементов из армированных композиционных материалов используются различные способы.The manufacturing technology of pipes of various diameters from reinforced composite materials is well mastered by the industry. However, the manufacture of complex three-dimensional connecting elements (fittings) of pipelines - bends, tees, crosspieces, etc. is a certain difficulty. One way to create complex elements is to combine the basic geometric shapes into the required more complex shapes. In this case, the main problem is to provide the necessary strength at the joints. Various methods are used to connect elements from reinforced composite materials.
Например, при изготовлении переходного фитинга формируют и отверждают магистральную часть фитинга и отводной патрубок отдельно друг от друга, причем последний изготавливают с одной плоской контактной поверхностью или раздвоенным на одном конце с образованием двух расходящихся копланарных плоских контактных поверхностей. Затем эти два элемента соединяют, склеивая плоскую контактную поверхность (поверхности) патрубка с контактной поверхностью магистральной части термореактивным или склеивающим материалом. Однако механическое напряжение, приложенное к магистральной части фитинга или к отводному патрубку, приводит к возникновению «расслаивающих» сил, под действием которых происходит разрушение фитинга по месту их соединения.For example, in the manufacture of the transition fitting, the main part of the fitting and the branch pipe are formed and cured separately from each other, the latter being made with one flat contact surface or forked at one end to form two diverging coplanar flat contact surfaces. Then these two elements are connected by gluing the flat contact surface (surface) of the pipe with the contact surface of the main part with a thermoset or adhesive material. However, mechanical stress applied to the main part of the fitting or to the branch pipe leads to the emergence of "delaminating" forces, under the influence of which the fitting is destroyed at the place of their connection.
Другие пути решения этой проблемы основаны на концепции введения высокопрочных волокон через объединенную область такими способами, как пришивание одного элемента к другому. Одно из таких решений описано в патентах США №4331419 и 4526790, где места соединения между первым и вторым элементами из композиционных материалов выполнены из волокон, соединенных клеем. Один из элементов раздвоен на одном конце с образованием двух расходящихся копланарных плоских контактных поверхностей, которые соединены со вторым элементом путем сшивания нитью из армирующих волокон, пропитанных термореактивным связующим, проходящей через оба элемента. Затем соединенные элементы и нить подвергаются «совместному» одновременному отверждению.Other ways to solve this problem are based on the concept of introducing high-strength fibers through the joint region in ways such as sewing one element to another. One such solution is described in US Pat. Nos. 4,331,419 and 4,526,790, where the joints between the first and second elements of composite materials are made of fibers joined by glue. One of the elements is bifurcated at one end with the formation of two diverging coplanar flat contact surfaces that are connected to the second element by stitching with a thread of reinforcing fibers impregnated with a thermosetting binder passing through both elements. Then the connected elements and the thread are subjected to "joint" simultaneous curing.
Патент США №6103337 предусматривает предварительное изготовление заготовок элементов из армирующего материала, соединение их друг с другом армирующей нитью, после чего в них вводят материал матрицы с последующим отверждением. Однако хотя этот процесс имеет много преимуществ, для него непременно требуется, чтобы заготовки были сотканы или созданы другим способом по отдельности и затем сшиты в отдельной операции.US patent No. 6103337 provides for the preliminary manufacture of blanks of elements from a reinforcing material, connecting them to each other with a reinforcing thread, after which matrix material is introduced into them with subsequent curing. However, although this process has many advantages, it certainly requires that the blanks be woven or otherwise created separately and then sewn in a separate operation.
Предложенные способы изготовления трехмерных изделий, в частности, отводных фланцевых фитингов, мало пригодны для серийного производства, т.к. или не обеспечивают необходимой прочности изделий, или сложны и требуют разработки нестандартного оборудования.The proposed methods for manufacturing three-dimensional products, in particular, outlet flanged fittings, are not suitable for mass production, because either do not provide the necessary strength of the products, or are complex and require the development of non-standard equipment.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа изготовления переходных фланцевых фитингов из армированного композиционного материала, включающего стандартные операции, пригодные для серийного производства, а также набора оснастки для осуществления способа, обеспечивающих высокую механическую прочность изделий.The technical task of the invention is the development of a method of manufacturing transitional flange fittings from a reinforced composite material, including standard operations suitable for mass production, as well as a set of accessories for implementing the method, providing high mechanical strength of the products.
Для достижения поставленной задачи предлагается два варианта способа изготовления переходных фланцевых фитингов из армированного композиционного материала.To achieve this goal, two variants of a method for manufacturing transitional flange fittings from reinforced composite material are proposed.
Первый вариант способа изготовления переходных фланцевых фитингов включает раздельное формирование магистральной части фитинга с фланцами и одним или несколькими основаниями отводных патрубков, соответствующих отводных патрубков и фланцев к ним с последующей сборкой готовых деталей. Изготовление магистральной части фитинга осуществляют намоткой стеклоткани, пропитанной полимерным связующим, на предварительно собранную оснастку, включающую цилиндрическую оправку с закрепленными на ее концах рабочими поверхностями навстречу друг другу, матрицами фланцев, установленные на ней в соответствующих местах оправки оснований отводных патрубков. Ширину полосы стеклоткани выбирают, по меньшей мере, равной сумме расстояния между рабочими поверхностями матриц фланцев и двойной высоты фланца. Оба края полосы надрезают на глубину, по меньшей мере, равную высоте фланца; после намотки каждого слоя, надрезанные края стеклоткани уплотняют в матрицах фланцев, над оправками оснований отводных патрубков на стеклоткани выполняют крестообразные надрезы, с каждым слоем меняя их направление. Намотку стеклоткани через несколько слоев чередуют с закладкой в матрицы фланцев лоскутов стеклоткани, пропитанных полимерным связующим до заполнения матриц. Сформированную магистральную часть фитинга с фланцами и основаниями отводных патрубков подвергают термической обработке для отверждения полимерного связующего, снимают с оснастки, механической обработкой удаляют излишки материала с фланцев и оснований отводных патрубков и производят сверление отверстий во фланцах. Отводные патрубки выполняют из композиционного материала любым известным способом, например, намоткой на оправку стеклоровинга или стеклоткани, пропитанных полимерным связующим и последующего отверждения, а фланцы патрубков - прессованием в пресс-форме, например, из соответствующего количества слоев стеклоткани или рубленого стекловолокна, пропитанных полимерным связующим, с последующим отверждением и механической обработкой. Сборку готовых деталей осуществляют установкой патрубков в их основания на магистральной части фитинга, фланцев на патрубки с заполнением межстеночного пространства в местах их установки полимерным связующим с последующим его отверждением.The first variant of the method of manufacturing transitional flange fittings involves the separate formation of the main part of the fitting with flanges and one or more bases of branch pipes, corresponding branch pipes and flanges to them with the subsequent assembly of finished parts. The main part of the fitting is manufactured by winding fiberglass, impregnated with a polymer binder, onto pre-assembled equipment, including a cylindrical mandrel with working surfaces fixed at its ends facing each other, flange matrices installed on it in the corresponding places of the mandrel base of the branch pipes. The width of the fiberglass strip is chosen to be at least equal to the sum of the distance between the working surfaces of the flange arrays and the double height of the flange. Both edges of the strip are notched to a depth of at least equal to the height of the flange; after winding each layer, the incised edges of the fiberglass are sealed in the flange matrices, crosswise cuts are made over the mandrels of the bases of the branch pipes on the fiberglass, changing their direction with each layer. Winding fiberglass through several layers is alternated with laying in the matrix of the flanges of the flaps of fiberglass, impregnated with a polymer binder to fill the matrices. The formed main part of the fitting with the flanges and the bases of the branch pipes is subjected to heat treatment to cure the polymer binder, removed from the tooling, the excess material is removed from the flanges and the bases of the branch pipes by machining, and holes are drilled in the flanges. The branch pipes are made of composite material by any known method, for example, by winding glass mandrel or glass cloth impregnated with a polymer binder and subsequent curing on the mandrel, and the pipe flanges by compression molding, for example, of the corresponding number of fiberglass or chopped fiberglass layers impregnated with a polymer binder , followed by curing and machining. The assembly of finished parts is carried out by installing nozzles in their bases on the main part of the fitting, flanges on the nozzles with filling the inter-wall space in the places of their installation with a polymer binder followed by its curing.
Второй вариант способа изготовления переходных фланцевых фитингов из полимерного композиционного материала предусматривает раздельное изготовление магистральной части фитинга с основаниями отводных патрубков и фланцев магистральной части фитинга.The second variant of the method of manufacturing transitional flange fittings from a polymer composite material provides for the separate manufacture of the main part of the fitting with the bases of the branch pipes and flanges of the main part of the fitting.
Способ включает изготовление магистральной части фитинга с одним или несколькими основаниями отводных патрубков, фланцев магистральной части фитинга, соответствующих отводных патрубков и фланцев к ним и последующую сборку готовых деталей. При этом изготовление магистральной части фитинга осуществляют намоткой стеклоткани, пропитанной полимерным связующим, на предварительно собранную оснастку, включающую цилиндрическую оправку с установленными на ней в соответствующих местах оправками оснований отводных патрубков. После намотки каждого слоя над оправками оснований отводных патрубков на стеклоткани выполняют крестообразные надрезы, с каждым слоем меняя их направление. По окончании намотки изделие подвергают термической обработке для отверждения полимерного связующего, после чего снимают с оснастки и механической обработкой удаляют излишки материала с оснований отводных патрубков. Изготовление фланцев магистральной части фитинга производят намоткой стеклоткани, пропитанной полимерным связующим на предварительно собранную оснастку, включающую цилиндрическую оправку с закрепленной на ней парой матриц фланцев, обращенных друг к другу рабочими поверхностями. Ширину полосы стеклоткани выбирают, по меньшей мере, равной сумме расстояния между внутренними поверхностями матриц фланцев и двойной высоте фланца, а оба края полосы надрезают на глубину, по меньшей мере, равную высоте фланца. Намотку стеклоткани через несколько слоев чередуют с закладкой в матрицы фланцев лоскутов стеклоткани, пропитанных полимерным связующим, до их заполнения. Сформированную пару фланцев подвергают термической обработке для отверждения полимерного связующего, после чего осуществляют разрезку пары фланцев, удаление излишков материала и сверление отверстий. Отводные патрубки выполняют из композиционного материала любым известным способом, например, намоткой на оправку стеклоровинга или стеклоткани, пропитанных полимерным связующим с последующим отверждением, а фланцы патрубков - прессованием в пресс-форме, например, из соответствующего количества слоев стеклоткани или рубленого стекловолокна, пропитанных полимерным связующим, с последующим отверждением и механической обработкой. Сборку готовых деталей осуществляют установкой в любой последовательности фланцев на магистральную часть фитинга, отводных патрубков в их основания с последующей установкой на них фланцев с заполнением межстеночного пространства в местах установки полимерным связующим с последующим его отверждением.The method includes the manufacture of the main part of the fitting with one or more bases of branch pipes, flanges of the main part of the fitting, corresponding branch pipes and flanges to them, and the subsequent assembly of the finished parts. In this case, the manufacture of the main part of the fitting is carried out by winding fiberglass, impregnated with a polymeric binder, onto pre-assembled equipment, including a cylindrical mandrel with mandrels of the bases of the branch pipes installed on it in appropriate places. After winding each layer above the mandrels of the bases of the branch pipes on fiberglass, cross-shaped incisions are made, with each layer changing their direction. At the end of the winding, the product is subjected to heat treatment to cure the polymer binder, after which it is removed from the equipment and the excess material is removed from the bases of the branch pipes by machining. The manufacture of the flanges of the main part of the fitting is carried out by winding fiberglass impregnated with a polymer binder on a pre-assembled tooling, including a cylindrical mandrel with a pair of matrixes of flanges fixed to it, facing each other with working surfaces. The width of the strip of fiberglass is chosen at least equal to the sum of the distance between the inner surfaces of the matrix flanges and the double height of the flange, and both edges of the strip are cut to a depth of at least equal to the height of the flange. Winding fiberglass through several layers alternate with laying in the matrix of the flanges of the flaps of fiberglass, impregnated with a polymer binder, until they are filled. The formed pair of flanges is subjected to heat treatment to cure the polymer binder, after which they cut the pair of flanges, remove excess material and drill holes. The branch pipes are made of composite material by any known method, for example, by winding glass mandrel or glass cloth impregnated with a polymer binder on a mandrel, followed by curing, and the pipe flanges by compression molding, for example, of the corresponding number of fiberglass or chopped glass fiber layers impregnated with a polymer binder , followed by curing and machining. The assembly of finished parts is carried out by installing in any sequence of flanges on the main part of the fitting, branch pipes in their bases, followed by installing flanges on them with filling the interwall space at the installation sites with a polymer binder and then curing it.
Первый из предлагаемых вариантов способа отличается от второго только способом изготовления магистральной части фитинга. В первом случае магистральную часть фитинга с основаниями отводных патрубков изготавливают заодно с фланцами, а в другом - магистральную часть фитинга с основаниями отводных патрубков и фланцы магистральной части изготавливают раздельно и производят их сборку. Изготовление отводных патрубков и фланцев к ним в обоих случаях осуществляется одинаковыми известными способами.The first of the proposed variants of the method differs from the second only in the method of manufacturing the main part of the fitting. In the first case, the main part of the fitting with the bases of the branch pipes is made integral with the flanges, and in the other, the main part of the fitting with the bases of the branch pipes and the flanges of the main part are made separately and assembled. The manufacture of branch pipes and flanges to them in both cases is carried out by the same known methods.
Решение поставленной задачи достигается также тем, что в любом из вариантов способа, для повышения прочности соединения отводного патрубка с его основанием на магистральной части фитинга, внутреннюю часть основания отводного патрубка выполняют с уширением внутрь магистральной части, например, с обратной конусностью или в виде одной или нескольких кольцевых ступеней, а наружную установочную часть отводного патрубка с соответствующим утолщением;The solution to this problem is also achieved by the fact that in any of the process variants, in order to increase the strength of the connection of the branch pipe with its base on the main part of the fitting, the inner part of the base of the branch pipe is made with broadening inside the main part, for example, with inverse taper or in the form of one or several ring steps, and the external installation part of the branch pipe with the corresponding thickening;
- а также тем, что любой из вариантов способа изготовления переходных фланцевых фитингов предусматривает дополнительную фиксацию отводного патрубка в его основании на магистральной части фитинга наружной намоткой на него в месте их сочленения ровинга из армирующих волокон, пропитанных полимерным связующим;- and also the fact that any of the options for the manufacture of transitional flange fittings provides for additional fixation of the branch pipe at its base on the main part of the fitting by external winding on it at the place of their joint roving of reinforcing fibers impregnated with a polymer binder;
- а также тем, что в любом из вариантов способа при изготовлении переходных фитингов, применяемых в составе трубопроводов для транспортировки пожаро-взрывоопасных сред, с целью предотвращения накопления электрических зарядов (статического электричества) на их внутренней поверхности, на рабочие поверхности оснастки предварительно наносят слой электропроводящего материала.- as well as the fact that in any of the process variants in the manufacture of transitional fittings used as part of pipelines for transporting fire and explosive atmospheres, in order to prevent the accumulation of electric charges (static electricity) on their inner surface, a layer of conductive is preliminarily applied to the working surfaces of the equipment material.
В любом из вариантов способа изготовления переходных фланцевых фитингов в качестве армирующего материала могут использоваться ткань и ровинги из углеродного, базальтового волокна или их композиции.In any of the variants of the method of manufacturing transitional flange fittings, fabric and rovings made of carbon, basalt fiber or their composition can be used as reinforcing material.
Указанная техническая задача достигается также тем, что предлагается набор оснастки для осуществления способа изготовления переходных фланцевых фитингов из армированного композиционного материала.The indicated technical problem is also achieved by the fact that a set of equipment is proposed for implementing a method for manufacturing transitional flange fittings from reinforced composite material.
Набор оснастки для реализации первого варианта способа включает оснастку для изготовления магистральной части фитинга, одну или несколько цилиндрических оправок для отводных патрубков и пресс-формы фланцев для этих патрубков. Оснастка для изготовления магистральной части фитинга в свою очередь включает цилиндрическую оправку, устанавливаемые на ней одну или несколько оправок оснований отводных патрубков и пару матриц фланцев. Диаметр цилиндрической оправки определяется требуемым диаметром проходного сечения магистральной части фитинга. Оправки оснований отводных патрубков выполнены с постоянным (цилиндрические) или с переменным сечением (в виде усеченного конуса или цилиндра с буртом в виде одной или нескольких кольцевых ступеней), при этом минимальный диаметр оправки соответствует наружному диаметру отводного патрубка. Размеры и форма матриц фланцев определяются требованиями, предъявляемыми к готовым изделиям. Конструкция пресс-форм фланцев отводных патрубков определяется требуемой формой фланца при условии соответствия внутреннего диаметра посадочного места фланца наружному диаметру отводного патрубка.A set of accessories for implementing the first variant of the method includes equipment for the manufacture of the main part of the fitting, one or more cylindrical mandrels for branch pipes and molds of flanges for these pipes. The equipment for manufacturing the main part of the fitting, in turn, includes a cylindrical mandrel, one or more mandrels of the bases of the branch pipes installed on it, and a pair of matrixes of flanges. The diameter of the cylindrical mandrel is determined by the required diameter of the bore of the main part of the fitting. The mandrels of the base of the branch pipes are made with a constant (cylindrical) or with a variable cross-section (in the form of a truncated cone or cylinder with a shoulder in the form of one or more annular steps), while the minimum diameter of the mandrel corresponds to the outer diameter of the branch pipe. The dimensions and shape of the flange dies are determined by the requirements for finished products. The design of the molds of the flanges of the branch pipes is determined by the required shape of the flange, provided that the internal diameter of the flange seat is the outer diameter of the branch pipe.
Набор оснастки для реализации второго варианта способа изготовления переходных фланцевых фитингов из армированного композиционного материала отличается наличием оснастки для раздельного изготовления магистральной части переходного фитинга и фланцев к ней.The tool kit for implementing the second variant of the method of manufacturing transitional flange fittings from a reinforced composite material is characterized by the availability of equipment for the separate manufacture of the main part of the transition fitting and the flanges to it.
Набор включает оснастку для изготовления магистральной части фитинга, оснастку для изготовления фланцев магистральной части фитинга, цилиндрические оправки для отводных патрубков и пресс-формы фланцев для этих патрубков. Оснастка для изготовления магистральной части фитинга включает цилиндрическую оправку, диаметр которой соответствует внутреннему диаметру проходного сечения магистральной части, и устанавливаемые на ней оправки оснований отводных патрубков. Оправки оснований отводных патрубков выполнены с постоянным (цилиндрические) или с переменным сечением (в виде усеченного конуса или цилиндра с буртом в виде одной или нескольких кольцевых ступеней), при этом минимальный диаметр оправки соответствует наружному диаметру отводного патрубка.The kit includes accessories for the manufacture of the main part of the fitting, equipment for the manufacture of flanges of the main part of the fitting, cylindrical mandrels for branch pipes and flange molds for these pipes. Equipment for the manufacture of the main part of the fitting includes a cylindrical mandrel, the diameter of which corresponds to the inner diameter of the bore of the main part, and the mandrels of the outlets of the outlets installed on it. The mandrels of the base of the branch pipes are made with a constant (cylindrical) or with a variable cross-section (in the form of a truncated cone or cylinder with a shoulder in the form of one or more annular steps), while the minimum diameter of the mandrel corresponds to the outer diameter of the branch pipe.
Оснастка для изготовления фланцев магистральной части фитинга включает цилиндрическую оправку, диаметр которой соответствует требуемому наружному диаметру магистральной части, и устанавливаемые на ней матрицы фланцев. Размеры и форма матриц фланцев определяются требованиями, предъявляемыми к готовым изделиям.The equipment for manufacturing flanges of the main part of the fitting includes a cylindrical mandrel, the diameter of which corresponds to the required external diameter of the main part, and the matrix of flanges installed on it. The dimensions and shape of the flange dies are determined by the requirements for finished products.
Конструкция пресс-форм фланцев отводных патрубков определяется требуемой формой фланца при условии соответствия внутреннего диаметра посадочного места фланца наружному диаметру отводного патрубка.The design of the molds of the flanges of the branch pipes is determined by the required shape of the flange, provided that the internal diameter of the flange seat is the outer diameter of the branch pipe.
Варианты осуществления настоящего изобретения и набор оснастки приведены на фиг. 1-9.Embodiments of the present invention and a snap kit are shown in FIG. 1-9.
На фиг. 1 представлена оснастка для изготовления магистральной части переходного фланцевого фитинга (тройника) и схема кроя полосы стеклоткани для изготовления фитинга по первому варианту.In FIG. 1 shows the equipment for the manufacture of the main part of the transitional flange fitting (tee) and the scheme of cutting the fiberglass strip for the manufacture of the fitting according to the first embodiment.
Оснастка включает в себя цилиндрическую оправку 1, связанную с приводом 2, осуществляющим ее вращение, установленные на ней матрицы фланцев 3 и оправку основания отводного патрубка 4 с кольцевым ступенчатым уширением. Ширина полосы стеклоткани 5 составляет, по меньшей мере, сумму расстояния А между внутренними поверхностями матриц фланцев и двойной высоты фланцев В, по краям полосы стеклоткани выполняют надрезы 6 на глубину, соответствующую, по меньшей мере, высоте фланца В.The equipment includes a cylindrical mandrel 1, connected with the
В процессе изготовления после намотки каждого слоя, надрезанные края стеклоткани уплотняют в матрицах фланцев 3, а над оправками оснований 4 выполняются крестообразные надрезы 7, направление которых меняется, преимущественно на 45° после каждого оборота оправки 1. Намотку стеклоткани через несколько слоев чередуют с закладкой в матрицы фланцев лоскутов стеклоткани, пропитанных полимерным связующим до их заполнения, при этом глубину надрезов 6 по мере заполнения матриц увеличивают до величины, равной сумме высоты фланца В и его толщины Н. Сформированную магистральную часть фитинга с фланцами и основаниями отводных патрубков подвергают термической обработке для отверждения полимерного связующего, снимают с оснастки, механической обработкой удаляют излишки материала с фланцев и оснований отводных патрубков и производят сверление отверстий во фланцах.In the manufacturing process, after winding each layer, the incised edges of the fiberglass are sealed in the matrices of the flanges 3, and cross-shaped incisions 7 are made over the mandrels of the
На фиг. 2 представлен общий вид магистральной части фитинга (тройника) с фланцами и основанием отводного патрубка, изготовленного по первому варианту.In FIG. 2 shows a general view of the main part of the fitting (tee) with flanges and the base of the branch pipe made according to the first embodiment.
Отводные патрубки и фланцы к ним изготавливают любым из известных способов: отводные патрубки, преимущественно, намоткой стеклоткани или стеклоровинга, а фланца к ним - прессованием в пресс-форме, например, из соответствующего количества слоев стеклоткани или рубленого стекловолокна, пропитанных полимерным связующим, с последующим отверждением и механической обработкой.The branch pipes and flanges to them are made by any of the known methods: branch pipes, mainly by winding fiberglass or glass roving, and the flange to them by pressing in a mold, for example, from the appropriate number of layers of fiberglass or chopped fiberglass impregnated with a polymer binder, followed by curing and machining.
На фиг. 3 показан общий вид отводного патрубка, с кольцевым буртом в установочной части и посадочным местом под фланец, полученного намоткой стеклоткани или стеклоровинга на цилиндрическую оправку, а на фиг.4 - общий вид фланца отводного патрубка (варианты).In FIG. Figure 3 shows a general view of the outlet pipe, with an annular collar in the installation part and a seat for a flange obtained by winding fiberglass or glass roving on a cylindrical mandrel, and Fig. 4 is a general view of the outlet pipe flange (options).
При сборке фитинга изнутри канала магистральной части в основание устанавливают отводной патрубок и крепят на нем фланец, заполняя полимерным связующим межстеночное пространство в местах сочленения деталей. После установки отводного патрубка в его основание на магистральной части фитинга в месте их сочленения дополнительно осуществляют наружную подмотку на отводной патрубок стеклоровинга, пропитанного полимерным связующим. Собранный фитинг подвергают термической обработке для отверждения полимерного связующего.When assembling the fitting from the inside of the channel of the main part, a branch pipe is installed in the base and a flange is mounted on it, filling the interwall space at the joints of the parts with a polymer binder. After installing the branch pipe in its base on the main part of the fitting in the place of their articulation, external winding is additionally carried out on the glass pipe branch pipe impregnated with a polymer binder. The assembled fitting is heat treated to cure the polymer binder.
На фиг. 5 представлен общий вид собранного переходного фланцевого фитинга (тройника), показано выполнение подмотки ровингом в месте сочленения отводного патрубка с его основанием на магистральной части фитинга.In FIG. Figure 5 shows a general view of the assembled transitional flange fitting (tee), shows the performance of the winding by roving at the junction of the branch pipe with its base on the main part of the fitting.
Второй вариант изготовление переходного фланцевого фитинга предусматривает раздельное изготовление магистральной части фитинга с основаниями отводных патрубков и фланцев магистральной части, с последующей их сборкой.The second option is the manufacture of the transitional flange fitting provides for the separate manufacture of the main part of the fitting with the bases of the branch pipes and flanges of the main part, with their subsequent assembly.
На фиг. 6 представлена оснастка для изготовления магистральной части переходного фитинга (коллектора) и схема кроя полосы стеклоткани для ее изготовления, а на фиг. 7 - общий вид магистральной части фитинга с основаниями отводных патрубков.In FIG. 6 shows the equipment for the manufacture of the main part of the transition fitting (collector) and a diagram of the cut of the fiberglass strip for its manufacture, and in FIG. 7 is a General view of the main part of the fitting with the bases of the branch pipes.
Оснастка включает в себя цилиндрическую оправку 1, связанную с приводом 2, осуществляющим ее вращение, и установленные на ней оправки оснований отводных патрубков 4 с кольцевым ступенчатым уширением. Полоса стеклоткани 5 выбирается, преимущественно, равной длине магистральной части фитинга.The equipment includes a cylindrical mandrel 1, connected with the
В процессе изготовления после намотки каждого слоя стеклоткани над оправками оснований 4 выполняются крестообразные надрезы 7, направление которых меняется, (преимущественно на 45°) после каждого оборота оправки 1. Сформированную магистральную часть фитинга с основаниями отводных патрубков подвергают термической обработке для отверждения полимерного связующего, после чего снимают с оснастки, механической обработкой удаляют излишки материала.In the manufacturing process, after winding each layer of fiberglass over the mandrels of the
На фиг. 8 представлена оснастка для изготовления фланцев магистральной части фитинга и схема кроя полосы стеклоткани для его изготовления.In FIG. Figure 8 shows the equipment for the manufacture of flanges of the main part of the fitting and a diagram of the cut of a fiberglass strip for its manufacture.
Оснастка включает цилиндрическую оправку 1, связанную с приводом 2, осуществляющим ее вращение и установленные на ней матрицы фланцев 3 магистральной части фитинга. Ширина полосы стеклоткани 5 составляет, по меньшей мере, сумму расстояния А между рабочими поверхностями матриц фланцев и двойной высоты фланцев В. По краям полосы стеклоткани выполнены надрезы 6 на глубину, соответствующую, по меньшей мере, высоте фланца В. В процессе изготовления фланцев после намотки каждого слоя, надрезанные края стеклоткани уплотняют в матрицах фланцев 3. Намотку стеклоткани через несколько слоев чередуют с закладкой в матрицы фланцев лоскутов стеклоткани, пропитанных полимерным связующим, до их заполнения, при этом глубину надрезов 6 по мере заполнения матриц увеличивают до величины, равной сумме высоты фланца В и его толщины Н. Сформированную заготовку пары фланцев подвергают термической обработке для отверждения полимерного связующего, после чего снимают с оснастки, осуществляют их разрезку, механической обработкой удаляют излишки материала с фланцев и сверление отверстий под крепежные элементы.The equipment includes a cylindrical mandrel 1 connected to the
На фиг. 9 показан общий вид пары фланцев магистральной части фитинга, после ее снятия с оправки, последующей разрезки фланцев и сверления отверстий в них под крепежные элементы.In FIG. 9 shows a General view of a pair of flanges of the main part of the fitting, after removing it from the mandrel, subsequent cutting of the flanges and drilling holes in them for fasteners.
Отводные патрубки и фланцы к ним изготавливают любым из известных способов: отводные патрубки, преимущественно, намоткой стеклоткани или стеклоровинга, а фланца к ним - прессованием в пресс-форме, например, из соответствующего количества слоев стеклоткани или рубленого стекловолокна, пропитанных полимерным связующим, с последующим отверждением и механической обработкой. Общий вид отводного патрубка, с кольцевым буртом в установочной части и посадочным местом под фланец, полученного намоткой стеклоткани или стеклоровинга на цилиндрическую оправку, показан на фиг. 3, а на фиг. 4 - общий вид фланца отводного патрубка (варианты).The branch pipes and flanges to them are made by any of the known methods: branch pipes, mainly by winding fiberglass or glass roving, and the flange to them by pressing in a mold, for example, from the appropriate number of layers of fiberglass or chopped fiberglass impregnated with a polymer binder, followed by curing and machining. A general view of the branch pipe, with an annular collar in the installation part and a seat for a flange obtained by winding fiberglass or glass roving on a cylindrical mandrel, is shown in FIG. 3, and in FIG. 4 - General view of the flange of the branch pipe (options).
После изготовления деталей фитинга осуществляют их сборку; изнутри канала магистральной части фитинга в их основания устанавливают отводные патрубки, заполняя межстеночное пространство посадочных мест полимерным связующим, в местах их сочленения с магистральной частью, при необходимости, дополнительно осуществляют подмотку на них стеклоровинга, пропитанного полимерным связующим, в произвольной последовательности устанавливают фланцы на магистральную часть и отводные патрубки, заполняя полимерным связующим межстеночное пространство в местах сочленения деталей. Собранный фитинг подвергают термической обработке для отверждения полимерного связующего.After manufacturing the parts of the fitting, they are assembled; from the inside of the channel of the main part of the fitting, branch pipes are installed in their bases, filling the interwall space of the seats with a polymeric binder, at the places of their articulation with the main part, if necessary, they are additionally rewound with glass roving impregnated with a polymeric binder, in any order they are installed flanges on the main part and branch pipes, filling the interwall space at the joints of the parts with a polymer binder. The assembled fitting is heat treated to cure the polymer binder.
Предлагаемые варианты способа изготовления переходных фланцевых фитингов из армированного композиционного материала и наборы оснастки для их осуществления позволяют производить в условиях серийного производства с использованием стандартного оборудования и стандартных операций переходные фланцевые фитинги различной конструкции и назначения - тройники, крестовины, коллекторы, обеспечивают высокие прочностные характеристики изделий и возможность быстрой переналадки для перехода от одного вида фитингов к другому.The proposed options for the manufacture of transitional flange fittings from a reinforced composite material and tooling kits for their implementation allow to produce transitional flange fittings of various designs and purposes — tees, crosses, manifolds — in high-volume production conditions using standard equipment and standard operations, and provide high strength characteristics of the products and the possibility of quick readjustment for the transition from one type of fittings to another.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014135940/05A RU2573530C1 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Method of manufacturing of transition flange fittings out of reinforced composite material and set of accessories for method implementation (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014135940/05A RU2573530C1 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Method of manufacturing of transition flange fittings out of reinforced composite material and set of accessories for method implementation (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2573530C1 true RU2573530C1 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=55087223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014135940/05A RU2573530C1 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Method of manufacturing of transition flange fittings out of reinforced composite material and set of accessories for method implementation (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2573530C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1175728A1 (en) * | 1983-11-25 | 1985-08-30 | Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Красного Знамени Механический Институт | Method of manufacturing envelopes with transverse reinforcement from lengthy fiber materials |
| RU2151059C1 (en) * | 1999-06-30 | 2000-06-20 | Государственное предприятие "Производственное объединение "Авангард" | Method and device for manufacture of elastically flexible band spiral of composite materials (modifications) |
| US6103337A (en) * | 1998-07-09 | 2000-08-15 | Albany International Techniweave, Inc. | Fiber-reinforced composite materials structures and methods of making same |
| RU2209731C2 (en) * | 2001-02-19 | 2003-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Пласт" | Installation for making tubular articles of composition material |
-
2014
- 2014-09-02 RU RU2014135940/05A patent/RU2573530C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1175728A1 (en) * | 1983-11-25 | 1985-08-30 | Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Красного Знамени Механический Институт | Method of manufacturing envelopes with transverse reinforcement from lengthy fiber materials |
| US6103337A (en) * | 1998-07-09 | 2000-08-15 | Albany International Techniweave, Inc. | Fiber-reinforced composite materials structures and methods of making same |
| RU2151059C1 (en) * | 1999-06-30 | 2000-06-20 | Государственное предприятие "Производственное объединение "Авангард" | Method and device for manufacture of elastically flexible band spiral of composite materials (modifications) |
| RU2209731C2 (en) * | 2001-02-19 | 2003-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Пласт" | Installation for making tubular articles of composition material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2003200918B2 (en) | A method for the manufacture of a component by composite fibre construction | |
| US4289557A (en) | Method for mass producing composite shafts | |
| US11913499B2 (en) | Method for producing a positive-locking load application for rod-shaped fiber composite structures, and the design thereof | |
| CN109555909B (en) | Double-wall inner rib glass fiber reinforced plastic sandwich concrete high-strength composite pipeline and processing method thereof | |
| EP2052846B1 (en) | Method of forming a T-shaped composite structure comprising a radius filler and radius filler | |
| US9732889B2 (en) | Flange, and a method of manufacturing a flange | |
| CN109538845B (en) | Glass fiber reinforced plastic lining concrete composite pipe and processing method thereof | |
| TW202208223A (en) | Bicycle frame and method for manufacturing | |
| US10618231B2 (en) | Method for producing a structural element consisting of a fibre-composite hollow profile and load-introducing element, and structural element | |
| US10543651B2 (en) | Polymer pressure vessel end-cap and liner-less pressure vessel design | |
| CN101752044A (en) | Core rod of ultra-high-voltage post composite insulator and manufacturing method thereof | |
| CN105196620A (en) | Partially-enhanced X-cor foam core sandwich T-joint structure and molding method | |
| JP2015093479A (en) | Fiber reinforced composite molding and method for manufacturing the same | |
| CN104864207A (en) | Connection method for a braided hose | |
| US9682527B2 (en) | Laminated composite structure and related method | |
| CN201188368Y (en) | Integral-molding compound material insulation drive tube with insert | |
| RU2573530C1 (en) | Method of manufacturing of transition flange fittings out of reinforced composite material and set of accessories for method implementation (versions) | |
| CN104441705A (en) | Carbon fiber opening fixture frame and preparation method thereof | |
| CN105465141B (en) | A kind of pre-buried blade root fastenings part of pultrusion used for blades of wind driven generator and preparation method thereof | |
| CN103386692A (en) | Novel robot carbon fiber arm lever designing and manufacturing method | |
| CN201188335Y (en) | Integral-molding compound material insulation drive stick with insert | |
| US20160167319A1 (en) | Thread Manufacture for Filament Wound Mandrel | |
| FI93090C (en) | Process for producing a T-joint and T-joint formed by means of connecting material between parts to be connected to each other | |
| US7338380B2 (en) | Composite shaft end assembly and composite shaft formed therewith | |
| WO2013146692A1 (en) | Pipe and production method for pipe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170903 |