Спосіб виготовлення трубопроводу для краплинного зрошення з привареними внутрішніми випускними елементами і пристрій для його здійснення

Изобретение относится к технологии введения элементов в пластмассовую тр убку в ходе ее выдавливания и закрепления этих элементов на внутренней поверхности трубки в заранее определенных положениях, в частности, к способам и устройствам для производства трубопроводов для капельного орошения, имеющих дискретно расположенные излучающие элементы, закрепленные на внутренней поверхности тр убопровода. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изготовления трубопровода для капельного орошения с приваренными внутренними выпускными элементами, заключающийся в том, что непрерывно выдавливают трубопровод из экструзионной головки с первым наружным диаметром и первой линейной скоростью, подают выпускные элементы в экструзионную головку параллельно ее оси, центрируя их относительно выдавливаемого трубопровода, приводят выпускные элементы и выдавливаемый материал трубопровода в сварной контакт друг с другом, охлаждают трубопровод с расположенными внутри него выпускными элементами и выполняют отверстия в трубопроводе в заданном месте для образования каналов выхода капель из выпускных элементов. Для осуществления способа служит устройство для изготовления трубопровода для капельного орошения с приваренными внутренними выпускными элементами, содержащее последовательно расположенные экструзионную головку с аксиальным каналом, охлаждающее средство, средство пробивки отверстий в трубопроводе и средство вытяжки трубопровода для протягивания его с заданной линейной скоростью, расположенный соосно аксиальному каналу головки несущий элемент для выпускных элементов, средство подачи выпускных элементов и средство их перемещения для приведения в сварной контакт с выдавливаемым материалом трубопровода (Патент США №3981452, кл. B05B15/00, 1976). Однако, в известных технических решениях элемент, который должен быть помещен в трубку, независимо от его природы имеет цилиндрическую форму и полностью упаковывается в выдавленную тр убку. В основу изобретения поставлена задача в способе изготовления трубопровода для капельного орошения с приваренными внутренними выпускными элементами и в устройстве для его осуществления путем включения в способ дополнительных технологических операций, обусловленных введением в устройство дополнительных конструктивных элементов, обеспечить изготовление трубопровода с внутренними выпускными элементами, имеющими некруглую форму и ограниченную глубин у проникновения в трубопровод, составляющую, менее половины его диаметра, и исключение механических напряжений в трубопроводе при сварке. Поставленная задача решается в способе изготовления трубопровода для капельного орошения с приваренными внутренними выпускными элементами, заключающемся в том, что непрерывно выдавливают трубопровод из экструзионной головки с первым наружным диаметром и первой линейной скоростью, подают выпускные элементы в экструзионную головку параллельно ее оси, центрируя их относительно выдавливаемого трубопровода, приводят выпускные элементы и выдавливаемый материал трубопровода в сварной контакт друг с другом, охлаждают трубопровод с расположенными внутри него выпускными элементами и выполняют отверстия в трубопроводе в заданном месте для образования каналов выхода капель из выпускных элементов, тем, что, согласно изобретению, после выдавливания из экструзионной головки трубопровод подают через промежуточную зону в блок калибровки для придания ему второго наружного диаметра, меньшего первого наружного диаметра, и второй линейной скоростью, превышающей первую линейную скорость, при этом выпускные элементы, имеющие некруглую форму и поперечный размер, меньше половины диаметра трубопровода, удерживают над областью поддержки, коаксиальной с выдавливаемым трубопроводом, перемещая их от первого конца области поддержки в экструзионной головке до противоположного ее конца у впускного отверстия блока калибровки и последовательно ускоряя выпускные элементы до второй линейной скорости трубопровода, причем приведение выпускных элементов в контакт с выдавливаемым материалом трубопровода осуществляют при достижении трубопроводом и выпускными элементами второй линейной скорости, которую выдерживают до приваривания выпускного элемента к трубопроводу, а перед выполнением отверстия в тр убопроводе определяют положение в нем приваренных выпускных элементов. Поставленная задача решается в устройстве для изготовления трубопровода для капельного орошения с приваренными внутренними выпускными элементами, содержащим последовательно расположенные экструзионную головку с аксиальным каналом, охлаждающее средство, средство пробивки отверстий в трубопроводе и средство вытяжки трубопровода для протягивания его с заданной линейной скоростью, расположенный соосно аксиальному каналу головки несущий элемент для выпускных элементов, средство подачи выпускных элементов и средство их перемещения для приведения в сварной контакт с выдавливаемым материалом трубопровода, тем, что оно, согласно изобретению, снабжено блоком калибровки, расположенным после экструзионной головки через промежуточную зону, причем один конец несущего элемента расположен в аксиальном канале экструзионной головки, а второй противоположный его конец - у впускного отверстия блока калибровки, при этом средство перемещения выпускных элементов снабжено элементами для последовательного их ускорения до линейной скорости трубопровода и перемещения выпускных элементов вдоль несущего элемента до контактирования их с трубопроводом и приваривания к нему на противоположном конце несущего элемента при достижении выпускными элементами линейной скорости трубопровода. Кроме того, несущий элемент снабжен средством жидкостного охлаждения. Несущий элемент имеет направляющую поверхность для удерживания выпускных элементов. В описываемом изобретении выпускные элементы, которые должны быть присоединены с помощью тепловой сварки к трубопроводу, приводятся в контакт с ним только когда последний достигает своей второй постоянной линейной скорости, причем скорость движения выпускных элементов при их приведении в контакт с экструдированным трубопроводом равна этой второй линейной скорости. Одновременно обеспечивается положение, когда выпускные элементы поддерживаются, находясь в контакте с трубопроводом, до тех пор, пока не оказываются надежно присоединены путем тепловой сварки к самому трубопроводу. Таким образом, удается обеспечить положение, когда контакт и сварка между выпускным элементом и трубопроводом происходит при движении обоих с одной и той же скоростью и после того как трубопровод приобрел свой окончательный внешний диаметр. В результате этого сварка осуществляется без создания в трубопроводе каких-либо нежелательных напряжений и, поэтому, без воздействия на стабильность процесса экструзии и на качество экструдированного трубопровода. Кроме того, процесс прохождения трубопровода между экструзионной головкой и участком калибровки сопровождается непрерывным вытягиванием или растягиванием стенок трубопровода, который прекращается, когда трубопровод приближается к своему окончательному диаметру, а его скорость к окончательной линейной скорости. В изобретении предусматривается, что выпускные элементы не приваривают к трубопроводу в то время, когда происходит это вытягивание с учетом того, что любая попытка осуществить приваривание выпускных элементов к вытягиваемой трубе привело бы либо к смазыванию поверхности выпускного элемента вытягиваемых трубопроводов, либо к повреждению стенки трубопровода в области вокруг сварного шва. На фиг.1 изображена установка для выдавливания трубопроводов для капельного орошения в соответствии с настоящим изобретением, общий вид; на фиг.2 - продольный частичный разрез установки по фиг.1; на фиг.3 поперечное сечение А - А установки на фиг.2; на фиг.4, 5 - поперечное сечение различных несущи х и выпускных элементов. Устройство для изготовления трубопровода для капельного орошения с приваренными внутренними выпускными элементами (фиг.1) содержит выдавливатель 1, снабженный экструзионной головкой 2, имеющей коаксиальный канал 3, через который соосно проходит удлиненный несущий элемент 4. Верхний конец 4a несущего элемента 4 состыкован со средством подачи, включающим питатель 5, из которого последовательно могут подаваться выпускные элементы 6 на верхнюю часть 7 несущего элемента 4. Блок калибровки 8 расположен после головки 2 и отделен от нее промежуточной зоной 9. Нижний край 4b несущего элемента 4 выступает вн утрь блока b. После блока 8 расположено охлаждающее средство в виде множества охлаждающих элементов 10, за которыми следует средство 11 пробивки отверстий, средство 12 вытяжки трубопровода 13 и механизм 14 намотки трубопровода. Средство перемещения 15 выпускных элементов расположено в верхней части 4a несущего элемента 4 и снабжено толкателем 16, расположенным соосно с несущим элементом 4. Средство перемещения может быть выполнено, например, механическим, электромеханическим или гидравлическим, так чтобы обеспечивать смещение толкателя 16 в любой момент времени по заданному закону. Средство перемещения выпускных элементов снабжено элементами (на чертеже не показаны) для последовательного их ускорения до линейной скорости трубопровода и перемещения выпускных элементов вдоль несущего элемента до контактирования их с трубопроводом и приваривания к нему на противоположном конце несущего элемента при достижении выпускными элементами линейной скорости трубопровода. Экструзионная головка 2 (фиг.2) содержит оправку 17, имеющую направленный наружу фланец 18, привинченный к цилиндрической втулке 19, в которой имеется штамп 20, при этом между штампом 20 и оправкой 17 имеется промежуток, через который выдавливается трубопровод 13. Блок калибровки 8 отделен от головки 2 промежуточной зоной 9 и содержит калибровочную трубку 21, выполненную заодно с фланцем 22 калибратора, который прикреплен к стенке блока 8, причем последний наполнен охлажденной водой в вакууме. Несущий элемент 4 проходит через аксиальный канал 3 в головке 2, промежуточную зону 9 и аксиальное отверстие 23 калибровочной трубки 21. При этом один конец его расположен в канале и, а второй - у впускного отверстия блока калибровки. Несущий элемент выполнен (фиг.3) в виде пары трубок 24, которые проходят вдоль несущего элемента и служат для подачи охлаждающей воды от впускного ниппеля 25. Несущий элемент 4 имеет вверху аксиально направленный выступ 26 (направляющую поверхность), попадающий в соответствующий паз, образованный в основании выпускного элемента 6, за счет чего последний удерживается и выстраивается в линию. Несущий элемент 4 удерживается в верхней его части с помощью держателя 27. Способ изготовления трубопровода реализуется при работе устройства. Пластмассовый материал из выдавливателя 1 попадает в головку 2 и вы ходит из нее на первой линейной скорости в виде расплавленного трубопровода большого диаметра 13. Под действием силы сцепления от средства 12 вытяжки трубопровод 13 проходит через ближайшее отверстие калибровочной трубки 21 и толщина стенки уменьшается до ее окончательного размера при движении на второй, более высокой скорости. По мере прохождения трубопроводом 13 на второй линейной скорости через блок калибровки 8 и охлаждающие элементы 10 он охлаждается, пока не достигнет своего окончательного состояния. Одновременно с этим на верхний край 4a несущего элемента 4 подаются выпускные элементы 6 и перемещаются с помощью толкателя 16 вдоль несущего элемента 4, ускоряясь до линейной скорости, соответствующей второй линейной скорости трубопровода, до тех пор, пока верхняя поверхность каждого выпускного элемента 6 не придет в соприкосновение с внутренней поверхностью трубопровода, когда последний находится все еще в полурасплавленном состоянии и достиг второй линейной скорости. Следовательно, каждый выпускной элемент 6 начинает привариваться к внутренней поверхности трубопровода, перемещаясь вдоль несущего элемента со скоростью, равной второй линейной скорости трубопровода, до те х пор, пока за время, когда выпускной элемент достигнет края несущего элемента, он окажется твердо приваренным к трубопроводу. Смещение выпускных элементов 6 с использованием толкателя 16 может осуществляться непосредственно или через один или более промежуточных элементов. Видно, что в течение всего времени несущий элемент никогда не касается трубопровода и удерживает на своей поверхности выпускные элементы вдали от тех поверхностей выпускных элементов, которые привариваются к трубопроводу. Промежутки между выпускными элементами 6 внутри трубопровода 13 определяются временными интервалами между последовательными смещениями этих элементов 6 вдоль несущего элемента 4. После того, как выпускные элементы 6 будут приварены к трубопроводу 13 и последний выйдет из последнего охлаждающего элемента 10, определяется положение выпускного элемента 6 в тр убопроводе 13 и затем трубопровод 13 проходит мимо блока ll пробивки отверстий, где пробивается отверстие в местах, соответствующи х выпускным каналам этих элементов. Трубопровод 13 с приваренными внутри него выпускными элементами наматывается с помощью механизма 14. Тогда как в варианте, показанном на фиг.2 и 3, выпускные элементы 6 расположены на несущем элементе 4 (в последующи х вариантах это показано на фиг.4 и 5), несущий элемент может быть сконструирован так, что выпускные элементы легко снимаются с него и устанавливаются на него. Более того, тогда как в описанном выше варианте несущий элемент 4 выступает в блок калибровки 8, что гарантирует контакт между выпускными элементами и трубопроводом и обеспечивается полная приварка этих элементов к трубопроводу при постоянной скорости, вместе с тем в альтернативном варианте несущий элемент 4 может выступать только в область впускного канала несущего элемента 4. В результате сварки выпускных элементов 6 с тр убопроводом 13 не возникает механических напряжений в трубопроводе и не нарушается стабильность процесса вытяжки и качество полученного трубопровода.