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TUYAUTERIE POLYMERE
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine de la construction de tuyauteries et, notamment, les éléments structurels, de préférence, des tuyauteries métalloplastiques, notamment, les structures des tuyaux métalloplastiques et les éléments de leur assemblage qui peuvent être appliqués pour la construction des conduits à utiliser pour la transportation des fluides liquides ou gazeux y compris des agents chimiques agressifs, lorsque la pression devient excessive et la température n'est pas stable.
Art antérieur
Il est connu une tuyauterie comprenant des tuyaux assemblés dont chacun présente un renforcement de résistence réalisé dans le monolithe du polymère, ledit renforcement de résistence comportant deux couches de bande perforée entre lesquelles est disposé un élément allongé posé en spirale. (Le brevet RU No 2105920, F16L 9/12, 1998).
Les éléments d'assemblage de tuyaux peuvent être des raccords et des brides connues à l'homme de métier, permettant de réaliser une liaison rigide entre les parties structurelles d'une tuyauterie. Tel, par exemple, un manchon comprenant un corps présentant des cavités coniques destinées à recevoir les extrémités des tubes à assembler et un filament spiralé de chauffage monté dans ledit corps du côté des surfaces intérieures, ledit corps étant réalisé en monobloc polymère et étant renforcé par .
une carcasse tubulaire perforée continue disposée à
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l'intérieur du monobloc polymère, la carcasse présentant une rigidité non inférieure à celle des extrémités des tuyaux à assembler, et l'angle de conicité des cavités du manchon et des extrémités des tuyaux à assembler n'étant pas supérieur à l'angle de frottement du polymère du corps de manchon et des tuyaux à assembler. (Le brevet RU No 2071689, F16L 47/02, 1997).
L'inconvénient d'une telle tuyauterie consiste dans la nécessité d'assurer une haute précision en ménageant la conicité des cavitées de manchon et des extrémités des tuyaux à assembler, par ailleurs, le changement d'une portion de tuyauterie ou d'un tuyau particulier avec l'utilisation d'un tel manchon devient une opération très compliquée.
Il est connu une tuyauterie polymère dont la structure est acceptée en tant que prototype, comprenant des tuyaux polymères armés de longueur prédéterminée assemblés de façon rigide par l'intermédiaire des éléments d'assemblage, des brides, une robinetterie, des pompes, les tuyaux polymères comprenant un renforcement de résistance réalisé sous forme de tiges longitudinales et transversales fixées entre elles aux points de leur intersection et disposé dans le monolithe du polymère, l'élément d'assemblage représentant un corps réalisé en monobloc polymère et présentant des cavités cylindriques destinées à recevoir les extrémités des tuyaux à assembler et comportant un renforcement de résistance,
des éléments de chauffage étant montés du côté des surfaces internes de cavités et étant réalisés sous forme de filaments spiralés conducteurs divisant la surface interne de cavité en zone de chauffage et en zone froide, le renforcement de résistance étant réalisé perforé sous forme d'anneau et d'éléments longitudinaux coopérant avec ledit anneau et disposés sur l'anneau de manière a être
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déplacés radialement, la largeur de l'anneau correspondant à la largeur de la zone froide. (Le brevet RU No 2135875 F16L 9/12, prototype).
L'élément de bride est composé de deux couches de bandes perforées et d'une douille annulaire coopérant avec les bandes et présentant une surface intérieure conique portant la bride, la surface extérieure de la douille annulaire comportant une gorge annulaire à surface conique, les couches d'armature étant courbées selon la conicité de la surface intérieure de la douille et de sa gorge annulaire extérieure et étant en contact avec elles. Tous les éléments sont fixés dans le monobloc polymère liant. (Le brevet RU No 2113649 F16L 23/02).
L'inconvénient de cette tuyauterie polymère consiste dans le fait que le renforcement de résistance des brides est réalisé de manière différente par rapport à celui des tuyaux polymère, en particulier, la tubulure de bride et le manchon ont un renforcement de résistance sous forme de bandes perforées, tandis que les tuyaux ont un renforcement de résistance sous forme de tiges longitudinales et transversales.
Il en résulte une différence de rigidité entre les portions de tuyauterie et une diminution de sa capacité de charge. Par ailleurs, la réalisation même des renforcements de résistance dans la tuyauterie polymère connue n'assure pas une capacité de charge désirée.
Nature de l'invention
L'objectif de la présente invention consiste à assurer une même rigidité dans toutes les portions de la tuyauterie polymere et à élever de cette façon sa capacité de charge grâce aux structures identiques des renforcements de résistance des éléments de tuyautrie et grâce a leur réalisation nouvelle.
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Cet objectif est atteint de la manière suivante.
Dans la tuyauterie polymère connue comprenant des tuyaux armés polymères de longueur prédéterminée reliés entre eux de manière rigide par l'intermédiaire des éléments d'assemblage, des éléments de bride, une robinetterie, des pompes, les éléments d'assemblage et ceux de bride comportent un renforcement de résistance sous forme d'élément tubulaire perforé disposé dans le bloc du polymère.
Selon l'invention les tuyaux à assembler et la tubulure de bride comportent un renforcement de résistance sous forme d'éléments tubulaires perforés dont chaque trou est obturé par une cloison en arc rapportée à ses deux bords.
Description des dessins
La figure 1 représente une partie de la tuyauterie revendiquée dont les extrémités de tuyaux sont assemblés au moyen d'un manchon, d'un raccord en T et d'un élément de bride.
La figure 2 représente un tuyau avec un renforcement de résistance réalisé en bande perforée avec des cloisons.
La figure 3 est une vue en section transversale d'un tuyau et d'une tubulure de bride (la section A-A des figures 2, 4 ) .
La figure 4 représente un élément de bride et un renforcement de résistance de la tubulure réalisé sous forme d'élément tubulaire perforé avec des cloisons.
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Mode préférentiel de réalisation de l'invention
La tuyauterie polymère comporte des tuyaux armés polymères 1 de longueur prédéterminée reliés entre eux de manière rigide par l'intermédiaire des éléments d'assemblage (raccords): manchon 2 et raccord en T 3, ainsi que des éléments de bride 4, une robinetterie et une pompe (non représentées sur la figure).
Le tuyau polymère 1 est composé d'un monolithe polymère 5 dans lequel est disposé un renforcement de résistance sous forme de bande perforée 6 dont chaque trou est obturé par une cloison en arc 7, enroulé en spirale, ses bords 8 étant reliés, par exemple, au moyen de soudure 9. Lesdites cloisons 7 sont réalisées par decoupage suivi de flexion.
Le manchon 2 est composé d'un monolithe polymère 10 dans lequel sont disposés un anneau perforé 11 et des éléments longitudinaux perforés 12 du renforcement de résistance, ainsi que des éléments de chauffage 13 divisant la surface cylindrique intérieure 14 en zone de chauffage 15 et en zone froide 16.
Les éléments longitudinaux 12 sont disposés sur l'anneau 11 de manière à pouvoir être déplacés radialement, la largeur de l'anneau 11 correspondant à la largeur de la zone froide 16.
Les extrémités du tuyau 1 sont montées dans les cavités 14 du manchon 2.
Le raccord en T 3 présente une structure similaire à celle du manchon 2 et est pourvu, en outre, d'une butée 17 contre laquelle s'appuie l'extrémité du tuyau 1 ou celle de la tubulure de l'élément de bride 4.
L'élément de brlde 4 comporte une bague métallique 18 (bride proprement dite) reliée à la tubulure 19 comportant un renforcement de résistance sous forme
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d'élément tubulaire perforé 20 dont chaque trou est obturé par une cloison 21 rapportée à ses deux bords, la bague 18 est fixée de manière rigide au renforcement de résistance au moyen de soudure 22, le renforcement de résistance avec une partie de la bague 18 étant disposé dans le monolithe polymère 23.
La longueur L de la tubulure 19 est définie comme la somme de longueurs de la cavité cylindrique du manchon 2 et du jeu de montage entre la face du manchon et celle de la bague 18 pour pouvoir loger des goujons de serrage, des écrous ou des boulons et des outils de montage.
Le diamètre intérieur des cavités cylindriques des raccords est supérieur au diamètre extérieur des extrémités des tuyaux à assembler et des tubulures des éléments de bride de la valeur des tolérances d'ovalité et de conicité desdites tubulures, y compris le jeu de montage.
La largeur de l'anneau perforé 11 des raccords est définie par la valeur du jeu entre les extrémités des tuyaux à assembler, des tuyaux et des tubulures d'éléments de bride et par la grandeur de la zone froide 16.
L'assemblage de la tuyauterie est réalisé de la manière suivante.
Les extrémités des tuyaux 1 à assembler, des tubulures 19 d'éléments de bride 4 sont fixées dans une position donnée à l'aide des serre-joints et des lunettes, ensuite les éléments de chauffage 13 sont branchés au réseau d'alimentation en courant selon un programme prédéterminé.
Les surfaces rapportées des extrémités de tuyaux 1, de tubulures 19 et des cavités cylindriques 14 de raccords sont mises en fusion progressive, les jeux entre
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elles étant éliminés à la mesure du chauffage, et l'on obtient un assemblage monolithe sans friabilité ni vides.
La présence des éléments longitudinaux mobiles 12 dans le renforcement de résistance des raccords assure un retrait nécessaire et une capacité de charge des raccords égale à celle des tuyaux à assembler.
La réalisation des tubulures 19 de l'élément de bride 4 avec un renforcement de résistance dont la structure est identique à celle du renforcement de résistance des tuyaux assure leur rigidité identique et, respectivement, une haute capacité de charge identique.
La réalisation du renforcement de résistance du tuyau et des tubulures d'éléments de bride sous forme d'élément tubulaire perforé dont chaque trou est obturé par une cloison en arc, assure une capacité de charge élevée grâce à la liaison des couches interne et externe dans le monolithe polymère au moyen des cloisons formées lors de l'écoulement du polymère entre les cloisons en arc courbées de la bande.
Utilité industrielle
Les tuyauteries selon l'invention peuvent être posées dans des tranchées qui sont ensuite remplies et endiguées de terre, elle ne demandent pas de protection électrochimique contre la corrosion ni de revêtement thermoisolant. Leur construction et montage nécessite un matériel de transport et de manutention de faible capacité. Cela permet d'utiliser les tuyauteries selon l'invention dans des régions difficilement accessibles: sables, marécages etc.
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POLYMER PIPING
Technical area
The present invention relates to the field of pipe construction and, in particular, the structural elements, preferably, metalloplastic pipes, in particular, the structures of metalloplastic pipes and the elements of their assembly which can be applied for the construction of the conduits to be used. for the transportation of liquid or gaseous fluids including aggressive chemical agents, when the pressure becomes excessive and the temperature is not stable.
Prior art
Tubing is known comprising assembled pipes, each of which has a resistance reinforcement produced in the monolith of the polymer, said resistance reinforcement comprising two layers of perforated strip between which is an elongated element placed in a spiral. (RU patent No 2105920, F16L 9/12, 1998).
The pipe assembly elements can be fittings and flanges known to a person skilled in the art, allowing a rigid connection to be made between the structural parts of a pipe. Such, for example, a sleeve comprising a body having conical cavities intended to receive the ends of the tubes to be assembled and a spiral heating filament mounted in said body on the side of the interior surfaces, said body being made of a monobloc polymer and being reinforced by .
a continuous perforated tubular carcass disposed at
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inside the polymer monoblock, the carcass having a rigidity not less than that of the ends of the pipes to be assembled, and the angle of conicity of the cavities of the sleeve and of the ends of the pipes to be assembled not being greater than the angle of friction of the polymer of the sleeve body and of the pipes to be assembled. (RU patent No 2071689, F16L 47/02, 1997).
The disadvantage of such piping consists in the need to ensure high precision by sparing the taper of the sleeve cavities and of the ends of the pipes to be assembled, moreover, the change of a portion of piping or of a pipe particular with the use of such a sleeve becomes a very complicated operation.
Polymer piping is known, the structure of which is accepted as a prototype, comprising reinforced polymer pipes of predetermined length rigidly assembled by means of assembly elements, flanges, fittings, pumps, polymer pipes. comprising a resistance reinforcement produced in the form of longitudinal and transverse rods fixed to each other at the points of their intersection and arranged in the polymer monolith, the assembly element representing a body made of a polymer monoblock and having cylindrical cavities intended to receive the ends of the pipes to be assembled and comprising a resistance reinforcement,
heating elements being mounted on the side of the internal surfaces of the cavities and being produced in the form of conductive spiral filaments dividing the internal surface of the cavity in the heating zone and in the cold zone, the resistance reinforcement being made perforated in the form of a ring and longitudinal elements cooperating with said ring and arranged on the ring so as to be
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moved radially, the width of the ring corresponding to the width of the cold zone. (RU patent No 2135875 F16L 9/12, prototype).
The flange element is composed of two layers of perforated bands and an annular sleeve cooperating with the bands and having a conical inner surface carrying the flange, the outer surface of the annular sleeve having an annular groove with a conical surface, the layers of armature being curved according to the conicity of the inner surface of the sleeve and of its outer annular groove and being in contact with them. All the elements are fixed in the binder polymer monoblock. (RU patent No 2113649 F16L 23/02).
The disadvantage of this polymer piping consists in the fact that the reinforcement of resistance of the flanges is carried out in a different way compared to that of the polymer pipes, in particular, the flange tubing and the sleeve have a reinforcement of resistance in the form of bands. perforated, while the pipes have a resistance reinforcement in the form of longitudinal and transverse rods.
This results in a difference in rigidity between the pipe portions and a decrease in its load capacity. Furthermore, the very realization of resistance reinforcements in known polymer piping does not provide a desired load capacity.
Nature of invention
The objective of the present invention consists in ensuring the same rigidity in all the portions of the polymer piping and in this way raising its load capacity thanks to the identical structures of the reinforcements of resistance of the piping elements and thanks to their new realization.
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This objective is achieved in the following manner.
In known polymer piping comprising polymer reinforced pipes of predetermined length rigidly connected to one another by means of assembly elements, flange elements, fittings, pumps, the assembly elements and those of flange comprise resistance reinforcement in the form of a perforated tubular element placed in the block of the polymer.
According to the invention, the pipes to be assembled and the flange tubing comprise a resistance reinforcement in the form of perforated tubular elements, each hole of which is closed by an arcuate partition attached to its two edges.
Description of the drawings
Figure 1 shows part of the claimed piping whose pipe ends are assembled by means of a sleeve, a T-connector and a flange element.
FIG. 2 represents a pipe with a resistance reinforcement produced in perforated strip with partitions.
Figure 3 is a cross-sectional view of a pipe and flange tubing (section A-A of Figures 2, 4).
FIG. 4 represents a flange element and a reinforcement of resistance of the tubing produced in the form of a perforated tubular element with partitions.
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Preferential embodiment of the invention
The polymer piping comprises polymer reinforced pipes 1 of predetermined length rigidly connected to each other by means of the assembly elements (fittings): sleeve 2 and T-connector 3, as well as flange elements 4, a tap and a pump (not shown in the figure).
The polymer pipe 1 is composed of a polymer monolith 5 in which is placed a resistance reinforcement in the form of a perforated strip 6 each hole of which is closed by an arc wall 7, wound in a spiral, its edges 8 being connected, for example , by means of welding 9. Said partitions 7 are produced by cutting followed by bending.
The sleeve 2 is composed of a polymer monolith 10 in which are arranged a perforated ring 11 and perforated longitudinal elements 12 of the resistance reinforcement, as well as heating elements 13 dividing the inner cylindrical surface 14 into the heating zone 15 and cold zone 16.
The longitudinal elements 12 are arranged on the ring 11 so that they can be moved radially, the width of the ring 11 corresponding to the width of the cold zone 16.
The ends of the pipe 1 are mounted in the cavities 14 of the sleeve 2.
The T-connector 3 has a structure similar to that of the sleeve 2 and is further provided with a stop 17 against which the end of the pipe 1 or that of the tubing of the flange element 4 bears.
The bridle element 4 comprises a metal ring 18 (proper flange) connected to the tube 19 comprising a resistance reinforcement in the form
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of perforated tubular element 20, each hole of which is closed by a partition 21 attached to its two edges, the ring 18 is rigidly fixed to the resistance reinforcement by means of welding 22, the resistance reinforcement with a part of the ring 18 being placed in the polymer monolith 23.
The length L of the tube 19 is defined as the sum of the lengths of the cylindrical cavity of the sleeve 2 and of the mounting clearance between the face of the sleeve and that of the ring 18 in order to be able to accommodate tightening studs, nuts or bolts and mounting tools.
The inside diameter of the cylindrical cavities of the fittings is greater than the outside diameter of the ends of the pipes to be assembled and of the pipes of the flange elements by the value of the ovality and taper tolerances of said pipes, including the mounting clearance.
The width of the perforated ring 11 of the connections is defined by the value of the clearance between the ends of the pipes to be assembled, the pipes and the pipes of flange elements and by the size of the cold zone 16.
The piping assembly is carried out as follows.
The ends of the pipes 1 to be assembled, the pipes 19 of flange elements 4 are fixed in a given position using clamps and goggles, then the heating elements 13 are connected to the power supply network. according to a predetermined schedule.
The added surfaces of the ends of pipes 1, of pipes 19 and of the cylindrical cavities 14 of fittings are gradually fused, the clearances between
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they are eliminated on heating measurement, and a monolithic assembly is obtained without friability or voids.
The presence of the movable longitudinal elements 12 in the reinforcement of resistance of the fittings ensures a necessary shrinkage and a load capacity of the fittings equal to that of the pipes to be assembled.
The realization of the pipes 19 of the flange element 4 with a resistance reinforcement whose structure is identical to that of the resistance reinforcement of the pipes ensures their identical rigidity and, respectively, an identical high load capacity.
The reinforcement of the resistance of the pipe and the flanges of flange elements in the form of a perforated tubular element, each hole of which is closed by an arc wall, ensures a high load capacity thanks to the connection of the internal and external layers in the polymer monolith by means of the partitions formed during the flow of the polymer between the curved arc partitions of the strip.
Industrial utility
The pipes according to the invention can be laid in trenches which are then filled and dammed with earth, they do not require electrochemical protection against corrosion or thermal insulation coating. Their construction and assembly requires low-capacity transport and handling equipment. This makes it possible to use the pipes according to the invention in regions which are difficult to access: sands, swamps, etc.