DE2756776A1

DE2756776A1 - Druckschlauch zur materialfoerderung unter hohem druck

Info

Publication number: DE2756776A1
Application number: DE19772756776
Authority: DE
Inventors: Aleksandr Timofeevits Sucharev
Original assignee: SUCHAREV
Current assignee: SUCHAREV
Priority date: 1976-12-20
Filing date: 1977-12-20
Publication date: 1978-07-13
Also published as: JPS5395310A; FR2374580A1

Description

1. Alexandr Timofeevich Sukharev, Moskau, UdSSR

2. Tatyana Alexandrovna Kozlova, Moskau, UdSSR

3. Svetlana Samuilovna Khosidova, Moskau, UdSSR

Druckschlauch zur Materialförderung unter hohem Druck

Die Erfindung betrifft einen Druckschlauch zur Förderung von flüssigen, gasförmigen oder schuttfähigen Stoffen unter hohem Druck.

Bekannt sind Saug- und Druckschläuche, bei denen zwischen der Gummidecke und der Gummiseele eine Verstärkungsschicht angeordnet ist. Diese Verstärkungsschicht besteht aus einer oder mehreren Lagen, die die Schlauchsteifigkeit und -festigkeit gewährleisten. Die Lagen bestehen aus biegsamen Verstärkungselementen, wie Fäden, Drähten und Stahlseilen, die unter einem Winkel von 54°ilV zur Schlauchlängsachse ausgerichtet sind. Dieser Winkel entspricht der Richtung der Resultierenden aus den Radial- und Axialkräften, die in den zylinderförmigen Konstruktionen unter der Wirkung des hydraulischen Innendrucks entstehen. Diese Anordnung der Verstärkungselementegewährleistet die Stabilität von geometrischen Abmessungen der Schlauchkonstruktionen bei einer Belastung von max. 100 MPa. Diese bekannten Schläuche verschleißen jedoch bei einem derartigen Innendruck schnell, weil die Belastungen zwischen den Lagen nicht

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gleichmäßig verteilt sind.

Ferner ist ein Schlauch bekannt, der aus einer Gummiseele, aus einem Textilgeflecht, ein oder mehreren unter dem Winkel von 5^ M' zur Schlauchlängsachse geflochtenen Stahldrahtgeflechten, Gummilagen zwischen den Geflechten und einer Gummidecke besteht. Von der Anmelderin durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, daß die unter dem Winkel von 5^ M¹ aufgebrachten Versteifungselemente der bekannten Schläuche die Radial- und Axialkomponenten des Innendrucks nicht in gleichem Maße aufnehmen. Infolgedessen wird die notwendige Betriebsfähigkeit der Schläuche bei einem wesentlich erhöhtem Innendruck nicht gewährleistet. Diese Schläuche gewährleisten die Förderung von flüssigen, gasförmigen oder schüttfähigen Stoffen bei einem Druck von ca. IOC MPa.

Die Verstärkungsschicht der Schläuche besteht meistens aus einer oder drei Lagen. Eine weitere Vergrößerung der Lagenanzahl in der Verstärkungsschicht ist nicht zweckmäßig, weil höhere Schlauchfestigkeiten infolge der ungleichmäßigen Funktion der einzelnen Versteifungselemente in einer Lage und der ungleichen Funktionen der Lagen nicht erreicht werden. Dreilagige Verstärkungsschichten können aber die notwendige Festigkeit nicht gewährleisten, die bei der angestrebten Materialförderung unter erheblich höheren Betriebsdrücken in verschiedenen Industriezweigen notwendig ist.

Darüber hinaus führt die bekannte Anordnung der Verstärkungselemente und -lagen zu einem hohen Materialverbrauch und Herstellungsaufwand.

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Wegen der zunehmenden Förderung von flüssigen, gasförmigen und schüttfähigen Stoffen bei höheren Betriebsdrücken muß auch die Schlauchfestigkeit gesteigert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckschlauch zur Förderung von Stoffen (Betriebsmedien) unter hohem Druck zu schaffen, dessen Festigkeit wesentlich erhöht ist, so daß er bei einem Betriebsdruck von ca. 200 MPa eingesetzt werden kann, bei dem der Herstellungs- und Materialaufwand drastisch gesenkt ist, der zur Umrüstung der weiteren Fördereinrichtungen eingesetzt werden kann, und der eine erhöhte Betriebssicherheit bei Höchstdruck unter statischen und dynamischen Belastungen aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Druckschlauch zur Förderung von Stoffen unter hohem Druck bestehend aus einer Gummidecke und einer Gummiseele mit dazwischen angeordneter Verstärkungseinlage, die aus biegsamen, lagenweise unter vorgegebenen Winkeln zur Schlauchlängsachse angeordneten Elementen besteht, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die untere Lage der Verstärkungselemente auf die Gummiseele des Schlauchs unter einem Winkel von 15° bis ^5° zur Schlauchlängsachse aufgeflochten ist und die obere Lage der Verstärkungselemente in Form von einer Spirale unter einem Winkel von 75° bis 90° zur Schlauchlängsachse aufgewickelt ist und sich unter der Gummidecke des Schlauchs befindet.

Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Verstärkungsschicht erhöhen sich die Festigkeit, die Betriebssicherheit und die Lebensdauer des Druckschlauchs. Die Winkel-

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kombination der biegsamen Elemente in der Verstärkungsschicht gibt die Möglichkeit, daß jedes Lagensystem die axialen und die radialen Kräfte bevorzugt aufnimmt. Zur Aufnahme von hauptsächlich Axialkräften verlaufen die Verstärkungselemente unter Winkeln von 15° bis ^5° zur Schlauchlängsachse. Sind die Verstärkungselemente längs der Schlauchachse ausgerichtet, dann verliert der Schlauch seine Biegsamkeit und damit seinen Hauptvorteil gegenüber Metallrohrleitungen. Deswegen beträgt der Neigungswinkel der Verstärkungselemente bei dieser Lage erfindungsgemäft ca. 15° bis *»5°.

Das zweite Lagensystem von Verstärkungselementen ist eine Spirale, die unter einem Winkel von 75° bis 90° zur Schlauchlängsachse bei einem vorgegebenen Wicklungsschritt aufgewickelt ist und nimmt vorwiegend Radialbelastungen auf.

Es ist zweckmäßig, eine Gummilage zwischen die Lagen der Verstärkungsschicht aufzubringen. Eine Gummi lage zwischen den Lagen der Verstärkungsschicht ermöglicht es, eine einheitliche Schlauchkonstruktion zu erhalten, was die Betriebssicherheit der Schläuche gewährleistet.

Durch die erfindungsgemäße Schlauchausführung wird die Schlauchfestigkeit erhöht, so daß diese Schläuche bei einem Druck von ca. 200 MPa unter statischen und dynamischen Belastungen eingesetzt werden können.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 schematisch einen Schlauch in Seitenansicht mit den der Reihe nach angeordneten Verstärkungslagen;

Fig. 2 der. Schlauch nach Fig. 1 im Querschnitt;

Fig. 3 schematisch einen Schlauch mit einer Gummilage zwischen den Verstärkungslagen;

Fig. 4 den Schlauch nach Fig. 3 im Querschnitt.

Der dargestellte Förderschlauch für Saug- oder Druckförderung von Stoffen unter hohem Druck hat eine Gummiseele 1 (Fig. 1 und 2) und eine Gummidecke 2. Zwischen diesen Schichten 1 und 2 ist eine Verstärkungsschicht angeordnet, die aus einer unteren und aus einer oberen Lage 3 bzw.4 biegsamer Elemente besteht. Die biegsamen Elemente der unteren Lage 3 sind auf der Gummiseele 1 unter einem Winkel von 15 bis ^S zur Schlauchlängsachse oder zur Schlauchgeneratrix aufgebracht. Die biegsamen Elemente der oberen Lage ^ verlaufen spiralförmig. Der Wicklungswinkel dieser Spirale liegt zwischen 75° bis 90° zur Schlauchlängsachse oder zur Schlauchgeneratrix. Diese obere Lage H befindet sich unterhalb der Gummidecke 2. Als biegsame Verstärkungselemente können Stahldrähte, -seile oder Fäden aus hochfesten synthetischen Stoffen verwendet werden. Die Schlauchdecke und -seele können auch aus Polymerstoffen hergestellt werden.

Bei der Förderung von flüssigen, gasförmigen oder schüttbaren Stoffen durch einen Schlauch bei einem hohen Druck nimmt die Schlauchverstärkungsschicht, die aus zwei verschiedenartigen Systemen (Lagen) besteht, alle dabei

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entstehenden Belastungen auf, und die geometrischen Schlauchabmessungen bleiben unverändert.

Das erste Lagensystem ist als eine Gruppe von Verstärkungselementen ausgeführt, die unter einem vorgegebenen Winkel zur Schlauchlängsachse aufgeflochten sind. Es nimmt die durch den Innendruck entstehenden Axialbelastungen auf. Am zweckmäßigsten ist es, diese Gruppen von Elementen unter dem Winkel von 15° bis ^5° aufzubringen.

Das zweite über dem ersten Lagensystem angeordnete Lagensystem stellt eine unter dem Winkel von 75° bis mit einem vorgegebenen Wickelschritt aufgewickelte Spirale dar.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und H ist zwischen der Gummiseele 1 und der Gummidecke 2 ebenfalls eine Verstärkungsschicht mit zwei Lagensystemen aus Verstärkungselementen angeordnet. Das erste Lagensystem umfaßt eine untere Lage 3 aus biegsamen Verstärkungselementen, die unter dem Winkel von 15° bis ^5° zur Schlauchachse ausgerichtet sind. Das zweite Lagensystem besitzt eine obere Lage h aus biegsamen Verstärkungselementen, die spiralartig unter dem Winkel von bis 90° zur Schlauchlängsachse oder zur Schlauchgeneratrix aufgewickelt sind. In diesem Falle ist eine Zwischengummilage 5 zwischen der unteren und der oberen Lage 3 bzw. ¹I angeordnet.

Diese Gummilage 5 zwischen den Verstärkungslagen ergibt eine Einheitlichkeit des Schläuche und damit eine höhere Betriebsfähigkeit und -sicherheit des Schlauches.

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Untersuchungen haben gezeigt, daß der Schlauch mit einem Innendurchmesser von 12 mm, bei dem Verstärkungselemente der unteren Lage 3 unter einem Winkel von 15° aufgeflochten sind und die obere Lage der Verstärkungsschicht spiralartig unter dem Winkel von 88° aufgewickelt ist, einen Berstdruck von ca. 160,0 MPa hat, während bekannte Schläuche mit einem gleichen Innendurchmesser nur einen Berstdruck von ca. 70,0 MPa aushalten.

Bei den Schläuchen der erfindungsgemäßen Ausführung mit einem Innendurchmesser von 6 mm, deren untere und obere Lagen der Verstärkungsschicht unter denselben Winkeln wie im vorherbeschriebenen Ausführungsbeispiel aufgebracht sind, beträgt der Berstdruck 200,0 MPa.

Auf gleiche Weise wurden Schläuche der erfindungsgemäßen Ausführung untersucht, bei denen Verstärkungselemente der ersten Lage unter dem Winkel von 32° und eine Spirale unter dem Winkel von 87° aufgebracht sind. Für die Schläuche mit einem Innendurchmesser von 6 mm beträgt der Berstdruck 130,0 MPa, und für die mit einem Innendurchmesser von 12 mm beträgt der Berstdruck 110,0 MPa,

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Claims

Ansprüche

I IJ Druckschlauch zur Materialförderung unter hohem Druck, bestehend aus einer Gummiseele und einer Gummi decke mit dazwischen angeordneter Verstärkungseinlage, die aus biegsamen, lagenweise unter vorgegebenen Winkeln zur Schlauchlängsachse angeordneten Elementen besteht,

dadurch gekennzeichnet,

daß die untere Lage der Verstärkungselemente (3) auf die Gummiseele (1) des Schläuche unter einem Winkel von 15° bis 45° zur Schlauchlängsachse aufgeflochten ist und die obere Lage der Verstärkungselemente (4) in Form von einer Spirale unter einem Winkel von 75° bis 90° zur Schlauchlängsachse aufgewickelt ist und sich unter der Gummidecke (2) des Schlauche befindet.
2. Druckschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen den Lagen (3 und 4) der Verstärkungsschicht eine Zwischengummilage (5) angeordnet ist.

530-(P 72.654-M-6l)-SdE

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ORIGINAL INSPECTED