EA003651B1

EA003651B1 - Polymeric pipeline

Info

Publication number: EA003651B1
Application number: EA200101097A
Authority: EA
Inventors: Алексей Петрович Осипов; Владимир Николаевич Миланич
Original assignee: Алексей Петрович Осипов; Владимир Николаевич Миланич
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2003-08-28
Also published as: EA200101097A1; BE1014479A6; CN1354337A

Abstract

1. Polymeric metal-plastic pipeline consisting of rigidly connected with each other by connection elements of polymeric reinforced pipe and nipples with flange elements, connection elements and nipples comprising solidity booster as spirally winded perforated tape, placed in bloc of polymer, characterized in that each opening in perforation of solidity booster of connection pipes and nipples are overlapped by U-link.

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области строительства трубопроводов, а именно к конструктивным элементам преимущественно металлопластовых трубопроводов, в частности к конструкции металлопластовых труб и элементов соединения их друг с другом, которые могут быть использованы для сооружения трубопроводов, применяемых для транспортирования жидких или газообразных, в том числе химически агрессивных, сред при избыточном давлении и колебаниях температуры.The invention relates to the field of pipeline construction, and in particular to structural elements of predominantly metal-plastic pipelines, in particular, to the construction of metal-plastic pipes and elements for connecting them to each other, which can be used for the construction of pipelines used for transporting liquid or gaseous, including chemically aggressive , media at excess pressure and temperature fluctuations.

Предшествующий уровеньPrior level

Известен трубопровод, состоящий из состыкованных между собой труб, каждая из которых содержит усилитель прочности, размещенный в монолите полимера, причем усилитель прочности имеет два слоя перфорированной полосы, в зазоре между которыми расположен свернутый спиралью длинномерный элемент (патент ВИ № 2105920, Р16Ь 9/12, 1998г.).A well-known pipeline consisting of pipes joined together, each of which contains a strength enhancer located in the polymer monolith, the strength enhancer has two layers of perforated strip, in the gap between which is located a coiled long element (patent VI No. 2105920, Р16Ь 9/12 , 1998).

В качестве соединительных элементов труб могут быть использованы известные фитинги и фланцевые элементы, обеспечивающие жесткое скрепление конструктивных частей трубопровода друг с другом, например муфта, содержащая корпус с коническими полостями для концов соединяемых труб с установленным в нем со стороны внутренних поверхностей нагревательным элементом в виде спирали, при этом корпус выполнен из монолитного блока полимера и усилен размещенным внутри блока полимера сплошным трубчатым перфорированным каркасом, жесткость которого не менее жесткости каркаса соединяемых концов труб, а угол конусности полостей муфты и концов соединяемых труб не более угла трения полимера корпуса муфты и соединяемых труб (патент ВИ № 2071689, Р 16Ь 47/02, 1997г.).Known fittings and flange elements can be used as pipe connecting elements, providing rigid fastening of the structural parts of the pipeline to each other, for example, a sleeve containing a body with conical cavities for the ends of the pipes to be connected with a heating element in the form of a spiral mounted on it from the side of the internal surfaces, the housing is made of a monolithic polymer block and is reinforced by a continuous tubular perforated skeleton placed inside the polymer block, the rigidity of which e less stiffness carcass pipe ends to be connected, and the angle of taper of the cavities and the coupling end of the pipe is not more than the angle of friction of the polymer and the coupling body of the pipe (VI № Patent 2,071,689, 16b F 47/02, 1997.).

Недостатком этого трубопровода является то, что необходимо обеспечить высокую точность соответствия конусности полостей муфты и концов соединяемых труб и, кроме этого, в случае замены какого-либо участка трубопровода или отдельной трубы применение такой муфты делает проведение этих работ трудно реализуемым.The disadvantage of this pipeline is that it is necessary to ensure high accuracy in matching the taper of the coupling cavities and the ends of the pipes to be connected, and, in addition, if any section of the pipeline or a separate pipe is replaced, the use of such a coupling makes carrying out these works difficult.

Известен полимерный трубопровод, конструкция которого принята в качестве прототипа, состоящий из жестко соединенных друг с другом посредством соединительных элементов полимерных армированных труб заданной длины, фланцевых элементов, запорной арматуры, насосов, причем полимерные трубы содержат усилитель прочности, выполненный в виде продольных и поперечных стержней, скрепленных в точках их пересечения, размещенный в монолите полимера, а соединительный элемент представляет собой корпус, выполненный из монолитного блока полимера с цилиндрическими полостями для концов соединяемых труб, в котором размещен усилитель прочности, со сто роны внутренних поверхностей полостей установлены нагревательные элементы в виде токопроводящих спиралей, делящих внутреннюю поверхность полости на зону нагрева и холодную зону, усилитель прочности выполнен перфорированным в виде кольца и взаимодействующих с ним продольных элементов, размещенных на кольце с возможностью их радиального перемещения, а ширина кольца соразмерна с шириной холодной зоны (патент ВИ № 2135875 Р 16Ь 9/12, прототип).Known polymer pipeline, the design of which is adopted as a prototype, consisting of rigidly connected to each other through connecting elements of polymer reinforced pipes of a given length, flange elements, valves, pumps, and polymer pipes contain a strength amplifier made in the form of longitudinal and transverse rods, fastened at the points of their intersection, placed in the polymer monolith, and the connecting element is a housing made of a monolithic polymer block with a cyl Indoor cavities for the ends of the pipes to be joined, in which the strength amplifier is placed, on the side of the inner surfaces of the cavities there are installed heating elements in the form of conductive spirals dividing the inner surface of the cavity into a heating zone and a cold zone, the strength amplifier is made perforated in the form of a ring and longitudinal longitudinal interacting with it elements placed on the ring with the possibility of their radial movement, and the width of the ring is proportional to the width of the cold zone (patent VI No. 2135875 Р 16Ь 9/12, prototype).

Фланцевый элемент состоит из двух слоев перфорированных лент и взаимодействующей с ними кольцевой втулки с внутренней конической поверхностью, несущей фланец, а на наружной поверхности кольцевой втулки выполнен паз с конической поверхностью, конусность которого противоположна конусности внутренней поверхности втулки, слои арматуры изогнуты идентично конусности внутренней поверхности втулки и ее наружного кольцевого паза и контактируют с ними. Все элементы укреплены в монолитном блоке связующего полимера (патент ВИ № 2113649 Р 16Ь 23/02).The flange element consists of two layers of perforated tapes and an annular sleeve interacting with them with an inner conical surface bearing a flange, and on the outer surface of the annular sleeve there is a groove with a conical surface whose taper is opposite to the taper of the inner surface of the sleeve, the reinforcement layers are bent identically to the taper of the inner surface of the sleeve and its outer annular groove and in contact with them. All elements are fixed in a monolithic block of a binder polymer (patent VI No. 2113649 P 16b 23/02).

Недостатком этого полимерного трубопровода является то, что фланцевое соединение имеет исполнение усилителя прочности, отличное от исполнения усилителя прочности полимерных труб, а именно патрубок фланцевого соединения и муфта имеют усилитель прочности в виде перфорированных лент, а трубы имеют усилитель прочности в виде продольных и поперечных стержней.The disadvantage of this polymer pipeline is that the flange connection has a strength amplifier design different from that of the polymer pipe strength amplifier, namely, the flange connection pipe and the coupling have a strength amplifier in the form of perforated tapes, and the pipes have a strength amplifier in the form of longitudinal and transverse rods.

Это приводит к различию в жесткости участков трубопровода и к снижению его нагрузочной способности. Кроме этого, само исполнение усилителей прочности в известном полимерном трубопроводе не обеспечивает нужной нагрузочной способности.This leads to a difference in the rigidity of the pipeline sections and to a decrease in its load capacity. In addition, the very performance of strength amplifiers in the known polymer pipeline does not provide the required load capacity.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении равной жесткости полимерного трубопровода на всех его участках и повышении тем самым его нагрузочной способности за счет идентичности конструкций усилителей прочности элементов трубопровода, а также за счет нового их исполнения.The problem solved by the invention is to ensure equal rigidity of the polymer pipeline in all its sections and thereby increase its load capacity due to the identity of the structures of the strength amplifiers of the pipeline elements, as well as due to their new design.

Эта задача решается следующим образом.This problem is solved as follows.

В известном полимерном трубопроводе, состоящем из жестко соединенных друг с другом посредством соединительных элементов полимерных армированных труб заданной длины, фланцевых элементов, запорной арматуры, насосов, соединительные и фланцевые элементы содержат усилитель прочности в виде трубчатого перфорированного элемента, размещенного в блоке полимера.In the known polymer pipeline, consisting of rigidly connected to each other by means of connecting elements of polymer reinforced pipes of a given length, flange elements, valves, pumps, connecting and flange elements contain a strength amplifier in the form of a tubular perforated element placed in the polymer block.

Согласно изобретению соединяемые трубы и патрубок фланцевого элемента имеют усилитель прочности в виде перфорированных трубчатых элементов, каждое отверстие которых перекрыто сопряженной с двумя его краями дугообразной перемычкой.According to the invention, the pipes to be connected and the flange element pipe have a strength enhancer in the form of perforated tubular elements, each hole of which is blocked by an arcuate jumper connected to its two edges.

Описание чертежейDescription of drawings

На фиг. 1 изображен фрагмент предлагаемого трубопровода с оформлением мест соединения концов труб посредством муфты, тройника и фланцевого элемента.In FIG. 1 shows a fragment of the proposed pipeline with the design of the joints of the ends of the pipes by means of a sleeve, tee and flange element.

На фиг. 2 изображена труба с усилителем прочности из перфорированной ленты с перемычками.In FIG. 2 shows a pipe with a strength amplifier made of perforated tape with jumpers.

На фиг. 3 изображено поперечное сечение трубы и патрубка фланцевого соединения (разрез А-А на фиг. 2, 4).In FIG. 3 shows a cross section of a pipe and a flange connection pipe (section AA in FIGS. 2, 4).

На фиг. 4 изображен фланцевый элемент и усилитель прочности патрубка из перфорированного трубчатого элемента с перемычками.In FIG. 4 shows a flange element and a strength enhancer of a pipe made of perforated tubular element with jumpers.

Предпочтительный вариант осуществления изобретенияPreferred Embodiment

Полимерный трубопровод состоит из полимерных армированных труб 1 заданной длины, жестко соединенных друг с другом посредством соединительных элементов (фитингов): муфты 2 и тройника 3, а также фланцевых элементов 4, запорной арматуры и насоса (на чертеже не показаны).The polymer pipeline consists of reinforced polymer pipes 1 of a given length, rigidly connected to each other by means of connecting elements (fittings): couplings 2 and tee 3, as well as flange elements 4, shutoff valves and a pump (not shown in the drawing).

Полимерная труба 1 состоит из монолита полимера 5, в который помещен усилитель прочности в виде перфорированной ленты 6, каждое отверстие которой перекрыто сопряженной с двумя его краями дугообразной перемычкой 1, свернутой по спирали, при этом ее кромки 8 соединены, например, сваркой 9. Упомянутые перемычки 7 получают путем нанесения просечек и последующего выгибания.The polymer pipe 1 consists of a monolith of polymer 5, in which a strength amplifier is placed in the form of a perforated tape 6, each hole of which is blocked by an arc-shaped jumper 1 conjugated with its two edges, twisted in a spiral, while its edges 8 are connected, for example, by welding 9. Mentioned jumpers 7 are obtained by applying notches and subsequent bending.

Муфта 2 состоит из монолита полимера 10, в котором размещены перфорированное кольцо 11 и перфорированные продольные элементы 12 усилителя прочности, а также нагревательные элементы 13, делящие внутреннюю цилиндрическую поверхность 14 на зону нагрева 15 и холодную зону 16.The coupling 2 consists of a monolith of polymer 10, in which a perforated ring 11 and perforated longitudinal elements 12 of the strength amplifier are placed, as well as heating elements 13, dividing the inner cylindrical surface 14 into a heating zone 15 and a cold zone 16.

Продольные элементы 12 размещены на кольце 11 с возможностью их радиального перемещения, а ширина кольца 11 соразмерна с шириной холодной зоны 16.The longitudinal elements 12 are placed on the ring 11 with the possibility of their radial movement, and the width of the ring 11 is commensurate with the width of the cold zone 16.

Концы трубы 1 размещены в полостях 14 муфты 2.The ends of the pipe 1 are placed in the cavities 14 of the coupling 2.

Тройник 3 имеет конструкцию, аналогичную конструкции муфты 2, и, кроме этого, снабжен упором 17 для торца трубы 1 или патрубка фланцевого элемента 4.The tee 3 has a design similar to that of the coupling 2, and, in addition, is equipped with a stop 17 for the end of the pipe 1 or the pipe flange element 4.

Фланцевый элемент 4 содержит металлическое кольцо 18 (непосредственно фланец), связанное с патрубком 19, который имеет усилитель прочности в виде перфорированного трубчатого элемента 20, каждое отверстие которого перекрыто сопряженной с его двумя краями перемычкой 21, кольцо 18 жестко скреплено с усилителем прочности сваркой 22, при этом усилитель прочности с частью кольца 18 размещен в монолите полимера 23.The flange element 4 contains a metal ring 18 (directly the flange) connected to the pipe 19, which has a strength amplifier in the form of a perforated tubular element 20, each hole of which is blocked by a jumper 21 connected to its two edges, the ring 18 is rigidly fixed to the strength amplifier by welding 22, wherein the strength amplifier with part of the ring 18 is placed in the monolith of the polymer 23.

Длина Ь патрубка 19 определяется как сумма длин цилиндрической полости муфты 2 и монтажного зазора между торцом муфты и торцом кольца 18 для размещения стяжных шпилек, гаек или болтов и монтажного инструмента.The length b of the pipe 19 is defined as the sum of the lengths of the cylindrical cavity of the coupling 2 and the mounting gap between the end of the coupling and the end of the ring 18 to accommodate the tie rods, nuts or bolts and the mounting tool.

Внутренний диаметр цилиндрических полостей фитингов превышает наружный диаметр концов соединяемых труб и патрубков фланцевых элементов на величину допусков на овальность и конусность последних, включая монтажный зазор.The inner diameter of the cylindrical cavities of the fittings exceeds the outer diameter of the ends of the connected pipes and nozzles of the flange elements by the tolerances for the ovality and taper of the latter, including the mounting gap.

Ширина перфорированного кольца 11 фитингов определяется величиной зазора между концами соединяемых труб, труб и патрубков фланцевых элементов и величиной холодной зоны 16.The width of the perforated ring 11 of the fittings is determined by the gap between the ends of the connected pipes, pipes and pipes of the flange elements and the size of the cold zone 16.

Сборку трубопровода осуществляют следующим образом.The assembly of the pipeline is as follows.

Концы соединяемых труб 1, патрубков 19 фланцевых элементов 4 фиксируют в заданном положении с помощью монтажных струбцин и люнетов, после чего включают по заданной программе ток в нагревательные элементы 13.The ends of the connected pipes 1, nozzles 19 of the flange elements 4 are fixed in a predetermined position using mounting clamps and lunettes, and then, according to a predetermined program, the current in the heating elements 13 is turned on.

Сопрягаемые поверхности концов труб 1, патрубков 19 и цилиндрических полостей 14 фитингов равномерно оплавляются, при этом зазоры между ними по мере прогрева устраняются и образуется монолитное соединение без рыхлостей и пустот.The mating surfaces of the ends of the pipes 1, nozzles 19 and cylindrical cavities 14 of the fittings are uniformly melted, while the gaps between them are eliminated as they warm up and a monolithic joint is formed without friability and voids.

Наличие подвижных продольных элементов 12 в усилителе прочности фитингов обеспечивает необходимую усадку и равную с соединяемыми трубами нагрузочную способность соединения.The presence of movable longitudinal elements 12 in the fitting strength amplifier provides the necessary shrinkage and equal loading capacity of the joint with the pipes being connected.

Выполнение патрубков 19 фланцевого элемента 4 с усилителем прочности, конструкция которого идентична конструкции усилителя прочности труб, обеспечивает их одинаковую жесткость и соответственно равную высокую нагрузочную способность.The implementation of the pipes 19 of the flange element 4 with a strength amplifier, the design of which is identical to the design of the pipe strength amplifier, ensures their equal rigidity and, accordingly, equal high load capacity.

Выполнение усилителя прочности трубы и патрубков фланцевых элементов в виде перфорированного трубчатого элемента, каждое отверстие которого перекрыто дугообразной перемычкой, обеспечивает повышенную нагрузочную способность за счет связи внутреннего и наружного слоев в монолите полимера полимерными перемычками, образующимися при протекании полимера между выгнутыми дугообразными перемычками ленты.The implementation of the strength enhancer of the pipe and pipes of the flange elements in the form of a perforated tubular element, each hole of which is blocked by an arc-shaped jumper, provides increased load capacity due to the connection of the inner and outer layers in the polymer monolith with polymer jumpers formed during polymer flow between the curved arc-shaped jumpers of the tape.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Трубопроводы согласно изобретению могут быть проложены в траншеях с последующей засыпкой или обваловкой грунтом, не требуют электрохимической защиты от коррозии или теплоизолирующего покрытия. При их строительстве и монтаже используется транспортное и крановое оборудование пониженной грузоподъемности. Это позволяет использовать трубопроводы согласно изобретению в труднопроходимых регионах - песках, болотах и т. п.The pipelines according to the invention can be laid in trenches, followed by backfilling or embankment with soil, do not require electrochemical protection against corrosion or heat insulating coating. During their construction and installation, transport and crane equipment of reduced carrying capacity is used. This allows the use of pipelines according to the invention in difficult regions - sand, swamps, etc.

Claims

A polymer metal-plastic pipeline consisting of rigidly connected to each other by means of connecting elements of polymer reinforced pipes and nozzles with flange elements, while the connecting elements and nozzles contain a strength enhancer in the form of a spiral-wound perforated tape placed in a polymer block, characterized in that each hole in the perforation of the strength amplifier of the connected pipes and nozzles is blocked by an arc-shaped jumper connected to its two edges.