NO754182L - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører bøyelige rør og rørformede ledninger, og mer spesielt bøyelige slanger som innbefatter adskilte lag og skruelinjeformet viklet materiale.

Trykkslanger er typisk forsterket for å motstå lengdeforlengelse og radial utvidelse ved tvinnede kordeller eller parter som kan være av et tekstilmateriale, ståltråd eller lignende, eller forsterkningen kan være av et plate-lignende materiale såsom et tverrvevet stoff eller kordtype stoff. I begge, tilfeller er forsterkningen påført for å tilveiebringe ønsket radial og langsgående styrke til en trykkslange. Laget av forsterkning er typisk valgt til å

ha en minimal virkning på slangetvinning, eller endringer i radiale og lengdedimensjoner når slangen står under trykk.

Trykkslanger for spesielle øyemed såsom flytende . slange innbefatter de typiske forsterkninger for å vedlike-holde langsgående og radiale slangedimensjoner. Ekstra an-ordninger er inkludert for å få nødvendig flyteevne. F.éks.

kan flottører være festet til slangen som omhandlet i amerikansk patent 3.489.182. Andre slangeformer omfatter udelte flytekammere fylt med et skummateriale og et eksempel på en sådan slange er beskrevet i amerikansk patent 3.19 4.2 74.

En annen type flyteslange med udelte skumkammere

er omhandlet i amerikansk patent 3.119.4.15 i hvilket et enkelt stykke gummirør fylt med skum er ført skruelinjeformet rundt en forsterket slange med en stigningsvinkel omkring 90° i et

lag av skum. Et s'ådant enkelt forsterkningslag gir radial styrke til slangen ved radiale kontaktpunkter med samme, men

yter meget liten, hvis noen, langsgående styrke og motstand

mot tvinning i en retning motsatt forsterkningens skrue-

linje.

Sådanne tidligere typer av trykkslangekonstruksjo-ner har to hovedulemper. For det første er sådanne trykkslanger tyngre enn.nødvendig, fordi slangen er forsterket til å motstå trykk ved bruk av konvensjonell forsterkningsteknikk. Flytesystemene, enten de innebygges i eller forbindes med slangen, må være tilstrekkelig voluminøse og av liten spesifikk vekt for å oppheve den spesifikke vekt av den tilførte slange-forsterkning for å oppnå flyteevne.

For det annet muliggjør disse .slangekonstruksjoner, med ustøttet skum i ett.stykke, at skummet presses sammen, eller blir vanntrukket, hvilket påvirker flyteevnen. Disse slanger har typisk en overdrevet reserveflyteevne for å motvirke problemet. En reserveflyteevne kreves, av brukerne for det øyemed å få en forlengelse av slangens brukstid.

En slangetype hvor gummirør brukes som en flottør

og alene som en radial forsterkning, er beskrevet i amerikansk patent 3.117.596 og engelsk patent 1.361.215. Et eller flere stykker gummirør er sideveis tilliggende skruelinjeformet viklet med vesentlig identiske skruevinkler for å danne et rør-.'lag. Forsterkende armeringslag er nødvendig for, å tilveiebringe langsgående og tyinhemotstandsstyrke for en slange av trykktypen. Det enkelte rørlag virker alene som en radial forsterkning. Det kan ikke virke som en motstandsforsterkning mot tvinning og lengdespenning.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en slange med udelt forsterkning med lav volumetrisk spesifikk vekt. I

en foretrukket utførelse har forsterkningen tilstrekkelig lav spesifikk vekt som sammenlignet med deler av slangen

med høyere spesifikk vekt, tilveiebragt oppdrift. Forsterkningen er fortrinnsvis gjort av to motsatt skruelinjeformede

lag av rørlengder med en tilfredsstillende strekkmodul. Kon-vensjonelle forsterkninger kan også inkluderes i slangekonstruk-sjonen for ekstra styrke i arealer, såsom motstand mot å falle

. sammen.

En primær fordel av rørforsterkningen ifølge oppfin nelsen er at den utfører to funksjoner. Den tjener som en primær forsterkning som kontrollerer utvidelse radielt og i lengderetningen, og som en udelt flottør til å bevirke slangeoppdrift. Forsterkningen med dobbelt funksjon muliggjør at der kan konstrueres en slange med lettere trykkmotstand og derfor, en flytende slange med lav spesifikk vekt.

En annen fordel av oppfinnelsen er at den tilveiebringer en konstruksjon som vesentlig, hvis ikke fullstendig, eliminerer problemet.med vanninntrengning eller sammenfalling . av skum med adskilte lukkede celler.

Et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en lettvekt, trykktype slangemontering som har hele flottørsystemer som er mindre mottagelig for beskadigelse enn tidligere flottør-systemer.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en metode for fremstilling av en trykkslange ved bruk av rør-deler som den hovedsakelige radiale og langsgående forsterkning.

Et videre formål er å tilveiebringe en bøyelig, flytende slangemontering for sugning av olje og egnet for bruk på kontinuerlig bølgende hav.

Disse og andre formål og fordeler av oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse under henvisning til teg-ningen, på hvilke fig. 1 er et isometrisk delvis bortskåret sideriss som viser et segment av slangen ifølge oppfinnelsen, fig. 2 er et forstørret snitt etter linjen 2-2 på fig. 1, fig. 3 er et aksialt sideriss av en flytende slangemontering ifølge oppfinnelsen, fig. 4 er et delvis bortskåret aksialsnitt av en flytende slangekoplingsmontering, etter linjen 4-4 på fig. 3, fig. 5<*>er et utspilt snitt etter linjen 5-5 på fig. 4, og fig. 6 er et forstørret riss av fig. 4 og viser tettede forsterkninger ifølge oppfinnelsen.

Som vist på fig. 1 og 2 er der tilveiebragt en slange 10 av trykktypen ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen.

Slangens basis omfatter et rør 12, to forsterkningslag 14, 16 og mantel 18. Etter valg brukes et friksjonslag mellom forsterkningslagene for å innleire dem fullstendig. Ekstra friksjonslag kan brukes etter forstérkningslagene for samme øyemed. Rør-materialet velges til å være - forenlig med materialet som skal ledes av slangen. Røret 12 er av et elastomert materiale såsom natur- eller syntetisk gummi eller blandinger av disse, eller røret kan være av et plastmateriale såsom plastisert polyester, nylon, polyvinylklorid eller polyuretan. Røret kan f.eks. være av.oljemotstandsdyktig gummi, såsom neopren.

Et første forsterkiringslag 14 av et flertall rør-lengder 22 er. viklet skruelinjeformet rundt røret 12 ved en ønsket skruevinkel A. Et annet lag av rørlengden 22 er skruelinjeformet

viklet over det første lag med fortrinnsvis motsatt, men lik stigningsvinkel B. Rørlengdene 22 er skruelinjeformet viklet med en hvilken som helst ønsket vinkel for å oppnå ønskede kraft-balanser inne i slangen som er vel kjent på området. For maksimal effektivitet av materialet er begge lag av rørlengder skruelinjeformet med vinkler på generelt. 54° for å oppnå hva som er kjent som en "balansert forsterkning". Den "balanserte forsterkning" sikrer minimal vekt av forsterkningen, mens den også begrenser radial og lengdeekspansjon av røret når det står under trykk. Forsterkningslagene 14, 16 av rørlengder 22 er viklet tett inntil hverandre for å oppnå en "hel pakning" når maksimum forsterkningsstyrke i kombinasjon med liten tetthet eller spesifikk tyngde kreve: Materialet i rørlengdene er valgt til å tilveiebringe passende radial sammensynkningsmotstand, langsgående bøyelighet og. strekkstyrke. Eksempler på materialer med egnet modul for aksep-tabelt bruk innbefatter blokkert termoplastisk polyester elasto-mer såsom Hytrel, som fabrikert av duPont, nylon eller polyuretan. Motstanden mot sammensynkning er nødvendig således at rørlengdene vil bibeholde sin form når slangen fabrikeres eller i noen tilfeller når den brukes. Bøyeligheten er nødvendig da rørlengdene må vikles skruelinjeformet rundt røret og den ferdige slange må være bøyelig for det bestemte øyemed. En passende strekkstyrke er nødvendig da hver enkelt rørlengde 22 definerer en part eller streng for forsterkning av slangen. Diameteren og veggtykkelsen av rørlengdene.kan varieres for å oppnå ønsket motstand mot sammenfalling, tomrom eller strekkstyrke. Selvfølgelig behøver ikke rørlengdenes tverrsnittsform å være rund, men kan være firkantet, rektangulært, trekantet etc, etter ønske. Den runde form er imidlertid foretrukket for effektiv bruk av materiale.. Dét er foretrukket at rørlengdene har en modul som er større enn røret, friksjonslagene og mantelen.

Rørlengdenes 2 2 varmeegenskaper må også tas i betrakt-ning ved utvelgingen. Materialet må være bøyelig ved forskjellige temperaturområder. Når gummi brukes som rørlengdemateriale, må smeltetemperaturen av en termoplastisk type rørlengde være høyere enn gummiens vulkanieringstempe.ratur.

Flere lag av forsterkning 14, 16 kan hvis så ønskes, brukes for å bevirke forskjellige grader av styrke i kombinasjon med radial tverrsnittsenhet.

En mantel 18 er anbragt over det ytterste lag av rørlengder, og den kan innbefatte en ikke vist kordtråd type forsterkning.

Etter ønske kan friksjonslag 20 være innskutt mellom røret, første lag av rørlengder og annet etterfølgende lag av rørlengder, spesielt når der brukes runde rørlengder. Friksjonslagene innleirer de anordnede rørlengder og tilveiebringer generelt radial understøttelse av rørlengdene når den ferdige slange brukes. Friksjonslagene av lettvektig, bløtt materiale såsom gummiklebstoff eller -skum øker bøyeligheten. Skumformede friksjonslag er mulige uten de vanlige skadelige virkninger av sammenfallende celler eller vannimpregnerte celler. Dette grunner seg på at de suksessive lag av rørlengder praktisk talt støter mot hverandre for å tilveiebringe den nødvendige radiale støtte for hverandre. Skum fyller bare et lite rom eller spalte 24 mellom forsterkningslagene. Også lagene 12, 14 av rørlengder 22 understøtter slangen snarere enn friksjonen 20 såsom skum. Følgelig er problemet med sammenfalling av skum-celler praktisk talt, om ikke- fullstendig, eliminert.

Slangen 10 kan fremstilles ved bruk av kjente meto-der for fabrikasjonen såsom ved omviklet fabrikasjon. Slange av gummitypen fremstilles under bruk av en dor. Et rør 12 formes over doren fulgt av et friksjonslag 20. Det første lag av rørlengder 22 vikles skruelinjeformet på friksjonslaget 20

med den foretrukne vinkel på 54°441 . Et annet friksjonslag 20.,

. fortrinnsvis gummiklebstoff eller gummiklebstoffskum påføres deretter fulgt av et annet lag av rørlengder 16, viklet med motsatt skruelinjeform fortrinnsvis med en vinkel på 54° 44'.. Det vil selvfølgelig være et større antall rørlengder i det annet lag da det har en større diameter. Rørlengdene 22 hol-'des fortrinnsvis under overtrykk under påviklingsprosessen

for å sikre at'de ikke faller sammen når de bøyes skruelinjeformet over røret eller når slangen vulkaniseres. Mantelen formes over det ytterste lag av rørlengder, og hele kon-struksjonen vulkaniseres såsom med en autoklav. Under vulkanise-ringen av gummiforbindelsene er rørlengdene under overtrykk

for å sikre mot at de faller sammen. Overtrykket er viktig når der brukes termoplastiske rørlengder, fordi slike materialer lett kan bli deformert ved gummivulkaniserings-temperaturer (dvs. 121 - 149°C).

På fig. 3 til 6 er vist en annen foretrukket utførelse av oppfinnelsen i form av en flytende slange-

montering 26 egnet for bruk ved oljeinnsugnings- og tømmings-anvendelser som møtes ved fylling eller tømming av olje-

tankere på sjøen. Slangedelen av monteringen er lik den tidligere beskrevne og omfatter et rør 12 omsluttet av skjelett eller stammelag 28, f.eks. omfattende et eller flere lag kord-stoff eller skråstoff. Stammelagets korder kan legges med en vinkel på generelt 54° i forhold til rørets akse. Et friksjonslag 20 etter valg av klebemiddel eller skummet gummi-klebemiddel anbringes over et stammelag 28 og en spiralwire

<Q>30 kan være innleiret-i friksjonslaget 20 for. å øke rørstivheten for sugeanvendelser. Ekstra stammelag kan være anbrag.t over • wiren. Ytterligere friksjonslag og flerdobbelte rørlengder anbringes over friksjonslaget på en måte som foran er omtalt.

Stammelaget 28 belaster jevnt wireforsterkningen

og rørlengdene under vakuum eller trykktilstander. Rørlengdene 22, lagene 28 og wiren 30 er plassert over radiale ribber 32 på koplingsanordningen 34 under fabrikasjonsprosessen. Innspenningsbånd fpr forsterkning "festebånd" 36 vikles deretter skruelinjeformet om omkretsen ved ribbene 32 og fastholder rør-Stoffet og wireforsterkningen. Festebåndene 36 fester de flerendede rørlengder 22 til koplingsanordningene 34 og mulig-gjør direkte stramming av rørlengdene 2 2 når slangemonteringen 26 står under trykk. De motsatt skruelinjeviklede lag av flerendede rørlengder forsterker slangen både radialt og i lengderetningen.

Den spesifikke vekt av koplingsanordningen 34 kan være for stor for oppdriften som er tilveiebragt véd de mot-

satt, skruelinjeformet viklede lag av rørlengder som avgrenser forsterkningsparter. For å kompensere for. den høye spesifikke vekt av koplingen er.et eller flere lag av "flytende" rør-lengder 38 generelt skrueviklet rundt omkretsen med store skrue-

vinkler sidestilt koplingen ved det ytterste lag av flerendede rørlengder 22. Flyterørlengdene 38 hjelper festebåndene 36 med radial befestigelse av de flerendede rør-lengder 22 til koplingen, og flyterørlengdene avgrenser et sekundært, forsterkende innspenningsbånd.

For å illustrere virkningen av rørlengdene

som både en forsterkning og flyte- eller flottørkammer,

skal følgende eksempel gis. En slangemontering av den ovenfor beskrevne konstruksjon ble fabrikert med et kordstoff-forsterket neoprenrør med en innvendig diameter på 152 mm og flerendede (128) skruelinjeformede Hytrel rørlengder med en utvendig diameter på 13 mm og gummimaterialene i slangen omfattende friksjonslag av gummiklebestoff med en spesifikk vekt på generelt 1.0 til 1,47 og rørlengdene med en gjennomsnittlig spesifikk volumvekt på generelt 0.4. Metallkomponenter innbefattende koplinger og spiraltråd hadde en spesifikk vekt på generelt 6,8 til 8,2. Slangemonteringen hadde en maksimal diameter på 355 mm nær koplingen ved de - "flytende" rørlengder 38 og en diameter på 267 mm i slange-monteringens midtparti hvor to lag av flerendede, motsatt" skrueviklede rørlengder ble brukt, pen midlere eller effektive spesifikke vekt for slangemonteringen var 0,7 hvilket ga den en 30 prosents oppdriftsmargin. Angitt med andre ord, rør-lengdene opptar tilnærmet 1/2 av den radiale dimensjon i slangens midtparti og 2/3 av den radiale dimensjon nær ende-koplingene for å påvirke en spesifikk vekt av slangen på 0,7.

En fordel av den flerendede rørlengdekonstruksjon er at adskillige individuelt lukkede kammere (f.eks. 320 rør-lengder) er tilveiebragt for å bevirke oppdrift. Skulle et rør lekke, vil det fremdeles, til/veiebringe forsterkningsstyrke

skjønt en faktor på 1/320 del av effektiv oppdrift er tapt.

I ovennevnte eksempel vil slangen, selvom 80-85 rør skulle lekke, fremdeles flyte med åpne ender i saltvann. Muligheten for at slangen synker er derfor vesentlig redusert med de mangedobbelte rørlengder. Slangemonteringer med stor diameter krever selvfølgelig flere rørlengder som videre øker antallet av individuelt lukkede kammere.

Som'tidligere diskutert er rørlengdene fortrinnsvis under trykk for å hindre at de faller sammen under fabrikasjonsprosessen. Rørlengdene kan være varmeforseglet ved en ende satt under trykk og varmeforseglet ved den annen ende. Eventuelt og fortrinnsvis brettes en

ende 4 0 av hver rørlengde 2 2 ved 4 2 og et annet rørstykke

44 anbringes over samme som vist.på fig. 6. Det knekkede

rør tilveiebringer en effektiv tetning under fabrikasjonen.

o

Slangen settes under trykk og rørlengdene brettes og lukkes ved. det annet rørstykke på lignende måte. Den lukkede rør-lengde kan deretter brukes for fabrikasjon av slangen i den ovenfor beskrevne måte.

Det er ikke alltid nødvendig å bruke et likt antall lag av flerendede rørlengder for å tilveiebringe en "balansert" slangekonstruksjon. Da rørlengdene brukes som'

en forsterkning, kan de utjevnes med andre typer forsterkninger, såsom tvinnede forsterkninger. F.eks. kan den langsgående og radiale kraftanalyse av et lag skruelinjede kordforsterkning balanseres ved den langsgående og radiale kraftanalyse av mot-stående skruelinjede lag av flerendede rørlengdeforsterkning. Likeledes kan kraftanalysen av to lag med i samme retning skruelinjet flerendede rørlengder balanseres mot kraftanalysen av et lag av motsatt skruelinjet flerendet rørlengde.

Claims (19)

1. Bøyelig slange av den type.som har en forsterkning plassert mellom et rør og en mantel, karakterisert ved at forsterkningen omfatter et første lag av flerendede rør- lengder skruelinjeformet viklet i en retning om røret, hvilke rørlengder har en skruelinjeformet radial og langsgående kraftforsterkningsanalyse og et stammelag med en radial og langsgående kraftanalyse motsatt skrueviklet i forhold til kraftanalysen av det første lag, hvilket første og annet lag er avpasset og arrangert til å balansere kraftanalysene av hverandre for å bevirke ønsket langsgående og radial svelling av slangen under trykk.

2. Slange ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter et rør, et første lag av flerendede rør-lengder som er viklet skruelinjeformet om røret og avgrenser et første forsterknihgslag med radial og langsgående kraftanalyse og et annet lag av flerendede rørlengder viklet motsatt skruelinjeformet over det første rørlengdelag og avgrenser et annet forsterkningslag som har radial og langsgående kraft analyse, og en mantel anbragt over det annet forsterkningslag.

3. Slange ifølge krav 2, karakterisert ved ét friksjonslag anbragt mellom det første og annet forsterkningslag.

4. Slange ifølge krav 3, . karakterisert ved at friskjonslaget er av skummet, bøyelig materiale.

5. Slange ifølge krav 3, karakterisert ved at friksjonslaget er av gummiklebstoff.

6. Slange ifølge krav 3, karakterisert ved et antall forsterkningslag av skruelinjeformede rørlengder er anbragt mellom mantelen og et annet lag av flerendede rør-lengder.

7. Slange ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved .at den omfatter et rør, et antall stammelag anbragt rundt og festet til røret, én kopling anbragt ved hver. ende av røret, et første lag av flerendede rørlengder skruelinjeviklet rundt det ytterste stamme lag, hvilke rørlengder er lukket og har endepartier.fastholdt til koplingen, et annet lag av flerendede rørlengder motsatt skruelinjeviklet om det første rørlengdelag, hvilket annet rørlengdelag som er lukket og dets endepartier fastholdt til koplingen, avgrenser et antall forsterkende parter med radial og langsgående kraftanalyse og flytekammere, og en vannmotstands-dyktig mantel som omslutter det ytterste lag av flerendede rørlengder.

8. Slange ifølge krav 7, karakterisert ved friksjonslag anbragt mellom røret og første rørlengdelag og mellom lagene av rørlengder.

9. Slange ifølge krav 7, karakterisert ved en skruelinjeformet forsterkningskord anbragt i et friksjonslag mellom stammelagene som omslutter røret.

10. Slange ifølge krav 7, karakterisert ved ekstra lag av lukkede rørlengder skruelinjeformet viklet over det ytterste lag av flerendede rørlengder nær rørets endepartier, hvilke ekstra lag av lukkede rørlengder avgrenser ekstra flytekammere.

11. Slange, ifølge krav 7, karakterisert ved at forsterkningspartene av flerendede rørlengder er skruelinjeviklet ved en skruevinkel på generelt 54° i forhold til røret.

12. Slange ifølge et av de foreliggende krav, karakterisert ved et rør, et første lag av stammelag anbragt over røret, et annet lag av friksjonslag over det første lag, et tredje lag av flerendede rørlengder skruelinjeformet viklet om det annet.lag ved generelt 54°, det tredje lag avgrenser et flertall forsterkningsparter, et fjerde lag av friksjonslag plassert over det tredje lag, et femte lag av flerendede rørlengder anbragt over det fjerde lag og viklet motsatt skrue linjeformet av det tredje lag ved generelt 54°, hvilket femte lag avgrenser et antall forsterkningsparter, og de motsatt skruelinjeformet viklede lag av flerendede rør-lengder har en generell, balansert radial og langsgående kraftanalyse.

13. Slange ifølge krav 12, karakterisert ved en skruelinjeformé't wire anbragt i det annet lag.

14.. Slange ifølge krav 12, karakterisert ved at annet og fjerde lag består av skummateriale med lukkede celler.

15. Slange ifølge krav 12, karakterisert ved at rørlengden har en modul som er større enn rørét, det annet lag, fjerde lag og mantelen.

16. Slange ifølge krav 12, karakterisert ved at rørlengden består av polyestermateriale.

17. Slange ifølge krav 16, karakterisert ved at den skruelinjeformede ledning er av plastmateriale.

18. Slange ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at der mellom røret og mantele n er anbragt en forsterkning som omfatter minst to lag av flerendede flytende rørlengder motsatt skrueformeviklet i forhold til hverandre.

19. Slange ifølge krav 1.8, karakterisert ved at skruelinjevinkelen av de flerendede rørlengder er generelt 54°.