NO761925L

NO761925L -

Info

Publication number: NO761925L
Application number: NO761925A
Authority: NO
Inventors: J A Ross
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 1975-06-06
Filing date: 1976-06-04
Publication date: 1976-12-07
Also published as: JPS51150109A; NZ181063A; AU499096B2; FR2313622B1; ZA763066B; AR206753A1; FR2313622A1; CA1045058A; SE7606391L; JPS5836236B2; IT1062791B; AU1431876A; DE2625900A1; GB1531732A; BR7603534A

Description

Slange for transport av flytende materiale Hose for transporting liquid material

Oppfinnelsen angår slanger for innsugnings- og uttappingsformål, slik de benyttes for transport av olje, vann, bensin, sand- og grusslam, muddermasse og mange andre væsker og slammasser. The invention relates to hoses for suction and discharge purposes, as they are used for the transport of oil, water, petrol, sand and gravel mud, mud and many other liquids and mud masses.

Disse slanger må tåle trykkoperasjoner såvel som vakuumoperasjoner og være motstandsdyktige mot knekking når de boyes, men samtidig, danne en°forholdsvis liten bbynings-radius. These hoses must withstand pressure operations as well as vacuum operations and be resistant to kinking when bent, but at the same time, form a relatively small bending radius.

Nåværende konstruksjoner har vanligvis en inner-diameter på fra 5 cm til' 75 cm og er basert på en 'gummiforing eller et gummiror, en gummikappe og en eller annen form for forsterkning mellom'roret og. kappen.. Sådanne slanger kan motstå både trykk og vakuum. Forsterkningen mot trykk er vanligvis et bomullsgarn eller et syntetisk garn som enten kan Current designs usually have an inner diameter of from 5 cm to 75 cm and are based on a rubber liner or rubber rudder, a rubber jacket and some form of reinforcement between the rudder and. the jacket.. Such hoses can withstand both pressure and vacuum. The reinforcement against pressure is usually a cotton yarn or a synthetic yarn which can either

. være vevet eller i cordform. Alternativt kan trådsnorer . be woven or in cord form. Alternatively, wire cords can

benyttes for dette formål. Forsterkningen mot vakuum er vanligvis én eller flere skruelinjeviklinger eller meget solid tråd som, samtidig som den motstår vakuum eller ut-vendig trykkjfremdeles tillater slangen å boye seg. Konven-sjonelt sett er således sådanne slanger sammensatt av gummi, metall og tekstilmateriale, og er ikke motstandsdyktige mot knusing selv om de tåler trykk og vakuum. used for this purpose. The reinforcement against vacuum is usually one or more helical windings or very strong wire which, while resisting vacuum or external pressure, still allows the hose to bend. Conventionally speaking, such hoses are thus composed of rubber, metal and textile material, and are not resistant to crushing even if they withstand pressure and vacuum.

Ved en spesiell anvendelse er slangene forsynt med flytemateriale for å sette slangen istand til å flyte på vann også når den ér full av olje eller muddermasse. Den' hoye tetthet av en slange som Inneholder en skruelinjetråd-forsterkning er således et problem idet den krever en stor mengde flytemateriale. In a special application, the hoses are provided with floating material to enable the hose to float on water even when it is full of oil or mud. The high density of a hose containing a helical wire reinforcement is thus a problem in that it requires a large amount of floating material.

Slanger som er forsterket bare med polyester-mono-fllamentmaterlale med hoy denier-verdi , spesielt "Macrofil", som fremstilles av ICI Ltd., har også vært foreslått, som f.eks. angitt i britisk patentskrift 1 293 200.'Sådanne slanger er forholdsvis .lette i vekt. Hoses reinforced only with high denier polyester mono-filament material, particularly "Macrofil", manufactured by ICI Ltd., have also been proposed, as e.g. indicated in British patent document 1 293 200. Such hoses are relatively light in weight.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en for-bedret forholdsvis lett slange som er motstandsdyktig mot trykk- og vakuumoperasjoner og fortrinnsvis enten er motstandsdyktig mot knusing eller har g.od' evne til å komme seg etter knusing. The purpose of the invention is to provide an improved relatively light hose which is resistant to pressure and vacuum operations and is preferably either resistant to crushing or has a good ability to recover from crushing.

Ifolge oppfinnelsen er det tilveiebragt en slange av forsterket, elastomert materiale hvor forsterkningen omfatter minst ett lag av viklet monofilamentforsterkning og minst ett-lag av aramid-vev-forsterkning. According to the invention, a hose of reinforced, elastomeric material is provided where the reinforcement comprises at least one layer of wound monofilament reinforcement and at least one layer of aramid fabric reinforcement.

Monofilamentvlklingen er fortrinnsvis anbragt i en vinkel på mellom 50° og 60° i forhold til slangens akse. Videre foretrekkes at det er anordnet to .sådanne lag, vanligvis knyttet til et.mellomliggende lag av elastomert materiale, såsom en naturlig eller syntetisk gummi. Ett eller flere sådanne lag kan omfatte et antall viklinger som er anbragt den ene rundt den annen. Monofilamentet kan være et polyester-tnonof ilament, såsom polyethylen-teref thalat, men også andre polymerer, såsom nylon, kan benyttes. The monofilament coil is preferably placed at an angle of between 50° and 60° in relation to the axis of the hose. Furthermore, it is preferred that two such layers are arranged, usually linked to an intermediate layer of elastomeric material, such as a natural or synthetic rubber. One or more such layers may comprise a number of windings which are placed one around the other. The monofilament can be a polyester non-filament, such as polyethylene terephthalate, but other polymers, such as nylon, can also be used.

Stoff- eller vevforsterkningen er på sin sid.e fortrinnsvis anbragt i en vinkel på mellom 50° og 60° i forhold til slangens akse og er en -vev fremstilt av et aramidgarn, f.eks. en cordvev eller et firkantvevet stoff. Forsterkningen benyttes fortrinnsvis i forbindelse med et passende gummiaktig, klebende skikt på den éne side. The fabric or fabric reinforcement, on the other hand, is preferably placed at an angle of between 50° and 60° in relation to the axis of the hose and is a fabric produced from an aramid yarn, e.g. a cord weave or a square weave fabric. The reinforcement is preferably used in conjunction with a suitable rubbery, adhesive layer on one side.

Det vil. således være klart at forsterkningen av slangeveggen som er beliggende mellom den indre foring og den ytre kappe, i en foretrukken utforelse består av en solid gummiforing med monofilamentforsterkning på hver overflate, .tilhvilken vevforsterkningen er fastklebet ved hjelp av det gummiaktige materiale. I et slikt' tilfelle kan vévlaget være ytterst eller innerst, og rekkefølgen av lagene vil være monofilament.- gummilag - monofilament - klebemiddel - vevlag. It will. thus be clear that the reinforcement of the hose wall which is located between the inner liner and the outer sheath, in a preferred embodiment, consists of a solid rubber liner with monofilament reinforcement on each surface, to which the fabric reinforcement is glued by means of the rubbery material. In such a case, the woven layer can be outermost or innermost, and the order of the layers will be monofilament - rubber layer - monofilament - adhesive - woven layer.

Det er imidlertid også mulig å klebe vevstoffet ved hjelp av det gummiaktige klebemiddellag til det ene av mono-filamentlagene, slik at det er beliggende mellom de to monofilamentlag'og nær det solide gummilag. I et sådant tilfelle vil rekkefolgene av lagene være f.eks. monofilament - klebemiddel - vev - gummi - monofilament. I begge tilfeller må selvsagt disse forskjellige lag inkluderes i den indre foring og den ytre kappe. However, it is also possible to glue the fabric by means of the rubbery adhesive layer to one of the monofilament layers, so that it is located between the two monofilament layers and close to the solid rubber layer. In such a case, the sequence of the layers will be e.g. monofilament - adhesive - tissue - rubber - monofilament. In both cases, of course, these different layers must be included in the inner lining and the outer jacket.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det folgende under henvisning til tegningen, der fig. 1 viser et snitt gjennom en del av veggen i en slange av kjent type, og fig. 2, 3 og k viser tilsvarende snitt gjennom en del av veggen i 'forskjellige utførelser av en slange ifolge oppfinnelsen. The invention shall be described in more detail in the following with reference to the drawing, where fig. 1 shows a section through part of the wall of a hose of a known type, and fig. 2, 3 and k show corresponding sections through part of the wall in different embodiments of a hose according to the invention.

Fig. 1 viser en slange s.om er sammensatt av enFig. 1 shows a hose as if composed of a

indre gummiforing eller et gummiror 1, en trykkbeståndig forsterkning 2 og en gummimantel eller -kappe 3-Den trykk-bestandige forsterkning 2 kan bestå av vev eller naturlige, tekstilmaterialer, eller av en vev fremstilt av syntetiske tekstilmaterialer, eller av et lag av ståltrådcord. En skruevikling h av sterk tråd er viklet rundt forsterkningen 2 og således innlemmet i gummikappelaget 3. Selv om en sådan slange er motstandsdyktig mot trykk og knusing, har den forholdsvis hoy tetthet slik at den trenger å forenes med en stor mengde flytemateriale for den kan flyte på vann. inner rubber lining or a rubber rudder 1, a pressure-resistant reinforcement 2 and a rubber mantle or cover 3-The pressure-resistant reinforcement 2 can consist of tissue or natural textile materials, or of a tissue made of synthetic textile materials, or of a layer of steel wire cord. A screw winding h of strong wire is wound around the reinforcement 2 and thus incorporated into the rubber jacket layer 3. Although such a hose is resistant to pressure and crushing, it has a relatively high density so that it needs to be combined with a large amount of floating material for it to float on water.

Fig. 2 viser et snitt gjennom en slangevegg ifolge oppfinnelsen. Denne består fortlopende av (a) en indre foring eller et ror 5 5 som er fremstilt av naturlig eller syntetisk gummi-(b) et lag 6 av forsterkningsvev fremstilt av aramidgarn, hvor forsterkningen er anbragt med forsterkningens hovedakse i en vinkel på 55° til slangens akse,(c) et gummi-klebelag 7?(d) et"forste lag av .monofilament 8 som også er viklet med sin hovedakse 1 en vinkel på 55° til slangens akse, (e) et solid lag av gummi 9j (t) et annet lag -10 av rnono-filament som er anbragt i en vinkel på 55° bil slangens akse (vanligvis i motsatt retning 1 forhold til det forste lag) , Fig. 2 shows a section through a hose wall according to the invention. This continuously consists of (a) an inner lining or a rudder 5 5 which is made of natural or synthetic rubber (b) a layer 6 of reinforcing fabric made of aramid yarn, where the reinforcement is placed with the main axis of the reinforcement at an angle of 55° to axis of the hose, (c) a rubber adhesive layer 7?(d) a "first layer of .monofilament 8 which is also wound with its main axis 1 at an angle of 55° to the axis of the hose, (e) a solid layer of rubber 9j ( t) a second layer -10 of monofilament which is placed at an angle of 55° to the axis of the hose (usually in the opposite direction to the first layer),

og (g) et- gummikappelag 11. Indre og/eller ytre innleggs-eller mellomlagsvevnader (ikke vist) kan også være inkorporert and (g) a rubber cover layer 11. Inner and/or outer insert or interlayer fabrics (not shown) may also be incorporated

dersom det onskes.if desired.

Fig. 3 viser en slangekonstruksjon hvor sammenset-ningen 'av de individuelle lag er slik som "beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 2, men hvor rekkefolgen av lagene er forskjellig. Lagene er således, anbragt i rekkefolgen: 5?8, Fig. 3 shows a hose construction where the composition of the individual layers is as described above in connection with Fig. 2, but where the sequence of the layers is different. The layers are thus arranged in the sequence: 5?8,

7, 6, 9, 10 og 11. 7, 6, 9, 10 and 11.

Fig., h viser også et snitt- av en slangevegg medFig., h also shows a section of a hose wall with

samme komponenter anordnet i en ytterligere.forskjellig rekkefolge. I dette tilfelle er komponentene anordnet i rekkefolgen: 5, 8, 9, 10, 7, 6, 11. same components arranged in a further.different sequence. In this case, the components are arranged in the order: 5, 8, 9, 10, 7, 6, 11.

Selv om laget 6 av forsterkningsvev av aramidgarnAlthough made 6 of reinforcement fabric of aramid yarn

og lagene 8 og 10 av monofllamenter for illus'trasjonsformål er vist som enkle lag, vil i de fleste tilfeller hvert av disse lag være multipellag sammensatt av to, fire, seks eller åtte lag og med cord anbragt i en vinkel på 55°"til slangens akse, and the layers 8 and 10 of monofilaments for illustration purposes are shown as single layers, in most cases each of these layers will be multiple layers composed of two, four, six or eight layers and with cord placed at an angle of 55° to axis of the snake,

og slik at hvert suksessivt lag er anbragt i motsatt retning i forhold til' det foregående lag. and so that each successive layer is placed in the opposite direction in relation to the previous layer.

Selv om vevnadene vanligvis vil være anbragt i enAlthough the tissues will usually be placed in one

vinkel på 55°, kan det for spesielle formål, f.eks. for opp-nåelse av fleksibilitet og motstand mot knekking, benyt- angle of 55°, it can for special purposes, e.g. for achieving flexibility and resistance to buckling, use

tes andre vinkler enn 55° for noen eller alle lag av monofilament og/eller aramid. angles other than 55° are used for some or all layers of monofilament and/or aramid.

Slik det vil innses av en fagmann, er den relative tykkelse av lagene og den relative tykkelse av slangeveggen, sammenlignet med slangens diameter, ikke nødvendigvis som vist på tegningene, men ligner på de tykkelser eller propor-sjoner som er vanlige innen teknikken. Det skal bemerkes at gummilaget 9 vanligvis vil ha en tykkelse i området. 5% til 10% av slangens diameter, og ikke mindre enn 6,3 mm. As will be appreciated by one skilled in the art, the relative thickness of the layers and the relative thickness of the tubing wall, compared to the diameter of the tubing, are not necessarily as shown in the drawings, but are similar to the thicknesses or proportions common in the art. It should be noted that the rubber layer 9 will usually have a thickness in the range. 5% to 10% of the hose diameter, and not less than 6.3 mm.

Selv om oppfinnelsen ikke er ment å skulle være begrenset av noen teoretisk forklaring, synes det som om'Although the invention is not intended to be limited by any theoretical explanation, it appears that

lagene av. monofilamente^r (som fortrinnsvis er polyester-mono-filarnenter) tilveiebringer motstand mot sammenbrudd under vakuum, og at laget av aramidvev-forsterkning tilveiebringer motstand mot indre trykk. Slangen er videre forholdsvis lett i vekt idet alle komponenter er organiske av natur uten noen innbygning av metallisk forsterkning. Slangen er også mer the layers of. monofilaments (which are preferably polyester monofilaments) provide resistance to breakdown under vacuum, and that the layer of aramid weave reinforcement provides resistance to internal pressure. The hose is also relatively light in weight as all components are organic in nature without any incorporation of metallic reinforcement. The snake is also more

fleksibel enn konvensjonelle trådforsterkede slanger og mer motstandsdyktig mot knusing, og med•god evne til å komme seg etter eventuell knusing som finner sted. flexible than conventional wire-reinforced hoses and more resistant to crushing, and with •good ability to recover from any crushing that takes place.

Laget 6 av aramidfibervev kan være f.eks. sammensatt av et garn med en strekkfasthet på 22 g/denier og en brudd - forlengelse mellom 2% og h%. Dette garn kan være oppbygget som en cordvev eller som et firkantvevet stoff, og kan f.eks. ha en vekt på 1 000 eller 2 000 denier. The layer 6 of aramid fiber fabric can be e.g. composed of a yarn with a tensile strength of 22 g/denier and an elongation at break between 2% and h%. This yarn can be constructed as a cord weave or as a square weave fabric, and can e.g. have a weight of 1,000 or 2,000 denier.

Monofilamentet er fortrinnsvis basert på garn i området 1 000 til 10 000 denier sammensatt av individuelle mono-filameter i området 100 til 1 500 denier, og en seighet på minst 6 g/denier. The monofilament is preferably based on yarn in the range of 1,000 to 10,000 denier composed of individual monofilaments in the range of 100 to 1,500 denier, and a tenacity of at least 6 g/denier.

Nedenstående Tabell 1 angir egenskaper for monofilamentet og aramidgarnene sammenlignet med andre' materialer som benyttes soiri. slangef orsterkning. Tabellen demonstrerer de fordelaktige egenskaper ved aramidfibre med hensyn til styrke og vekt. Den viser imidlertid ikke de fordelaktige stivhetsegenskaper for monofilamentet, da det ikke finnes noen passende prove. Table 1 below indicates the properties of the monofilament and the aramid yarns compared to other materials used in soiri. hose reinforcement. The table demonstrates the beneficial properties of aramid fibers in terms of strength and weight. However, it does not show the advantageous stiffness properties of the monofilament, as there is no suitable sample.

Den foretrukne' struktur er den som er vist på fig. 2, da denne gjor best bruk av de relative styrke- og stivhets - verdier for komponentene. The preferred structure is that shown in fig. 2, as this makes the best use of the relative strength and stiffness values for the components.

Tabell 2 viser en sammenligning av egenskapene for slanger som er fremstilt i overensstemmelse med den konstruksjon som er vist på fig. 2. Disse slanger er spesielt beregnet for oljeinnsugnings- og oljeuttappingsformål og spesielt for anvendelse som flytende slanger benyttet for dette formål. Table 2 shows a comparison of the properties of hoses manufactured in accordance with the construction shown in fig. 2. These hoses are specially designed for oil suction and oil extraction purposes and especially for use as floating hoses used for this purpose.

Tabell 3 angir detaljer for konstruksjonene av de slanger som de tredje og fjerde kolonner i Tabell 3 angår, mens tabellene h og 5 angir egenskapene for de monofilament-og aramid.-materialer som benyttes i disse slanger. Table 3 gives details of the constructions of the hoses to which the third and fourth columns in Table 3 relate, while tables h and 5 give the properties of the monofilament and aramid materials used in these hoses.

Ved. betraktning av de egenskaper som er vist i Tabell 2, vil det innses at.monofilament/aramid-slangen kombinerer alle de gode egenskaper for alle de tidligere kjente slanger med noen ytterligere egenskaper som er ene-stående for denne konstruksjon: (a) Forlengelsesegenskapene er like gode som .for stål-cordslanger .og bedre enn for rene monofilamentslanger. (b) Den minimale boyningsradius og sammenpresnings-egenskapene er de samme som de tilsvarende egenskaper f oi' monof ilamentslanger. (c) Den spesifikke vekt er den samme som for mono-'<f>ilamentslanger. (d) Veggtykkelsen for"monofilament/aramid-slanger er mindre enn for rene monofilamentslanger, samtidig som den samme spesifikke vekt opprettholdes, og vekten ei'derfor mindre enn for noen annen eks i-, By. considering the properties shown in Table 2, it will be realized that the monofilament/aramid hose combines all the good properties of all the previously known hoses with some additional properties unique to this construction: (a) The elongation properties are as good as .for steel cord hoses .and better than for pure monofilament hoses. (b) The minimum bend radius and compression properties are the same as the corresponding properties of monofilament hoses. (c) The specific gravity is the same as for mono-'<f>ilament hoses. (d) The wall thickness of monofilament/aramid hoses is less than that of pure monofilament hoses, while maintaining the same specific weight, and the weight is therefore less than that of any other ex i-,

sterende slange.stinging snake.

(e) På grunn av ovennevnte kombinasjon av veggtykkelse og spesifikk vekt, er det volum (eller den vekt), av flytemateriale som må tilsettes til slangen for å få den til å flyte med en. reserveoppdrift på 33%5kraftig redusert når det gjelder monofilament/ aramidslanger sammenlignet med hvilke som helst av de eksisterende slanger. (e) Due to the above combination of wall thickness and specific gravity, there is volume (or the weight), of buoyant material that must be added to the tubing to make it float by a. reserve buoyancy of 33%5 greatly reduced in the case of monofilament/aramid hoses compared to any of the existing hoses.

Det vil innses at volumet av flytemateriale er stort .sammenlignet med. volumet av slangelegemet, dvs. 100% til 200%, slik at den omkostning som medfores både ved innkjop av flytemateriale og ved anbringelse av dette på slangen er betydelig. På grunn av den reduserte mengde av oppdriftsmateriale blir videre både tilbøyeligheten til skade bg betyd-ningen av tap av oppdriftsmateriale redusert. It will be realized that the volume of floating material is large compared to. the volume of the hose body, i.e. 100% to 200%, so that the cost incurred both when purchasing floating material and when placing it on the hose is significant. Due to the reduced amount of buoyancy material, both the tendency to damage and the importance of loss of buoyancy material are further reduced.

Claims

1. Hose composed of elastomeric material comprising reinforcement elements, characterized by at least two radially separated layers of wound monofilament with a layer of elastomeric material in between, and at least one layer of aramid material..

2. Hose according to claim 1, characterized in that the layer of elastomeric material has a thickness of 5% to 10% of the diameter of the hose.

3. Hose according to claim 1 or 2, characterized in that a layer of aramid fabric is situated radially within the innermost layer of wound monofilament. h.

Hose according to claim 1, characterized in that the layer of aramid fabric is situated between the layers of wound monofilament. .

5. Hose according to claim 1, characterized in that each wound monofilament layer comprises a number of windings which are placed one around the other.

6. Hose according to claim 55 characterized .in that in the said number of windings, adjacent windings are arranged with mol: set winding direction.

7. Hose according to claim 1, characterized in that the aramid material is arranged at an angle of 50° - 60° in relation to the axis of the hose.

8. Hose according to claim 3, characterized in that at least the layer of aramid fabric comprises a number of weaves which are wound around each other.

9. Hose according to claim 8, characterized in that adjacent aramid weaves have the opposite direction.

10. Hose according to claim 1, characterized in that the monofilament is a polyester.

11. Hose according to claim 10, characterized in that the polyester is polyethylene terephthalate.

12. Hose according to claim 1, characterized in that the monofilament is in the form of a yarn with a denier value in the range 1,000 - 10,000, and which is composed of monofilaments in the range 100 - 1,500 denier.

13. Hose according to claim 1, characterized in that the aramid fabric comprises aramid yarn with a denier value of 1,000 - 2,000.