RU2143627C1

RU2143627C1 - Pipe with shoulders on ends

Info

Publication number: RU2143627C1
Application number: RU98104029A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Ларионов; Н.И. Кобяков; М.И. Ширяев; А.Б. Поспелов; М.И. Гуляев
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Композит-нефть"
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1999-12-27

Abstract

FIELD: manufacture of pipes. SUBSTANCE: pipe has wall made from composite-fibrous material with longitudinal- force and binding layers. At least one layer out of longitudinal-force layers of wall at ends of pipe is fabricated in the form of bells located in shoulders along diagonals of axial sections of the latter. EFFECT: increased functional reliability of pipe, reduced dimensions and mass of junction points. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области труб из пластических масс, выполненных с армированием. The invention relates to the field of plastic pipes made with reinforcement.

Известна труба с буртиками на концах, содержащая многослойную стенку из композиционно-волокнистого материала, плавно переходящую в концовые отбортовки (см. О.Г. Цыплаков "Конструирование изделий из композиционно-волокнистых материалов", Ленинград, изд. "Машиностроение", 1984 г., стр. 137, рис. 4.16, 1,3). Такая труба имеет малую надежность, объясняемую работой слоев отбортовки по нежелательной схеме - на изгиб. Known pipe with flanges at the ends, containing a multilayer wall of composite fiber material, smoothly passing into the end flanges (see OG Tsyplakov "Designing products from composite fiber materials", Leningrad, ed. "Engineering", 1984 , p. 137, Fig. 4.16, 1.3). Such a pipe has low reliability, due to the work of the flanging layers according to an undesirable pattern - bending.

Известна другая труба с буртиками на концах, содержащая стенку из композиционно-волокнистого материала с продольно-силовыми и бандажирующими слоями (см. тот же источник стр. 80, рис. 3.2). Буртики этой трубы могут быть образованы намоткой на стенке параллельных слоев (тем же, стр. 50, нижний рис. ). Another pipe with flanges at the ends is known, containing a wall of composite fiber material with longitudinal-strength and banding layers (see the same source p. 80, Fig. 3.2). The flanges of this pipe can be formed by winding on the wall of parallel layers (the same, p. 50, bottom figure).

Надежность такой трубы хотя несколько и повышена, благодаря большей толщине буртика, однако остается недостаточной, т.к. слои буртиков работают при эксплуатации трубы также по нежелательной схеме - на сдвиг и изгиб. The reliability of such a pipe, although somewhat increased, due to the greater thickness of the flange, however, remains insufficient, because during the operation of the pipe, the flange layers also work according to an undesirable pattern — shear and bend.

Кроме того, увеличенная толщина буртиков ведет к увеличению габаритов и массы стыковочных узлов этих труб. In addition, the increased thickness of the flanges leads to an increase in the dimensions and mass of the docking nodes of these pipes.

Задачей изобретения является повышение надежности трубы и уменьшение габаритов и массы их стыковочных узлов. The objective of the invention is to increase the reliability of the pipe and reduce the size and weight of their docking nodes.

Для решения этой задачи усовершенствуется труба с буртиками на концах, содержащая стенку из композиционно-волокнистого материала с продольно-силовыми и бандажирующими слоями. To solve this problem, a pipe with flanges at the ends, containing a wall of composite fiber material with longitudinal-strength and banding layers, is being improved.

Это усовершенствование состоит в том, что по крайней мере один из продольно-силовых слоев стенки выполнен на концах трубы в виде раструбов, расположенных в буртиках вдоль диагоналей осевых сечений последних. This improvement consists in the fact that at least one of the longitudinal-force layers of the wall is made at the ends of the pipe in the form of sockets located in the beads along the diagonals of the axial sections of the latter.

Продольно-силовой слой с раструбами расположен под наружным бандажирующим слоем стенки. Участки буртиков, примыкающие к раструбам, выполнены из бандажирующих слоев. The longitudinal-force layer with sockets is located under the outer banding layer of the wall. The sections of the flanges adjacent to the sockets are made of retaining layers.

Выполнение по крайней мере одного из продольно-силовых слоев стенки на концах трубы в виде раструбов, расположенных в буртиках вдоль диагоналей осевых сечений последних обеспечивает продольное расположение названного слоя в буртиках и соединяющей их части трубы, чем достигается работа слоя в буртике на растяжение, а собственно буртика - на чистое сжатие, за счет чего повышается надежность трубы, а также уменьшается толщина буртиков, габариты и масса стыковочных узлов труб. The implementation of at least one of the longitudinally-force layers of the wall at the ends of the pipe in the form of sockets located in the shoulders along the diagonals of the axial sections of the latter provides a longitudinal location of the said layer in the shoulders and the pipe parts connecting them, thereby achieving the tensile work of the layer, and actually collar - for pure compression, due to which the reliability of the pipe increases, as well as the thickness of the collars, the dimensions and weight of the pipe docking joints are reduced.

Расположение продольно-силового слоя с раструбами под наружным бандажирующим слоем стенки трубы уменьшает угол раструба (угол отклонения продольно-силового слоя в буртиках от геометрической силовой оси трубы), благодаря чему еще больше повышается надежность трубы. Кроме того, при таком расположении продольно-силового слоя упрощается конструкция трубы. The location of the longitudinal-force layer with sockets under the outer retaining layer of the pipe wall reduces the angle of the socket (the angle of deviation of the longitudinal-force layer in the beads from the geometric force axis of the pipe), which further increases the reliability of the pipe. In addition, with this arrangement of the longitudinal-force layer, the design of the pipe is simplified.

Выполнение участков буртиков, примыкающих к раструбам, из бандажирующих слоев упрощает конструкцию буртиков и уменьшает стоимость трубы, благодаря меньшему расходу композиционных материалов на ее изготовление. The implementation of the sections of the flanges adjacent to the sockets of the retaining layers simplifies the design of the flanges and reduces the cost of the pipe, due to the lower consumption of composite materials for its manufacture.

Изобретение поясняется чертежом, где показан общий вид трубы, выполненной с герметизирующим внутренним слоем, штриховой линией показана граница между трубчатой частью и буртиками. The invention is illustrated by the drawing, which shows a General view of the pipe made with a sealing inner layer, the dashed line shows the boundary between the tubular part and the collars.

Предлагаемая труба с буртиками 1 и 2 на концах содержит стенку 3 из композиционно-волокнистого материала с продольно-силовыми 4, 5, бандажирующими 6, 7 и герметизирующим 8 слоями; по крайней мере один из продольно-силовых слоев, например 5, выполнен на концах трубы в виде раструбов 9, 10, расположенных в буртиках 1, 2 вдоль диагоналей 11, 12 осевых сечений последних. The proposed pipe with flanges 1 and 2 at the ends contains a wall 3 of composite fiber material with longitudinal force 4, 5, banding 6, 7 and sealing 8 layers; at least one of the longitudinal-force layers, for example 5, is made at the ends of the pipe in the form of sockets 9, 10 located in the shoulders 1, 2 along the diagonal 11, 12 of the axial sections of the latter.

В вариантах исполнения трубы продольно-силовой слой 5 с раструбами 9, 10 расположен под наружным бандажирующим слоем 7 стенки 3 (чем уменьшается угол раструбов и упрощается конструкция трубы); участки 13, 14 буртика 1 и 15, 16 буртика 2, примыкающие к раструбам 9, 10, выполнены из бандажирующих слоев 6 и 7 (чем упрощается конструкция буртиков и снижается расход материалов на изготовление трубы). In embodiments of the pipe, the longitudinal-force layer 5 with the sockets 9, 10 is located under the outer banding layer 7 of the wall 3 (which reduces the angle of the sockets and simplifies the design of the pipe); sections 13, 14 of flange 1 and 15, 16 of flange 2 adjacent to the bell 9, 10 are made of retaining layers 6 and 7 (which simplifies the design of the flanges and reduces the consumption of materials for the manufacture of pipes).

Труба работает следующим образом. Под действием рабочего давления в трубопроводе она претерпевает осевые и радиальные растягивающие усилия. Рабочие нагрузки воспринимаются всей композиционно-волокнистой структурой стенки 3 и буртиков 1, 2 трубы. При этом радиальные нагрузки воспринимаются преимущественно бандажирующими слоями 6, 7, а осевые - продольно-силовыми слоями 4, 5 трубы. The pipe works as follows. Under the action of the working pressure in the pipeline, it undergoes axial and radial tensile forces. Workloads are perceived by the entire composite fiber structure of the wall 3 and the collars 1, 2 of the pipe. In this case, radial loads are perceived mainly by banding layers 6, 7, and axial loads by longitudinal-force layers 4, 5 of the pipe.

При осевом нагружении трубы продольно-силовой слой 5 с раструбами 9, 10 работает в буртиках 1 и 2 на растяжение, а сами буртики 1 и 2, благодаря этому, - фактически на чистое сжатие (за счет чего значительно повышается надежность трубы, что позволяет также уменьшить толщину буртиков 1 и 2, а следовательно, габариты и массу стыковочных узлов труб). With axial loading of the pipe, the longitudinal-power layer 5 with the sockets 9, 10 works in tension in the collars 1 and 2, and the collars 1 and 2 themselves, due to this, actually under pure compression (due to which the reliability of the pipe is significantly increased, which also allows reduce the thickness of collars 1 and 2, and consequently, the dimensions and weight of the pipe docking assemblies).

Таким образом, выполнение трубы с буртиками на концах по изобретению значительно улучшает условия нагружения концов трубы при эксплуатации (за счет работы продольно-силового слоя стенки и буртиков на растяжение), чем значительно повышается надежность трубы, а также уменьшаются габариты и масса стыковочных узлов трубопровода. Thus, the implementation of the pipe with flanges at the ends according to the invention significantly improves the loading conditions of the ends of the pipe during operation (due to the work of the longitudinal-force layer of the wall and collars in tension), which significantly increases the reliability of the pipe, and also reduces the size and weight of the docking nodes of the pipeline.

Claims

1. The pipe with flanges at the ends, containing a wall of composite fiber material with longitudinal-force and banding layers, characterized in that at least one of the longitudinal-force layers of the wall is made at the ends of the pipe in the form of sockets located in the flanges along the diagonals axial sections of the latter.

2. The pipe according to claim 1, characterized in that the longitudinal-force layer with sockets is located under the outer banding layer of the wall.

3. The pipe according to claim 1, characterized in that the sections of the flanges adjacent to the sockets are made of retaining layers.