RU2200893C1

RU2200893C1 - Non-detachable joint

Info

Publication number: RU2200893C1
Application number: RU2001121307/06A
Authority: RU
Inventors: В.П. Исаев; вцев С.Б. Кудр; С.Б. Кудрявцев; нов Ф.В. Емель; Ф.В. Емельянов; К.Н. Лебедев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Полимерстроймаш"
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-03-20

Abstract

FIELD: building industry, namely construction of pipelines of composite materials. SUBSTANCE: non-detachable joint of tube made of composite material with sealing layer includes tubular metallic part with radially pointed members and annular stem having annular groove with undercut and thin-wall ledge. Annular groove and undercut are filled with material of sealing layer. Thin-wall ledge is rolled in and it forms lock seal with sealing layer. EFFECT: enhanced reliability of joint. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к соединениям труб-оболочек из композиционных материалов с металлическими трубчатыми деталями, преимущественно неразъемным, установленных на их конце, и может быть использовано в трубах для транспортировки жидких или газообразных сред в корпусах высокого давления. The invention relates to compounds of pipe shells made of composite materials with metal tubular parts, mainly one-piece, installed at their end, and can be used in pipes for transporting liquid or gaseous media in high pressure casings.

К неразъемным соединениям предъявляются повышенные требования по обеспечению жесткости, прочности, надежности и герметичности стыка, безопасности использования и недопустимости разрушения от воздействующих нагрузок. One-piece joints are subject to increased requirements to ensure rigidity, strength, reliability and tightness of the joint, safety of use and the inadmissibility of destruction from acting loads.

Известно неразъемное соединение, содержащее трубу из композиционного материала на основе спирально навитых перекрещивающихся стеклонитей и полимерного связующего, герметизирующий слой из упруго эластичного материала и металлическую трубчатую деталь с радиальными заостренными элементами, зафиксированными в материале трубы, кольцевым хвостовиком, облицованным по наружной поверхности кольцевой оболочкой непрерывного герметизирующего слоя из упругоэластичного материала (патент RU 2144640, ⁷МПК F 16 L 47/00, 2000). Известны и другие неразъемные соединения труб из композиционного материала с металлическими трубчатыми деталями посредством радиальных заостренных элементов, зафиксированных в материале трубы, с герметизирующим слоем из упругоэластичного материала (патент RU 2079764, ⁶МПК F 16 L 47/00, 1977, патент RU 2079765, ⁶МПК F 16 L 47/00, 1977).A one-piece connection is known that contains a pipe made of a composite material based on spirally wound intersecting glass fibers and a polymer binder, a sealing layer of elastic material and a metal tubular part with radial pointed elements fixed in the pipe material, an annular shank, an annular sheath lined on the outer surface, lined on the outer surface a layer of elastic material (patent RU 2144640, ⁷ IPC F 16 L 47/00, 2000). Other integral joints of pipes made of composite material with metal tubular parts are known by means of radial pointed elements fixed in the pipe material with a sealing layer of elastic material (patent RU 2079764, ⁶ IPC F 16 L 47/00, 1977, patent RU 2079765, ⁶ IPC F 16 L 47/00, 1977).

К недостаткам указанных неразъемных соединений труб из композиционных материалов с металлическими трубчатыми деталями следует отнести ненадежность герметизации стыка слоем упругоэластичного материала по поверхности их взаимного контакта, возможности проникновения транспортируемой среды между ними и ее утечки. The disadvantages of these permanent joints of pipes made of composite materials with metal tubular parts include the unreliability of sealing the joint with a layer of elastic material along the surface of their mutual contact, the possibility of penetration of the transported medium between them and its leakage.

Наиболее близким аналогом по технической сущности, выбранным в качестве прототипа, является неразъемное соединение по патенту RU 2144640. The closest analogue in technical essence, selected as a prototype, is an integral connection according to patent RU 2144640.

Основной задачей изобретения является создание неразъемного соединения на основе новой концепции заделки конца кольцевой оболочки непрерывного герметизирующего слоя из упругоэластичного материала на металлической трубчатой детали. The main objective of the invention is to create a permanent connection based on a new concept of sealing the end of the annular shell of a continuous sealing layer of elastic material on a metal tubular part.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение надежности герметизации неразъемного соединения, безопасности эксплуатации. The technical result from the use of the invention is to increase the reliability of sealing a permanent connection, operational safety.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет изменения конструкции соединения и введения новых конструктивных элементов. The main task is solved and the technical result is achieved by changing the design of the connection and the introduction of new structural elements.

Для этого, в неразъемном соединении, содержащем трубу из композиционного материала на основе спирально навитых перекрещивающихся стеклонитей и полимерного связующего, герметизирующий слой из упругоэластичного материала и металлическую трубчатую деталь с радиальными заостренными элементами, зафиксированными в материале трубы, кольцевым хвостовиком, облицованным по наружной поверхности кольцевой оболочкой непрерывного герметизирующего слоя из упругоэластичного материала, металлическая трубчатая деталь снабжена расположенной со стороны наружной поверхности кольцевого хвостовика кольцевой канавкой, выполненной с кольцевым поднутрением и тонкостенным кольцевым козырьком на боковой поверхности, а кольцевая оболочка непрерывного герметизирующего слоя из упругоэластичного материала на ней - внутренним кольцевым выступом с кольцевой полкой, размещенным в указанной кольцевой канавке с заходом кольцевой полки в кольцевое поднутрение под тонкостенным кольцевым козырьком, причем тонкостенный кольцевой козырек на кольцевой полке внутреннего кольцевого выступа кольцевой оболочки непрерывного герметизирующего слоя из упругоэластичного материала плотно обвальцован вокруг кольцевой полки с образованием с ней замковой заделки. Замковая заделка кольцевой оболочки непрерывного герметизирующего слоя на кольцевом хвостовике металлической трубчатой детали выполнена между кольцевыми рядами радиальных заостреннных элементов, противоположно направленными в несущие наружный и внутренний слои композиционного материала трубы. For this, in an integral connection containing a pipe made of a composite material based on spirally wound intersecting glass fibers and a polymer binder, a sealing layer made of an elastic material and a metal tubular part with radial pointed elements fixed in the pipe material, an annular shank lined with an annular shell on the outer surface continuous sealing layer of elastic material, the metal tubular part is provided with the torons of the outer surface of the annular shank with an annular groove made with an annular undercut and a thin-walled annular visor on the lateral surface, and the annular shell of a continuous sealing layer of elastic material on it is an inner annular protrusion with an annular shelf placed in the annular groove with the ring shelf in the ring undercut under a thin-walled annular visor, moreover, a thin-walled annular visor on the annular shelf of the inner annular projection The outer shell of a continuous sealing layer of elastic material is densely bounded around an annular shelf with the formation of a lock with it. The locking seal of the annular shell of the continuous sealing layer on the annular shank of the metal tubular part is made between the annular rows of radial pointed elements, oppositely directed into the supporting outer and inner layers of the pipe composite material.

Отличительными особенностями неразъемного соединения являются следующие признаки:
- снабжение металлической трубчатой детали кольцевой канавкой, расположенной со стороны наружной поверхности кольцевого хвостовика,
- выполнение кольцевой канавки с кольцевым поднутрением и тонкостенным кольцевым козырьком на ее боковой поверхности,
- снабжение кольцевой оболочки непрерывного герметизирующего слоя из упругоэластичного материала на кольцевом хвостовике металлической трубчатой детали внутренним кольцевым выступом с кольцевой полкой,
- размещение внутреннего кольцевого выступа в указанной кольцевой канавке с заходом кольцевой полки в кольцевое поднутрение под тонкостенным кольцевым козырьком,
- плотная обвальцовка тонкостенного кольцевого козырька на кольцевой полке внутреннего кольцевого выступа кольцевой оболочки, размещенного в кольцевой канавке кольцевого хвостовика металлической трубчатой детали с образованием с ней замковой заделки,
- выполнение замковой заделки оболочки непрерывного герметизирующего слоя упругоэластичного материала на кольцевом хвостовике металлической трубчатой детали между кольцевыми рядами радиальных заостренных элементов, противоположно направленными в несущие наружный и внутренний слои композиционного материала трубы.Distinctive features of one-piece connection are the following features:
- supplying the metal tubular part with an annular groove located on the side of the outer surface of the annular shank,
- the implementation of the annular groove with an annular undercut and a thin-walled annular visor on its side surface,
- supplying the annular shell of a continuous sealing layer of elastic material on the annular shank of the metal tubular part with an inner annular protrusion with an annular shelf,
- placement of the inner annular protrusion in the specified annular groove with the entry of the annular flange into the annular undercut under the thin-walled annular visor,
- dense bonding of a thin-walled annular visor on the annular flange of the inner annular protrusion of the annular shell placed in the annular groove of the annular shank of the metal tubular part with the formation of a locking seal with it,
- implementation of the locking seal of the shell of a continuous sealing layer of elastic material on the annular shank of the metal tubular part between the annular rows of radial pointed elements, oppositely directed to the supporting outer and inner layers of the composite pipe material.

Указанные отличительные признаки неразъемного соединения являются существенными, так как каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и достижение нового технического результата. Неразъемное соединение создано с учетом новой концепции заделки кольцевой оболочки непрерывного герметизирующего слоя из упругоэластичного материала на кольцевом хвостовике металлической трубчатой детали с обвальцовкой кольцевого козырька в кольцевой канавке вокруг кольцевой полки внутреннего кольцевого выступа кольцевой оболочки непрерывного герметизирующего слоя из упругоэластичного материала, что позволяет исключить утечку транспортируемой жидкой или газообразной среды под давлением. Предложенное неразъемное соединение позволяет повысить надежность герметизации и безопасность его эксплуатации в трубопроводных системах. These distinctive features of one-piece connection are essential, since each of them individually and jointly aims to solve the problem and achieve a new technical result. The one-piece connection was created taking into account the new concept of sealing the annular shell of a continuous sealing layer of elastic material on the annular shank of a metal tubular part with the annular visor wrapped in an annular groove around the annular shelf of the inner annular protrusion of the annular shell of the continuous sealing layer of an elastic sealing material, which eliminates leakage or gaseous medium under pressure. The proposed one-piece connection improves the reliability of sealing and the safety of its operation in pipeline systems.

Указанные отличительные признаки являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе, не обнаружено, что позволяет характеризовать предложенное техническое решение соответствием критерию "новизна". These distinctive features are new, since their use in the prior art, analogues and prototype, was not found, which allows us to characterize the proposed technical solution in accordance with the criterion of "novelty."

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет решить поставленную задачу создания неразъемного соединения и достижения нового технического результата на основе новой концепции организации стыка трубы из композиционного материала с металлической трубчатой деталью в комбинации с непрерывным герметизирующим слоем из упругоэластичного материала между ними. Новое техническое решение является результатом опытно-экспериментальных работ, творческого вклада без использования стандартных разработок или каких-либо рекомендаций в данной области техники, является оригинальным, неочевидным, соответствует критерию "изобретательский уровень". A single set of new essential features with common known essential features allows us to solve the problem of creating an integral connection and achieving a new technical result based on the new concept of organizing the joint of a pipe made of composite material with a metal tubular part in combination with a continuous sealing layer of elastic material between them. The new technical solution is the result of experimental work, creative contribution without the use of standard developments or any recommendations in the art, is original, non-obvious, meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами и кратким их описанием. The invention is illustrated by drawings and a brief description thereof.

На фиг. 1 представлен общий вид неразъемного соединения трубы из композиционного материала с металлической трубчатой деталью, на фиг.2 представлена принципиальная схема замковой заделки кольцевой оболочки на кольцевом хвостовике металлической трубчатой детали, в увеличенном масштабе, на фиг.3 представлена металлическая трубчатая деталь с наружной кольцевой канавкой на ее кольцевом хвостовике, на фиг.4 представлена кольцевая оболочка непрерывного герметизирующего слоя упругоэластичного материала с внутренним кольцевым выступом и кольцевой полкой. In FIG. 1 shows a general view of the permanent connection of a pipe made of composite material with a metal tubular part, FIG. 2 shows a schematic diagram of the locking seal of an annular shell on an annular shank of a metal tubular part, on an enlarged scale, FIG. 3 shows a metal tubular part with an outer annular groove on its annular shank, figure 4 presents the annular shell of a continuous sealing layer of an elastic material with an inner annular protrusion and an annular olkoy.

Более подробное описание сущности изобретения с указанием позиций на чертежах состоит в следующем. A more detailed description of the invention indicating the positions in the drawings is as follows.

Неразъемное соединение (фиг. 1-4) содержит трубу 1 из композиционного материала на основе спирально навитых перекрещивающихся стеклонитей и полимерного связующего, герметизирующий слой 2 из упругоэластичного материала и металлическую трубчатую деталь 3 с радиальными заостренными элементами 4, зафиксированными в материале трубы 1, кольцевым хвостовиком 5, облицованным по наружной поверхности 6 кольцевой оболочкой 7 непрерывного герметизирующего слоя 2 из упругоэластичного материала. Металлическая трубчатая деталь 3 снабжена расположенной со стороны наружной поверхности 6 кольцевого хвостовика 5 кольцевой канавкой 8, выполненной с кольцевым поднутрением 9 и тонкостенным кольцевым козырьком 10 на ее боковой поверхности 11, а кольцевая оболочка 7 непрерывного герметизирующего слоя 2 из упругоэластичного материала на ней - внутренним кольцевым выступом 12 с кольцевой полкой 13, размещенным в указанной кольцевой канавке 8 с заходом кольцевой полки 13 в кольцевое поднутрение 9 под тонкостенным кольцевым козырьком 10. Тонкостенный козырек 10 на кольцевой полке 13 внутреннего кольцевого выступа 12 кольцевой оболочки 7 непрерывного герметизирующего слоя 2 из упругоэластичного материала плотно обвальцован вокруг кольцевой полки 13 с образованием с ней замковой заделки 14. Замковая заделка 14 герметизирующего слоя 2 на кольцевом хвостовике 5 металлической трубчатой детали 3 выполнена между кольцевыми рядами 15 и 16 радиальных заостренных элементов 4, противоположно направленными в несущих наружный и внутренний слои 17, 18 композиционного материала трубы 1. The one-piece connection (Fig. 1-4) contains a pipe 1 made of a composite material based on spirally wound intersecting glass fibers and a polymer binder, a sealing layer 2 of an elastic material and a metal tubular part 3 with radial pointed elements 4 fixed in the pipe material 1, an annular shank 5, lined on the outer surface 6 with an annular shell 7 of a continuous sealing layer 2 of elastic material. The metal tubular part 3 is provided with an annular groove 8 located on the outer surface 6 of the annular shank 5, made with an annular undercut 9 and a thin-walled annular visor 10 on its side surface 11, and the annular shell 7 of the continuous sealing layer 2 of elastic material on it has an inner annular a protrusion 12 with an annular shelf 13 located in the specified annular groove 8 with the entry of the annular shelf 13 into the annular undercut 9 under the thin-walled annular visor 10. Thin-walled the first visor 10 on the annular flange 13 of the inner annular protrusion 12 of the annular shell 7 of the continuous sealing layer 2 of elastic material is densely sealed around the annular flange 13 with the formation of the locking seal 14. The locking seal 14 of the sealing layer 2 on the annular shank 5 of the metal tubular part 3 is made between the annular rows 15 and 16 of the radial pointed elements 4, oppositely directed to the supporting outer and inner layers 17, 18 of the composite material of the pipe 1.

Функционирование неразъемного соединения в составе трубопроводной системы заключается в повышении надежности герметизации за счет замковой заделки 14 кольцевой оболочки 7 непрерывного герметизирующего слоя 2 из упругоэластичного материала, надежно предохраняющего от проникновения жидкой или газообразной среды, транспортируемой по трубопроводам, магистралям с использованием настоящего надежного их соединения. The functioning of the permanent connection as part of the pipeline system is to increase the reliability of sealing due to the lock seal 14 of the annular shell 7 of the continuous sealing layer 2 of an elastic material that reliably protects against the penetration of liquid or gaseous medium transported through pipelines and highways using their true reliable connection.

Проведенные испытания неразъемного соединения, полученного с использованием нового технического решения в совокупности предложенных существенных признаков показали положительные результаты. The tests of the permanent connection obtained using a new technical solution in the aggregate of the proposed essential features showed positive results.

Таким образом, новое техническое решение превосходит известный уровень техники, аналоги и прототип, обладает новыми свойствами, обеспечивающими новый положительный эффект благодаря новой концепции организации замковой заделки герметизирующего слоя на концевом хвостовике металлической трубчатой детали, соответствует и критерию "промышленная применимость", т.е. уровню изобретения. Thus, the new technical solution surpasses the prior art, analogues and prototype, has new properties that provide a new positive effect due to the new concept of organizing the locking seal of the sealing layer on the end shank of the metal tubular part, and also meets the criterion of "industrial applicability", i.e. level of invention.

Следует отметить, что объем предлагаемого изобретения следует понимать шире, чем то конкретное выполнение, приведенное в описании, формуле и чертежах. Форма выполнения изобретения представляет собой только возможные предпочтительные варианты его осуществления, могут быть различные комбинации в отношении формы, размеров и расположения отдельных элементов, если все это не выходит за пределы объема технического решения, изложенного в пунктах формулы. It should be noted that the scope of the invention should be understood more broadly than the specific implementation given in the description, formula and drawings. The form of the invention is only possible preferred options for its implementation, there may be various combinations with respect to the shape, size and location of the individual elements, if all this does not fall outside the scope of the technical solution set forth in the claims.

Claims

1. An integral connection comprising a pipe made of a composite material based on spirally wound intersecting glass fibers and a polymeric binder, a sealing layer of elastic material and a metal tubular part with radial pointed elements fixed in the pipe material, an annular shank lined on the outer surface with an annular shell continuous sealing a layer of elastic material, characterized in that the metal tubular part is provided with a spacing a ring groove made from the outer surface of the annular shank, made with an annular undercut and a thin-walled annular visor on its lateral surface, and the annular shell of a continuous sealing layer of elastic material on it is an inner annular protrusion with an annular shelf, placed in the specified annular groove with an approach shelves in an annular undercut under a thin-walled annular visor, and a thin-walled annular visor on the annular shelf of the inner annular of the protrusion of the annular shell of a continuous sealing layer of elastic material is densely bounded around the annular shelf with the formation of a locking seal with it.

2. The compound according to claim 1, characterized in that the locking seal of the annular shell of a continuous sealing layer of elastic material on the annular shank of the metal tubular part is made between the annular rows of radial pointed elements opposite to the supporting outer and inner layers of the pipe composite material.