RU22698U1

RU22698U1 - METAL POLYMER PIPE

Info

Publication number: RU22698U1
Application number: RU2001116005/20U
Authority: RU
Inventors: Р.Х. Фатхулин; В.В. Харин; А.М. Лобурь; Е.Е. Швецов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Полимак"
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2002-04-20

Abstract

1. Труба металлополимерная, содержащая усилитель прочности, размещенный в монолите полимера, выполненный в виде жесткого металлического каркаса, состоящего из слоя продольных и навитого на него внешнего слоя спиральных элементов, скрепленных в точках их пересечения, например, сваркой, отличающаяся тем, что усилитель прочности включает упругий слой спиральных элементов, образованный навивкой этих элементов с заданным шагом и натягом на продольном слое жесткого каркаса без жесткой связи с ним, при этом спиральные элементы упругого слоя выполнены из металлического или полимерного троса, нагруженного в пределах упругой зоны деформации при выбранной его слабине.2. Труба металлополимерная по п.1, отличающаяся тем, что спиральные элементы упругого слоя выполнены из металлической проволоки или корда.1. Metal-polymer pipe containing a strength enhancer located in a polymer monolith made in the form of a rigid metal frame, consisting of a layer of longitudinal and outer layer of spiral elements wound around it, fastened at the points of their intersection, for example, by welding, characterized in that the strength enhancer includes an elastic layer of spiral elements formed by winding these elements with a given step and interference on the longitudinal layer of the rigid frame without rigid connection with it, while the spiral elements of the elastic layer in full of metallic or synthetic ropes, loaded within the elastic deformation zone at its slabine.2 selected. The metal-polymer pipe according to claim 1, characterized in that the spiral elements of the elastic layer are made of metal wire or cord.

Description

Известна металлополимерная труба, преимущественно из термопласта, содержащая усилитель прочности в виде сварного ячеистого каркаса, выполненного из продольных и навитых на них спиральных проволочных элементов, закрепленных в отвержденном термопласте (см. А.с. СССР № 1366757, «Труба, заявл.09.01.86, опубл.15.01.88. Бюл.№ 2).A metal-polymer pipe is known, mainly made of thermoplastic, containing a strength enhancer in the form of a welded mesh frame made of longitudinal and wound spiral wire elements fixed in a cured thermoplastic (see A.S. USSR No. 1366757, “Pipe, 09.09.01. 86, publ. 15.01.88. Bull. No. 2).

Недостатком такой трубы, выбранной за прототип, является ее невысокая нагрузочная способность.The disadvantage of such a pipe, selected for the prototype, is its low load capacity.

Заявляемая полезная модель направлена на создание армированных полимерных труб для работы в условиях агрессивных сред и высоких давлений.The inventive utility model is aimed at creating reinforced polymer pipes for use in aggressive environments and high pressures.

Технический результат заключается в получении армированных полимерных труб с высокой нагрузочной способностью, расширении возможностей применения предлагаемых конструкций для различных диаметров труб, с использованием в этих конструкциях разнородных материалов, а также, в конечном итоге, в повышении надежности работы труб.The technical result consists in obtaining reinforced polymer pipes with a high load capacity, expanding the possibilities of using the proposed structures for various pipe diameters, using heterogeneous materials in these structures, and, ultimately, increasing the reliability of the pipes.

Указанный технический результат достигается тем, что в трубе металлополимерной, содержащей усилитель прочности, размещенный в монолите полимера, выполненный в виде жесткого металлического каркаса, состоящего из слоя продольных и навитого на него внещнего слоя спиральных элементов, скрепленных в точках их пересечения, например, сваркой, согласно изобретению, усилитель прочности включает упругий слой спиральных элементов, образованный навивкой этих элементов с заданным щагом и натягом на продольном слое жесткого каркаса без жесткой связи с ним, при этом спиральные элементы упругого слоя выполнены из металлического иж1 полимерного троса, нагруженного в пределах упругой зоны деформации при выбранной его слабине.The specified technical result is achieved by the fact that in a metal-polymer pipe containing a strength enhancer placed in a polymer monolith, made in the form of a rigid metal frame, consisting of a longitudinal layer and an external layer of spiral elements wound around it, fastened at the points of their intersection, for example, by welding, according to the invention, the strength enhancer includes an elastic layer of spiral elements formed by winding these elements with a predetermined pitch and interference on the longitudinal layer of the rigid frame without rigid communication with it, the spiral elements of the elastic layer made of metallic rope izh1 polymer loaded within the elastic deformation zone at its slack selected.

Спиральные элементы упругого слоя могут быть выполнены из металлической проволоки или корда.The spiral elements of the elastic layer can be made of metal wire or cord.

Установка и закрепление спиральных элементов упругого слоя с заданным шагом и натягом на продольном слое жесткого сварного каркаса, чередующихся с заданным шагом с элемектами внешнего слоя жесткого каркаса, формирует упругий слой, который совместно с жестким каркасом, образует новую конструкцию усилителя прочности.The installation and fixing of spiral elements of the elastic layer with a given step and interference on the longitudinal layer of the rigid welded frame, alternating with a specified step with the elements of the outer layer of the rigid frame, forms an elastic layer, which, together with the rigid frame, forms a new design of the strength amplifier.

Выполнение усилителя прочности составным, в виде жесткого сварного каркаса и установленного на его продольном слое упругого слоя спиральных элементов, не связанного, при этом, жестко с каркасом, позволяет получать трубы с высокой нагрузочной способностью, превышающей нагрузочную способность известных труб более чем в два раза. При этом, трубы, обладая определенной жесткостью и упругостью, могут выдерживать перепады высокого давления в трубопроводе за счет перераспределения радиальных нагрузок между составляющими усилителя прочности и в самом монолите полимера.The implementation of the composite strength amplifier, in the form of a rigid welded frame and an elastic layer of spiral elements installed on its longitudinal layer, which is not connected rigidly with the frame, allows one to obtain pipes with a high loading capacity exceeding the loading capacity of known pipes by more than two times. At the same time, the pipes, having a certain rigidity and elasticity, can withstand high pressure drops in the pipeline due to the redistribution of radial loads between the components of the strength amplifier and in the polymer monolith itself.

Навивка спирального слоя из металлического или полимерного троса, нагруженного в пределах упругой зоны деформации, при выборе его слабины позволяет использовать полную нагрузочную способность троса при рабочем давлении в трубопроводе.Winding a spiral layer of a metal or polymer cable loaded within the elastic zone of deformation, when choosing its slack, allows you to use the full load capacity of the cable at a working pressure in the pipeline.

Выполнение спирального слоя из различных материалов расширяет возможности получения труб для различных условий эксплуатации.The implementation of the spiral layer of various materials expands the possibility of obtaining pipes for various operating conditions.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналоги, характеризующиеся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемого устройства.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the invention, allowed to establish that the applicant did not find analogues characterized by signs that are identical (identical) to all the essential features of the claimed device.

Выбор прототипа позволил выявить совокупность существенных отличительных признаков полезной модели: усилитель прочности сформированThe choice of prototype allowed us to identify the set of essential distinguishing features of a utility model:

ИЗ жесткого сварного каркаса и упругого спирального слоя, установленного на каркасе без жесткой связи с ним, при этом спиральный слой может быть выполнен из материала, не свариваемого с металлом жесткого каркаса. Это не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники. Конструкция металлополимерной трубы представлена на чертеже:FROM a rigid welded frame and an elastic spiral layer mounted on the frame without a rigid connection with it, while the spiral layer can be made of material not welded to the metal of the rigid frame. This is not apparent to a person skilled in the art from the prior art. The design of the metal-polymer pipe is shown in the drawing:

Металлополимерная труба, разрез.Metal-polymer pipe, cut.

Труба содержит усилитель прочности 1 размещенный в монолите полимера 2. При этом усилитель прочности 1 включает в себя сварной каркас 3 и упругий слой 4 спиральных элементов. Сварной каркас 3 выполнен из равномерно расположенных по окружности продольных элементов арматуры 5, и навитых на них с заданным шагом спиральных элементов 6, сваренных в местах их пересечения. Упругий слой 4 спиральных элементов образован навивкой металлической проволоки или корда либо троса (металлического или полимерного) с заданным шагом на продольные элементы арматуры 5. При этом, элементы упругого слоя 4, не приваренные к продольным элементам 5, с заданным шагом чередуются с элементами спиральной арматуры 6 жесткого каркаса, приваренными к продольным 5 элементам каркаса. В зависимости от марки экструдируемого полимера, образуюш,его монолит трубы, выбирается материал полимерного троса с соответствующей температурой деструкции.The pipe contains a strength amplifier 1 located in the monolith of polymer 2. In this case, the strength amplifier 1 includes a welded frame 3 and an elastic layer 4 of spiral elements. The welded frame 3 is made of longitudinally distributed reinforcing elements 5 evenly spaced around the circumference, and spiral elements 6 wound around them at a given step and welded at their intersections. The elastic layer 4 of spiral elements is formed by winding a metal wire or cord or cable (metal or polymer) with a given step on the longitudinal elements of the reinforcement 5. Moreover, the elements of the elastic layer 4, not welded to the longitudinal elements 5, alternate with the specified step with the elements of the spiral reinforcement 6 rigid frames welded to the longitudinal 5 elements of the frame. Depending on the type of extrudable polymer, its monolith is formed as a pipe monolith, the material of the polymer cable with the appropriate temperature of destruction is selected.

Металлополимерную трубу получают следуюш,им образом. На равномерно установленные по окружности оправки продольные проволочные элементы 5 навивают спиральные проволочные элементы 6 с заданным шагом и натягом. По мере навивки продольные 5 и спиральные элементы 6 армат фы сваривают электроконтактным методом с помощью сварочных роликов, вращаемых вокруг оси спиральных элементов. Одновременно навивают ут1рутие спиральные элементы 4 без сварки их с продольными проволочными 5 элементами. При этом к упругим спиральным элементам 4 из проволоки или корда прикладывают усилие, обеспечивающее натяг и последующую ихThe metal-polymer pipe is obtained as follows. On the uniformly installed around the mandrel circumference, the longitudinal wire elements 5 are wound with spiral wire elements 6 with a predetermined pitch and interference. As winding, the longitudinal 5 and spiral elements 6 of the reinforcement are welded by the electrocontact method using welding rollers rotated around the axis of the spiral elements. At the same time, spiral elements 4 are wound up without welding them with longitudinal wire elements 5. In this case, an elastic force is applied to the elastic spiral elements 4 of wire or cord, providing tension and their subsequent

плотную навивку на продольные элементы 5. На упругие спиральные элементы 4, выполненные из металлического или полимерного троса, воздействуют с усилием натяга для выбора слабины троса и дополнительного его нагружения до заданного расчетного значения в пределах упругой зоны деформации, обеспечивающего работу троса в составе усилителя прочности 3 металлопластовой трубы. Нагруженный спиральный элемент 4, выполненный в виде троса с выбранной слабиной, обеспечивает получение усилителя прочности для труб с повышенной нагрузочной способностью. Далее пол енный усилитель прочности поступает в форм)тощий экструдер, куда подается расплавленный полимер, и происходит окончательное формование металл Ополимерной трубы.tightly winding on the longitudinal elements 5. The elastic spiral elements 4 made of a metal or polymer cable are pressed with preload to select the slack of the cable and additionally load it to a predetermined design value within the elastic deformation zone, which ensures the operation of the cable as part of the strength amplifier 3 metal pipe. The loaded spiral element 4, made in the form of a cable with a selected slack, provides a strength amplifier for pipes with increased load capacity. Next, the filled strength enhancer enters the mold) thin extruder, where the molten polymer is fed, and the metal of the polymer tube is finally molded.

Жесткий сварной каркас 3 в сочетании с упругим слоем спиральных элементов 4 позволяет получить металлополимерные трубы различных диаметров с повышенными нагрузочными характеристиками для работы в различных условиях агрессивных сред и высоких давлений. Благодаря составному усилителю прочности 1 нагрузочная способность трубы увеличивается более чем в два раза по сравнению с сушествуюш,ими конструкциями. Упругие свойства усилителю прочности 1 придает слой спиральных элементов 4, установленный на жестком каркасе 3, но не связанный с ним жестко. Расчетный анализ показал, что радиальные нагрузки, возникающие в трубопроводе при перепадах давления, перераспределяются в жестком каркасе 3, упругом слое 4 и в монолите полимера трубы 2. Rigid welded frame 3 in combination with an elastic layer of spiral elements 4 allows to obtain metal-polymer pipes of various diameters with high load characteristics for operation in various conditions of aggressive environments and high pressures. Thanks to the composite strength amplifier 1, the loading capacity of the pipe is more than doubled in comparison with the existing, their designs. The elastic properties of the strength amplifier 1 gives the layer of spiral elements 4 mounted on a rigid frame 3, but not rigidly connected with it. The calculation analysis showed that the radial loads that occur in the pipeline under pressure drops are redistributed in the rigid frame 3, the elastic layer 4 and in the polymer monolith of the pipe 2.

Claims

1. Metal-polymer pipe containing a strength enhancer located in a polymer monolith made in the form of a rigid metal frame, consisting of a layer of longitudinal and outer layer of spiral elements wound around it, fastened at the points of their intersection, for example, by welding, characterized in that the strength enhancer includes an elastic layer of spiral elements formed by winding these elements with a given step and interference on the longitudinal layer of the rigid frame without rigid connection with it, while the spiral elements of the elastic layer in full of metallic or synthetic ropes, loaded within the elastic deformation zone at its slack selected.

2. The metal-polymer pipe according to claim 1, characterized in that the spiral elements of the elastic layer are made of metal wire or cord.