RU2340826C2

RU2340826C2 - Tight pipe-shell

Info

Publication number: RU2340826C2
Application number: RU2006126832/06A
Authority: RU
Inventors: Игорь Константинович Лебедев (RU); Игорь Константинович Лебедев; Василий Петрович Исаев (RU); Василий Петрович Исаев
Original assignee: Научно-исследовательский и внедренческий центр ООО "НИВЦ"
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-12-10
Also published as: RU2006126832A

Abstract

FIELD: construction, pipeline.

SUBSTANCE: invention is related to the field of pipeline equipment and may be used in tubular products from composite materials, for instance, in multi-layer pipe-shells with application of glass-fibre plastic. Tight pipe-shell contains bearing external layer with collar, internal layer with annular protrusions and additional collar, between which tight layer is installed, and collars form basic plane, through the points of which direct lines are passing, which are generatrices of conical bevels of annular protrusions. The second point for generatrices binding are corresponding points of bevels starting on the external surface of bearing internal layer.

EFFECT: increase of pipe-shell reliability and durability with provision of its tightness.

3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области трубопроводной техники и может быть использовано в трубчатых изделиях из композиционных материалов, например, в многослойных трубах-оболочках с использованием армировки из стекловолокон, базальтовых или органических волокон.The invention relates to the field of pipeline technology and can be used in tubular products made of composite materials, for example, in multilayer shell pipes using reinforcement from fiberglass, basalt or organic fibers.

К трубам-оболочкам из композиционных материалов предъявляются повышенные требования по прочности, надежности, герметичности в зависимости от сложных эксплуатационных условий, а также при изготовлении, транспортировании, монтаже.Increased demands are placed on pipe-shells made of composite materials in terms of strength, reliability, and tightness, depending on difficult operating conditions, as well as in manufacturing, transportation, and installation.

Известна труба, содержащая полимерный герметизирующий слой и силовой армированный слой (патент РФ №2095676, МПК⁷ F16L 9/133). K недостатку такой трубы относится недостаточная прочность и надежность герметизирующего слоя при его изготовлении, монтаже и эксплуатации при перепадах температур.A known pipe containing a polymer sealing layer and a reinforced power layer (RF patent No. 2095676, IPC ⁷ F16L 9/133). The disadvantage of such a pipe is the lack of strength and reliability of the sealing layer during its manufacture, installation and operation at temperature extremes.

Известна также труба из пластической оболочки и охватывающий ее стеклопластиковый слой, зафиксированный с помощью взаимных буртиков на торцах трубы (патент РФ №2255263, МПК⁷ F16L 47/00, 9/133). К недостатку такой трубы можно отнести раздельность подключения слоев при деформации и нагрузке на всю трубу, а также большую деформативность внутреннего слоя в середине, что приводит к снижению допустимых нагрузок, искажению формы и уменьшению надежности.Also known is a pipe made of plastic sheath and a fiberglass layer covering it, fixed with mutual collars at the ends of the pipe (RF patent No. 225263, IPC ⁷ F16L 47/00, 9/133). The disadvantage of such a pipe is the separate connection of the layers during deformation and load on the entire pipe, as well as the greater deformability of the inner layer in the middle, which leads to a reduction in allowable loads, distortion of shape and a decrease in reliability.

Кроме того, известны трубы-оболочки, между наружным и внутренним несущими слоями которых размещен герметизирующий слой (патент РФ №2112652 и патент РФ №2165048, МПК⁷ F16L 9/12). К общим недостаткам таких труб-оболочек из композиционных материалов следует отнести повышенную растрескиваемость внутреннего несущего и герметизирующих слоев при циклических перепадах давления транспортируемой среды, за счет возможных взаимных перемещений и локальных деформаций. Это приводит к преждевременной потере прочности и герметичности.In addition, sheath pipes are known, between the outer and inner bearing layers of which a sealing layer is placed (RF patent No. 2112652 and RF patent No. 2165048, IPC ⁷ F16L 9/12). The common disadvantages of such shell pipes made of composite materials include the increased cracking of the internal carrier and sealing layers during cyclic pressure drops of the transported medium due to possible mutual displacements and local deformations. This leads to premature loss of strength and tightness.

В качестве ближайшего аналога, выбранного в качестве прототипа, принята герметичная труба-оболочка (по патенту №2232930, МПК⁷ F16L 9/12, F16L 9/133). Данная труба-оболочка содержит наружный и внутренний несущие слои и промежуточный герметизирующий слой, которые скреплены между собой с помощью кольцевых гофр, поочередно охватывающих своими обращенными друг к другу поверхностями периодические кольцевые выступы на внутреннем слое. Основным недостатком такой конструкции является повышенная неравнопрочность герметизирующего слоя из-за больших значений контактных сжимающих давлений в местах расположения гофр. Это происходит за счет разной усадки при отверждении полимерных матриц несущих слоев, разных линейных коэффициентов температурного расширения при повышении градиента перепада температур на стенках трубы при эксплуатации. Изменение габаритных размеров и конфигурации стенок несущих слоев наиболее значительно при увеличении линейных размеров и в местах изгиба поверхности гофр, что приводит к преждевременному разрушению герметизирующего слоя и потере работоспособности трубы. Данный эффект фиксировался даже при изготовлении трубы после ее термообработки.As the closest analogue, selected as a prototype, a sealed pipe-shell is adopted (according to patent No. 2232930, IPC ⁷ F16L 9/12, F16L 9/133). This pipe-shell contains an outer and inner bearing layers and an intermediate sealing layer, which are fastened together by means of annular corrugations, alternately covering periodic ring protrusions on the inner layer with their facing each other. The main disadvantage of this design is the increased unevenness of the sealing layer due to the large values of contact compressive pressures at the locations of the corrugations. This occurs due to different shrinkage during curing of the polymer matrices of the bearing layers, different linear coefficients of thermal expansion with an increase in the gradient of the temperature difference on the pipe walls during operation. The change in the overall dimensions and the configuration of the walls of the bearing layers is most significant with an increase in linear dimensions and in the places of bending of the corrugation surface, which leads to premature destruction of the sealing layer and loss of pipe performance. This effect was recorded even in the manufacture of the pipe after its heat treatment.

Основной задачей изобретения является создание длинномерных герметичных труб-оболочек для эксплуатации при пониженной и повышенной температуре окружающей среды и транспортируемого продукта.The main objective of the invention is the creation of long sealed pipes-shells for use at low and elevated ambient temperatures and the transported product.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение качества изделий, расширения номенклатуры и их надежности.The technical result from the use of the invention is to improve the quality of products, expanding the range and their reliability.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет совершенствования конструкции герметичной трубы-оболочки путем введения дополнительного конструктивного элемента и придания кольцевым выступам определенной формы и взаиморасположения.The main problem is solved and the technical result is achieved by improving the design of the sealed pipe-shell by introducing an additional structural element and giving the annular protrusions a certain shape and relative position.

Для этого герметичная труба-оболочка с герметичным промежуточным слоем и несущим наружным и внутренним слоями, скрепленными между собой с помощью кольцевых гофр, поочередно охватывающих своими обращенными друг к другу поверхностями периодические выступы на внутреннем слое, снабжена выполненными на несущих наружном и внутреннем слоях дополнительной отбортовкой, повышенной жесткости с размером по высоте, превышающим не менее чем в два раза размеры периодических выступов, и посредством которой жестко зафиксированы между собой с образованием базовой плоскости трубы-оболочки. А кольцевые периодические выступы на внутреннем слое со стороны, отстоящей от базовой плоскости, выполнены со скосом конической формы, при этом образующая скоса направлена по прямой, проходящей через точку скоса и точку базовой плоскости на расстоянии от оси, равном диаметру точки этого скоса.For this, a sealed pipe-shell with a sealed intermediate layer and a bearing outer and inner layers fastened together by means of annular corrugations, alternately covering periodic protrusions on the inner layer with their facing each other surfaces, is equipped with additional flanges made on the supporting outer and inner layers, increased rigidity with a height dimension not less than twice the size of the periodic protrusions, and by means of which they are rigidly fixed to each other with an image aniem base-plane of the cladding tube. And the annular periodic protrusions on the inner layer from the side spaced from the base plane are made with a bevel conical shape, while the bevel generatrix is directed along a straight line passing through the point of the bevel and the point of the base plane at a distance from the axis equal to the diameter of the point of this bevel.

Дополнительная отбортовка может быть размещена в средней части трубы-оболочки, а отбортовка внутреннего слоя выполнена в виде выступа, охваченного герметичным промежуточным и наружным несущим слоем.Additional flanging can be placed in the middle part of the shell pipe, and the flanging of the inner layer is made in the form of a protrusion covered by a sealed intermediate and external bearing layer.

Кольцевые периодические выступы на внутреннем слое со стороны базовой плоскости могут быть выполнены со скосом конической формы, а ее образующая направлена по прямой, проходящей через точку скоса и точку пересечения базовой плоскости с осью трубы-оболочки.Annular periodic protrusions on the inner layer from the side of the base plane can be made with a bevel conical shape, and its generatrix is directed along a straight line passing through the bevel point and the intersection point of the base plane with the axis of the sheath pipe.

Отличительными особенностями герметичной трубы-оболочки являются следующие признаки:The distinctive features of a sealed pipe-shell are the following features:

- снабжение трубы-оболочки дополнительной отбортовкой повышенной жесткости, посредством которой происходит жесткая фиксация несущих оболочек и образование базовой плоскости трубы-оболочки;- supply of the pipe-shell additional flanging of increased rigidity, through which there is a rigid fixation of the bearing shells and the formation of the base plane of the pipe-shell;

- придание размерам по высоте отбортовки величин, превышающих размеры периодических выступов не менее чем в два раза;- giving the dimensions of the height of the flanging values exceeding the size of the periodic protrusions not less than twice;

- выполнение кольцевых периодических выступов на внутреннем слое со стороны, отстоящей от базовой плоскости со скосом конической формы;- the implementation of the annular periodic protrusions on the inner layer from the side spaced from the base plane with a bevel conical shape;

- направление образующей скоса по прямой, проходящей через точку скоса и точку базовой плоскости на расстоянии от оси трубы-оболочки, равном диаметру точки этого скоса.- the direction of the bevel generatrix in a straight line passing through the bevel point and the point of the base plane at a distance from the axis of the sheath pipe equal to the diameter of the point of this bevel.

Другими отличительными особенностями герметичной трубы-оболочки являются признаки:Other distinctive features of a sealed pipe-shell are the signs:

- выполнение отбортовки внутреннего слоя в виде выступа, охваченного герметичным промежуточным и наружным несущим слоем;- flanging of the inner layer in the form of a protrusion covered by a sealed intermediate and outer bearing layer;

- выполнение кольцевых периодических выступов на внутреннем слое со стороны базовой плоскости со скосом конической формы;- the implementation of the annular periodic protrusions on the inner layer from the base plane with a bevel conical shape;

- направление образующей скоса по прямой, проходящей через точку скоса и точку пересечения базовой плоскости с осью трубы-оболочки.- the direction of the bevel generatrix in a straight line passing through the bevel point and the intersection point of the base plane with the axis of the sheath pipe.

Указанные отличительные особенности герметичной трубы-оболочки являются существенными признаками, так как каждый из них в отдельности и совместно направлены на решение поставленных задач и достижение нового технического результата.These distinctive features of a sealed pipe-shell are essential features, since each of them individually and jointly aimed at solving the tasks and achieving a new technical result.

Жесткая фиксация несущих оболочек между собой посредством дополнительных отбортовок повышенной жесткости позволяет создать локальную базовую плоскость, обеспечивающую начало отсчета температурных деформаций для двух несущих слоев. Повышенная жесткость данного места за счет размеров по высоте отбортовки больших, как минимум, в два раза, чем высота периодических выступов, позволяет как минимум гарантировать выбор данного места в качестве базовой плоскости. Высота отбортовки, при этом наиболее существенно (в кубе) влияет на локальную жесткость, в то время как увеличение ширины носит линейную зависимость.Rigid fixing of the bearing shells to each other through additional flanges of increased rigidity allows you to create a local base plane, providing the beginning of the reference temperature deformations for two bearing layers. The increased stiffness of a given place due to the flange height is at least twice as large as the height of the periodic protrusions, which at least guarantees the choice of this place as the base plane. The flanging height, in this case, most significantly (in the cube) affects the local stiffness, while the increase in width is linear.

Скосы конической формы кольцевых периодических выступов позволяют плавно изменять сжимающие усилия между несущими оболочками при их температурных расширениях и сжатиях. При наличии перепада температур по толщине трубы-оболочки во время ее эксплуатации при транспортировании нагретых рабочих сред или термообработки при изготовлении с подогревом изнутри (на оправке), как показывает практика, происходит максимальное сжатие вплоть до разрушения герметизирующего слоя именно на сторонах кольцевых выступов, отстоящих от базовой плоскости. В связи с этим, выбор направления образующей скоса по прямой, проходящей через точку скоса и точку базовой плоскости на расстоянии от оси трубы-оболочки, равном диаметру точки этого скоса, позволяет при данных воздействиях получить на этой стороне кольцевых выступов сжимающие напряжения наиболее близкими к напряжениям соседних цилиндрических участков. Так, при увеличении расстояния от базовой плоскости, происходит пропорциональное увеличение давления за счет термического расширения. В то же время угол наклона конической поверхности выступов также меняется, в сторону уменьшения, что пропорционально уменьшает составляющую по нормали до значения, близкого к давлению на цилиндрической поверхности, а по перпендикулярному направлению обеспечивает относительное перемещение, снижающее общее значение давления.The conical bevels of the annular periodic protrusions allow smoothly changing the compressive forces between the bearing shells during their temperature expansions and compressions. In the presence of a temperature differential over the thickness of the pipe-shell during its operation during transportation of heated working media or heat treatment during manufacturing with heating from the inside (on the mandrel), as practice shows, the maximum compression occurs until the sealing layer is destroyed on the sides of the annular protrusions that are far from base plane. In this regard, the choice of the direction of the bevel generatrix in a straight line passing through the bevel point and the point of the base plane at a distance from the axis of the sheath pipe, equal to the diameter of the point of this bevel, allows compressive stresses that are closest to the stresses on this side of the annular projections adjacent cylindrical sections. So, with increasing distance from the base plane, there is a proportional increase in pressure due to thermal expansion. At the same time, the angle of inclination of the conical surface of the protrusions also changes, in the direction of decreasing, which proportionally reduces the component along the normal to a value close to the pressure on the cylindrical surface, and in the perpendicular direction provides relative movement, reducing the total pressure value.

В случае размещения дополнительной отбортовки в средней части трубы-оболочки и тем самым создания здесь базовой плоскости, возникает возможность уменьшения максимальных расстояний до кольцевых выступов и исходных значений напряжений в два раза. А выполнение отбортовки внутреннего слоя в виде выступа, охваченного герметичным промежуточным и наружным несущим слоем, позволит, сохраняя минимальные напряжения в герметизирующем слое и необходимую прочность связи несущих оболочек между собой, обеспечить герметичность и работоспособность всей трубы-оболочки.In the case of placing additional flanging in the middle part of the pipe-shell and thereby creating a base plane here, it becomes possible to reduce the maximum distances to the annular protrusions and the initial stress values by half. And the implementation of the flanging of the inner layer in the form of a protrusion covered by a sealed intermediate and external bearing layer will allow, while maintaining minimal stress in the sealing layer and the necessary bond strength of the bearing shells with each other, to ensure the integrity and efficiency of the entire pipe shell.

При наличии перепада температур по толщине трубы-оболочки во время ее эксплуатации при транспортировании охлажденных рабочих сред или термообработки при изготовлении с подогревом снаружи (в термопечке), как показывает практика, происходит максимальное сжатие вплоть до разрушения герметизирующего слоя на сторонах кольцевых выступов, со стороны базовой плоскости. Выполнение периодических кольцевых выступов с этой стороны со скосом конической формы, а образующей, направленной по прямой, проходящей через точку скоса и точку пересечения базовой плоскости с осью трубы-оболочки, позволяет при температурных воздействиях получить на этой стороне кольцевых выступов сжимающие напряжения наиболее близкими к напряжениям соседних цилиндрических участков, и сдвиговые напряжения от разницы температурных расширений или сжатий превратить в касательные перемещения.If there is a temperature difference across the thickness of the pipe-shell during its operation during transportation of cooled working media or heat treatment during manufacturing with heating from the outside (in a heat furnace), as practice shows, maximum compression occurs until the sealing layer ruptures on the sides of the annular protrusions, from the base the plane. Performing periodic annular protrusions on this side with a bevel of a conical shape, and a generatrix directed in a straight line passing through the bevel point and the point of intersection of the base plane with the axis of the sheath pipe, allows temperature stresses to obtain compressive stresses on this side of the annular protrusions that are closest to stresses adjacent cylindrical sections, and shear stresses from the difference in thermal expansions or compressions turn into tangential displacements.

Указанные отличительные существенные признаки являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе не обнаружено, что позволяет характеризовать предложенную конструкцию герметичной трубы-оболочки в указанной совокупности существенных признаков соответствием критерию «новизна».These distinctive essential features are new, since their use in the prior art, analogues and prototype was not found, which allows us to characterize the proposed design of a sealed pipe-shell in the specified set of essential features in accordance with the criterion of "novelty".

Единая совокупность новых и общих существенных признаков позволяет решить поставленную задачу и достичь нового технического результата по созданию герметичной трубы-оболочки повышенного качества и надежности, что характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями от известного уровня техники аналогов и прототипа. Новое техническое решение основано на новой концепции усовершенствования трубы-оболочки, является результатом разработки с учетом данных экспериментальных исследований, творческого вклада, получено без использования каких-либо рекомендаций в данной области техники или стандартов, является оригинальным по своему конструктивному исполнению, неочевидным для специалистов соответствующей отрасли, характеризуется соответствием критерию «изобретательский уровень».A single set of new and common essential features allows us to solve the problem and achieve a new technical result in creating a sealed pipe-shell of improved quality and reliability, which characterizes the proposed technical solution by significant differences from the prior art analogues and prototype. The new technical solution is based on a new concept for improving the pipe-shell, is the result of development, taking into account the data of experimental studies, a creative contribution, obtained without using any recommendations in the field of technology or standards, is original in its design, not obvious to specialists in the relevant industry , characterized by compliance with the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами и их описанием.The invention is illustrated by drawings and their description.

На фиг.1, 2, 3 и 4 показаны половины продольного сечения герметичной трубы-оболочки в разных вариантах исполнения. На фиг.5 приведен внешний вид внутреннего несущего слоя.Figure 1, 2, 3 and 4 shows half of the longitudinal section of a sealed pipe-shell in different versions. Figure 5 shows the appearance of the inner carrier layer.

Более подробно описание сущности изобретения с показом позиций на указанных графических материалов состоит в следующем.A more detailed description of the invention with the position shown on these graphic materials is as follows.

Герметичная труба-оболочка (фиг.1) содержит наружный несущий слой 1, внутренний несущий слой 2 и герметичный промежуточный слой 3, кольцевые выступы 4 внутреннего несущего слоя охвачены поочередно поверхностью 5 герметичного слоя и поверхностью 6 наружного несущего слоя. Наружный несущий слой снабжен дополнительной отбортовкой 7, а внутренний несущий - дополнительной отбортовкой 8 с образованием базовой плоскости 9. Кольцевые периодические выступы 4 выполнены со стороны, отстоящей от базовой плоскости 9 со скосами конической формы 10. Образующая 11 первого скоса и образующая 12 второго скоса направлены по прямой, проходящей соответственно через точку 13 первого скоса и точку 14 второго скоса, и точку 15, находящуюся на базовой плоскости 9 на расстоянии, равном диаметру точки этого скоса.The hermetic casing pipe (Fig. 1) contains an outer carrier layer 1, an inner carrier layer 2 and a hermetic intermediate layer 3, the annular protrusions 4 of the inner carrier layer are alternately covered by the surface 5 of the sealed layer and the surface 6 of the outer carrier layer. The outer carrier layer is provided with an additional flange 7, and the inner carrier with an additional flange 8 with the formation of the base plane 9. The annular periodic protrusions 4 are made on the side spaced from the base plane 9 with bevels of a conical shape 10. Generating 11 of the first bevel and forming 12 of the second bevel are directed in a straight line passing respectively through point 13 of the first bevel and point 14 of the second bevel, and point 15 located on the base plane 9 at a distance equal to the diameter of the point of this bevel.

Герметичная труба-оболочка (фиг.2), предназначенная для работы с большим диапазоном экплуатационных температур и перепадом температур стенки вплоть до отрицательных значений, содержит наружный несущий слой 1, внутренний несущий слой 2, которые образуют своими отбортовками 7 и 8 базовую плоскость 9, герметичный промежуточный слой 3, кольцевые выступы, которые со стороны базовой плоскости 9 выполнены со скосами конической формы 16. Образующая 17 первого скоса и образующая 18 второго скоса направлены по прямой, проходящей соответственно через точку 19 первого скоса, точку 20 второго скоса и общую точку 21, находящуюся на базовой плоскости 9 в месте пересечения с осью 22 трубы-оболочки.The hermetic pipe-shell (figure 2), designed to work with a wide range of operating temperatures and a temperature drop of the wall up to negative values, contains an outer carrier layer 1, an inner carrier layer 2, which form their base flange 7 and 8 with a base plane 9, hermetic the intermediate layer 3, annular protrusions, which are made with bevels of a conical shape from the side of the base plane 9. The generatrix 17 of the first bevel and the generatrix 18 of the second bevel are directed in a straight line passing through ku 19 of the first bevel, point 20 of the second bevel and a common point 21 located on the base plane 9 at the intersection with the axis 22 of the pipe-shell.

Герметичная труба-оболочка (фиг.3), изготовленная в длинномерном варианте, содержит наружный несущий слой 1, внутренний несущий слой 2, герметичный промежуточный слой 3. Наружный и внутренний несущие слои размещены в центральной части трубы-оболочки с образованием своими отбортовками 7 и 8, выполненными в форме выступа, базовой плоскости 9. Образующая 11 первого скоса и образующая 12 второго скоса направлены по прямой, проходящей соответственно через точку 13 первого скоса и точку 14 второго скоса, и точку 15, находящуюся на базовой плоскости 9 на расстоянии, равном диаметру точки этого скоса.The hermetic pipe-shell (figure 3), made in a long version, contains an outer carrier layer 1, an inner carrier layer 2, a sealed intermediate layer 3. The outer and inner carrier layers are placed in the central part of the pipe-shell with the formation of their flanges 7 and 8 made in the form of a protrusion, the base plane 9. The generatrix 11 of the first bevel and the generatrix 12 of the second bevel are directed in a straight line passing through point 13 of the first bevel and point 14 of the second bevel, respectively, and point 15 located on the base plane 9 on p Normal distance equal to the diameter of the point of the bevel.

Та же герметичная труба-оболочка (фиг.4), изготовленная в длинномерном варианте, предназначенная для работы с большим диапазоном экплуатационных температур и перепадом температур стенки вплоть до отрицательных значений, содержит наружный несущий слой 1, внутренний несущий слой 2, герметичный промежуточный слой 3. Кольцевые выступы 4 со стороны базовой плоскости 9 выполнены со скосами конической формы 16. Образующая 17 первого скоса и образующая 18 второго скоса направлены по прямой, проходящей соответственно через точку 19 первого скоса, точку 20 второго скоса и общую точку 21, находящуюся на базовой плоскости 9 в месте пересечения с осью 22 трубы-оболочки.The same sealed pipe-shell (figure 4), made in a long version, designed to work with a wide range of operating temperatures and a temperature drop of the wall up to negative values, contains an outer carrier layer 1, an inner carrier layer 2, a sealed intermediate layer 3. The annular protrusions 4 from the side of the base plane 9 are made with bevels of conical shape 16. The generatrix 17 of the first bevel and the generatrix 18 of the second bevel are directed in a straight line passing through point 19 of the first bevel, respectively 20 of the second bevel and a common point 21 located on the base plane 9 at the intersection with the axis 22 of the pipe-shell.

Внутренний несущий слой герметичной трубы-оболочки показан на фиг.5.The inner supporting layer of the sealed pipe-sheath is shown in Fig.5.

На наружной поверхности 23 внутреннего несущего слоя размещены дополнительная отбортовка 8, образующая базовую плоскость 9, дальний 24 и ближний 25 кольцевые выступы. Кольцевые периодические выступы выполнены со стороны, отстоящей от базовой плоскости 9, со скосами 26 и 27 конической формы, со стороны базовой плоскости 9 со скосами 28 и 29 конической формы. Образующая скосов дальнего выступа 24 направлена по прямой 11, проходящей через точку 30 выступа и точку 31 базовой плоскости 9 на расстоянии d - диаметра точки 30 от оси. Образующая другого скоса направлена по прямой 17, проходящей через точку 30 и точку 21 - места пересечения оси и базовой плоскости. Образующая скосов ближнего выступа 25 направлена по прямой 12, проходящей через точку 32 выступа и точку 15 базовой плоскости 9 на расстоянии D - диаметра точки 32 от оси. Образующая другого скоса направлена по прямой 18, проходящей через точку 32 и точку 21.An additional flange 8 is placed on the outer surface 23 of the inner carrier layer, forming a base plane 9, a distal 24 and a proximal 25 annular protrusions. Annular periodic protrusions are made on the side spaced from the base plane 9, with bevels 26 and 27, on the side of the base plane 9 with bevels 28 and 29. The bevel generatrix of the distal protrusion 24 is directed along a straight line 11 passing through the protrusion point 30 and the point 31 of the base plane 9 at a distance d of the diameter of the point 30 from the axis. The generatrix of the other bevel is directed along a straight line 17 passing through point 30 and point 21 — the intersection of the axis and the reference plane. The bevel generatrix of the near protrusion 25 is directed along a straight line 12 passing through the protrusion point 32 and the point 15 of the base plane 9 at a distance D — the diameter of point 32 from the axis. The generatrix of the other bevel is directed along a straight line 18 passing through point 32 and point 21.

Изготовление герметичной трубы-оболочки заключается в нанесении на оправку намоткой или формовкой нескольких пропитанных связующим армирующих слоев для получения внутреннего несущего слоя 2 и локальной намоткой кольцевых слоев того же материала для оформления кольцевых выступов 4 и отбортовки 8. Затем, после термообработки по режиму полимеризации связующего, проводят очистку обточкой излишков материала и подтеков связующего для оформления наружной поверхности внутреннего слоя 2 и конических скосов 10 и 16 с обеспечением размеров их заданной конфигурации. Далее на полученную поверхность послойно укладывают или наматывают слои невулканизированной резины или несшитого полимерного материала для образования герметизирующего слоя 3 и, по аналогии, с формовкой внутреннего слоя, пропитанный связующим армированный материал наружного несущего слоя 1. Далее проводят повторную термообработку для полимеризации связующего и одновременной вулканизации или сшивки герметизирующего слоя. За счет плотной укладки и натяжения слоев 1 и 3, их усадке при термообработке, происходит плотное обжатие наружной поверхности внутреннего несущего слоя и ее выступов 4 и 8 с образованием плотной по всей толщине многослойной структуры трубы-оболочки.The manufacture of a sealed sheath pipe consists in applying several reinforcing layers impregnated with a binder to the mandrel to obtain an inner carrier layer 2 and locally winding the annular layers of the same material to form the annular projections 4 and flanging 8. Then, after heat treatment according to the binder polymerization mode, they carry out cleaning by turning the excess material and binder smudges to form the outer surface of the inner layer 2 and conical bevels 10 and 16, ensuring the size of their backside Anna configuration. Next, layers of unvulcanized rubber or non-crosslinked polymeric material are layered or wound on the resulting surface in order to form a sealing layer 3 and, by analogy with the molding of the inner layer, the reinforced material of the outer carrier layer impregnated with a binder. Next, re-heat treatment is carried out to polymerize the binder and simultaneously vulcanize or crosslinking of the sealing layer. Due to the dense laying and tension of layers 1 and 3, their shrinkage during heat treatment, there is a dense compression of the outer surface of the inner bearing layer and its protrusions 4 and 8 with the formation of a multilayer pipe-shell structure that is dense throughout the thickness.

Повышение функциональности герметичной трубы-оболочки заключается в обеспечении герметичности и целостности среднего герметичного слоя, имеющего небольшие прочностные показатели за счет уменьшения внешних воздействий со стороны внутреннего и наружного слоев. При эксплуатационных температурных и механических воздействиях на трубу-оболочку за счет образования базовой плоскости происходят предсказуемые деформации на поверхностях силовых оболочек, обращенных к герметичному слою. Форма и расположение кольцевых выступов позволяют одновременно сохранять силовую связь между несущими оболочками, оптимально распределять контактные напряжения на поверхности гермослоя, выдерживая воздействия перепадов давлений и температур, локальных и распределенных внешних сил, возникающих при изготовлении и эксплуатации герметичной трубы-оболочки.Improving the functionality of a sealed pipe-shell is to ensure the tightness and integrity of the middle sealed layer having small strength characteristics by reducing external influences from the inner and outer layers. Under operational temperature and mechanical stresses on the pipe-shell due to the formation of the base plane, predictable deformations occur on the surfaces of the power shells facing the sealed layer. The shape and location of the annular protrusions allows you to simultaneously maintain a power connection between the bearing shells, optimally distribute contact stresses on the surface of the hermetic layer, withstanding the effects of pressure and temperature drops, local and distributed external forces arising from the manufacture and operation of the hermetic shell pipe.

Герметичные трубы-оболочки, изготовленные по предложенному техническому решению, показали стабильные положительные результаты по сохранению своих герметичных свойств.Sealed sheath tubes made according to the proposed technical solution have shown stable positive results in preserving their hermetic properties.

Объем предлагаемого технического решения следует понимать шире, чем конкретное выполнение, приведенное в описании, формуле и чертежах. Форма выполнения представляет собой только возможные предпочтительные варианты.The scope of the proposed technical solution should be understood more broadly than the specific implementation given in the description, formula and drawings. The form of execution is only possible preferred options.

Таким образом, новое техническое решение в совокупности существенных признаков и предложенных вариантах выполнения, достижения уменьшения контактных давлений на герметичный слой 3 и сохранения его работоспособности без потери герметичности трубы-оболочки, является высоконадежным по сравнению с известным уровнем техники, технологичным и эффективным, соответствует критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.Thus, the new technical solution, together with the essential features and the proposed embodiments, of achieving a reduction in contact pressure on the sealed layer 3 and maintaining its operability without losing the tightness of the sheath pipe, is highly reliable compared to the prior art, technologically advanced and efficient, meets the criterion " industrial applicability ", i.e. level of invention.

Claims

1. Sealed pipe-shell with a sealed intermediate layer and supporting outer and inner layers fastened together by means of annular corrugations, alternately covering periodic ring protrusions on the inner layer with their facing each other, characterized in that the supporting outer and inner layers are provided additional flanging of increased rigidity with a height dimension not less than twice the size of the periodic protrusions, and by means of which they are rigidly fixed to each other with the formation of the base plane of the sheath pipe, and the annular periodic protrusions on the inner layer from the side distant from the base plane are made with a bevel cone, while the bevel generatrix is directed along a straight line passing through the bevel point and the base plane point at a distance from the axis equal to the diameter of the point this bevel.

2. The hermetic sheathing pipe according to claim 1, characterized in that the additional flanging is located in the middle part of the sheathing pipe, and the flanging of the inner layer is made in the form of a protrusion covered by a sealed intermediate and external bearing layer.

3. The hermetic shell pipe according to claim 1 or 2, characterized in that the annular periodic protrusions on the inner layer from the base plane side are made with a bevel cone, and its generatrix is directed in a straight line passing through the bevel point and the intersection point of the base plane with the axis of the shell pipe.