RU2717728C1 - Composite glass pipe for pressure and pressureless pipelines laid by microtunneling - Google Patents
Composite glass pipe for pressure and pressureless pipelines laid by microtunneling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717728C1 RU2717728C1 RU2019134160A RU2019134160A RU2717728C1 RU 2717728 C1 RU2717728 C1 RU 2717728C1 RU 2019134160 A RU2019134160 A RU 2019134160A RU 2019134160 A RU2019134160 A RU 2019134160A RU 2717728 C1 RU2717728 C1 RU 2717728C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- composite pipe
- mass fraction
- continuous
- layer consisting
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a general shape other than plane
- B32B1/08—Tubular products
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
- F16L9/127—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement the walls consisting of a single layer
- F16L9/128—Reinforced pipes
Abstract
Description
Заявленное изобретение используется для бестраншейной прокладки трубопроводов методом микротоннелирования и методом бурошнекового бурения, а также проколом на глубине от 2 до 80 м и протяженностью до 1500 м, без нарушения наземной инфраструктуры и ландшафта по маршруту прокладки и относится к сооружениям водопроводов, трубопроводов ливневой и бытовой канализации, ливнестоков, промышленных и других водостоков, трубопроводов для транспортировки химических жидкостей, в частности трубе стеклокомпозитной для напорных и безнапорных трубопроводов, прокладываемых методом микротоннелирования.The claimed invention is used for trenchless laying of pipelines by microtunnelling and by auger drilling method, as well as a puncture at a depth of 2 to 80 m and a length of up to 1,500 m, without disturbing the ground infrastructure and landscape along the route and relates to waterworks, storm and household sewage pipelines , storm drains, industrial and other drains, pipelines for transporting chemical liquids, in particular a glass composite pipe for pressure and pressureless pipes vodov, laid by microtunnelling.
Аналогом заявленного изобретения является труба из многослойного композиционно-волокнистого материала, образованного в виде чередующихся монослоев с поперечной и продольной укладкой армирующего материала, пропитанного связующим, причем монослои расположены под углом к оси трубы, образуя косослойную продольно-поперечную структуру, имеющая защитный слой, отличающаяся тем, что защитный слой имеет более высокое насыщение продольными волокнами, чем в остальных слоях трубы, и, соответственно, - уменьшенное содержание связующего, а монослои защитного слоя ориентированы в направлении к оси трубы под острым углом к направлению потока перемещаемых тел в трубопроводе (патент на изобретение РФ №2379571, дата публикации: 20.01.2010 г.).An analogue of the claimed invention is a pipe made of a multilayer composite fiber material formed in the form of alternating monolayers with transverse and longitudinal laying of a reinforcing material impregnated with a binder, the monolayers being located at an angle to the axis of the pipe, forming an oblique longitudinal-transverse structure having a protective layer, characterized in that that the protective layer has a higher saturation with longitudinal fibers than in the other layers of the pipe, and, accordingly, a reduced binder content, and the monolayer and the protective layer are oriented towards the pipe axis at an acute angle to the direction of flow of the moving bodies in the pipeline (patent for the invention of the Russian Federation No. 2379571, publication date: 01/20/2010).
Основными недостатками является то, что аналог обладает пониженной химической стойкостью и стойкостью к истиранию, а также не предотвращает проникновение транспортируемых жидкостей в структурные слои трубы, что снижает срок службы в связи с отсутствием во внутреннем слое химически стойких стеклянных волокон и повышенного содержания термореактивной химически стойкой матрицы.The main disadvantages are that the analogue has a reduced chemical and abrasion resistance, and also does not prevent the transport of liquids into the structural layers of the pipe, which reduces the service life due to the absence of chemically resistant glass fibers in the inner layer and an increased content of thermoset chemically resistant matrix .
Другим аналогом, выбранным в качестве прототипа является труба стеклопластиковая щитовая для микротоннелирования из армированных термореактивных полимеров, изготовленная методом непрерывной намотки армирующих наполнителей, содержащая несколько слоев из смеси связующего и волокнистого наполнителя, взятых в различных соотношениях, отличающаяся тем, что содержит слой армирующих наполнителей, пропитанных связующим материалом на основе ненасыщенных полиэфирных и винилэфирных смол в растворе с ускорителем и отвердителем, при этом труба содержит фрезерованные и обработанные торцы под соединительную муфту (патент на полезную модель РФ №173495, дата публикации: 29.08.2017 г.).Another analogue selected as a prototype is a fiberglass shield tube for microtunnelling of reinforced thermosetting polymers made by continuous winding of reinforcing fillers, containing several layers of a mixture of binder and fiber filler, taken in various ratios, characterized in that it contains a layer of reinforcing fillers impregnated a binder material based on unsaturated polyester and vinyl ester resins in solution with an accelerator and hardener, while pipes and it contains milled and machined ends for a coupler (patent for utility model of the Russian Federation No. 173495, publication date: 08/29/2017).
Существенными недостатками данного прототипа является низкая жесткость и химическая стойкость внутреннего слоя, в первом случае это достигается за счет отсутствия в конструкции дисперсного наполнителя, во втором - в связи с отсутствием стекловуали из химически стойкого стекловолокна.Significant disadvantages of this prototype is the low stiffness and chemical resistance of the inner layer, in the first case this is achieved due to the lack of dispersed filler in the design, in the second - due to the absence of glass fibers made of chemically resistant fiberglass.
Таким образом, аналог и прототип обладают низкими эксплуатационными характеристиками.Thus, the analogue and prototype have low performance.
Задачей заявленного изобретения является устранение недостатков аналога и прототипа, а техническим результатом - достижение повышенных эксплуатационных характеристик устройства.The objective of the claimed invention is to eliminate the disadvantages of the analogue and prototype, and the technical result is the achievement of increased operational characteristics of the device.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что труба стеклокомпозитная для напорных и безнапорных трубопроводов, прокладываемых методом микротоннелирования и методом бурошнекового бурения характеризуется тем, что состоит из стеклокомпозитной трубы и стальной или стеклокомпозитной муфты, герметично соединенных между собой эластичными уплотнительными кольцами, в состав стеклокомпозитной трубы входит матрица на основе полиэфирного связующего: от 30 до 40% массовой доли, непрерывные и рубленные стеклянные волокна: от 10 до 40% массовой доли, дисперсный наполнитель: от 20 до 50% массовой доли, стеклокомпозитная труба изготовлена методом непрерывной намотки на оправку армирующих наполнителей, пропитываемых термореактивными связующими на основе ненасыщенных полиэфирных смол с последующим отверждением, в состав которых входит, по меньшей мере, три слоя: внутренний слой, состоящий из полиэфирных смол с армирующими наполнителями: дискретными и непрерывными стеклоровингами и стекловуали из химически стойкого стекловолокна, пропитанного полиэфирным связующим, структурный слой, состоящий из ненасыщенных полиэфирных смол, стекловолоконных наполнителей и кварцевого песка, наружный слой, состоящий из ненасыщенных полиэфирных смол, стекловолоконных наполнителей. В роли термореактивного связующего могут выступать полиэфирные или иные химически-, коррозионно-, и износостойкие смолы.The stated technical result is achieved due to the fact that the glass composite pipe for pressure and pressure-free pipelines laid by microtunneling and auger drilling method is characterized by the fact that it consists of a glass composite pipe and a steel or glass composite sleeve, hermetically connected to each other by elastic sealing rings, into a glass composite pipe includes a matrix based on a polyester binder: from 30 to 40% mass fraction, continuous and chopped glass fibers: from 10 up to 40% mass fraction, dispersed filler: from 20 to 50% mass fraction, the glass composite pipe is made by continuous winding on the mandrel of reinforcing fillers impregnated with thermosetting binders based on unsaturated polyester resins with subsequent curing, which include at least three layer: inner layer consisting of polyester resins with reinforcing fillers: discrete and continuous glass rovings and glass veils of chemically resistant glass fiber impregnated with a polyester binder, a structural layer consisting of unsaturated polyester resins, fiberglass fillers and silica sand, an outer layer consisting of unsaturated polyester resins, fiberglass fillers. The thermosetting binder can be polyester or other chemically, corrosion, and wear-resistant resins.
Заявленное изобретение поясняется следующими чертежами.The claimed invention is illustrated by the following drawings.
На Фиг. 1 показана структура стенки устройства.In FIG. 1 shows a wall structure of a device.
Где:Where:
1 - наружный защитный слой;1 - outer protective layer;
2 - структурный слой;2 - structural layer;
3 - внутренний (лайнерный) слой.3 - inner (liner) layer.
На фиг. 2 показан общий вид устройства сбоку с продольным разрезом.In FIG. 2 shows a longitudinal side view of the device.
Где:Where:
4 - стеклокомпозитная труба.4 - glass composite pipe.
На Фиг. 3 показана муфта из нержавеющей стали.In FIG. 3 shows a stainless steel coupling.
Где:Where:
5 - обечайка из нержавеющей стали;5 - stainless steel shell;
6 -, эластичное уплотнительное кольцо.6 -, elastic sealing ring.
На Фиг. 4 показана муфта.In FIG. 4 shows a coupling.
Где:Where:
7 - муфта стальная или стеклокомпозитная.7 - steel or glass composite coupling.
Труба стеклокомпозитная для напорных и безнапорных трубопроводов, прокладываемых методом микротоннелирования и методом бурошнекового бурения характеризуется тем, что состоит из стеклокомпозитной трубы и стальной или стеклокомпозитной муфты, герметично соединенных между собой эластичными уплотнительными кольцами, в состав стеклокомпозитной трубы входит матрица на основе полиэфирного связующего: от 30 до 40% массовой доли, непрерывные и рубленные стеклянные волокна: от 10 до 40% массовой доли, дисперсный наполнитель: от 20 до 50% массовой доли, стеклокомпозитная труба изготовлена методом непрерывной намотки на оправку армирующих наполнителей, пропитываемых связующими на основе ненасыщенных полиэфирных или иных химически-, коррозионно- и износостойких смол с последующим отверждением.The glass composite pipe for pressure and non-pressure pipelines laid by microtunneling and auger drilling is characterized by the fact that it consists of a glass composite pipe and a steel or glass composite sleeve hermetically connected to each other by elastic o-rings, the glass composite pipe includes a matrix based on a polyester binder: from 30 up to 40% mass fraction, continuous and chopped glass fibers: from 10 to 40% mass fraction, dispersed filler: from 20 to 50% mass fraction and steklokompozitnaya tube is made by winding on a mandrel a continuous reinforcing fillers, impregnated binders based on unsaturated polyester or other chemically, corrosion- and wear-resistant resin, followed by curing.
Внутренний слой, состоит из ненасыщенных полиэфирных или иных химически-, коррозионно- и износостойких смол с армирующими наполнителями: дискретными и непрерывными стеклоровингами и стекловуали из химически стойкого стекловолокна.The inner layer consists of unsaturated polyester or other chemically, corrosive and wear-resistant resins with reinforcing fillers: discrete and continuous glass rovings and glass veils made of chemically resistant glass fiber.
Структурный слой состоит из ненасыщенных полиэфирных или иных химически-, коррозионно- и износостойких смол с армирующими наполнителями: дискретными и непрерывными стеклоровингами и дисперсного наполнителя, например, кварцевого песка.The structural layer consists of unsaturated polyester or other chemically, corrosion and wear-resistant resins with reinforcing fillers: discrete and continuous glass roving and dispersed filler, for example, silica sand.
Наружный слой состоит из ненасыщенных полиэфирных или иных химически-, коррозионно- и износостойких смол, с армирующими наполнителями: дискретными и непрерывными стеклоровингами и стекловуали из химически стойкого стекловолокна.The outer layer consists of unsaturated polyester or other chemically, corrosion, and wear-resistant resins, with reinforcing fillers: discrete and continuous glass rovings and chemically-resistant glass fiber glass veils.
Слоев может быть и более трех, наноситься они будут также, как описано ниже в способе изготовления устройства.There can be more than three layers; they will also be applied, as described below in the method for manufacturing the device.
Совместная работа армирующих наполнителей обеспечивается через отвержденную полимерную матрицу, позволяя эффективно перераспределять нагрузки внутри стенки трубы, что позволяет трубе выдерживать высокие осевые и торцевые нагрузки при продавливании трубы в толще грунта.The joint work of reinforcing fillers is provided through a cured polymer matrix, allowing efficiently redistributing the loads inside the pipe wall, which allows the pipe to withstand high axial and end loads when forcing the pipe in the soil thickness.
Заявленное устройство изготавливают следующим образом.The claimed device is made as follows.
Стенка трубы формируется следующим образом: на поверхность вращающейся оправки подаются армирующие наполнители, пропитанные связующим материалом на основе ненасыщенных полиэфирных, винилэфирных или иных химически-, коррозионно- и износостойких смол в растворе с ускорителем и отвердителем. За один полный оборот оправки происходит формирование одного слоя трубы и перемещение его относительно следующего слоя в осевом направлении на ширину ленты оправки. Размер толщины стенки трубы определяется количеством сформированных слоев, шириной зоны подачи сырья и количеством его подачи в единицу времени. Количество слоев композита трубы определяется соотношением ширины зоны подачи сырья к размеру осевого перемещения оправки за один полный оборот. Параметры связующего подбираются таким образом, чтобы пропитка слоев происходила одновременно до начала полимеризации, что обеспечивает равномерную пропитку и адгезию между собой всех слоев композита. Сформированная труба перемещается по вращающейся оправке к зоне с инфракрасными нагревателями, в которой производится контроль полимеризации композита с помощью температурных датчиков. При сходе с оправки, сформированная труба перемещается на опорные столы с роликовыми направляющими, обеспечивающие вращательно-поступательное движение. После достижения заданной длины отрезка трубы, происходит его фрезеровка и отпиливание.The pipe wall is formed as follows: reinforcing fillers, impregnated with a binder based on unsaturated polyester, vinyl ester or other chemically, corrosion and wear-resistant resins in a solution with an accelerator and hardener, are fed to the surface of the rotating mandrel. For one complete revolution of the mandrel, one layer of the pipe is formed and displaced relative to the next layer in the axial direction to the width of the mandrel tape. The size of the pipe wall thickness is determined by the number of layers formed, the width of the feed zone and the amount of feed per unit time. The number of layers of the pipe composite is determined by the ratio of the width of the feed zone to the size of the axial movement of the mandrel in one full revolution. The parameters of the binder are selected so that the impregnation of the layers occurs simultaneously before the start of polymerization, which ensures uniform impregnation and adhesion between all layers of the composite. The formed pipe moves along a rotating mandrel to the zone with infrared heaters, in which the polymerisation of the composite is monitored using temperature sensors. When leaving the mandrel, the formed pipe moves to the support tables with roller guides, providing rotational-translational motion. After reaching the specified length of the pipe segment, it is milling and sawing.
Таким образом, испытания опытного образца, при использовании предложенного к патентованию устройства показали, что достигается повышение эксплуатационных характеристик, таких как жесткость, химическая стойкость внутреннего слоя, стойкость к истиранию, а также предотвращается проникновение транспортируемых жидкостей в структурные слои трубы, что повышает срок службы и коррозионную стойкость трубопровода в целом.Thus, the tests of the prototype, using the device proposed for patenting, showed that improved performance is achieved, such as stiffness, chemical resistance of the inner layer, resistance to abrasion, and the penetration of transported liquids into the structural layers of the pipe is prevented, which increases the service life and corrosion resistance of the pipeline as a whole.
Анализ совокупности всех существенных признаков предложенного изобретения доказывает, что исключение хотя бы одного из них приводит к невозможности полного обеспечения достигаемого технического результата.Analysis of the totality of all the essential features of the proposed invention proves that the exclusion of at least one of them makes it impossible to fully ensure the achieved technical result.
Анализ уровня техники показывает, что неизвестно такое устройство, которому присущи признаки, идентичные всем существенным признакам данного технического решения, что свидетельствует о его неизвестности и, следовательно, новизне.The analysis of the prior art shows that it is unknown such a device that has inherent features identical to all the essential features of this technical solution, which indicates its unknownness and, therefore, novelty.
Вышеперечисленное доказывает также соответствие заявленного устройства критерию изобретательского уровня.The above also proves the conformity of the claimed device to the criterion of inventive step.
При осуществлении изобретения действительно реализуется наличие предложенного объекта, что свидетельствует о его промышленной применимости.When carrying out the invention, the presence of the proposed object is really realized, which indicates its industrial applicability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134160A RU2717728C1 (en) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | Composite glass pipe for pressure and pressureless pipelines laid by microtunneling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134160A RU2717728C1 (en) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | Composite glass pipe for pressure and pressureless pipelines laid by microtunneling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2717728C1 true RU2717728C1 (en) | 2020-03-25 |
Family
ID=69943243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019134160A RU2717728C1 (en) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | Composite glass pipe for pressure and pressureless pipelines laid by microtunneling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2717728C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3470917A (en) * | 1967-05-01 | 1969-10-07 | United Aircraft Corp | Composite reinforced plastic pipe |
| GB1207065A (en) * | 1967-05-29 | 1970-09-30 | United Aircraft Corp | Method and apparatus for the production of continuous tape |
| RU2221183C2 (en) * | 2001-12-13 | 2004-01-10 | ООО "Доласт" | Pipe made of composite materials and method of its manufacture |
| RU2379571C1 (en) * | 2008-06-16 | 2010-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТИЖ" | Pipe made of composite-fibrous material |
| RU173495U1 (en) * | 2016-12-21 | 2017-08-29 | Дмитрий Сергеевич Клемёхин | Shield fiberglass pipe for microtunnelling of reinforced thermosetting polymers made by continuous winding of reinforcing fillers |
-
2019
- 2019-10-24 RU RU2019134160A patent/RU2717728C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3470917A (en) * | 1967-05-01 | 1969-10-07 | United Aircraft Corp | Composite reinforced plastic pipe |
| GB1207065A (en) * | 1967-05-29 | 1970-09-30 | United Aircraft Corp | Method and apparatus for the production of continuous tape |
| RU2221183C2 (en) * | 2001-12-13 | 2004-01-10 | ООО "Доласт" | Pipe made of composite materials and method of its manufacture |
| RU2379571C1 (en) * | 2008-06-16 | 2010-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТИЖ" | Pipe made of composite-fibrous material |
| RU173495U1 (en) * | 2016-12-21 | 2017-08-29 | Дмитрий Сергеевич Клемёхин | Shield fiberglass pipe for microtunnelling of reinforced thermosetting polymers made by continuous winding of reinforcing fillers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3489626A (en) | Method of making a prestressed,reinforced,resin-crete concrete pipe | |
| US3742985A (en) | Reinforced pipe | |
| US3177902A (en) | Reinforced pipe and method of making | |
| US10030793B2 (en) | Flexible pipe body and method of producing same | |
| US10001229B2 (en) | Flexible pipe body and method of manufacture | |
| USRE27061E (en) | Method of making a reinforced composite concrete pipe | |
| RU2717728C1 (en) | Composite glass pipe for pressure and pressureless pipelines laid by microtunneling | |
| RU2703115C1 (en) | Reinforced concrete pipe with inner glass-composite core for pressure and pressure-free pipelines laid by microtunneling | |
| FI105414B (en) | Procedure for laying underwater pipelines in deep water | |
| US10436350B1 (en) | Trenchless pipe-laying | |
| RU210896U1 (en) | Fiberglass shield pipe for microtunnelling, manufactured by continuous winding of reinforcing fillers | |
| RU2816745C1 (en) | Composite pipe | |
| RU2731449C1 (en) | Composite glass adapter for laying pressure and pressure-free pipelines by microtunneling | |
| RU213380U1 (en) | Coupling glass-composite biaxial | |
| Mertiny et al. | Corrosion and erosion resistant polymer composite pipe for oil sands hydrotransport | |
| Mustaffa et al. | Flexible thermosetting pipe | |
| US1868881A (en) | Method of laying multiple fiber conduit | |
| EA042066B1 (en) | REINFORCED CONCRETE AND COMPOSITE PIPE FOR PRESSURE AND NON-PRESSURE PIPING | |
| CN207796302U (en) | A kind of reinforced resin concrete tube and its connector sleeve | |
| Cooper | The development, manufacture & applications of glass reinforced plastic pipes | |
| JP2023014779A (en) | Rehabilitating pipe structure and pipe rehabilitating construction method | |
| EA042072B1 (en) | REINFORCED COMPOSITE PIPE FOR PRESSURE AND NON-PRESSURE PIPING | |
| Fahrer | Successful application of reinforced-thermoset-resin (RTR) pipe for oil production in Saudi Arabia. | |
| Martin | Fiberglass piping systems | |
| Braestrup | Concrete coating for marine pipelines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20210406 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220126 Effective date: 20220126 |