RU37796U1 - Трубопровод - Google Patents

Description

F 16 L 13/10 F16L13/11

Предполагаемая полезная модель относится к области монтажа и эксплуатации трубощюводов и может быть использована для сборки труб, например, пластмассовых, бшшастмассовых, стеклопластиковых, чугунных, футерованных и т.д. при транспортировании воды и теплоносителей в ЖКХ, а также агрессивных сред на химических предприятиях и нефтяных промыслах. Известен трубопровод, в котором на концах труб вьшолняются специальные утолщения, которые обрабатываются механически на станках на конус, а концы соединяемых труб стягиваются между собой двумя полумуфтами, накладываемыми на конические хвостовики труб. Перед этим термопластичные части труб свариваются между собой (патент РФ № 2191315,7 F 16 L 13 / 007,47 / 04,2001 г.). Недостатком известного устройства является сложность изготовления концов соединяемых труб специальной формы (специальная намотка с утолщением на концах труб с последующей механической обработкой на токарном станке каждой трубы), а также изготовление полумуфт и колец для каждого соединения. Кроме того, такое соединение неприменимо при врезке в существующий трубопровод. Известен и принят за прототип способ соединения труб посредством конструкционной ленты из стеклоткани с предварительно нанесенным на нее слоем клея с отвердителем, наматываемой на соединяемые концы труб в виде бандажа, который сразу после изготовления покрывают расплавленньш битумом с последующим охлаждением (А.С. SU 1476229,4 F 16 L 13/10 от 16.12.86 г.). Данное рещение лшпено недостатков предыдущего: оно просто в изготовлении и применимо при врезках в трубопроводы. Однако оно имеет недостаток: при намотке стеклотканой ленты на конць труб между слоями остается воздух, который при полимеризации нарущает сшюпшость структуры бащаш, чш|шшет,ш овдск;1Рь { ,, Цель предполагаемой полезной модели - повьппение прочности и надежности соединения труб. Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого рещения, - распшрение ассортимента соединяемых труб, возможность простого и надежного соединения труб из разных материалов в полевых условиях. Для достижения поставленной цели в известном трубопроводе, содержащем трубы с узлами их соединения, вьшолненными в виде полимеризованного бандажа, намотанного из волокнистого наполнителя со связующим материалом на 1(онцы соединяемых труб, предлагается узел соединения снабдить перфорированными матрицами, установленными коаксиально концам соединяемых труб на бандаж и снабдить устройством их силового соединения. Возможны дополнительные варианты осуществления заявляемого устройства, в которых целесообразно, чтобы: -бандаж дополнительно включал в себя сетку из токопроводящего материалгц -бандаж в качестве волокнистого наполнителя был вьшолнен из стеклоткани, пропитанной связующим; -бандаж дополнительно включал эластичную герметичную манжету, установленную на концах соединяемых труб; -матрицы были снабжены устройством нагрева;

- матрицы были снабжены радиальными перегородками, установленными на ихконцах .

Указанные преимущества, и также особенности предлагаемой полезной модели, поясняются вариантами ее о ществления со ссылками на чертежи: на фиг. 1 - продольный разрез соединения труб; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - продольный разрез соединения труб с гидравлическим соединением матриц; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг.5 - продольный разрез соединения труб с эластичным бандажом; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - продольный разрез соединения термопластичных труб «встык ; на фиг. 8 - продольный разрез соединения термопластичных труб «в раструб ; на фиг. 9 - продольный разрез соединения бипластмассовых труб «всгьпс ; на фиг. 10 - продольньШ разрез соединения бипластмассовых т1Ууб «в раструб ; на фиг. 11 - щюдольный разрез соединения бипластмассовой трубы с отводом; на фиг. 12 - разрез Г - Г на фиг. 11; на фиг. 13 - продольный разрез соединения труб матрицами, снабженными плоскими радиальными перегородками; на фиг. 14 - продольный разрез соединения труб матрицами, снабженными коническими радиальными перегородками.

Соединение труб осуществляется намоткой в виде бандажа 1 на наружные поверхности концов соединяемых труб 2 и 3 волокнистого наполнителя 4 (например, стеклоровинга) со связующим материалом (например, эпоксидная смола с отвердителем). Полученный бандаж 1 сразу после изготовления подвергают радиальному сжатию перфорированными матрицами 5 и 6. В качестве перфорации в матрицах могут быть вьшолнены отверстия 7 и 8. Матрицы 5 и 6 установлены коаксиально концам соединяемых труб 2 и 3 на бандаж 1. Матрицы 5 и 6 снабжены устройством их силового соединения, в качестве которого можно применить болты 9 с полками 10 (фиг. 1,2), или пневмо- (или гидро-) цилиндры 11, установленные на раме 12 (фиг. 3,4). При стягивании болтов 9 гайками 13 (фиг. 1, 2), матрицы 5 и 6 притягиваются друг к другу и создают радиальное давление на бандаж 1. Под действием давления матриц 5 и 6 щюисходит уплотнение волокнистого наполнителя 4, и воздух, защемленный между волокнами Ш1др.1пдпеля,ьпрес тся на аруяа |о й

и 8 в атмосферу. В сжатом состоянии осуществляется полимеризация наполнителя со связующим. В результате вытеснения воздуха бандаж 1 приобретает монолитную CTpjfKrypy, характеризующуюся высокой прочностью, герметичностью и надежностью в работе. После полимеризации матрицы 5 и 6 могут быть демонтированы с бандажа 1 и использованы на других соединениях. В этом случае для облегчения демонтажа матриц 5 и 6 следует перед установкой на бандаж смазать их антиадгезивом (например, солидолом).

Для обеспечения, производительной работы в полевых условиях и исключения преждевременной полимеризации при изготовлении бандажа 1, применяют в хсачестве связующего материала эпоксидную смолу с отвердителем горячего отверждения. Для полимеризации сформированный и сжатый бандаж 1 нагревают. С этой целью устройство радиального сжатия снабжено устройством нагрева матриц, например, электронагревательной спиралью 14. После сжатия (затяжки болтов 9 на фиг. 1, 2) спираль 14 подключается к источнику электрического тока. Спираль 14 нагревает матрицы 5 и 6, тепло от которых передается на бандаж 1 и внутрь него. При достижении те шературы полимеризации связующего в бандаже происходит замоноличивание наполнителя 4 со связующим и образуется прочная жесткая структура, обеспечивающая надежное соединение труб.

Для ускорения процесса намотки в качестве волокнистого наполнителя 4 можно применить стеклоткань, пропитанную связующим. Кроме того, процесс намотки в этом случае можно провести вручную, что очень важно при работе в полевых условиях.

, При намотке стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой с отвердителем хо.лодного отверждения, возможно замрноличивание связующего в процессе намотки до сжатия. Чтобы исключить это явление, наматывают стеклоткань, пропитанную только эпоксидной смолой, а отвердитель наносят на стеклоткань в процессе намотки.

Для улучшения условий труда при намотке волокнистого наполнителя, его предварительно пропитывают эпоксщщой смолой с отвердителем, затем сушат, получая «препрег. Пропитанный связующим и предварительно просушенный наполнитель (например, стеклоткань) наматьшают на концы соединяемых труб 2,3, сжимают и подвергают нагреву до температуры 160-5-180 С, в результате чего происходит полимеризация и замоноличивание элементов бандажа 1. При намотке уменьшается ве роятностъ загрязнения эпоксидной смолой.

Для равномерного прогрева бандажа по BceN объему, намотку наполнителя выполняют вместе с сеткой из токопроводящего материала. После сжатия к сетке подключают источник тока и нагревают бандаж по все объему. Это ускоряет полимеризацию и повышает качество замоноличенного материала. Кроме того, можно подобрать токопроводящую сетку таким образом (собрать ее из проволоки разного омического сопротивления), чтобы получить разную температуру нагрева в зависимости от слоя намотки и обеспечитъ, например, полимеризацию сначала внутренних слоев, создав там более высокую температуру, а потом наружных. Это также повысит прочность соединения.

При соединении, например, чугунных труб для транспортирования горячей воды при изменении ее температуры изменение диаметров труб и стеклопластикового бандажа будет разное, так как у чугуна и стеклопластика разные коэффициенты теплового расширения. Поэтому возможна разгерметизация стыка. Чтобы исключить это явление, перед намоткой наполнителя 4 на стыке 15 формируется бандаж 16 из эластичного герметичного материала (фиг. 5, 6). Например, перед соединением на трубу 2 надевается резиновая втулка 16, сдвинутая от конца трубы. Концы труб 2 и 3 покрывают адгезивом (клеем) и соединяют до образования стьша 15. Втулку 16 сдвигают так, чтобы она часг щсиояг атсьш у

покрывают адгезивом. Формируют бандаж 1, как описано вьшге. Благодаря эластичности втулки 16 достигается герметичность стыка при изменении температуры перекачиваемой жидкости шш окружающей среды, так как ее герметичность сохраняется при изменении объема.

Для повьппения надежности при соединении труб из термопласта концы их предварительно сваривают «встык (фиг. 7) или «в раструб (фиг. 8). При сварке «встык образуется сварной щов 17. При сварке «в раструб используется соединительная муфта 18. После сварки на наружные поверхности концов труб 2 и 3 и на муфту 18 наносятся праймер или адгезив 19 (если трубы изготовлеш, из полиэтилена, то в качестве праймера можно использовать сэвилен). На праймер наматывается наполнитель со связующим, образуя бандаж 1, который сжимается и нагревается до температуры не менее 110 °С - температуры плавления сэвилена, но не вьш1е 140 С - температуры плавления полиэтилена. При полимеризации стеклопластикового бандажа происходит соединение его с праймером, а праймера - с концами труб 2, 3 и с муфтой 18. В результате образуется прочное и надежное соединение.

При соединении бипластмассовых труб, внутренняя часть 2, 3 которых состоит из термопласта, например, из полипропилена, а наружная 20 - из стеклопластика, концы труб освобождают от стеклопластика и сваривают «встык (фиг. 9) или «в раструб (фиг. 10). Место сварки обматьшают наполнителем 21 со связуюцщм до уровня оболочек 20. На концах труб 2, 3 формируют бандаж из наполнителя 4 со связующим на стеклопластиковых оболочках 20. После сжатия и полимеризации образуется прочный

бавдаж, соединенный с оболочками 20, который обеспечивает восприятие поперечных, продольных и радиальных нагрузок. При соединении бипластмассовых труб между собой или с фитингами 22, когда термопластовые концы 2, 3 свариваются «в раструб (фиг. 10, 11) и бандаж формируется ступенчатым с разными диаметрами, матрицы могут быть выполнены из отдельных частей 23,24,25, что облегчает монтажные работы.

Для облегчения монтажных работ и упрощения конструкции матриц они могут быть вьшолнены в виде хомутов из перфорированной ленты 26 (фиг. 12). Легкие и гибкие матрицы удобны при монтаже и обеспечивают эффективное радиальное сжатие бандажа и надежное соединение труб.

При соединении труб, когда на них действуют изгибаюхцие моменты или поперечные нагрузки, стеклопластиковый бандаж 1 может получить трещины и потерять герметичность. Для исключения этого явления матрицы с1Шбжаются радиальными перегородками 27, которые могут быть выполнены плоскими (фиг. 13) или коническими (фиг. 14). При силовом соединении матриц 5 и 6, они не только сжимают наполнитель 4 со связуюпцш, но и перегородками 27 сопрягаются с поверхностями труб 2 и 3, фиксируя их друг относительно друга. После полимеризации матрицы 5 и 6 с перегородками 27 остаются на соединении труб в качестве силового элемента трубопровода. При воздействии на соединение поперечных нагрузок или изгибающих моментов, они частично воспринимаются матрицами 5,6, разгружая бандаж 1, чю повьшгает надежность работы соединения.

Claims (7)

1. Трубопровод, содержащий трубы с узлами их соединения, выполненными в виде полимеризованного бандажа, намотанного из волокнистого наполнителя со связующим материалом на концы соединяемых труб, отличающийся тем, что узел соединения снабжен перфорированными матрицами, установленными коаксиально концам соединяемых труб на бандаж и снабженными устройством их силового соединения.

2. Трубопровод по п.1, отличающийся тем, что бандаж дополнительно включает в себя сетку из токопроводящего материала.

3. Трубопровод по п.1, отличающийся тем, что бандаж в качестве волокнистого наполнителя выполнен из стеклоткани, пропитанной связующим.

4. Трубопровод по п.1, отличающийся тем, что бандаж дополнительно включает эластичную герметичную манжету, установленную на концах соединяемых труб.

5. Трубопровод по п.1, отличающийся тем, что матрицы снабжены устройством нагрева.

6. Трубопровод по п.1, отличающийся тем, что матрицы выполнены в виде хомутов из перфорированных лент.

7. Трубопровод по п.1, отличающийся тем, что матрицы снабжены радиальными перегородками, установленными на их концах.