SU949283A1 - Гибка труба и способ ее изготовлени - Google Patents

Description

(54) ГИБКАЯ ТРУБА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к конструкции гибких трубопроводов , и предназначено дл  использовани  в нефт ной, газовой, нефтеперерабатывающей , химической, угольной, оборонной промышленност х.

Известен шланг, опорна  труба которого имеет по меньшей мере одно ребро, проход щее вдоль продольной оси шланга. В поперечном сечении ребро представл ет собой треугольник, сторона которого лежит на поверхности опорной трубы. Навитые на опорную трубу силовые нити деформируют ребро (или ребра) в точках соприкосновени , т.е. вдавливаютс  в ребро и, таким образом, фиксируютс  относительно опорной трубы, наход сь на некотором рассто нии от поверхности опорной трубы 1.

Недостатками указанной конструкции  вл ютс  неспособность работы при внешних избыточных давлени х и при осевых раст гивающих усили х, низкое значение рабочего внутреннего давлени .

Известен способ изготовлени  армированного гибкого шланга, включающий последовательные операции: формование трубы

опорной, наложение армирующих слоев, наложение внешней защитной оболочки и вулканизацию.

С целью увеличени  долговечности гибкой трубы путем обеспечени  надежности

5 упругого зацеплени  между армирующими сло ми и эластичной опорной трубой, после наложени  текстильного армирующего сло  опорную эластичную трубу нагревают и создают в ней избыточное давление, вследствие чего обеспечиваетс  продавливание эластомерного материала 2.

Недостатком указанного способа  вл етс  невозможность изготовлени  гибкой трубы.

Наиболее близким техническим реше5 нием в части устройства  вл етс  гибка  труба, конструкци  которой представл ет собой опорную трубу из эластичного материала , на которой последовательно расположены каркасирующий слой, прослойка из

20 эластичного материала, по меньшей мере одна пара армирующих слоев и защитна  эластична  оболочка.

Claims (4)

1. Каркасирующий слой образован навивкой ленты, в поперечном сечении дважды 3 изогнутой во взаимно противоположном направлении под одним и тем же углом и . представл ющей собой ступеньку, высота которой равна удвоенной толщине ленты. Соседние витки ленты перекрываютс . Таким образом, каркасирующий слой представл ет собой трубчатое тело посто нного внутреннего и внещнего диаметров. Армирующие слои образованы семействами взаимно параллельных силовых нитей, навитых по спирали, а пары армирующих слоев - двум  симметричными семействами нитей 3. Недостатками указанной конструкции  вл ютс  мала  гибкость, низкие надежность и долговечность при динамическом характере изменени  осевой раст гивающей силы. Мала  гибкость объ сн етс  тем, что при изгибе трубы резко возрастает усилие от силовых нитей армирующего сло , навитых с больщим щагом, на каркасирующий слой. Кроме того, даже малый изгиб приводит к исключению зазора между соседними витками ленты на вогнутом участке трубы, а далее гибкость обеспечиваетс  только за счет увеличени  зазоров из выгнутой части трубы, чему также преп тствуют указанные силовые нити, которые практически одновременно с началом изгиба начинают работать на раст жение. Низкие надежность и долговечность объ сн ютс  тем, что при динамическом характере изменени  осевой раст гивающей силы (рывки, пульсаци  внутреннего давлени , гидроудары и т.п.) нагрузка жестко передаетс  непосредственно на силовые нити, навитые с большим шагом. Работа нитей в таких услови х, без н:1личи  деформировани , может привести к быстрому усталостному старению материала нитей, разрушению св зи с соседними сло ми,, а следовательно , к снижению долговечности гибкой трубы в целом. Значительное ударное усилие может и вовсе разорвать нити, в особенности если учесть технологический разброс усили  предварительного нат жени  нитей в процессе изготовлени  гибкой трубы. Наиболее близким техническим решением в части способа  вл етс  способ изготовлени  гибкого шланга, включающий формование опорной трубы, наложение семейств армирующих , наложение защитной оболочки и вулканизацию, характеризующийс  тем, что, с делью предотвращени  разрушени  концов шланга при его разрезании, возникающие от упругих сил пружинистых стальных проволок, стрем щихс  увеличить щаг и диаметр спирали перед наложением стальных армирующих нитей, им придают форму спирали с щагом и диаметром несколько меньщим, чем они принимают будучи наложенными на соответствующий слой 4. 94 Недостатком указанного способа  вл етс  невозможность изготовлени  предлагаемой гибкой трубы. Целью изобретени   вл етс  увеличение гибкости, надежности и долговечности при динамическом характере изменени  осевой раст гивающей силы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что прослойка имеет спиральное утолщение, расположенное непосредственно над зазором между соседними витками ленты. Способ изготовлени  гибкой трубы характеризуетс  тем, что наложение прослойки, нитей армирующих слоев и защитной оболочки осуществл ют на предварительно раст нутую в осевом направлении совместно с опорной трубой спираль из ленты, причем прослойку при наложении прикрепл ют к цилиндрической поверхности спирали, например , посредством св зывающего материала . Ленту изгибают в форму спирали с щагом , соответствующим минимальному зазору между соседними витками или меньшим , и диаметром, равным или меньшим, чем внешний диаметр опорной трубы. На фиг. 1 показана гибка  труба разворот по сло м; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 в нерабочем состо нии; на фиг. 3 - то же, в рабочем состо нии. На опорной трубе 1 из эластичного материала навита лента 2 из самонесущего пружинистого материала, образующа  каркасирующий слой 3. Соседние витки ленты 2 перекрываютс  как показано на фиг. 2 и 3, а в поперечном сечении она дважды изогнута во взаимно противоположном направлении под одним и тем же углом (i) и образует ступеньку, высота которой равна удвоенной толщине ленты (h). На каркасирующем слое 3 расположена прослойка 4 из эластичного материала. Пара армирующих слоев 5 (фиг. 1) выполнена из двух семейств взаимно перпендикул рных силовых нитей 6, симметрично навитых под углом к оси шланга, лежащим в диапазоне от О до 20°. Верхним слоем, расположенным на паре армирующих слоев 5,  вл етс  оболочка 7 из эластичного материала, Все указанные элементы наход тс  в упругом захвате между собой, При изготовлении гибкой трубы согласно предлагаемому способу на опорную трубу 1 накладываетс  лента 2, предварительно изогнута  в форму спирали. Шаг спирали может быть таким, что в свободном состо нии обеспечивает минимальный зазор между соседними витками или даже меньщим, а диаметр спирали - равным или меньшим внещнего диаметра опорной трубы 1. Спираль из ленты 2 совместно с опорной трубой 1 раст гивают, после чего на слой ленты 2 накладывают и приклеивают прослойку 4. Последующие операции заключаютс  в навивке нитей 6 армирующих слоев 5 и наложении оболочки. После окончани  указанных операций осевое раст жение снимаетс  и вследствие упругих сил спирали из ленты 2, стрем сь вернутьс  в исходное состо ние , создает над зазором между соседними витками спирали утолщение прослойки 4 (фиг. 2). Пити в армирующих сло х 5 при этом несколько уменьщают шаг навивки и «расслабл ютс , огиба  при этом образованные спиральные утолщени  прослойки 4. Оболочка 7 деформируетс  практически равномерно . Последней операцией  вл етс  вулканизаци  резины, или подобные, придающие эластичному материалу соответствующие рабочие свойства, операции. При работе конструкции гибкость в нерабочем состо нии обеспечиваетс  за счет наличи  спирального утолщени  прослойки 4 и ненат нутого (свободного) состо ни  нитей 6 армирующих слоев 5. При приложении осевых раст гивающих усилий труба начинает деформироватьс  (удлин тьс ) до момента, когда исчезнут утолщени  прослойки 4, после чего нити 6 армирующих слоев 5 нат нутс  и примут нагрузку от осевого раст жени . При этом на опорной трубе образуетс  спиральное сужение, приход щеес  на внутренний зазор между соседними витками ленты 2 (фиг. 3). Указанное позвол ет деформировать осевые рывки, сглаживать гидравлические удары, увеличива  тем самым надежность и долговечность гибкой трубы. Технико-экономическа  эффективность изобретени  заключаетс  в возможности использовани  гибкой трубы в сложных услови х, где необходима повыщенна  надежность , например при производстве работ в море при сильном волнении или шторме, при производстве различных аварийных работ , в космической технике, авиации и т.д. Кроме того, гибкость трубы в нерабочем состо нии позвол ет применить ее, например в качестве автономного трубопровода дл  заправки транспортных средств. Формула изобретени  I. Гибка  труба, содержаща  опорную трубу из эластичного материала, на которои последовательно расположены каркасирующий слой, образованный навивкой перекрывающимис  витками ленты из пружинистого материала, в поперечном сечении дважды изогнутой во взаимно противоположном направлении под одним и тем же углом и представл ющей собой ступеньку, высота которой равна удвоенной толщине ленты, прослойка из эластичного материаа, по меньщей мере одна пара армирующих слоев, образованных симметрично навитыми семействами взаимно параллельных силовых нитей под углом к продольной оси трубы, лежащим в диапазоне от О до 20°, и защитна  эластична  оболочка, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  гибкости, а также надежности и долговечности при динамическом характере изменени  осевой раст гивающей силы, прослойка имеет спиральное утолщение , расположенное непосредственно над зазором между соседними витками ленты. 2. Способ изготовлени  гибкой трубы по п. 1, включающий последовательные операции формовани  опорной трубы, наложени  на нее армирующих элементов из пружинистого материала, предварительно изогнутых в форму спирали, и наложени  защитной оболочки, отличающийс  тем, что наложение прослойки, нитей армирующих слоев , защитной оболочки осуществл ют на предварительно раст нутую в осевом направлении совместно с опорной трубой спираль из ленты, причем прослойку при наложении прикрепл ют к цилиндрической поверхности спирали, например, посредством св зующего материаа. 3. Способ по п. 2, отличающийс  тем, что ленту изгибают в форму спирали с щагом, соответствующим минимальному зазору между соседними витками или меньщим и диаметром, равным или меньщим, чем внещний диаметр опорной трубы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1466092, кл. F 16 L 11/08, 1977.
2. 2.Патент Великобритании № 1465917, кл. F 16 L 11/04, 1977.
3. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2780068/29-08, кл. F 16 L 11/08,
4. 4.Патент США № 3212528, кл. F 16 L 11/00. 1965.