ТРУБА С БУРТИКАМИ НА КОНЦАХ Российский патент 1999 года по МПК F16L9/12 

Изобретение относится к области труб из пластических масс, выполненных с армированием.

Известна труба с буртиками на концах, содержащая многослойную стенку из композиционно-волокнистого материала, плавно переходящую в концовые отбортовки (см. О.Г. Цыплаков "Конструирование изделий из композиционно-волокнистых материалов", Ленинград, изд. "Машиностроение", 1984 г., стр. 137, рис. 4.16, 1,3). Такая труба имеет малую надежность, объясняемую работой слоев отбортовки по нежелательной схеме - на изгиб.

Известна другая труба с буртиками на концах, содержащая стенку из композиционно-волокнистого материала с продольно-силовыми и бандажирующими слоями (см. тот же источник стр. 80, рис. 3.2). Буртики этой трубы могут быть образованы намоткой на стенке параллельных слоев (тем же, стр. 50, нижний рис. ).

Надежность такой трубы хотя несколько и повышена, благодаря большей толщине буртика, однако остается недостаточной, т.к. слои буртиков работают при эксплуатации трубы также по нежелательной схеме - на сдвиг и изгиб.

Кроме того, увеличенная толщина буртиков ведет к увеличению габаритов и массы стыковочных узлов этих труб.

Задачей изобретения является повышение надежности трубы и уменьшение габаритов и массы их стыковочных узлов.

Для решения этой задачи усовершенствуется труба с буртиками на концах, содержащая стенку из композиционно-волокнистого материала с продольно-силовыми и бандажирующими слоями.

Это усовершенствование состоит в том, что по крайней мере один из продольно-силовых слоев стенки выполнен на концах трубы в виде раструбов, расположенных в буртиках вдоль диагоналей осевых сечений последних.

Продольно-силовой слой с раструбами расположен под наружным бандажирующим слоем стенки. Участки буртиков, примыкающие к раструбам, выполнены из бандажирующих слоев.

Выполнение по крайней мере одного из продольно-силовых слоев стенки на концах трубы в виде раструбов, расположенных в буртиках вдоль диагоналей осевых сечений последних обеспечивает продольное расположение названного слоя в буртиках и соединяющей их части трубы, чем достигается работа слоя в буртике на растяжение, а собственно буртика - на чистое сжатие, за счет чего повышается надежность трубы, а также уменьшается толщина буртиков, габариты и масса стыковочных узлов труб.

Расположение продольно-силового слоя с раструбами под наружным бандажирующим слоем стенки трубы уменьшает угол раструба (угол отклонения продольно-силового слоя в буртиках от геометрической силовой оси трубы), благодаря чему еще больше повышается надежность трубы. Кроме того, при таком расположении продольно-силового слоя упрощается конструкция трубы.

Выполнение участков буртиков, примыкающих к раструбам, из бандажирующих слоев упрощает конструкцию буртиков и уменьшает стоимость трубы, благодаря меньшему расходу композиционных материалов на ее изготовление.

Изобретение поясняется чертежом, где показан общий вид трубы, выполненной с герметизирующим внутренним слоем, штриховой линией показана граница между трубчатой частью и буртиками.

Предлагаемая труба с буртиками 1 и 2 на концах содержит стенку 3 из композиционно-волокнистого материала с продольно-силовыми 4, 5, бандажирующими 6, 7 и герметизирующим 8 слоями; по крайней мере один из продольно-силовых слоев, например 5, выполнен на концах трубы в виде раструбов 9, 10, расположенных в буртиках 1, 2 вдоль диагоналей 11, 12 осевых сечений последних.

В вариантах исполнения трубы продольно-силовой слой 5 с раструбами 9, 10 расположен под наружным бандажирующим слоем 7 стенки 3 (чем уменьшается угол раструбов и упрощается конструкция трубы); участки 13, 14 буртика 1 и 15, 16 буртика 2, примыкающие к раструбам 9, 10, выполнены из бандажирующих слоев 6 и 7 (чем упрощается конструкция буртиков и снижается расход материалов на изготовление трубы).

Труба работает следующим образом. Под действием рабочего давления в трубопроводе она претерпевает осевые и радиальные растягивающие усилия. Рабочие нагрузки воспринимаются всей композиционно-волокнистой структурой стенки 3 и буртиков 1, 2 трубы. При этом радиальные нагрузки воспринимаются преимущественно бандажирующими слоями 6, 7, а осевые - продольно-силовыми слоями 4, 5 трубы.

При осевом нагружении трубы продольно-силовой слой 5 с раструбами 9, 10 работает в буртиках 1 и 2 на растяжение, а сами буртики 1 и 2, благодаря этому, - фактически на чистое сжатие (за счет чего значительно повышается надежность трубы, что позволяет также уменьшить толщину буртиков 1 и 2, а следовательно, габариты и массу стыковочных узлов труб).

Таким образом, выполнение трубы с буртиками на концах по изобретению значительно улучшает условия нагружения концов трубы при эксплуатации (за счет работы продольно-силового слоя стенки и буртиков на растяжение), чем значительно повышается надежность трубы, а также уменьшаются габариты и масса стыковочных узлов трубопровода.

Изобретение относится к области трубостроения. Труба содержит стенку из композиционно-волокнистого материала с продольно-силовыми и бандажирующими слоями. По крайней мере один из продольно-силовых слоев стенки выполнен на концах трубы в виде раструбов, расположенных в буртиках вдоль диагоналей осевых сечений последних. В результате повышается надежность трубы, уменьшаются габариты и масса стыковочных узлов. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Труба с буртиками на концах, содержащая стенку из композиционно-волокнистого материала с продольно-силовыми и бандажирующими слоями, отличающаяся тем, что по крайней мере один из продольно-силовых слоев стенки выполнен на концах трубы в виде раструбов, расположенных в буртиках вдоль диагоналей осевых сечений последних. 2. Труба по п.1, отличающаяся тем, что продольно-силовой слой с раструбами расположен под наружным бандажирующим слоем стенки. 3. Труба по п.1, отличающаяся тем, что участки буртиков, примыкающие к раструбам, выполнены из бандажирующих слоев.