ТРУБА Российский патент 2001 года по МПК F16L9/12 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях транспортно-пусковых контейнеров.

Известны многослойные трубы с продольными направляющими элементами на их внутренних поверхностях (SU, авт. свид. N 521426, кл. F 16 L 9/14, F 16 L 9/18, опубл. 15.07.76; SU, авт. свид. N 317852, кл. F 16 L 9/12, опубл. 19.10.71).

Известные трубы не пригодны для использования их в качестве пусковых, т. к. они не могут выдержать нагрузки, развивающиеся при воздействии осевых сжимающих сил. Результатом воздействия подобных нагрузок является отрыв направляющих элементов от трубы.

Известна труба, содержащая многослойный корпус из композиционного материала с установленными на его внутренней поверхности продольными направляющими профильными элементами, по меньшей мере один из которых имеет центральный продольный паз (RU, заявка N 93030274/06, кл. F 16 L 9/12, опубл. 27.06.95, бюл. N 18).

Данная труба по технической сущности является наиболее близкой к заявляемой и выбрана в качестве ближайшего аналога (прототипа). Она обладает более высокой стойкостью к действию сжимающих нагрузок по сравнению с вышеописанными, однако, из-за отсутствия в ней устройства противодействия концентрации напряжений в торцевых зонах, а также из-за малой площади контакта продольных направляющих профильных элементов с внутренней поверхностью корпуса она разрушается аналогично другим известным трубам с отрывом продольных направляющих профильных элементов.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, являете разработка конструкции трубы, обеспечивающей более равномерное распределение давления сжимающих сил и разгрузку мест концентрации напряжений, в частности, торцевых зон.

Техническим результатом, который может быть получен при использовании изобретения, является повышение эксплуатационной надежности трубы.

Поставленная задача решается тем, что известная труба, содержащая многослойный корпус из композиционного материала с установленными на его внутренней поверхности продольными направляющими профильными элементами, по меньшей мере один из которых имеет центральный продольный паз, согласно изобретению, снабжена устройством релаксации напряжений, выполненным в виде системы тонкостенных пластин из упругоэластичного материала, преимущественно резины, каждый продольный направляющий профильный элемент снабжен равнодлинным с ним основанием сегментного профиля с кривизной внутренней поверхности корпуса и скреплен им с последней на участке между его торцевыми зонами, а пластины устройства релаксации напряжений размещены и зафиксированы в указанных зонах по одной в каждом щелевом зазоре, образованном нескрепленными между собой участками продольных направляющих профильных элементов и внутренней поверхностью корпуса, при этом по меньшей мере один продольный направляющий профильный элемент выполнен равнодлинным корпусу или по меньшей мере два других по сравнению с корпусом выполнены укороченными и состыкованы друг с другом, причем их общая длина равна длине корпуса.

Новыми и отличительными признаками трубы являются:
- снабжение ее устройством релаксации напряжений,
- выполненным в виде системы тонкостенных пластин
- из упругоэластичного материала, преимущественно из резины,
- снабжение каждого продольного направляющего профильного элемента равнодлинным с ним основанием
- сегментного профиля с кривизной внутренней поверхности корпуса,
- скрепление указанного элемента его основанием с внутренней поверхностью корпуса на участке между его торцевыми зонами,
- размещение и фиксация пластин устройства релаксации напряжений в указанных зонах
- по одной в каждом щелевом зазоре, образованном нескрепленными между собой участками продольных направляющих профильных элементов и внутренней поверхностью корпуса, а также
- выполнение по меньшей мере одного продольного направляющего профильного элемента равнодлинным корпусу,
- выполнение по меньшей мере двух вышеназванных элементов по сравнению с корпусом укороченными, но общей длиной, равной длине корпуса, и
- стыковка укороченных элементов друг с другом.

Указанные признаки являются существенными, т.к. каждый из них направлен на достижение нового технического результата в соответствии с поставленной задачей, их использование в известных решениях не известно.

Изобретение поясняется описанием конкретных, но не ограничивающих его примеров реализации и прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 представлена заявляемая труба с равнодлинными корпусу продольными направляющими профильными элементами, продольное сечение, на фиг. 2 - то же, поперечное сечение, на фиг. 3 - заявляемая труба с укороченными направляющими элементами, продольное сечение.

Труба (фиг. 1 и 2) состоит из многослойного корпуса 1, выполненного, например, из стеклопластика, продольных направляющих профильных элементов 2, каждый из которых имеет длину, равную длине корпуса 1, установленных их основаниями 3 на внутренней поверхности 4 корпуса 1, и пластин 5, размещенных по одной в торцевых зонах 6 каждого из элементов 2 со стороны внутренней поверхности 4 корпуса 1, образующих устройство релаксации напряжений.

По меньшей мере один из элементов 2 имеет паз 7, предназначенный для контакта с ответным ему выступом, имеющимся на размещаемом в трубе теле.

В торцевых зонах 6 элементы 2 не скреплены с поверхностью 4 корпуса 1 и образуют вместе с нею щелевые зазоры, в которых размещают пластины 5.

Основания 3 элементов 2 имеют сегментный профиль с кривизной выпуклой поверхности, совпадающей с кривизной внутренней поверхности 4 корпуса 1, что позволяет значительно увеличить площадь контакта элемента 2 с корпусом 1.

Элементы 2 выполняют либо за одно целое с основаниями из композиционного материала типа стекло-, угле- или органопластика, либо их делают составными: основание - из композиционного материала, а часть, контактирующую с размещаемым в трубе телом, - из металла. Корпус 1 выполняют из любого из вышеперечисленных материалов или их комбинаций.

Пластины 5 размещают равномерно в наиболее перегруженных осевыми сжимающими нагрузками местах. Их совместная работа как единой системы позволяет существенно снизить уровень напряжений, возникающих при действии указанных нагрузок. Толщина пластин 5 составляет 0,5 - 1,5 мм, их ширина равна ширине основания 3 элемента 2, а длина определяется расчетным путем.

Другим примером реализации изобретения является труба, показанная на фиг. 3. В данной трубе элементы 2 выполнены укороченными, набраны числом, необходимым для достижения равенства их общей длины длине корпуса, и состыкованы между собой.

Очевидно, что, если укороченные элементы 2 предназначены для контакта с выступом на размещаемом в трубе теле, то они имеют пазы 7 и состыкованы так, что каждый последующий паз становится продолжением предыдущего.

В процессе эксплуатации труба испытывает воздействие больших сжимающих нагрузок, которые стремятся оторвать направляющие элементы 2 от корпуса 1, однако, они встречают противодействие со стороны пластин 5, которые своим амортизирующим действием способствуют снижению уровня напряжений и их более равномерному распределению между корпусом 1 и элементами 2.

Испытания натурного образца подтвердили значительное повышение эксплуатационной надежности трубы.

Трубу заявляемой конструкции изготавливают в промышленных условиях на стандартном оборудовании.

Изобретение относится к машиностроению. Труба содержит многослойный корпус из композиционного материала с установленными на его внутренней поверхности продольными направляющими профильными элементами, по меньшей мере один из которых имеет центральный продольный паз. Труба снабжена устройством релаксации напряжений, выполненным в виде системы тонкостенных пластин из упругоэластичного материала, преимущественно резины. Каждый продольный направляющий элемент снабжен равнодлинным с ним основанием сегментного профиля с кривизной внутренней поверхности корпуса и скреплен им с последней на участке между его торцевыми зонами. Пластины устройства релаксации напряжений размещены и зафиксированы в указанных зонах по одной в каждом щелевом зазоре, образованном не скрепленными между собой участками продольных направляющих профильных элементов и внутренней поверхностью корпуса. В результате достигается более равномерное распределение давления сжимающих сил и разгрузка мест концентрации напряжений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Труба, содержащая многослойный корпус из композиционного материала с установленными на его внутренней поверхности продольными направляющими профильными элементами, по меньшей мере один из которых имеет центральный продольный паз, отличающаяся тем, что она снабжена устройством релаксации напряжений, выполненным в виде системы тонкостенных пластин из упругоэластичного материала, преимущественно резины, каждый продольный направляющий элемент снабжен равнодлинным с ним основанием сегментного профиля с кривизной внутренней поверхности корпуса и скреплен им с последней на участке между его торцевыми зонами, а пластины устройства релаксации напряжений размещены и зафиксированы в указанных зонах по одной в каждом щелевом зазоре, образованном не скрепленными между собой участками продольных направляющих профильных элементов и внутренней поверхностью корпуса. 2. Труба по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один продольный направляющий профильный элемент выполнен равнодлинным корпусу. 3. Труба по п.1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере два продольных направляющих профильных элемента по сравнению с корпусом выполнены укороченными, состыкованы друг с другом, причем их общая длина равна длине корпуса.