НЕСУЩАЯ ОБОЛОЧКА В ВИДЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2004 года по МПК F16L9/12 

Описание патента на изобретение RU2234632C1

Изобретение относится к трубам-оболочкам из композиционного материала, в частности из армирующих нитей и полимерного связующего.

К оболочкам из композиционного материала предъявляются повышенные требования по прочности, надежности и герметичности, исключающие проникновение жидкой или газообразной среды через стенку или стыки в обоих направлениях.

Известна несущая оболочка в виде тела вращения из композиционного материала на основе перекрещивающихся армирующих нитей и полимерного связующего, содержащая охватывающий ее законцовку, скрепленный с нею, металлический кольцевой элемент и уплотнительный кольцевой элемент (патент RU №2165048, МПК7 F 16 L 9/12, 2001).

Известна герметичная труба-оболочка, содержащая несущие слои из стеклопластика и размещенный между ними промежуточный слой термопластичного материала (патент RU №21122652, МПК7 F 16 L 9/12, 1998).

Известно получение аналогичной трубы-оболочки с размещением термопластичной пленки между слоями стеклопластика (патент RU №2015909, МПК6 В 29 С 53/56, 1994).

К недостаткам известных труб-оболочек следует отнести необеспечение ими надежной герметизации от жидкой или газообразной среды, проникающей извне через их слоистую структуру, особенно через стыки, из-за иной природы деформирования и изменения геометрических параметров по сравнению с изделиями, находящимися в равновесном напряженно-деформированном состоянии под действием внутреннего избыточного давления среды. Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, принята несущая оболочка в виде тела вращения из композиционных материалов по патенту RU №2165048.

Основной задачей является создание обладающей новизной, несущей оболочки в виде тела вращения из композиционного материала, в которой была бы использована с наибольшей эффективностью концепция уплотнения стыка при действии агрессивной среды с внешней стороны.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение герметичности и надежности конструкции от проникновения внешней агрессивной среды в слое материала через стык с металлическим кольцевым элементом.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет изменения конструкции, введения новых элементов и использования свойств уплотняющих материалов на основе новой концепции организации уплотнения оболочки за пределами стыка. Для этого в несущей оболочке в виде тела вращения из композиционного материала на основе перекрещивающихся армирующих нитей и полимерного связующего, содержащей охватывающий ее законцовку, скрепленный с нею, металлический кольцевой элемент и уплотнительный кольцевой элемент, ее законцовка снабжена наружным кольцевым выступом, выполненным перед металлическим кольцевым элементом с образованием между ними кольцевой канавки, в которой установлен без зазора скрепленный с ними уплотнительный кольцевой элемент. Наружный кольцевой выступ на законцовке оболочки может быть выполнен из слоистого композиционного материала, между его слоями или между наружным кольцевым выступом и законцовкой может быть размещен слой герметизирующего материала из термопластичной пленки или листовой резины.

Отличительными особенностями несущей оболочки в виде тела вращения из композиционного материала являются признаки:

- снабжение оболочки наружным кольцевым выступом;

- выполнение выступа на ее законцовке перед металлическим кольцевым элементом с образованием между ними кольцевой канавки;

установка в образованной кольцевой канавке без зазора скрепленного с выступом и металлическим кольцевым элементом, уплотнительного кольцевого элемента;

- выполнение наружного кольцевого выступа на законцовке из слоистого композиционного материала;

- размещение между слоями композиционного материала кольцевого выступа или между кольцевым выступом и законцовкой оболочки слоя герметизирующего материала из термопластичной пленки или листовой резины.

Указанные отличительные признаки являются существенными, так как каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и достижение нового технического результата. Наличие кольцевой канавки между наружным кольцевым выступом и металлическим кольцевым элементом с размещенным в ней уплотнительным кольцевым элементом, скрепленным с ними, повышает герметичность несущей оболочки и надежность указанной зоны от проникновения с внешней стороны агрессивной среды. Выполнение наружного кольцевого выступа слоистым или размещение в нем или под ним термопластичной пленки или резины повышает надежность конструкции.

Указанные отличительные существенные признаки являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе, не обнаружено, что характеризует предложенное техническое решение соответствием критерию “новизна”.

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет решить поставленную задачу создания несущей оболочки в виде тела вращения из композиционного материала и достичь новый технический результат, что характеризует новое техническое решение существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа. Новое техническое решение является результатом опытно-экспериментальных исследований и творческой разработки, получено без использования стандартов или каких-либо рекомендаций в данной области техники, создано на основе новой концепции организации стыка и его функционирования в условиях напряженно-деформированного состояния и воздействия внешней агрессивной среды, является оригинальным, неочевидным для специалистов, соответствует критерию “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежами с кратким их описанием. На фиг.1 представлена несущая оболочка в виде тела вращения из композиционного материала, на фиг.2 - законцовка оболочки с металлическим кольцевым элементом в увеличенном масштабе, на фиг.3 - выполнение наружного кольцевого выступа из слоистого композиционного материала, на фиг.4 - размещение термопластичной пленки или резины между слоями наружного кольцевого выступа на законцовке оболочки, на фиг.5 - размещение термопластичной пленки или резины между наружным кольцевым выступом и законцовкой оболочки.

Более подробное описание сущности изобретения с показом позиций на чертежах состоит в следующем.

Несущая оболочка в виде тела вращения из композиционного материала на основе перекрещивающихся армирующих нитей и полимерного связующего (фиг.1-5) содержит охватывающий ее законцовку 1, скрепленный с нею, металлический кольцевой элемент 2 и уплотнительный кольцевой элемент 3. Оболочка снабжена наружным кольцевым выступом 4, выполненным на ее законцовке 1 перед металлическим кольцевым элементом 2 с образованием между ними кольцевой канавки 5, в которой установлен без зазора скрепленный с ними, уплотнительный кольцевой элемент 6. Наружный кольцевой выступ 4 на законцовке 1 может быть выполнен из слоев 7 композиционного материала. Между слоями 7 композиционного материала наружного кольцевого выступа 4 или между наружным кольцевым выступом 4 и законцовкой 1 оболочки может быть размещен слой 8 герметизирующего материала из термопластичной пленки или листовой резины. Изготовление несущей оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов заключается в намотке нитей, жгутов или ровингов, пропитанных полимерным связующим, на специальную оправку (не показано) с последующей термообработкой заготовки в термопечи по режиму отверждения связующего, механической обработки и установкой металлического кольцевого элемента на законцовку оболочки.

Функционирование несущей оболочки заключается в восприятии ею нагрузок, приложенных к металлическому кольцевому элементу, и воздействии внешней агрессивной среды.

Изготовленная несущая оболочка с использованием нового технического решения подвергалась воздействию многоцикловых механических нагрузок, включая агрессивное влияние внешней среды. Результаты испытаний положительные, разрушений конструкции не наблюдалось, наличие проникновения агрессивной среды с внешней стороны внутрь оболочки за время испытаний не было обнаружено.

Таким образом, новое техническое решение при реализации в несущей оболочке из композиционных материалов воспроизводимо промышленным путем, дает новый положительный эффект, соответствует критерию “промышленная применяемость”, т.е. уровню изобретения.

Могут быть различные варианты выполнения несущей оболочки в отношении формы, размеров и расположения отдельных элементов с достижением нового технического результата и отдельных свойств, приведенных на примерах предпочтительной конструкции в описании и на чертежах, не выходя за пределы объема изобретения, изложенных в пунктах формулы.

Похожие патенты RU2234632C1

название год авторы номер документа
ГЕРМЕТИЧНАЯ ТРУБА-ОБОЛОЧКА 1999
  • Барынин В.А.
  • Соболь Л.А.
  • Виноградов Е.А.
  • Потапов В.Ф.
  • Резников В.Ф.
RU2165048C1
ТРУБА ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2007
  • Исаев Василий Петрович
  • Исаев Евгений Васильевич
  • Лебедев Игорь Константинович
RU2338950C1
КОЛЬЦЕВАЯ СЕКЦИОННАЯ КРЕПЬ (ВАРИАНТЫ) 2002
  • Суханов А.В.
  • Попов В.Г.
  • Каледин В.О.
  • Козлов С.Н.
  • Егоров С.А.
  • Губанов А.Л.
RU2229604C1
СОСУД ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 1992
  • Кулинич Юрий Андреевич[Ua]
  • Космачев Владимир Григорьевич[Ua]
  • Плотник Маргарита Теймуразовна[Ua]
  • Ивко Аркадий Иванович[Ua]
  • Ребров Михаил Федорович[Ua]
RU2026194C1
ТРУБА-ОБОЛОЧКА ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 1998
  • Шахов В.А.
  • Лукьяненко В.С.
  • Плотников В.И.
  • Кульков А.А.
  • Барынин В.А.
RU2150630C1
ИЗОЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ ЗАЩИТЫ СВАРНОГО ШВА СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ КОРРОЗИИ (ВАРИАНТЫ) 1998
  • Лебедев К.Н.
  • Степыгин В.И.
  • Шатило С.П.
RU2151945C1
ГАЗООТВОДЯЩИЙ СТВОЛ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СБОРКИ (ВАРИАНТЫ) 2002
  • Егоренков И.А.
  • Беккужев Н.Г.
  • Иванов С.Н.
  • Колганов В.И.
  • Корсунский А.З.
  • Кришнев Л.М.
  • Малютин Е.В.
RU2219418C2
АРМИРОВАННАЯ ОБОЛОЧКА ДЛЯ ВЫСОКОГО ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ ИЗ СЛОИСТОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (ВАРИАНТЫ) 2001
  • Барынин В.А.
  • Майоров Б.Г.
  • Романов А.Ф.
  • Никитин О.Д.
  • Курочкин А.Н.
  • Сисаури В.И.
RU2205327C1
ТЮБИНГОВАЯ КРЕПЬ 2002
  • Суханов А.В.
  • Попов В.Г.
  • Каледин В.О.
  • Козлов С.Н.
  • Егоров С.А.
  • Губанов А.Л.
RU2229603C1
НЕРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ 1993
  • Исаев В.П.
  • Соловьев И.А.
  • Яганов В.Н.
RU2079764C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 234 632 C1

Реферат патента 2004 года НЕСУЩАЯ ОБОЛОЧКА В ВИДЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к трубам-оболочкам из композиционного материала, в частности из армирующих нитей и полимерного связующего. Оболочка снабжена наружным кольцевым выступом 4, образующим с металлическим кольцевым элементом 2 кольцевую канавку 5, в которой размещен без зазора уплотнительный кольцевой элемент 6. Техническим результатом изобретения является повышение герметичности и надежности конструкции. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 234 632 C1

1. Несущая оболочка в виде тела вращения из композиционного материала на основе перекрещивающихся армирующих нитей и полимерного связующего, содержащая охватывающий ее законцовку, скрепленный с нею, металлический кольцевой элемент и уплотнительный кольцевой элемент, отличающаяся тем, что оболочка снабжена наружным кольцевым выступом, выполненным на ее законцовке перед металлическим кольцевым элементом с образованием между ними кольцевой канавки, в которой установлен без зазора, скрепленный с ними уплотнительный кольцевой элемент.2. Оболочка по п.1, отличающаяся тем, что наружный кольцевой выступ на ее законцовке выполнен из слоистого композиционного материала.3. Оболочка по п.2, отличающаяся тем, что между слоями композиционного материала наружного кольцевого выступа или между наружным кольцевым выступом и законцовкой размещен слой герметизирующего материала из термопластичной пленки или листовой резины.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2234632C1

НЕСУЩАЯ ТРУБА-ОБОЛОЧКА В ВИДЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, СПОСОБ И ОПРАВКА ДЛЯ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1995
  • Васильев Валерий Витальевич[Ru]
  • Бунаков Владимир Александрович[Ru]
  • Разин Александр Федорович[Ru]
  • Артюхов Михаил Сергеевич[Ru]
RU2099194C1
ГЕРМЕТИЧНАЯ ТРУБА-ОБОЛОЧКА 1999
  • Барынин В.А.
  • Соболь Л.А.
  • Виноградов Е.А.
  • Потапов В.Ф.
  • Резников В.Ф.
RU2165048C1
НЕСУЩАЯ ТРУБА-ОБОЛОЧКА В ВИДЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ) 1996
  • Васильев Валерий Витальевич[Ru]
  • Салов Владимир Алексеевич[Ru]
  • Салов Олег Владимирович[Ru]
RU2097197C1
МНОГОСЛОЙНЫЙ КОРПУС 1996
  • Хан Санг Йонг
  • Нам Б.Х.(Ru)
  • Цой К.А.(Ru)
  • Ким В.П.(Ru)
  • Вощанкин А.Н.(Ru)
  • Соколов А.А.(Ru)
  • Титюлин Ю.В.(Ru)
RU2112652C1
US 4284676 A, 18.07.1981
US 3047191 A, 31.07.1962.

RU 2 234 632 C1

Авторы

Соловей А.В.

Майоров Б.Г.

Давыдов А.И.

Даты

2004-08-20Публикация

2002-12-24Подача