БИПЛАСТМАССОВАЯ ТРУБА Российский патент 2005 года по МПК F16L9/12 

Изобретение относится к области транспортирования жидких сред по трубам, в частности к трубам из пластических масс, применяемым в различных отраслях промышленности.

Известны бипластмассовые трубы, содержащие внутренний, наружный и праймерный слои, при этом внутренний слой выполнен из термопласта, а наружный - из стеклопластика (патент РФ №2095676, F 16 L 9/133, 18.07.1995). В известной конструкции внутренний и наружный слои трубы соединяются друг с другом с помощью праймера. Однако, как показывает опыт использования таких труб, в процессе эксплуатации происходит отделение слоев от праймера, что приводит к снижению прочности и эксплуатационной надежности трубы.

Известна и принята за прототип бипластмассовая труба, содержащая внутренний слой из термопласта, наружный слой из стеклопластика и кольцевые ребра жесткости, закрепленные на внутреннем слое (патент РФ №1691645, F 16 L 9/12, 17.08.89). Достоинством известного устройства является механическое соединение внутреннего и наружного слоев трубы с помощью ребер жесткости, что повышает надежность и прочность трубы. Недостатком известного устройства является низкая надежность и недостаточная прочность при перекачивании жидкостей с изменяющейся температурой. При повышении температуры перекачиваемой среды внутренний и наружный слои трубы будут удлиняться вследствие теплового расширения материала. Но так как коэффициент теплового расширения термопласта всегда в несколько раз выше коэффициента теплового расширения стеклопластика, то первый удлинится значительно больше, чем второй. При нагревании кольцевые ребра исключают продольные перемещения наружного и внутреннего слоев друг относительно друга в осевом направлении. При охлаждении же внутренний слой трубы, выполненный из термопласта, уменьшается в диаметре больше, чем наружный, выполненный из стеклопластика, в результате чего сцепление наружного и внутреннего слоев нарушается, так как между ними образуется зазор, из-за которого ребра внутреннего слоя выходят из канавок наружного. При этом внутренний и наружный слои уже не работают как одно целое - труба. Это снижает прочность и надежность трубы, приводит к ее разрушению. Кроме того, выполнение ребер жесткости в виде колец обеспечивает контакт наружного и внутреннего слоев только в отдельных сечениях, а не по всей длине трубы, что также снижает прочность и эксплуатационную надежность трубы.

Цель предлагаемого изобретения - повышение прочности и эксплуатационной надежности бипластмассовой трубы.

Поставленная цель достигается тем, что в известной бипластмассовой трубе, содержащей внутренний слой из термопласта, наружный слой из стеклопластика и ребра жесткости, закрепленные на наружной поверхности внутреннего слоя, в предлагаемом изобретении предлагается высоту ребер жесткости h определять по формуле h>Δ α · Δ t· d_внутр, где Δ α - разница коэффициентов линейного теплового расширения материалов внутреннего и наружного слоев; Δ t - разница максимальной и минимальной температур перекачиваемой среды; d_внутр - наружный диаметр внутреннего слоя, а ребра жесткости выполнить по спиралям, а также по спиралям с противоположным направлением.

На фиг.1 изображена бипластмассовая труба; на фиг.2 - внешний вид внутренней части трубы с ребрами жесткости, выполненными по спирали; на фиг.3 - внешний вид внутренней части трубы с ребрами жесткости, выполненными по спиралям с противоположным направлением.

Предлагаемая бипластмассовая труба включает в себя внутренний слой 1 из термопласта, наружный слой 2 из стеклопластика и ребра жесткости 3, выполненные на наружной поверхности внутреннего слоя 1. Ребра жесткости 3 входят в канавки 4, выполненные на внутренней поверхности наружного слоя 2. Для получения жесткой конструкции, воспринимающей как радиальные, так и осевые нагрузки, между ребрами жесткости 3 можно положить стеклоровинг, смоченный в эпоксидной смоле, поверх него положить слои стелоровинга вдоль оси трубы, а сверху обмотать стелоровингом в радиальном направлении. Каждый слой стеклоровинга смачивается эпоксидной смолой.

Предлагаемая бипластмассовая труба работает следующим образом. При охлаждении перекачиваемой среды от температуры t₂ до t₁ внутренний диаметр наружного слоя d_нap уменьшится на величину Δ d_нap=α _нар•_{(t2-t1)• dнар, где α нар - коэффициент теплового расширения наружного слоя 2. А наружный диаметр внутреннего слоя dвнутр уменьшится на величину Δ dвнутp=α внутр•(t2-t1)• dвнутр, где α внутр - коэффициент теплового расширения внутреннего слоя 1. Так как высота ребер жесткости h>Δ α • Δ t• dвнутр, где Δ α =α внутр - α нар; Δ t=t2-t1, то есть h>Δ dвнутр-Δ dнap, то они будут находиться в зацеплении с канавками 4, что обеспечит жесткое соединение наружного 2 и внутреннего 1 слоев. Это увеличивает прочность и эксплуатационную надежность трубы при изменениях температуры перекачиваемой среды. Выполнение ребер жесткости 3 по спирали обеспечивает сцепление их с канавками 4 на всей длине трубы. Выполнение ребер жесткости 3 по спиралям с противоположным направлением обеспечивает сцепление на всей длине трубы и исключает проворачивание наружной и внутренней частей трубы друг относительно друга, что повышает прочность и эксплуатационную надежность трубы.}

Изобретение относится к трубам из пластических масс. Техническим результатом изобретения является повышение прочности и эксплуатационной надежности. В бипластмассовой трубе, содержащей внутренний слой из термопласта, наружный слой из стеклопластика и ребра жесткости, закрепленные на наружной поверхности внутреннего слоя, высота ребер жесткости h определяется по формуле h>Δα·Δt·d_внутр, где Δα - разница коэффициентов линейного теплового расширения материалов внутреннего и наружного слоев; Δt - разница максимальной и минимальной температур перекачиваемой среды; d_внутр - наружный диаметр внутреннего слоя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Бипластмассовая труба, содержащая внутренний слой из термопласта, наружный слой из стеклопластика и ребра жесткости, закрепленные на наружной поверхности внутреннего слоя, отличающаяся тем, что высота ребер жесткости h определяется по формуле

h>Δα·Δt·d_внутр,

где Δα - разница коэффициентов линейного теплового расширения материалов внутреннего и наружного слоев;

Δt - разница максимальной и минимальной температур перекачиваемой среды;

d_внутр - наружный диаметр внутреннего слоя.