Гибкий шланг Советский патент 1982 года по МПК F16L11/08 

(54) ГИБКИЙ ШЛАНГ

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гибким шлангам, применяемым Б народном хозяйстве, например в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей, угольной промышленности, тяжелом машиностроении и т. д.

Известна армированная гибкая труба, у которой армирование производится высокопрочной проволокой, углы намотки которой изменяются от нижнего до внешнего Б диапазоне от 6 до 80° по Ъпределенной закономерности 1.

Недостатком этой трубы является то, что она не рассчитана на работу при внешних осевых растягивающих нагрузках.

Известен также гибкий шланг, содержащий внутреннюю эластичную трубу с намотанной на нее неметаллической тканью и армирующими слоями с защитной эластичной оболочкой 2.

Недостатками известного шланга являются неспособность работы при внешних осевых растягивающих нагрузках и низкая долговечность, вызываемая значительными осевыми, радиальными и объемными деформациями при пульсирующем характере

изменения давления и внешних осевых растягивающих нагрузках.

Цель изобретения - возможность работы гибкого шланга в режиме одновременного действия высокого внутреннего давления и большой осевой растягивающей силы, повышения долговечности путем снижения осевой, радиальной и объемной деформаций при циклическом характере изменения нагрузок.

Указанная цель достигается тем, что

10 щланг армирован двумя парами армирующих слоев, каждая из которых представляет собой два семейства симметрично навитых нитей, причем угол навивки нитей нижней пары армирующих слоев относительно геометрической оси шланга лежит в диапазоне 75-90°, а угол навивки нитей верхней парыБ диапазоне О-20°.

На фиг. 1 представлен шланг со слоями; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Гибкий шланг состоит из эластичной

20 трубы 1 с намотанной на нее неметаллической тканью 2, нижней пары армирующих слоев 3, верхней пары армирующих слоев 4 и эластичной оболочкой 5. Связь между геометрическими характеристиками и механическими свойствами материалов с рабочими давлениями и осевой растягивающей силой определяется формулами

,JL.,I%III

21Ь22 «Х

1622

LA с I )

P L,

-22

где N - рабочая внешняя осевая нагрузка; Р - рабочее внутреннее давление; 621 допустимое натяжение в нитях

нижнего армирующего слоя; - допустимые натяжения в нитях

верхнего армирующего слоя; ЕЗ - модуль упругости нитей нижнего

армирующего слоя; 22 - модуль упругости нитей верхнего

армирующего слоя;

К - коэффициент запаса прочности; L|, - коэффициенты структурной неоднородности щланга, включающие, в себя площадь поперечного сечения, количество и углы навивки нитей нижнего и верхнего армирующих слоев, внутренний и внещний диаметр гибкого щланга, диаметр середины армирующей зоны, модуль сдвига и коэффициент Пуассона эластомера.

Эластичная труба 1 обернута слоем неметаллической ткани 2. Непосредственно на слой неметаллической ткани 2 последовательно навиты семейства силовых нитей, образующие нижнюю пару армирующих слоев 3 и верхнюю пару армирующих блоев 4, причем семейства силовых нитей, образующие нижнюю пару армирующих слоев 3, симметрично навиты под углом к геометрической оси шланга, лежащим в диапазоне 75-90°, а семейства силовых нитей, образующие верхнюю пару армирующих

слоев 4, навиты подобным же образом под углом, лежащим в диапазоне О-20°.

Последним слоем, наложенным на семейство силовых нитей 4, является эластичная оболочка 5. Труба 1, неметаллическая ткань 2, силовые нити нижней и верхней пары армирующих слоев 3 и 4 и эластичная оболочка 5 находятся в упругом захвате между собой.

Формула изобретения

Гибкий шланг, содержащий- внутреннюю эластичную трубу с намотанной на нее неметаллической тканью, армирующие слои,

представляющие собой семейства спирально навитых взаимно параллельных силовых нитей и защитную эластичную оболочку, отличающийся тем, что, с целью возможности работы гибкого щланга в режиме одновременного действия высокого внутреннего давления и больщой осевой растягивающей силы, повышения долговечности шланга путем снижения осевой, радиальной и объемной деформаций при циклическом характере измерения нагрузок, шланг армирован

двумя парами армирующих слоев, каждая из которых представляет собой два семейства симметрично навитых нитей, причем угол навивки нитей нижней пары армирующих слоев относительно геометрической оси шланга лежит в диапазоне 75-90°, а угол навивки нитей верхней пары - в диапазоне 0-20°.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СССР № 518159, кл.Р 16 L 11/14, 1971.

2. Патент США № 3212528, кл. 138-130, 1965.