З’єднання полімерних армованих труб
Власники патенту RU 2245481:
Осипов Олексій Петрович (RU)
Рудовский Юрій Аврамович (RU)
Винахід відноситься до галузі будівництва і використовується при спорудженні трубопроводів, які транспортують під тиском хімічно агресивні продукти. В циліндричних порожнинах корпусу з монолітного блоку полімеру розміщені кінці з'єднуються труб, скріплені встик, наприклад, за допомогою зварювання. У блоці полімеру знаходяться рухливий армирующий каркас з поздовжніми елементами і нагрівальні елементи, розміщені з боку внутрішніх поверхонь порожнин. Корпус виконаний у вигляді втулки з полімерного матеріалу з радіальними виступами на торцях, а поздовжні елементи армирующего каркаса - у вигляді ниток з високомодульних волокон, навитих уздовж поздовжньої осі втулки між радіальними виступами торців втулки, і укладені в монолітний блок полімеру. Розширює арсенал технічних засобів. 4 з.п. ф-ли, 4 іл.
Винахід відноситься до галузі будівництва трубопроводів, призначених для транспортування рідких або газоподібних, в тому числі хімічно агресивних, середовищ при надмірному тиску і коливаннях температури, а більш конкретно до елементів сполучення трубопроводів.
Відомий з'єднувальний елемент для з'єднання кінців труб один з одним (1), виконаний у вигляді муфти, що представляє собою корпус з циліндричними порожнинами для кінців з'єднувальних труб, корпус виконаний з термопластичного матеріалу, всередині якого розміщений армирующий шар, що містить суцільну арматуру трубчастої форми, і нагрівальний елемент, виконаний у вигляді спіралі. Арматура муфти володіє більш високою жорсткістю, ніж жорсткість термопластичного матеріалу і призначена для сприйняття зварювального тиску під час зварювання.
Циліндрична форма порожнин забезпечує можливість застосування цієї муфти для з'єднання кінців труб тільки в тому випадку, якщо останні в процесі зварювального прогріву можуть лунати, тобто збільшуватися по зовнішньому діаметру на величину технологічних зазорів між посадочною циліндричної порожниною муфти і зовнішньою поверхнею з'єднується кінця труби. Наявність жорсткої суцільний арматури в корпусі з'єднувального елемента унеможливлює застосування цієї муфти для з'єднання труб з високою жорсткістю, тобто при спорудженні важко навантажених трубопроводів з армованих полімерних труб, тому що ні муфта, ні з'єднуються труби не можуть змінювати розмір посадочних поверхонь в процесі зварювання, щоб забезпечити щільне надійне з'єднання.
Відома муфта для з'єднання полімерних труб (2), що містить корпус з конічними порожнинами для кінців з'єднувальних труб, встановлений в ньому з боку внутрішніх поверхонь нагрівальний елемент у вигляді спіралі, і суцільний трубчастий перфорований каркас, розміщений в моноліті полімеру, жорсткість якого не менше жорсткості армирующего каркаса з'єднуються труб, при цьому кут конусності порожнин муфти виконаний не більше кута тертя полімеру корпусу і з'єднуються труб.
Ця конструкція забезпечує досягнення здатності навантаження трубопроводу, що дорівнює розрахунковій електричного навантаження на труби, коли з'єднання труб між собою ведеться послідовно. Однак недоліком цієї конструкції є необхідність забезпечення високої точності відповідності конусности кінців з'єднувальних труб і порожнин муфт. Крім цього, в разі ремонту трубопроводу і особливо при заміні окремої труби або її ділянки застосування таких муфт неможливо внаслідок необхідності осьового зсуву хоча б однієї з ділянок трубопроводу, що ремонтується на величину довжини конусної порожнини муфти.
Таким чином, при використанні з'єднувальних елементів, виконаних з полімерного матеріалу і мають циліндричну форму порожнин для кінців з'єднувальних труб, не може бути забезпечена необхідна здатність навантаження трубопроводу, тому що місця з'єднання не володіють необхідною міцністю до осьовим і радіальним навантаженням. Крім цього, неможливо забезпечити щільну посадку з'єднувального елемента внаслідок жорсткості армирующего каркаса. При використанні з'єднувальних елементів з конічною формою порожнин виникають технологічні складнощі з монтажем трубопроводу і особливо його подальшим ремонтом і обслуговуванням.
Відомий з'єднувальний елемент трубопроводу (3), конструкція якого прийнята в якості прототипу, що містить корпус, виконаний з монолітного блоку полімеру з циліндричними порожнинами для кінців з'єднувальних труб, усередині якого розміщено армирующий каркас, а з боку внутрішніх поверхонь порожнин встановлені нагрівальні елементи у вигляді струмопровідних спіралей , що ділять внутрішню поверхню порожнини на зону нагріву і холодну зону, при цьому армуючий каркас виконаний перфорованим у вигляді кільця і взаємодіючих з їм поздовжніх перфорованих елементів, які розміщені на кільці з можливістю їх радіального переміщення, а ширина кільця співмірна з шириною холодної зони.
Ця конструкція забезпечує спрощення монтажу та ремонту трубопроводів при одночасному досягненні розрахункової електричного навантаження на трубопроводу, так як має рухливий, тобто нежорсткий армирующий каркас, проте технологічно складна у виготовленні, вимагає великої кількості окремих деталей і дорогого обладнання для їх виготовлення (штампи, преси та ін.)
Крім цього, всі згадані сполуки припускають наявність зазору між кінцями труб, внаслідок чого можливі капілярні протікання середовища, що транспортується в порожнину сполучної муфти, що знижує здатність навантаження трубопроводу і вимагає додаткового посилення конструкції муфти над зоною стику, ускладнює конструкцію і процес виготовлення.
Завдання, яке вирішується винаходом, полягає в спрощенні конструкції з'єднання полімерних армованих труб, спрощення і здешевлення їх виготовлення при досягненні розрахункових навантажувальних характеристик з'єднання.
Це завдання вирішується таким чином.
У відомому з'єднанні полімерних армованих труб, що містить корпус з монолітного блоку полімеру з циліндричними порожнинами для розміщення кінців з'єднувальних труб, рухливий армирующий каркас з поздовжніми елементами, розміщений в блоці полімеру і нагрівальні елементи, розміщені з боку внутрішніх поверхонь порожнин, відповідно до винаходу корпус виконаний у вигляді втулки з полімерного матеріалу з радіальними виступами на торцях по зовнішньому діаметру, при цьому поздовжні елементи армирующего каркаса виконані у вигляді н ітей з високомодульних волокон, навитих уздовж поздовжньої осі втулки між радіальними виступами торців втулки і укладені в монолітний блок полімеру, а кінці з'єднуються труб скріплені встик, наприклад, за допомогою зварювання. На торцях втулки встановлені шайби з радіальними виступами по зовнішньому діаметру, розміщеними між радіальними виступами втулки. Нитки з високомодульних волокон навито в один або кілька шарів паралельно осі втулки, рівномірно по її зовнішньої поверхні, або під кутом до осі втулки в два або більше перехресних шару. Скріплення кінців труб встик виконано по конічних поверхнях.
На фіг.1 зображений загальний вид пропонованого з'єднання полімерних армованих труб.
На фіг.2 зображено загальний вигляд втулки з армуючим каркасом у вигляді ниток з високомодульних волокон, навитих паралельно осі втулки.
На Фіг.3 зображено загальний вигляд втулки з армуючим каркасом у вигляді ниток з високомодульних волокон, навитих під кутом до осі втулки з перехрещуванням шарів.
На фіг.4 зображені кінці труб в положенні перед стикового зварюванням з конічними стикуємими поверхнями.
З'єднання полімерних армованих труб містить втулку 1 з полімерного матеріалу, в циліндричних порожнинах якої розміщені кінці з'єднуються труб 2, 3. Втулка 1 забезпечена торцевими шайбами 4 з радіальними виступами 5 по зовнішньому діаметру, які розміщені між радіальними виступами 6, виконаними на торцях втулки 1. між виступами 6 втулки 1 уздовж її осі навито нитки 7 з високомодульних волокон, що утворюють армирующий каркас і розміщені в блоці монолітного полімеру 8. нитки 7 розташовуються або паралельно осі втулки 1 в один або неско ько верств рівномірно по її зовнішньої поверхні, або під кутом до осі втулки 1 в два або більше перехресних шару. З боку внутрішніх поверхонь порожнин втулки 1 розміщені струмопровідні спіралі 9. У моноліті 8 розміщені штуцери 10 для токоподвода до спіралям 9. На зварюються торцях труб 2, 3 виконані еквідистантно конічні поверхні 11, 12 з кутом нахилу # X003B1; до осі труб 2, 3.
Безпосередньо з'єднувальний елемент у вигляді втулки 1 з монолітом 8 виготовляється в стаціонарних виробничих умовах наступним чином.
На торцях втулки 1 виконують радіальні виступи 6, між якими встановлюють торцеві шайби 4 з радіальними виступами 5 по зовнішньому діаметру, потім на одному з виступів 6 закріплюють нитку 7 з високомодульних волокон і виробляють її навивку між виступами 6 протилежних торців втулки 1 уздовж її осі. Навивку здійснюють двома способами, описаними вище. Шайби 4 виконані з більш жорсткого матеріалу, ніж втулка 1, для запобігання втулки 1 від вдавлення ниток 7 при великих осьових або пульсуючих навантаженнях. Навиті нитки 7 утворюють нежорсткий в радіальному напрямку армирующий каркас який заливають в блок полімеру 8, міцно пов'язаний з втулкою 1. З боку внутрішніх поверхонь втулки 1 впроваджують струмопровідні спіралі 9.
З'єднання полімерних армованих труб в процесі монтажу трубопроводів виконується наступним чином.
На одну з труб, що з'єднуються 2, 3 з технологічним зазором одягають втулку 1 з блоком полімеру 8, потім кінці труб 2, 3 встановлюють в люнети і виконують конічні поверхні 11, 12 на їх торцях, або готують торці для звичайної зварювання встик. Конічним або плоским нагрівачем роблять нагрівання стикуються поверхонь торців труб, потім труби осаджують і розплавлені поверхні утворюють міцне з'єднання. Після витримки і охолодження стику зачищають зовнішній грат і насувають втулку 1 спільно з блоком полімеру 8, на область стику. Потім включають нагрів спіралей 9 і оплавляют внутрішню поверхню порожнини втулки 1 і зовнішні поверхні кінців труб 2, 3, при цьому відбувається міцне з'єднання кінців труб. Оскільки армирующий каркас втулки 1 не є жорстким в радіальному напрямку досягається необхідна усадка втулки і забезпечується рівна з трубами 2, 3 несуча здатність місця з'єднання.
Сварка труб, що з'єднуються 2, 3 встик, виключає проникнення середовища, що транспортується в порожнину втулки, в зв'язку з чим не потрібно зміцнення її середній частині спеціальними елементами, що значно спрощує конструкцію і виготовлення з'єднання при високих міцності. Крім цього, зварювання по конічних поверхнях дозволяє посилити прочностную характеристику зварного шва труб 2, 3, і полегшити операцію центрування стикуються труб перед зварюванням внаслідок самоцентрування їх по конічних поверхнях, а також розширити поле допусків по овальності або еліпсності труб, так як операція освіти конусности решт виробляється безпосередньо перед зварюванням в люнетах. У разі зварювання кінців труб по плоским поверхням полегшується процес торцювання, але несуча характеристика шва виходить заниженою і пред'являються більш високі вимоги до операції центрування стикуються труб, так як відсутній самоцентрування, також підвищуються вимоги до допускам на елліпсность і овальність стикуються труб для забезпечення оптимальної площі зварюється поверхні.
1. З'єднання полімерних армованих труб, що містить корпус з монолітного блоку полімеру з циліндричними порожнинами, в яких розміщені кінці з'єднуються труб, рухливий армирующий каркас з поздовжніми елементами, розміщений в блоці полімеру, і нагрівальні елементи, розміщені з боку внутрішніх поверхонь порожнин, що відрізняється тим, що корпус виконаний у вигляді втулки з полімерного матеріалу з радіальними виступами на торцях, при цьому поздовжні елементи армирующего каркаса виконані у вигляді ниток з високомодульних віл вікон, навитих уздовж поздовжньої осі втулки між радіальними виступами торців втулки, і укладені в монолітний блок полімеру, а кінці з'єднуються труб скріплені встик, наприклад, за допомогою зварювання.
2. З'єднання полімерних армованих труб по п.1, що відрізняється тим, що нитки з високомодульних волокон навито в один або кілька шарів паралельно осі втулки рівномірно по її зовнішньої поверхні.
3. З'єднання полімерних армованих труб по п.1, що відрізняється тим, що нитки з високомодульних волокон навито під кутом до осі втулки в два або більше перехресних шару.
4. З'єднання полімерних армованих труб по п.1, що відрізняється тим, що скріплення кінців труб встик виконано по конічних поверхнях.
5. З'єднання полімерних армованих труб по п.1, що відрізняється тим, що на торцях втулки перед намотуванням арматури з високомодульних волокон встановлені шайби з радіальними виступами по зовнішньому діаметру, розміщеними між торцевими радіальними виступами втулки.
Група винаходів відноситься до з'єднувальним вузлів. З'єднувальний вузол для формування з'єднання у вторинній вбудованій системі між першою секцією вторинної труби і другий секцією вторинної труби і для розміщення в ній первинного з'єднання. Вузол містить перший з'єднувальний елемент і другий з'єднувальний елемент. Згадані елементи містять поздовжню вісь між першим кінцем і другим кінцем, причому перший кінець кожного з'єднувального елемента включає перший трубчастий ділянку, що має перший внутрішній діаметр, пристосований для утворення ковзної посадки з вказаною першої секцією вторинної труби, і перше ущільнювача засіб для ущільнення при використанні з першої секцією вторинної труби; при цьому другий кінець має другий діаметр більше, ніж перший внутрішній діаметр. Кінцева поверхню розташована в площині, по суті Неперпендикулярність щодо, або зміщеною від, поздовжньої осі з'єднувального елемента, і при цьому другий кінець додатково включає в себе зону суміщення. Описано варіант сполучного вузла. Винахід підвищує надійність з'єднання. 2 н. і 31 з.п. ф-ли, 54 іл.
Група винаходів відноситься до трубних з'єднань. Муфтова частина трубного з'єднання містить камерний простір, в яке два протилежних торця з'єднуються разом частин труби поміщаються, по суті, один навпроти одного так, що муфтова частина простягається на відстані від точки з'єднання з'єднуються разом частин труби зверху обох частин труби. Муфтова частина містить нагріває засіб, таке як резисторні дроту, і внаслідок нагрівання цих резисторних дротів утворюється з'єднання між муфтової частиною і частинами труби. Оглядове вікно утворено в муфтової частини через стінку муфтової частини зовні всередину до точки, в якій може бути перевірено позиціонування поміщених по суті один навпроти одного торцевих поверхонь, що з'єднуються разом частин труби. Винахід також відноситься до трубному з'єднанню. Технічний результат полягає в підвищенні надійності з'єднання і розширенні функціональних можливостей. 2 н. і 5 з.п. ф-ли, 4 іл.
Надати фінансову допомогу
проекту FindPatent.ru