Стеклопластиковая труба

 

Изобретение относится к области труб из полимерных материалов, в частности из стеклопластика. Техническим результатом изобретения является повышение жесткости и прочности. Стеклопластиковая труба, содержащая отдельные тонкостенные стеклопластиковые панели с отбортовками, выполнена из двух панелей полукруглой формы с отбортовками, расположенными с внешней стороны диаметрально противоположно друг другу, образуя ребра жесткости вдоль оси трубы, причем армирующие элементы стеклопластиковой трубы расположены так, что угол между направлением армирования и осью трубы в обеих половинах составляет 54-60° и одновременно направление расположения волокон одной половины противоположно направлению расположения другой половины. 3 ил.

Изобретение относится к области трубопроводов из полимерных материалов и может быть использовано в различных областях водохозяйственного строительства, мелиорации, в том числе в широкозахватных дождевальных машинах типа ДКШ-64 “Волжанка”.

Известны различные конструкции стеклопластиковых труб, где армирующие стекловолокна расположены с ориентацией по окружности, работающие на кручение (Ашкенази Е.К., Ганов Э.В. Анизотропия конструкционных материалов. Справочник. Л: Машиностроение, 1980. 247 с.).

К недостаткам этих конструкций следует отнести их пониженную прочность и жесткость, делающие невозможным применение их в дождевальной технике, в частности в машинах ДКШ-64 “Волжанка”, где трубопровод является одновременно осью вращения колес.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту, прототипом, является стеклопластиковая труба-оболочка, состоящая из тонкостенных стеклопластиковых панелей, установленных и закрепленных на внутренней поверхности оболочки, причем между контактирующими поверхностями оболочки и тонкостенных панелей размещены кольца с отверстиями и стержни, установленные в отверстиях и соединяющие кольца между собой, при этом торцы тонкостенных панелей размещены и закреплены на кольцах [авторское свидетельство №972185, F 16 L 9/12].

Однако материалоемкость, высокая стоимость и значительный вес делают применение подобных труб в дождевальной технике нерентабельным.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции трубы, нагруженной знакопеременным кручением, снижение ее стоимости, материалоемкости при сохранении прочностных характеристик и жесткости.

Задача в стеклопластиковой трубе, содержащей отдельные тонкостенные стеклопластиковые панели с отбортовками, достигается тем, что труба выполнена из двух панелей полукруглой формы с отбортовками, расположенными с внешней стороны диаметрально противоположно друг другу, образуя ребра жесткости вдоль оси трубы, причем армирующие элементы стеклопластиковой трубы расположены так, что угол между направлением преимущественного армирования и осью трубы в обеих половинах составляет 54-60° и одновременно направление расположения волокон одной половины противоположно направлению расположения другой половины.

Новизна и оригинальность заключается в том, что в отличие от прототипа труба, выполненная из двух половин полукруглой формы с отбортовками, расположенными с внешней стороны диаметрально противоположно друг другу, и армирующими элементами, уложенными по углом 54-60° к оси трубы, обладает достаточной жесткостью и прочностью при кручении без значительного усложнения и удорожания конструкции. При угле преимущественного армирования 54-60° волокна совмещены с траекториями действия главных растягивающих напряжений, что позволяет конструкции хорошо работать при кручении. Угол армирования меньше 54° снижает жесткость конструкции, увеличивая прогиб.

На фиг.1 изображена предлагаемая труба, вид в изометрии; на фиг.2 - общий вид; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.

Стеклопластиковая труба (фиг.1) включает две половины 1 и 2, выполненные с отбортовками (ребрами) 3, 4, 5 и 6, расположенными с внешней стороны диаметрально противоположно. Армирующие элементы в половине 1 и частях ребер 3 и 4 уложены под углом 54-60° с осью трубы. Армирующие элементы в половине 2 и частях ребер 5 и 6 уложены также под углом 54-60° с осью трубы противоположно направлению половины 1 (фиг.2). Таким образом стекловолокно располагается по траекториям действия главных растягивающих напряжений, т.е. по направлению наибольших удлинений. Угол преимущественного армирования, равный 54-60°, обеспечивает оптимальное сочетание жесткости по допускаемому прогибу при хороших характеристиках при кручении.

Места соединения половин (отбортовки) являются одновременно ребрами жесткости.

Армирующими элементами могут служить волокна и ткани разного переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые. В качестве связующего могут быть использованы полимерные смолы: полиэфирные, эпоксидные, фенольные, меламиновые, кремнийорганические и различные их сочетания.

Половины трубы изготавливаются путем холодного отверждения или горячего прессования. Сборка трубы осуществляется путем склеивания. В зависимости от требуемых физико-механических характеристик толщина трубы регулируется количеством слоев ткани или волокон.

В дождевальной машине ДКШ-64 “Волжанка” трубопровод служит осью вращения колес, которые крепят разъемными ступицами, стянутыми болтами. Отбортовки трубы исключают проворачивание колеса по трубе.

Предлагаемое конструктивное решение позволит увеличить жесткость и прочность трубы при кручении без значительного усложнения, удорожания и увеличения материалоемкости конструкции, что сделает возможным использование ее в качестве водопроводящего трубопровода в широкозахватных дождевальных машинах типа ДКШ-64 “Волжанка”.

Формула изобретения

Стеклопластиковая труба, содержащая отдельные тонкостенные стеклопластиковые панели с отбортовками, отличающаяся тем, что выполнена из двух панелей полукруглой формы с отбортовками, расположенными с внешней стороны диаметрально противоположно друг другу, образуя ребра жесткости вдоль оси трубы, причем армирующие элементы стеклопластиковой трубы расположены так, что угол между направлением армирования и осью трубы в обоих половинах составляет 54-60°, и одновременно направление расположения волокон одной половины противоположно направлению расположения другой половины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3