Устройство защиты механических деталей
Изобретение относится к устройству защиты механических деталей, подверженных нагрузкам, трению или вибрациям, например, для защиты от разрушения, вследствие коррозии, установленных в положение опоры вентилей и трубопроводов в местах их соприкосновений. Устройство (10) защиты от разрушения, в частности от коррозии, механической детали (22), опирающейся на опору (20), содержит гибкую ленту (12), выполненную с возможностью вхождения в непосредственный контакт с механической деталью (22). Также устройство содержит, по меньшей мере, один прямолинейный ряд (14), образованный подкладками (14-1, 14-2, 14-3), выполненными с возможностью вхождения в непосредственный контакт с опорой (20). Подкладки (14-1, 14-2, 14-3) неподвижно соединены с гибкой лентой и являются более жесткими, чем гибкая лента. Предпочтительно подкладки (14-1, 14-2, 14-3) могут иметь прямоугольную форму. Устройство обеспечивает механическую защиту и поглощение механических вибраций между защищаемыми деталями. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству защиты механических деталей, подверженных нагрузкам, трению или вибрациям. В частности, оно находит свое применение для защиты от разрушения, в частности, вследствие коррозии, установленных в положение опоры вентилей и трубопроводов в местах их соприкосновений.
Уровень техники
Как известно, между двумя деталями, предназначенными для установки в положение опоры, для которых требуется ограничить коррозию, располагают вкладыш из композиционного материала, форма поверхности которого соответствует форме одной из деталей. Например, в документе US 5069255 для защиты цилиндрической трубы с круглым основанием между этой трубой и опорой располагают вкладыш цилиндрической формы с внутренним диаметром, равным наружному диаметру трубы.
Эти системы с вкладышами имеют ряд недостатков. Прежде всего, они требуют наличия соответствующего вкладыша, подходящего для каждого диаметра трубы.
Также из документа FR 2822218 известно решение, согласно которому между деталями в зоне контакта располагают кусок эластомера. Однако этот материал быстро сплющивается и становится неэффективным.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков.
Поставленная задача решена в устройстве защиты от разрушения, в частности от коррозии, механической детали, опирающейся на опору или находящейся под давлением, в частности под действием веса, при этом такое устройство содержит гибкую ленту, выполненную с возможностью вхождения в непосредственный контакт с механической деталью, и по меньшей мере один прямолинейный ряд, образованный подкладками, выполненными с возможностью вхождения в непосредственный контакт с опорой, при этом указанные подкладки неподвижно соединены с гибкой лентой и являются более жесткими, чем гибкая лента.
Благодаря этому устройству, за счет неподвижного соединения гибкой ленты с механической деталью, обеспечивают механическую защиту между механической деталью и опорой. Устройство обеспечивает также поглощение механических вибраций между защищаемыми деталями. Таким образом, можно использовать одинаковое устройство защиты для разных диаметров труб, что уменьшает потребности в площадях для складирования и хранения. Кроме того, гибкость устройства по меньшей мере в одном направлении ограничивает потребность в выравнивании, шлифовании или подгонке поверхности деталей. Устройство в соответствии с изобретением ограничивает коррозию между защищаемыми деталями. Устройство в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает по меньшей мере такую же защиту, что и вкладыш, но лишено его недостатков и имеет срок службы, намного превышающий срок службы оболочек из эластомерного материала. Кроме того, можно легко предусмотреть устройства, адаптированные к различным диаметрам или размерам деталей и к различным действующим механическим усилиям, например, к разному весу. Кроме того, это устройство может служить распоркой для деталей, которые не расположены достаточно близко друг от друга, чтобы находиться в положении непосредственной опоры, например, в случае последовательного ряда опор вдоль трубы, когда одна из опор находится на высоте, меньшей высоты других опор.
В вариантах осуществления механическая деталь 22 является трубопроводом.
В вариантах осуществления подкладки имеют прямоугольную форму.
В вариантах осуществления подкладки имеют ширину от 20 мм до 30 мм и длину от 10мм до 30 мм.
В вариантах осуществления промежуток между двумя подкладками составляет от половины их длины до значения их ширины.
В вариантах осуществления гибкая лента содержит по меньшей мере один тканый слой.
Благодаря этим признакам, устройство использует однородность и прочность, свойственные тканям.
В вариантах осуществления по меньшей мере часть множества подкладок выполнена из пластического материала.
Благодаря этим признакам, подкладки имеют очень высокую жесткость. Пластический материал, из которого выполнены подкладки, обеспечивает электрическую и даже термическую изоляцию между деталями. Кроме того, подкладки поглощают различные вибрации между деталями, которые они разделяют.
В вариантах осуществления по меньшей мере часть из множества подкладок содержит два комбинированных материала, при этом один из этих материалов является более гибким, чем другой.
Эту комбинацию получают, например, путем тканья или наложения друг на друга. Благодаря каждому из этих признаков, эти подкладки обладают лучшей способностью поглощения вибраций и ударов.
В вариантах осуществления более гибкий материал охвачен более жестким материалом.
Благодаря этим признакам, устройство можно применять для не цилиндрических деталей, или оно может сглаживать неровности на поверхности цилиндрических деталей, например, сварные швы, образующие утолщения на трубах. При этом устройство является гибким в двух ортогональных направлениях.
В вариантах осуществления более жесткий материал является полифениленсульфидом (ПФС).
В вариантах осуществления гибкая лента и подкладки выполнены из одного однородного материала.
Например, гибкая лента и подкладки выполнены из единого и однородного блока материала. Этому блоку из одного материала можно придать форму для получения гибкой ленты и подкладок, например, посредством механической обработки, формования, литья под давлением или экструзии. Например, гибкая лента имеет толщину, меньшую или равную одному миллиметру, чтобы обладать необходимой гибкостью.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества, задачи и отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 представлен вариант осуществления заявленного устройства, расположенного между защищаемым трубопроводом и опорой, схематичный вид в разрезе;
на фиг. 2 показан предпочтительный вариант осуществления заявленного устройства, схематичный вид в перспективе;
на фиг. 3, 4 и 5 показаны подкладки согласно различным вариантам осуществления заявленного устройства, вид в разрезе.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1, устройство 10 защиты в соответствии с изобретением расположено между двумя деталями 20 и 22, для которых необходимо ограничить коррозию, износ или вибрации. Например, деталь 20 является опорой, установленной в платформе или на морском дне, а деталь 22 является трубопроводом.
Устройство 10 содержит гибкую ленту 12 и неподвижно соединенное с гибкой лентой 12 множество подкладок, более жестких, чем гибкая лента.
Как показано на фиг. 1, деталь 22, в данном случае трубопровод, такой как нефтепровод, опирается только на один ряд подкладок таким образом, чтобы поверхность опоры трубопровода на опору 20 была максимально большой. Вместе с тем, необходимо использовать также другие ряды с двух сторон, поскольку в случае разрушения опорного ряда, эти ряды продолжают обеспечивать опору для трубопровода.
На фиг. 2 представлен вариант осуществления устройства 10 защиты механических деталей в соответствии с настоящим изобретением, содержащего гибкую ленту 12 и несколько рядов 14 подкладок, более жестких, чем гибкая лента, при этом каждый ряд подкладок состоит из нескольких подкладок, например, из подкладок 14-1, 14-2 и 14-3.
Хотя в рамках изобретения можно использовать подкладку только для одной детали, разделение каждого ряда подкладок на несколько подкладок представляет особый интерес. Действительно, в течение времени происходит деградация поверхности трубопровода 22. Вследствие этого наружная поверхность трубопровода имеет впадину, где металл истерся, и связанные с окислением выступы. Поскольку трубопровод больше не является прямолинейным, наличие нескольких подкладок позволяет ряду со временем следовать неровностям поверхности трубопровода.
Согласно частным вариантам осуществления изобретения, подкладки, такие как подкладки 14-1, 14-2, 14-3, показанные на фиг. 2, имеют прямоугольную и, в частности, квадратную форму. Предпочтительно толщина подкладок составляет от 5 мм до 10 мм, и ширина подкладок составляет от 20 мм до 30 мм, а их длина составляет от 10 мм до 30 мм. Промежуток между двумя подкладками может составлять от половины их длины до значения их ширины. Так, при длине подкладок в 30 мм, промежуток между двумя подкладками будет составлять от 15 мм до 30 мм.
Следует отметить, что высота подкладок и расстояние между каждой подкладкой должны быть такими, чтобы трубопровод 22 ни в коем случае не мог соприкасаться с опорой через гибкую ленту.
Гибкость гибкой ленты обеспечивает относительное движение между подкладками и позволяет всему устройству 10 располагаться вдоль поверхности защищаемой механической детали.
Гибкая лента 12 может быть выполнена из эластичного материала. Предпочтительно гибкая лента 12 содержит по меньшей мере один тканый слой. Преимуществом тканого слоя являются присущие тканям однородность и прочность.
Подкладки 14-1, 14-2, 14-3 являются жесткими, но не хрупкими. Предпочтительно подкладки содержат пластический материал и/или цветной металл, например, бронзу. Таким образом, можно повысить их жесткость. Пластический материал обеспечивает электрическую и даже термическую изоляцию и поглощение различных вибраций между деталями. Цветной металл, например, бронза, не подвержен коррозии.
Предпочтительно каждая подкладка содержит пластический или смолистый материал с наполнителем из материала, ограничивающего истирание. Подкладки выполнены шлифованными, что способствует скольжению трубопровода на опоре. Предпочтительно каждую подкладку получают посредством выдавливания с волочением, экструзии, совместной экструзии или литья под давлением. Таким образом, можно легко изготавливать подкладки, в частности, с сечением и со стенками разной толщины таким образом, чтобы получать разные сечения, и предусматривая в каждом сечении разные материалы, например, жесткий для предупреждения истирания и мягкий для поглощения вибраций.
Для изготовления устройства 10 гибкая лента 12 может содержать сетку, плетеный материал или ткань, входящие в контакт с каждой подкладкой во время этапа формования каждой подкладки. В других вариантах осуществления каждую подкладку фиксируют еще в жидком состоянии на гибкой ленте таким образом, чтобы гибкая лента 12 пропиталась материалом подкладки. Таким образом, подкладка и гибкая лента 12 оказываются прочно соединенными между собой.
В вариантах осуществления гибкую ленту и подкладки выполняют из одного материала, как показано на фиг. 3. Этому блоку из одного материала можно придать форму для получения гибкой ленты и подкладок, например, посредством механической обработки, формования, литья под давлением или экструзии. Преимуществом этих вариантов осуществления являются низкие расходы по изготовлению, в частности, когда изготовление осуществляют посредством экструзии или выдавливания с волочением.
В вариантах осуществления каждую подкладку крепят на гибкой ленте 12 при помощи клея или посредством сварки.
Предпочтительно, как показано на фиг. 4 и 5, подкладку выполняют из двух материалов, один из которых охватывает другой для обеспечения лучшего контакта с защищаемыми деталями, а также лучшую способность поглощения некоторых вибраций и ударных воздействий. Предпочтительно более гибкий материал 30, например, резину, окружают более жестким материалом 32, например, полифениленсульфидом (ПФС).
Предпочтительно во время изготовления устройства 10 выполняют ленту из материала, сматываемую в рулон. Затем устройство 10 получают посредством разрезания изготовленной таким образом ленты по размеру¸ соответствующему защищаемым трубопроводу и опоре.
Для применения заявленного устройства осуществляют следующий способ для защиты трубопровода 22, установленного на опоре 20:
- этап разрезания вышеупомянутого рулона между двумя подкладками для получения устройства 10 защиты. Размер устройства 10 защиты зависит от защищаемых деталей. Толщина и длина подкладок зависят от давления, оказываемого на них трубопроводом, и от ожидаемых движений скольжения трубопровода. Чтобы удовлетворить все потребности для трубопровода, диаметр которого может составлять от двух до пятидесяти шести дюймов (примерно от 5 до 140 сантиметров), можно предусмотреть два или три типа подкладок.
- этап приподнимания трубопровода 22 при помощи известных способов,
- этап подготовки поверхности по меньшей мере одной детали, например, трубопровод 22, например, посредством дробеструйной обработки и обезжиривания,
- этап пропитки подготовленной поверхности и/или гибкой ленты 12 устройства 10, например, клеем, например, типа полимеризующейся смолы, которая может затвердевать под действием излучения, тепла или в ходе химической реакции между компонентами,
- этап позиционирования таким образом, чтобы по меньшей мере вся контактная поверхность одной из подкладок была параллельной к стороне опоры, на которую будет уложен трубопровод, и
- этап прижатия ленты 12 к клею и к поверхности подготовленной детали, например, посредством стягивания при помощи по меньшей мере одного хомута вокруг устройства 10 и трубопровода 22. Клей затвердевает и скрепляет устройство 10 с трубопроводом 22.
Разумеется, можно предусмотреть отдельную защиту для двух входящих друг с другом в контакт поверхностей.
- этап укладки трубопровода 22 при помощи известных способов.
Из представленного выше описания понятно, что, неподвижно соединяя гибкую ленту с одной из деталей, получают механическую защиту между защищаемыми деталями. Устройство в соответствии с изобретением обеспечивает также поглощение механических вибраций между защищаемыми деталями. Кроме того, одно и то же устройство можно использовать для разных диаметров труб, что облегчает задачи складирования и хранения.
Гибкость устройства по меньшей мере в одном направлении ограничивает необходимость обработки поверхности деталей. Таким образом, заявленное устройство ограничивает коррозию между защищаемыми деталями. Кроме того, можно легко предусмотреть устройства, адаптируемые для разных диаметров или размеров защищаемых деталей.
Устройство в соответствии с изобретением можно применять не только для трубопроводов. Оно находит свое применение для всех случаев, когда механические детали входят в контакт и когда необходимо защитить по меньшей мере одну из этих деталей, например, от коррозии, вибраций, ударов или от реакции с материалом другой детали.
1. Устройство (10) защиты от разрушения, в частности от коррозии, механической детали (22), опирающейся на опору (20), отличающееся тем, что содержит:
- гибкую ленту (12), выполненную с возможностью вхождения в непосредственный контакт с механической деталью, и
- по меньшей мере один прямолинейный ряд (14), образованный подкладками (14-1, 14-2, 14-3), выполненными с возможностью вхождения в непосредственный контакт с опорой, при этом указанные подкладки (14-1, 14-2, 14-3) неподвижно соединены с гибкой лентой и являются более жесткими, чем гибкая лента.
2. Устройство (10) защиты по п. 1, в котором механическая деталь (22) является трубопроводом.
3. Устройство (10) защиты по п. 1, в котором указанные подкладки (14-1, 14-2, 14-3) имеют прямоугольную форму.
4. Устройство (10) защиты по п. 3, в котором указанные подкладки (14-1, 14-2, 14-3) имеют ширину от 20 мм до 30 мм и длину от 10 мм до 30 мм.
5. Устройство (10) защиты по п. 3, в котором промежуток между двумя из указанных подкладок (14-1, 14-2, 14-3) составляет от половины их длины до значения их ширины.
6. Устройство (10) защиты по одному из пп. 1–5, в котором указанная гибкая лента (12) содержит по меньшей мере один тканый слой.
7. Устройство (10) защиты по одному из пп. 1–5, в котором по меньшей мере часть указанных подкладок (14-1, 14-2, 14-3) выполнена из пластического материала.
8. Устройство (10) защиты по одному из пп. 1–5, в котором по меньшей мере часть из множества подкладок (14) содержит два комбинированных материала, при этом один из этих материалов является более гибким, чем другой.
9. Устройство (10) защиты по п. 8, в котором более гибкий материал охвачен более жестким материалом.
10. Устройство (10) защиты по п. 9, в котором более жесткий материал является полифениленсульфидом (ПФС).
11. Устройство (10) защиты по одному из пп. 1–5, в котором указанная гибкая лента (12) и указанные подкладки (14-1, 14-2, 14-3) выполнены из одного однородного материала.
