Противоизломный протектор гибкого трубопровода

Изобретение относится к защитным устройствам гибких трубопроводов, в том числе шлангов, кабелей, и может быть использовано для предотвращения перелома трубопровода в процессе его монтажа и эксплуатации. Противоизломный протектор гибкого трубопровода содержит поперечные звенья в виде кольцевой пластины, попарно связанные между собой продольными звеньями, причем радиус внутренней кромки поперечных звеньев обеспечивает посадку поперечного звена на гибкий трубопровод с гарантированным зазором. На внутренней кромке поперечного звена выполнено четное, не менее шести, число пазов. Продольные звенья выполнены в виде сектора круглой кольцевой пластины, на внутреннем радиусе которого выполнены два широких паза, а внешний радиус которого равен заданному радиусу изгиба трубопровода. При этом каждые два соседних поперечных звена связаны друг с другом при помощи по меньшей мере трех продольных звеньев, которые установлены преимущественно перпендикулярно к плоскостям обоих поперечных звеньев соединением «паз в паз» так, что в каждом продольном звене в одном широком пазу расположен паз первого поперечного звена, а в другом широком пазу расположен паз соседнего с первым поперечного звена. Пазы поперечного звена выполнены шириной по посадке с гарантированным зазором относительно толщины продольного звена. Широкие пазы продольного звена выполнены шириной, обеспечивающей свободное относительное перемещение в них поперечных звеньев при изгибании гибкого трубопровода до заданного радиуса изгиба. Достигается уменьшение механических напряжений стенок гибкого трубопровода, а также увеличение срока эксплуатации предлагаемого устройства при упрощении его изготовления и монтажа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к защитным устройствам гибких трубопроводов, в том числе шлангов, кабелей и может быть использовано для предотвращения перелома трубопровода в процессе его монтажа и эксплуатации.

Из уровня техники известно «Защитное устройство от перелома провода» по патенту №RU 2392714 (опубл. 20.06.2010). Для предотвращения излома провода при его проводке через отверстие в стенке соединительной муфты шланга или трубы устройство содержит опорную упругую спираль, выполненную за одно целое с монтажным основанием. Провод охватывается монтажным основанием и опорной упругой спиралью, а монтажное основание охватывается выходным патрубком и имеет возможность перемещаться до зацепления с геометрическим замыканием с выходным патрубком. Предотвращение излома трубопровода осуществляется за счет опоры провода на внутренние стенки спирали. Минимальный радиус кривизны изгиба провода в спирали определяется весом и упругими свойствами самого провода, а также упругими характеристиками спирали, а именно ее шагом, диаметром, материалом. Подбор этих характеристик для произвольного трубопровода с заданными параметрами сложен и трудоемок. Кроме того, спираль при изгибе не сохраняет внутренний диаметр, что может приводить к изменению геометрии сечения трубопровода, а возникновение в ходе эксплуатации знакопеременных изгибных и крутильных напряжений в спирали приводит к ее разрушению.

Известен также «Зажим поддерживающий» по патенту №RU 2212743 (опубл. 20.09.2003), конструкция которого включает эластичный элемент с выполненными на нем снаружи диаметральными кольцевыми выступами. Минимальный радиус кривизны изгиба трубопровода в такой конструкции определяется упругими свойствами материала эластичного элемента и геометрией указанных выступов: их высотой и шагом. Основным недостатком являются заметные знакопеременные тангенциальные напряжения на стенках эластичного элемента, что сокращает срок эксплуатации устройства.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности конструктивных признаков является «Устройство шланга для текучей среды» по патенту №RU 2636863 (опубл. 28.11.2017). Устройство шланга имеет некоторое число препятствующих перегибу выступов, которые отстоят друг от друга на некоторый интервал и выполнены в продольном направлении шланга. Выступы проходят кольцеобразно вокруг наружной поверхности шланга. Группа соединительных сетчатых перемычек выполнена между двумя соседними препятствующими перегибу выступами, при этом сетчатые перемычки соединяют между собой соседние препятствующие перегибу выступы. Группы расположены по форме чередующегося шевронного переплетения в продольном направлении шланга для текучей среды. Недостатком данного устройства является жесткое крепление усиливающего каркаса из выступов и перемычек к стенкам шланга (в частности, исполнение указанных выступов и сетчатых перемычек методом литьевого формования). Предотвращение перелома шланга обеспечивается за счет упругих свойств материала трубопровода и каркаса, что влечет наличие зон повышенных растягивающих/сжимающих деформаций и ограничение срока эксплуатации шланга при его интенсивном использовании.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение механических напряжений стенок гибкого трубопровода при его изгибании до заданного радиуса изгиба, а также увеличение срока эксплуатации предлагаемого устройства при упрощении его изготовления и монтажа.

Для достижения указанного технического результата противоизломный протектор гибкого трубопровода содержит поперечные звенья в виде кольцевой пластины, попарно связанные между собой продольными звеньями, причем радиус внутренней кромки поперечных звеньев обеспечивает посадку поперечного звена на гибкий трубопровод с гарантированным зазором, на внутренней кромке поперечного звена выполнено четное, не менее шести, число пазов, продольные звенья выполнены в виде сектора круглой кольцевой пластины, на внутреннем радиусе которого выполнены два широких паза, а внешний радиус которого равен заданному радиусу изгиба трубопровода, при этом каждые два соседних поперечных звена связаны друг с другом при помощи по меньшей мере трех продольных звеньев, которые установлены преимущественно перпендикулярно к плоскостям обоих поперечных звеньев соединением «паз в паз» так, что в каждом продольном звене в одном широком пазу расположен паз первого поперечного звена, а в другом широком пазу расположен паз соседнего с первым поперечного звена, пазы поперечного звена выполнены шириной по посадке с гарантированными зазором относительно толщины продольного звена, а широкие пазы продольного звена выполнены шириной, обеспечивающей свободное относительное перемещение в них поперечных звеньев при изгибании гибкого трубопровода до заданного радиуса изгиба. Два продольных звена, установленные в двух соседних пазах одного поперечного звена, установлены в них по разные стороны упомянутого поперечного звена.

Технический результат достигается тем, что для гибкого трубопровода с заданным радиусом изгиба в качестве опорного элемента использован съемный, установленный на трубопроводе с гарантированным зазором сборно-разборный каркас, поперечные звенья которого попарно связаны продольными звеньями пазовым соединением. При достижении степени изгибания трубопровода заданного радиуса изгиба продольные звенья каркаса, расположенные со стороны внутренней к изгибу стенки трубопровода, стыкуются своими торцами друг с другом и образуют единый опорный элемент, внешний радиус которого, благодаря предложенной форме продольного звена, равен заданному предельному радиусу изгиба. Кольцевая форма поперечных звеньев препятствует сплющиванию трубопровода в зоне изгиба. Это предотвращает излом трубопровода и сохраняет его пропускную способность. Выполнение пазов продольного элемента широкими позволяет обеспечить работу устройства при разнонаправленных изгибных деформациях трубопровода.

Возможная реализация устройства представлена на рисунках: Фиг. 1 - схема устройства в сборе (вид сбоку), Фиг. 2 - схема устройства в сборе (поперечное сечение).

Противоизломный протектор гибкого трубопровода 1 содержит поперечные звенья 2, попарно связанные между собой продольными звеньями 3. Поперечные звенья 2 выполнены в виде кольцевой пластины, радиус внутренней кромки которой обеспечивает посадку поперечного звена 2 на гибкий трубопровод 1 с гарантированным зазором. На внутренней кромке поперечного звена 2 выполнены шесть пазов 4. Продольные звенья 3 выполнены в виде сектора круглой кольцевой пластины, на внутреннем радиусе которого выполнены два широких паза 5. Внешний радиус продольного звена 3 равен заданному радиусу изгиба трубопровода 1. Поперечные звенья 2 и продольные звенья 3 выполнены из материала устойчивого к деформациям сжатия/растяжения, например, из металла или прочного пластика. Продольные звенья 3 установлены своими широкими пазами 5 в пазы 4 поперечных звеньев 2 соединением «паз в паз». Каждые два соседних поперечных звена 2 связаны друг с другом при помощи трех продольных звеньев 3. При этом в каждом продольном звене 3 в одном широком пазу 5 расположен паз 4 одного поперечного звена 2, а в другом широком пазу 5 расположен паз 4 соседнего с первым поперечного звена 2. Пазы 4 поперечного звена 2 выполнены шириной по посадке с гарантированным зазором относительно толщины продольного звена 3. Ширина широких пазов 5 в возможной реализации устройства прямо пропорциональна наибольшей величине абсолютных продольных деформаций стенки трубопровода 1, ограниченной двумя соседними поперечными звеньями 2, достигаемых при изгибании трубопровода 1 до заданного радиуса изгиба. Два продольных звена 3, установленные в двух соседних пазах 4 одного поперечного звена 2, установлены в них по разные стороны упомянутого поперечного звена 2.

Противоизломный протектор гибкого трубопровода работает следующим образом. Установка предлагаемого съемного противоизломного протектора производится при монтаже трубопровода 1, надеванием поперечных звеньев 2, связанных продольными звеньями 3, на стенки трубопровода 1. В процессе эксплуатации при изгибании трубопровода 1 до заданного радиуса изгиба продольные звенья 3 на внутренней дуге трубопровода 1 смыкаются своими торцами друг с другом, образуя тем самым единую опорную дугу. Внешний радиус опорной дуги, благодаря предложенной форме продольного звена 3, равен заданному предельному радиусу изгиба. Кольцевая форма поперечных звеньев 2 препятствует сплющиванию гибкого трубопровода 1 в месте изгиба, тем самым увеличивая общую жесткость конструкции. Для обеспечения устойчивости конструкции связь одного поперечного звена 2 с двумя соседними поперечными звеньями 2 не может быть выполнена менее, чем шестью продольными звеньями 3 (по три продольных звена на каждую сторону). Ширина широких пазов 5, в частности, в соответствии с указанным в примере реализации устройства соотношением, определяется, исходя из условия свободного относительного перемещения поперечных звеньев 2 в пазах 4 продольных звеньев 3 при изгибании гибкого трубопровода 1 вплоть до заданного радиуса изгиба.

Предложенная съемная конструкция противоизломного протектора с посадкой его поперечных звеньев на трубопровод с гарантированным зазором, а также предложенное соединение «паз в паз» для связи поперечных звеньев между собой позволяют предотвратить существенные деформации стенок трубопровода, что продлевает срок его эксплуатации. Кроме того, простота конструкции устройства позволяет без использования дополнительных инструментов вручную смонтировать его на любом гибком трубопроводе.

1. Противоизломный протектор гибкого трубопровода, содержащий поперечные звенья в виде кольцевой пластины, попарно связанные между собой продольными звеньями, отличающийся тем, что

- радиус внутренней кромки поперечных звеньев обеспечивает посадку поперечного звена на гибкий трубопровод с гарантированным зазором,

- на внутренней кромке поперечного звена выполнено четное, не менее шести, число пазов,

- продольные звенья выполнены в виде сектора круглой кольцевой пластины, на внутреннем радиусе которого выполнены два широких паза, а внешний радиус которого равен заданному радиусу изгиба трубопровода,

- при этом каждые два соседних поперечных звена связаны друг с другом при помощи по меньшей мере трех продольных звеньев, которые установлены преимущественно перпендикулярно к плоскостям обоих поперечных звеньев соединением «паз в паз» так, что в каждом продольном звене в одном широком пазу расположен паз первого поперечного звена, а в другом широком пазу расположен паз соседнего с первым поперечного звена,

- пазы поперечного звена выполнены шириной по посадке с гарантированным зазором относительно толщины продольного звена, а широкие пазы продольного звена выполнены шириной, обеспечивающей свободное относительное перемещение в них поперечных звеньев при изгибании гибкого трубопровода до заданного радиуса изгиба.

2. Противоизломный протектор гибкого трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что два продольных звена, установленные в двух соседних пазах одного поперечного звена, установлены в них по разные стороны упомянутого поперечного звена.