Неразъёмное соединение рукавов высокого давления

Изобретение относится к машиностроению для производства армированных гибких трубопроводов высокого давления. Неразъемное соединение рукава высокого давления содержит рукав, состоящий из герметизирующего слоя и силового слоя на основе арамидного жгута, пропитанного эластомерным связующим. Ниппель с кольцевыми герметизирующими выступами, выполненными в зоне силовой заделки рукава, с проточкой на наружной поверхности и обжимающий слой в зоне заделки рукава. При этом ниппель в зоне заделки силового слоя рукава выполнен в виде усеченного конуса с вершиной в сторону рукава с углом конуса 6-10° с закруглением в зоне перехода основания конуса и образующей. В зоне заделки герметизирующего слоя рукава ниппель выполнен тонкостенным с кольцевыми выступами и впадинами. Причем герметизирующие кольцевые выступы и впадины в зоне заделки герметизирующего слоя рукава выполнены в радиальном и осевом направлениях в теле ниппеля. Технический результат заключается в повышении надежности соединения рукавов высокого давления. 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для производства армированных гибких рукавов высокого давления.

Существующие гибкие рукава высокого давления представляют собой многокомпонентные системы, состоящие в основном из следующих частей: гибкий армированный рукав и стальные законцовки, предназначенные для присоединения в систему и соединения с гибким рукавом. Недостатком таких гибких рукавов высокого давления является недостаточная надежность и потери герметичности в соединении стальные законцовки - гибкий рукав [см. книгу Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М. «Машиностроение, 1971 г., стр. 531].

Конструкция известного соединения по патенту РФ №2355937, МПК7 F16L 33/207 опубл. 20.05.2009 г. представляет собой следующее: на наружной поверхности армированного рукава установлена муфта с внутренними уплотняющими кольцевыми выступами, в рукаве с муфтой размещен ниппель с наружными уплотнительными кольцевыми выступами до упора друг в друга. Уплотнение происходит путем обжатия муфты. Недостатками данной конструкции и большинства известных уплотненных по наружной поверхности является:

- во-первых, в результате старения материала рукава возможна потеря герметичности;

- во-вторых, в том, что муфта имеет диаметр заведомо больший, чем диаметр рукава и уменьшается путем обжима до меньшего, а за счет внутреннего высокого давления будет стремиться возвращаться в исходное состояние. Все это снижает надежность герметичного соединения в зонах законцовки - рукав.

Наиболее близким аналогом неразъемного соединения, выбранным в качестве прототипа, является изобретение по патенту РФ №2552015, МПК7 F16L 33/00 по заявке №2014111868 от 27.03.2014 г.

Отличительными признаками известного неразъемного соединения рукава высокого давления являются следующие:

- в герметизирующем слое рукава на концевых участках установлены ступенчатые гладкие гильзы, причем часть их выполнена с внутренним диаметром, равным проходному диаметру рукава, а обращенная к ниппелю часть большего диаметра выполнена с внутренним диаметром больше диаметра выступов ниппеля, наружный диаметр гильзы меньше наружного диаметра герметизирующего слоя;

- часть гильзы большего диаметра установлена в герметизирующем слое рукава с возможностью образования зазора между гильзой и герметизирующим слоем рукава при подаче давления в рукав;

- обжимающий слой и силовой слой рукава имеют монолитную конструкцию и выполнены на основе арамидного жгута, пропитанного эластомерным связующим.

Основным недостатком известного соединения является необходимость увеличения длины негибкой части гибкого рукава, кроме того при изготовлении имеются технологические трудности, связанные с нанесением клеев (адгезивов) на одни части и смазки на другие части ниппеля и гильзы.

Изобретение решает задачу повышения надежности и технологичности соединения рукавов высокого давления для давлений до и более 150,0 МПа при диаметре рукавов 50-150 мм и более.

Основная задача решена, и технический результат достигнут за счет новой конструкции и концепции в соединении новой конструкции ниппеля с рукавом, содержащим герметизирующий и силовой слои, с обжимающим слоем в зоне заделки рукава.

Для достижения поставленной цели в заявляемом изобретении ниппель в зоне заделки силового слоя рукава выполнен в виде усеченного конуса с вершиной в сторону рукава с углом конуса 6-10° с закруглением в зоне перехода основания конуса и образующей, а герметизирующие кольцевые выступы и впадины в зоне заделки герметизирующего слоя рукава выполнены и в радиальном и осевом направлениях в теле ниппеля. Выполнение ниппеля в виде усеченного конуса с вершиной в сторону рукава уменьшает осевое усилие от высокого давления за счет уменьшения толщины гермослоя, а угол 6-10° обеспечивает технологическую возможность намотки силовой оболочки на эластичных связующих без сползания кольцевых слоев при намотке, определен экспериментально.

Указанные признаки конструктивно взаимосвязаны и являются существенными, т.к. каждый из них и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением цели, технического результата.

Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, что характеризует соответствие заявляемого технического решения критерию «новизна». Данное техническое решение является результатом опытно-конструкторской работы по созданию гибких рукавов высокого давления до 150 МПа диаметром ∅76 и ∅100 мм для гидроразрыва пластов. В данном техническом решении реализована новая концепция технологии одновременной герметизации с использованием эффекта усадки материала гермослоя и объемного обжатия материала гермослоя с прижатием к ниппелю при высоком давлении в рукаве. Решение по заявке неочевидно, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в конструкциях трубопроводов, концевых арматур рукавов высокого давления ограниченных типоразмеров. При этом обеспечивается увеличение надежности.

Сущность изобретения поясняется чертежом - Фиг. 1, выносным видом В - Фиг. 2, и изометрией общего вида - Фиг. 3.

Конструкция неразъемного соединения рукавов содержит ниппель 1 с кольцевыми выступами и впадинами, проточкой на наружной поверхности 2 и герметизирующий эластомерный слой 3, составляющий общий конструктивный элемент, получаемый при литье герметизирующего слоя в форме с установленным ниппелем 1, намотанный по всей длине рукава силовой слой 4 на основе арамидного жгута, пропитанного эластичным связующим (например, полиуретаном СУРЭЛ ТФ-228), и обжимающий слой 5, намотанный на концевых участках рукава в проточках 2, выполненный на основе арамидного или углеродного жгутов, пропитанных эпоксидным связующим, составляющие монолитную конструкцию. Ниппель 1 в зоне заделки силового слоя рукава выполнен в виде усеченного конуса с вершиной в сторону рукава с углом конуса 6-10° с закруглением Б в зоне перехода основания 7 конуса и образующей. При этом часть ниппеля 1 с герметизирующими выступами выполнена тонкостенной с кольцевыми выступами и впадинами 6 в радиальном и осевом направлениях для заделки герметизирующего слоя для обеспечения объемного сжатия эластичного материала герметизирующего слоя в впадинах.

Сборка неразъемного соединения рукавов высокого давления осуществляется следующим образом. В заливочную форму закладываются стальные законцовки, ниппель 1 своей частью, выполненной тонкостенной с кольцевыми выступами и впадинами устанавливается в форму под заливку, при этом на поверхности ниппеля, контактирующие с герметизирующим слоем, наносится клей; тонкостенная часть, ограниченная усеченной конической оболочкой ниппеля заполняется эластомерным герметизирующим слоем 3. После термообработки герметизирующего слоя рукава, на его наружную поверхность технологией мокрой намотки наматывается силовой слой 4 на основе арамидного жгута, пропитанного эластомерным связующим с адгезией к герметизирующему слою 3 спиральной намоткой с углом намотки в 55° и шагом намотки от 1 до 8 мм, на концевых участках рукава в зонах расположения законцовок радиальной намоткой 85° наматывается дополнительно обжимающий слой 5 в зоне заделки из высокомодульного арамидного или углеродного жгутов, пропитанных эпоксидным связующим, представляющих монолитную конструкцию с силовым слоем 4 с физико-химическими связями с эластичным связующим.

Рабочая среда внутри рукава под давлением прижимает герметизирующий слой к внутренней поверхности тонкостенной части усеченной конической оболочки ниппеля с деформированием тонкостенной части ниппеля с реализацией объемного сжатия герметизирующего слоя в впадинах в радиальном и осевом направлениях, обеспечивая герметичность соединения ниппеля с герметизирующим слоем рукава при высоких давлениях.

По заявляемым материалам изобретения изготовлены рукава высокого давления до 150 МПа (рабочее давление 105 МПа) с внутренним диаметром ∅76 мм, ∅100 мм. Проведены испытания на прочность и герметичность в объеме свыше 50 циклов нагружения. Полученные результаты позволили рекомендовать рукава для очень ответственного применения с рабочими давлениями до 105 МПа.

Представленное новое техническое решение в предложенной совокупности существенных признаков позволяет создать рукава высокого давления более эффективные по сравнению с известным уровнем техники, воспроизводимо промышленным способом, и соответствует также критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.

Неразъемное соединение рукава высокого давления, содержащее рукав, состоящий из герметизирующего слоя и силового слоя на основе арамидного жгута, пропитанного эластомерным связующим, ниппель с кольцевыми герметизирующими выступами, выполненными в зоне силовой заделки рукава, с проточкой на наружной поверхности и обжимающий слой в зоне заделки рукава, отличающееся тем, что ниппель в зоне заделки силового слоя рукава выполнен в виде усеченного конуса с вершиной в сторону рукава с углом конуса 6-10° с закруглением в зоне перехода основания конуса и образующей, а в зоне заделки герметизирующего слоя рукава выполнен тонкостенным с кольцевыми выступами и впадинами, причем герметизирующие кольцевые выступы и впадины в зоне заделки герметизирующего слоя рукава выполнены в радиальном и осевом направлениях в теле ниппеля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности касается армированных рукавов высокого давления с герметизирующей эластомерной внутренней оболочкой, металлическим ниппелем, силовым и бандажным слоями. Металлический ниппель рукава содержит кольцевые выступы, размещенные концентрично на поверхности тонкостенной оболочки, имеющей форму усеченного конуса с кольцевой площадкой поперек оси ниппеля наружу.

Изобретение относится к устройствам для соединения рукавов с металлическим каркасом с неразъемной концевой арматурой и может быть применено в транспортной, автомобильной, нефтяной, и в других отраслях. Устройство включает в себя резиноармированный рукав, муфту и ниппель.

Изобретение относится к зажимному устройству, которое содержит зажимной хомут (10), имеющий ленту (12), предназначенную для затягивания вокруг объекта, и внешнюю манжету (16), расположенную вокруг ленты (12) и закрепленную на ленте с помощью нескольких крепежных лапок (18). Каждая крепежная лапка (18) прикреплена к манжете (16) с помощью крепежного участка (18A) и проходит от указанного крепежного участка в сторону оси (A) хомута, доходя до зажимного участка (18B), который отогнут назад под лентой таким образом, что он может зажиматься между внутренней поверхностью ленты и объектом, вокруг которого затягивается указанная лента.

Изобретение относится к устройствам для соединения рукавов с металлическим каркасом с неразъемной концевой арматурой и может быть применено в транспортной, автомобильной, нефтяной и в других отраслях. Устройство включает резиноармированный рукав с удаленным внутренним резиновым слоем на конце, внутренняя поверхность муфты выполнена конической, а наружная поверхность ниппеля снабжена конической поверхностью, выполненной напротив конуса муфты, так чтобы условные вершины смотрели к торцу рукава, которые при обжатии создают зону повышенного давления, чем достигается надежное соединение и намного упрощает изготовление муфты и ниппеля.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к ленточным хомутам с винтовым узлом натяжения, и может применяться для многократного использования при присоединении резиновых и пластиковых эластичных трубок, шлангов к штуцерам, патрубкам. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и герметичности ленточного хомута при одновременном обеспечении простоты регулирования степени затяжки хомута.

Изобретение относится к зажимному кольцу, содержащему ленту (10), образующую замкнутую петлю и обладающую двумя концами, снабженными ушками (12, 14), которые расположены вертикально и которые могут быть плотно сжаты вместе для стягивания кольца. Кольцо содержит проставку (22) с прижимной поверхностью (24), продолжающейся между концами (10А, 10В) ленты (10), и ребро (26), содержащее по меньшей мере первый язычок, который расположен вертикально относительно прижимной поверхности, причем ребро продолжается между ушками.

Изобретение относится к шланговым хомутам, используемым для соединения гибкого шланга с более жесткой трубой или компонентом. Шланговый хомут включает в себя ленту и приводной червячный механизм.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высокой прочности гибкую стальную трубу изготавливают из нескольких сваренных полос, имеющую области основного металла, сварные швы и их зоны термического влияния, имеющую предел текучести, превышающий 80 тыс.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к конструкции многослойных напорных и напорно-всасывающих рукавов, работающих как под избыточным давлением, так и при вакууме. Техническим результатом является повышение надежности и эксплуатационного ресурса гибкого рукава, к внутреннему и наружному диаметрам которого выступа фланца привулканизован герметизирующий слой, при этом в выступе фланца выполнены отверстия, заполненные резиной герметизирующего слоя.

Изобретение относится к заделке рукава. Заделка рукава состоит из уплотнительной и силовой оболочек и содержит внутренний патрубок и наружную муфту, между конусными участками которых закрепляются и уплотняются упомянутые оболочки.

Изобретение относится к машиностроению для производства армированных гибких трубопроводов высокого давления. Неразъемное соединение рукава высокого давления содержит рукав, состоящий из герметизирующего слоя и силового слоя на основе арамидного жгута, пропитанного эластомерным связующим. Ниппель с кольцевыми герметизирующими выступами, выполненными в зоне силовой заделки рукава, с проточкой на наружной поверхности и обжимающий слой в зоне заделки рукава. При этом ниппель в зоне заделки силового слоя рукава выполнен в виде усеченного конуса с вершиной в сторону рукава с углом конуса 6-10° с закруглением в зоне перехода основания конуса и образующей. В зоне заделки герметизирующего слоя рукава ниппель выполнен тонкостенным с кольцевыми выступами и впадинами. Причем герметизирующие кольцевые выступы и впадины в зоне заделки герметизирующего слоя рукава выполнены в радиальном и осевом направлениях в теле ниппеля. Технический результат заключается в повышении надежности соединения рукавов высокого давления. 3 ил.

Наверх