УСТРОЙСТВО БОРТОВОГО УЧАСТКА РЕЗИНОКОРДНОЙ ОБОЛОЧКИ

Полезная модель относится к конструкциям бортовых участков резинокордных оболочек, различной формы: цилиндрической, конической, торообразной и т.п., используемых в качестве трубопроводов, пульпопроводов, отводов, компенсационных вставок, тройников, конических переходов и других резинотканевых трубчатых изделий, которые могут применяться для транспортировки абразивных песчано-гравийных смесей, продуктов переработки горно-обогатительных комбинатов, для перекачивания жидкости в горнодобывающей промышленности, в гидромеханизации, в нефтехимической промышленности, в строительстве надземных и подземных сооружений.
Известна конструкция бортового участка резинокордной оболочки, состоящей из внутреннего герметизирующего слоя, наружного покрывного слоя и силового каркаса, образованного слоями корда, включающая бортовой участок, с размещенными внутри него основного и дополнительного бортовых колец. (RU 2367838 С1, 2009).
Недостатком известного решения является сложность изготовления бортовых участков оболочки, повышенная материалоемкость силового каркаса за счет образования нескольких петлевых участков вокруг бортовых колец.
Наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели является устройство бортового участка резинокордной оболочки, состоящей из покрывного, герметизирующего слоев и расположенного между ними силового каркаса, включающее бортовой элемент цилиндрической формы, образованный отогнутыми в радиальной направлении концевыми участками слоев и силового каркаса оболочки, и контактирующий с бортовым элементом металлический фланец, покрывной слой бортового элемента в зоне перехода от его внешней плоской поверхности к поверхности покрывного слоя оболочки выполнен с кольцевой канавкой, образующей с внешней стороны кольцевую полость, а с внутренней стороны - кольцевой выступ, который огибается силовым каркасом, формирующим криволинейную поверхность плавно переходящую к краю бортового элемента в плоскую поверхность, металлический фланец снабжен кольцевым выступом, размещенным в кольцевой полости бортового элемента, бортовой элемент и металлический фланец имеют соосно расположенные отверстия для пропуска болтов. (Трибельский И.А. и др. Расчетно-экспериментальные методы проектирования сложных резинокордных конструкций. Омск, изд. ОмГТУ, 2011, с. 18 рис. 1.10).
Каждая из бортовых частей компенсатора, раскрытого в книге Трибельского И.А., выполнена без бортовых колец, что упрощает его сборку. Однако в процессе эксплуатации резинокордной оболочки, работающей в условиях сложнонапряженного состояния, усилия обжатия ее бортовых элементов снижаются, что может привести к выдергиванию изогнутых в радиальном направлении концевых участков силового каркаса, размещенных в бортовых элементах, а, следовательно, и к снижению герметичности.
Задачей полезной модели является создание конструкции бортового участка резинокордной оболочки, обеспечивающей повышение ее эксплуатационных характеристик.
Данная задача решается за счет того, что в устройстве бортового участка резинокордной оболочки, состоящей из покрывного, герметизирующего слоев и расположенного между ними силового каркаса, включающем бортовой элемент цилиндрической формы, образованный отогнутыми в радиальной направлении концевыми участками слоев и силового каркаса оболочки, и контактирующий с бортовым элементом металлический фланец, покрывной слой бортового элемента в зоне перехода от его внешней плоской поверхности к поверхности покрывного слоя оболочки выполнен с кольцевой канавкой, образующей с внешней стороны кольцевую полость, а с внутренней стороны - кольцевой выступ, который огибается силовым каркасом, формирующим криволинейную поверхность плавно переходящую к краю бортового элемента в плоскую поверхность, металлический фланец снабжен кольцевым выступом, размещенным в кольцевой полости бортового элемента, бортовой элемент и металлический фланец имеют соосно расположенные отверстия для пропуска болтов, силовой каркас бортового элемента выполнен сужающимся к его краю, при этом бортовой элемент снабжен по меньшей мере одним дополнительным слоем силового каркаса, расположенным параллельно плоской поверхности основного силового каркаса, а металлический фланец с наружной стороны в зоне противоположной кольцевому выступу скруглен радиусом, направленным от поверхности его контакта с бортовым элементом.
Толщина бортового элемента в зоне размещения дополнительного и основного плоского силового каркаса может быть уменьшена.
Предпочтительно, чтобы кольцевая канавка имела глубину от 2 до 5 мм, радиус скругления фланца составлял 1/4-3/4 его толщины.
Покрывной слой бортового элемента имеет толщину от 1 до 4 мм, а герметизирующий слой выполнен из резиностойкой резины и имеет толщину от 3 до 6 мм.
Герметизирующий и покрывной слои бортового элемента могут быть изготовлены из маслобензостойкой и полимерной композиции, устойчивой к воздействию агрессивных нефтесодержащих сред.
Металлический фланец может быть выполнен цельным или составным.
По меньшей мере один дополнительный слой силового каркаса может быть расположен рядом с плоской поверхностью основного силового каркаса или с возможностью контакта с ним.
Форма кольцевого выступа на металлическом фланце соответствует форме кольцевой полости бортового элемента
Техническим результатом полезной модели является повышение ресурса надежности крепления силового каркаса в бортовом участке оболочки, прочности и как следствие повышение герметичности.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен бортовой участок резинокордной оболочки.
Бортовой участок (бортовая зона) резинокордной оболочки в частном виде представлена в виде бортового участка компенсатора, оболочка которого имеет форму, например, гофрированной цилиндрической оболочки 1, состоящей из наружного покрывного слоя 2, внутреннего герметизирующего слоя 3 и расположенного между ними силового каркаса 4 в виде слоев корда. Бортовой участок 5 включает бортовой элемент 6 цилиндрической формы и контактирующий с ним металлический фланец 7. Бортовой элемент 6 образован отогнутыми в радиальной направлении концевыми участками слоев 2 и 3 и каркаса 4 оболочки: наружного покрывного слоя 8, внутреннего герметизирующего слоя 9 и силового каркаса 10, сужающегося к краю бортового элемента. Предпочтительная толщина покровного слоя 2 и 8 составляет от 1 до 4 мм, а герметизирующего слоя 3 и 9 от 3 до 6 мм. Приведенные размеры покрывного слоя обеспечивают устойчивость к механическим, химическим и природным воздействиям, а герметизирующего слоя - герметичность и стойкость его к истиранию абразивными средами. Герметизирующий слой может быть выполнен из резиностойкой резины; герметизирующий и покрывной слои могут быть изготовлены из маслобензостойкой и полимерной композиции, устойчивой к воздействию агрессивных нефтесодержащих сред.
Металлический фланец 7 предназначен для соединения бортового элемента компенсатора, например, с фланцем 11 секции трубопровода. Фланец 7 обжимает покрывной слой 2 бортовой зоны оболочки 1 компенсатора и бортовой элемент 6. Соединение осуществляется посредством крепежных элементов 12 (болтов), пропущенных через соосно размещенные отверстия в бортовом элементе 6 и фланцах 7 и 11. Металлический фланец 7 может быть выполнен цельным или для удобства монтажа - составным.
Наружный покрывной слой 8 бортового элемента 6 в зоне перехода от внешней плоской поверхности к поверхности наружного покрывного слоя оболочки 2 выполнен с кольцевой канавкой 13, образующей со стороны металлического фланца 7 кольцевую полость 14, а с внутренней стороны - кольцевой выступ 15. Металлический фланец 11, со стороны, контактирующей с покрывным слоем 8 бортового элемента 6, снабжен кольцевым выступом 16, взаимодействующий с кольцевой полостью 14 и имеющий форму, соответствующую форме кольцевой полости.
Силовой каркас 4 при переходе от цилиндрической части оболочки в бортовой элемент огибает кольцевой выступ 15 покрывного слоя 8 бортового элемента 6, образуя криволинейную поверхность 17 силового каркаса 10 плавно переходящую к краю бортового элемента в плоскую поверхность 18.
Металлический фланец 11 с наружной стороны в зоне противоположной его кольцевому выступу 16 имеет скругление 19 радиусом, направленным от поверхности его контакта с бортовым элементом 6.
Предпочтительно радиус скругления 19 металлического фланца составляет 1/4-3/4 его толщины. Скругление 19 на фланце снижает истирание контактирующего с ним покрывного слоя бортового участка, примыкающего к резинокордной оболочки.
Для исключения риска выдергивания силового каркаса из бортового элемента, последний снабжен по меньшей мере одним дополнительным слоем 20 силового каркаса, расположенным параллельно плоскому участку основного силового каркаса 18. Дополнительный слой силового каркаса 20 занимает площадь, ограниченную двумя радиусами: радиусом перехода от криволинейной поверхности 17 основного силового каркаса к плоской поверхности 18 и наружным радиусом бортового элемента 6.
Экспериментальным путем установлено, что оптимальная глубина кольцевой канавки бортового участка составляет от 2 до 5 мм. Данные размеры канавки, образующей внутри бортового элемента выступ, обеспечивают надежное крепление дополнительного и основного силового каркаса, размещенного вне зоны упомянутого выступа.
Толщина бортового элемента 6 в зоне размещения дополнительного и основного плоского силового каркаса уменьшена для образования зазора 21 между бортовым элементом и фланцем 7 трубопровода, уменьшающим площадь обжатия резинокордного элементами фланцами 7 и 11, что повышает герметичность соединения. Зазор 21 образован вне зоны огибания 17 силового каркаса бортового элемента.
По меньшей мере один дополнительный слой 20 силового каркаса расположен рядом, т.е. вблизи плоской поверхности основного силового каркаса 10 или контактирует с ним. Дополнительный слой может быть образован также путем загиба силового каркаса 10 в противоположную сторону, т.е. от внешнего края бортовой части в сторону центральной продольной оси компенсатора.
Наличие выступа на металлическом фланце и ответной кольцевой полости на бортовой элементе, огибание силового каркаса бортового элемента вокруг кольцевого выступа его покрывного слоя, разное усилие обжатия бортового элемента за счет разницы размеров его толщины, обеспечивают надежную фиксацию силового каркаса и герметичность соединения оболочки, в частности компенсатора, с другими секциями трубопровода.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен бортовой участок резинокордной оболочки.