УСТРОЙСТВО БОРТОВОГО УЧАСТКА РЕЗИНОТКАНЕВОЙ ТРУБЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ С НЕПОВОРОТНЫМ ФЛАНЦЕМ

Полезная модель относится к конструкциям бортовых участков резинотканевых изделий типа трубчатых оболочек различной формы: цилиндрической, конической, торообразной и т.п., которые могут быть использованы в качестве трубопроводов, пульпопроводов, отводов, компенсационных вставок, тройников, конических переходов и 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.
Известно устройство бортового участка резинотканевой трубчатой оболочки, армированной кордным каркасом, включающее бортовой элемент с размещенными внутри него бортовым кольцом и замкнутой петлей, образованной кордным каркасом оболочки с выводом концевого участка петли из бортового элемента в оболочку, поворотный фланец с отверстиями для болтового соединения, контактирующий с внешней плоской поверхностью бортового элемента и имеющего скругление в зоне перехода от внешней плоской поверхности бортового элемента к наружной поверхности оболочки (патент RU 168806 U1, опубл. 21.02.2017).
Недостатком известного решения является невысокая надежность крепления кордного каркаса в бортовом элементе резинокордной трубчатой оболочки из-за отсутствия плотного облегания кордного каркаса к бортовому кольцу, которое может привести в процессе эксплуатации трубчатой оболочки к выдергиванию петли кордного каркаса из бортовых колец, его разрушению и, как следствие, к потере герметичности и прочности трубчатой оболочки.
Задача, поставленная при создании полезной модели, заключается в устранении указанного выше недостатка, за счет повышения эксплуатационной надежности и прочности бортового участка резинотканевой оболочки.
Техническим результатом полезной модели является исключение повреждения кордного каркаса в наиболее напряженной его зоне - в зоне крепления к кольцу, а, следовательно, повышение прочности и герметичности фланцевого соединения в бортовой зоне оболочки.
Технический результат достигается за счет того, что устройство бортового участка резинотканевой трубчатой оболочки, армированной кордным каркасом, включает неповоротный фланец цилиндрической формы с размещенными внутри него кольцом прямоугольного сечения со скругленными углами и замкнутой петлей, образованной кордным каркасом оболочки, с выводом концевого участка петли из неповоротного фланца в оболочку, контактирующее с неповоротным фланцем металлическое фланцевое кольцо, имеющее скругление в зоне перехода от внешней плоской поверхности неповоротного фланца к наружной поверхности оболочки, при этом между кольцом и внутренним контуром замкнутой петли размещена резиновая прослойка, имеющая переменное сечение с утолщением в направлении к соединительной поверхности неповоротного фланца и плавным сужением в направлении сопряжения восходящего петлевого участка с нисходящим, при этом сужение поперечного сечения резиновой прослойки имеет вид треугольника и образовано слоями шнура, размещенного в кольцевом направлении внутри резиновой прослойки, под резиновой прослойкой размещена защитная прослойка, а концевой участок замкнутой петли зафиксирован дополнительной прослойкой, причем защитная и дополнительная прослойки выполнены из прочного корда с поперечной ориентацией нитей относительно продольной оси неповоротного фланца, в неповоротном фланце и кольце, окруженном резиновой прослойкой, выполнены отверстия, каждое из которых совпадает с осью и диаметром отверстия, выполненного в металлическом фланцевом кольце, для пропуска через эти отверстия крепежного болта.
Металлическое фланцевое кольцо может быть выполнено цельным или состоящим по меньшей мере из двух секторов.
Диаметр неповоротного фланца равен диаметру фланцевого металлического кольца.
Предпочтительно, чтобы углы прямоугольного в сечении кольца были скруглены радиусом, равным 1/4-1/6 его толщины, а утолщение резиновой прослойки составляло 1/2-1/3 толщины кольца.
Оптимальной формой сужения резиновой прослойки является форма, приближенная к треугольнику, у которого по меньшей мере одна сторона выполнена дугообразной.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на котором изображен бортовой участок резинотканевой оболочки.
Бортовой участок (бортовая зона) резинокордной трубчатой оболочки в частном виде представлена в виде трубопровода 1, изготовленного из резинотканевого материала и содержащего внутренний герметичный, износостойкий слой 2, наружный покрывной слой 3 и силовой кордный каркас 4, нити которого размещены под углом 45°-65°, относительно продольной оси оболочки. Бортовой участок включает, размещенный на торце оболочки и выполненный заодно с ней неповоротный фланец 5 с размещенным внутри него кольцом 6 прямоугольного поперечного сечения со скругленными углами, оптимальный радиус которых составляет 1/4-1/6 ширины кольца и контактирующее с неповоротным фланцем металлическое фланцевое кольцо 7 с отверстиями 8. Благодаря скруглению углов прямоугольного в сечении кольца 6 исключаются острые углы у окружающей его резиновой прослойки и, как следствие, защищается петлевая часть кордного каркаса от истирания.
Для обеспечения равномерного обжимающего усилия и исключения повреждения кордного каркаса в зоне бортового участка металлическое фланцевое кольцо 7 имеет скругление 9 в месте перехода от внешней плоской поверхности неповоротного фланца к наружной поверхности оболочки.
Неповоротный фланец снабжен резиновой прослойкой 10, охватывающей кольцо 6 по всему его периметру, защищая его от разрушения при высоких нагрузках, возникающих при эксплуатации трубопровода.
Силовой кордный каркас 4 в неповоротном фланце 5 огибает резиновую прослойку 10, образуя замкнутую петлю 11. После образования замкнутой петли ее концевая часть 12 выводится за пределы неповоротного фланца 5 в цилиндрическую часть оболочки со стороны ее наружного покрывного слоя 3 и укладывается параллельно нижележащего 13 кордного каркаса. Таким образом, резиновая прослойка 10 оказывается расположенной между кольцом 6 и внутренним контуром замкнутой петли 11.
Резиновая прослойка 10 изготовлена с переменным сечением, имеющим утолщение 14 от поверхности кольца 6 в направлении к соединительной поверхности 15 неповоротного фланца 5 и плавное сужение 16 в направлении сопряжения восходящего петлевого участка замкнутой петли с нисходящим. Сужение 16 поперечного сечения резиновой прослойки 10 имеет вид треугольника и образовано слоями шнура, размещенного в кольцевом направлении внутри резиновой прослойки.
Выполнение резиновой прослойки с утолщением придает ей демпфирующее свойство, повышая защиту кордного каркаса при ударных нагрузках, возникающих при монтаже трубопровода. Оптимальный размер утолщения резиновой прослойки составляет 1/2-1/3 толщины кольца.
Форма сужения резиновой прослойки может иметь вид треугольника с прямолинейными сторонами. Однако наиболее оптимальной формой сужения является вид треугольника с изогнутыми сторонами, повторяющими внутренний контур нисходящей и/или восходящей замкнутой петли кордного каркаса. Данная форма, повторяющая контур естественного положения замкнутой петли, обеспечивает плотное прилегание кордного каркаса к резиновой прослойке без образования полостей и изгибов, имеющих место при огибании кольца без прослойки. Необходимая прочность резиновой прослойки в зоне сужения, т.е. в зоне наименьшего ее сечения, компенсируется укладкой внутри резиновой прослойки слоев прочного шнура.
В неповоротном фланце 5 и кольце 6, окруженном резиновой прослойкой выполнены отверстия 17 и 18, каждое из которых совпадет с осью и диаметром отверстия 8, выполненное в металлическом фланцевом кольце. Через эти отверстия пропущен болт для соединения с ответными фланцами трубопроводных систем. Диаметр неповоротного фланца равен диаметру фланцевого металлического кольца.
Неповоротный фланец 5 дополнительно снабжен защитными прослойками: прослойкой 19, размещенной под резиновой прослойкой 10, и прослойкой 20, которая фиксирует концевую часть замкнутой петли. Защитные прослойки 19 и 20, выполненные из прочного корда с поперечной ориентацией нитей относительно продольной оси трубопровода, повышают прочность кордного каркаса и обеспечивают надежность его крепления к кольцу неповоротного фланца. Предпочтительно, чтобы защитная прослойка 20 концевой части замкнутой петли была зафиксирована на всей ее длине от зоны сопряжения нисходящего и восходящего его петлевых участков до концевого края.
Полезная модель осуществляется следующим образом.
Предварительно отдельно изготавливают кольцо с резиновой прослойкой, имеющей переменное сечение. Резиновую прослойку накладывают на кольцо, приклеивают и вулканизируют. На цилиндрическую оснастку укладывают последовательно нижний герметизирующий слой оболочки, кордный каркас, заводят металлическое фланцевое кольцо (в случае выполнения его цельным) и кольцо с резиновой прослойкой. Затем кордный каркас огибают вокруг резиновой прослойки с образованием замкнутой петли и выводят его в противоположном направлении в цилиндрическую часть оболочки. Концевая часть петли фиксируется поперечными нитями корда. После этого укладывают наружный покрывной слой.
В случае использования разрезного металлического фланцевого кольца при сборке торцевой части трубопровода, сектора фланцевого кольца накладывают на наружный покрывной слой резины после огибания кордного каркаса вокруг резиновой прослойки, что позволяет упростить и более качественно выполнить крепление кордного каркаса.
Предложенный бортовой участок резинотканевого изделия, выполняющий функцию его соединительного элемента, позволяет обеспечивать устойчивость кордного каркаса к воздействию значительных знакопеременных циклических нагрузок - растяжения или сжатия, возникающих при эксплуатации изделия.