Композиционная пластиковая труба

КОМПОЗИЩОННАЯ ПЛАСТИКОВАЯ ТРУБА
Предполагаемая полезная модель относится к области транспортирования жидких сред по трубам, в частности, к трубам из пластических масс, применяемых в различных отраслях промышленности.
Известны композиционные пластиковые трубы, содержащие внутренний, наружный и праймерный слои, при этом внутренний слой выполнен из термопласта, а наружный - из стеклопластика (патент РФ № 2095676, F 16 L 9 / 133, 18.07.1995). В известной конструкции внутренний и наружный слои трубы соединяются друг с другом с помощью праймера. Однако, как показывает опыт использования таких труб, в процессе эксплуатации происходит отделение слоев от праймера, что приводит к снижению прочности и эксплуатационной надежности трубы.
Известна и принята за прототип композиционная пластиковая труба, содержащая внутреннюю и наружную части, выполненные из термопластичного синтетического материала и из термоотверждающегося синтетического материала, при этом наружная поверхность внутренней части вьшолнена щероховатой, шероховатость может быть вьшолнена в виде гофр, вытянутых вдоль оси трубы, или в виде поперечных канавок (патент РФ № 2046242, F 16 L 9 / 12, 29.06.1990). Известна также и принята за прототип бипластмассовая труба, содержащая внутренний слой из термопласта, наружный слой из стеклопластика и кольцевые ребра жесткости, закрепленные на внутреннем слое (патент РФ № 1691645, F 16 L 9/12, 17.08.89.). Достоинством известных устройств является механическое соединение внутренней и наружной частей трубы с помощью гофр, канавок или ребер жесткости, что повышает надежность и прочность трубы. Недостатком известных устройств является низкая надежность и недостаточная прочность при перекачивании жидкостей с изменяющейся температурой. При повышении температуры перекачиваемой среды внутренняя и наружная части трубы будут удлиняться вследствие теплового расщирения материала. Но так как коэффициент теплового расщирения термопластического материала всегда в несколько раз выще коэффициента теплового расширения термоотверждающегося материала, то первый удлинится значительно больше, чем второй. Продольные гофры не предназначены для удержания слоев друг относительно друга вдоль оси. При нагревании поперечные канавки и кольцевые ребра жесткости исключают продольные перемещения наружной и внутренней частей друг относительно друга в осевом направлении. При охлаждении же внутренняя часть трубы, выполненная из термопластичного материала, уменьшается в диаметре больше, чем наружная, вьтолненная из термоотверждающегося материала, в результате чего сцепление наружной и внутренней частей нарушается, так как между ними образуется зазор, из-за которого ребра наружной части выходят из канавок внутренней, а ребра жесткости внутренней части - из канавок наружной. При этом внутренняя и наружная части уже не работают как одно целое труба. Это снижает прочность и надежность трубы, приводит к ее разрушению. Кроме того, вьшолнение канавок и ребер жесткости в виде колец обеспечивает контакт наружной и внутренней частей только в отдельных сечениях, а не по всей длине трубы, что также снижает прочность и эксплуатационную надежность трубы.
Цель полезной модели - повьппение прочности и эксплуатационной надежности композиционной пластиковой трубы.
Поставленная цель достигается тем, что в известной композиционной пластиковой трубе, содержащей внутренний слой из термопласта, наружный слой из стеклопластика и канавки или ребра жесткости, вьшолнеьшые на наружной поверхности внутреннего слоя, в полезной модели предлагается глубину канавок и высоту ребер жесткости h определять по формуле h  Va VtedeHyrp, где Va - разница коэффициентов линейного теплового расширения материалов внутреннего и наружного слоев; Vt - разница максимальной и минимальF16L9/12
ной температур перекачиваемой среды; deuyip - наружный диаметр внутреннего слоя, а канавки и ребра жесткости выполнить по спиралям, а также по спиралям с противоположным направлением, при этом профили канавок и ребер жесткости выполнены прямоугольной или округлой формы.
На фиг. 1 изображена композиционная пластиковая труба с канавками на внутренней части; на фиг.2 - внешний вид внутренней части трубы с канавками, выполненными по спирали; на фиг. 3 - внешний вид внутренней части трубы с канавками, выполненными по спиралям с противоположным направлением; на фиг. 4 - изображена композиционная пластиковая труба с ребрами жесткости на внутренней поверхности; на фиг. 5 - внешний вид внутренней части трубы с ребрами жесткости, вьшолненными по спирали; на фиг. 6 - внешний вид внутренней части трубы с ребрами жесткости, выполненными по спиралям с противоположным направлением.
Предлагаемая композиционная пластиковая труба с канавками включает в себя внутренний слой 1 из термопласта, наружный слой 2 из стеклопластика, канавки 3, вьшолненные на наружной поверхности внутреннего слоя 1. В канавки 3 входят ребра 4, выполненные на внутренней поверхности наружного слоя 2. Для получения жесткой конструкции, воспринимающей как радиальные, так и осевые нагрузки, в канавки 3 можно положить стеклоровинг, смоченный в эпоксидной смоле, поверх него положить слои стелоровинга вдоль оси трубы, а сверху обмотать стелоровингом в радиальном направлении. Каждый слой стеклоровинга смачивается эпоксидной смолой. Предлагаемая композиционная пластиковая с ребрами жесткости труба включает в себя внутренний слой 1 из термопласта, наружный слой 2 из стеклопластика и ребра жесткости 5, выполненные на наружной поверхности внутреннего слоя 1. Ребра жесткости 5 входят в канавки 6, вьшолненные на внутренней поверхности наружного слоя 2. Для получения жесткой конструкции, воспринимающей как радиальные, так и осевые нагрузки, между ребрами жесткости 5 можно положить стеклоровинг, смоченный в эпоксидной смоле, поверх него положить слои стелоровинга вдоль оси трубы, а сверху обмотать стелоровингом в радиальном направлении. Каждый слой стеклоровинга смачивается эпоксидной смолой.
Предлагаемая композиционная пластиковая труба работает следующим образом. При охлаждении перекачиваемой среды от температуры h до ti внутренний диаметр наружного слоя dnap уменьшится на величину Уднар  анар (t2 -ti)  днар.д-де анар - коэффициент теплового расщирения наружного слоя 2. А наружный диаметр внутреннего слоя ёвнутр уменьщится на величину Уёвнутр  авнутр (t2 -ti)  deHyip, где авнутр- коэффициент теплового расширения внутреннего слоя 1. Так как глубина канавки и высота ребер жесткости h  Va Vt dBHyTp, где Va  авнутр - анар; Vt  Ь -ti, то есть h   - Vdsap, то ребра 4 будут находиться в зацеплении с канавками 3, а ребра жесткости 5 с канавками 6, что обеспечит жесткое соединение наружного 2 и внутреннего 1 слоев. Это увеличивает прочность и эксплуатационную надежность трубы при изменениях температуры перекачиваемой среды. Выполнение канавок 3 и ребер жесткости 5 по спирали обеспечивает сцепление ребер 4 с канавками 3, а ребер 5 с канавками 6 на всей длине трубы. Выполнение канавок 3 и ребер жесткости 5 по спиралям с противоположным направлением обеспечивает сцепление на всей длине трубы и исключает проворачивание наружной и внутренней частей трубы друг относительно друга, что повышает прочность и эксплуатационную надежность трубы.