МНОГОСЛОЙНАЯ ГОФРИРОВАННАЯ ТРУБА С ПОДВИЖНЫМИ СЛОЯМИ

Полезная модель относится к области трубопроводной транспортировки жидких и газовых сред (предпочтительно нефти и/или нефтегазовых смесей, газов) при необходимости обеспечения их транспортировки между подвижными объектами или между подвижным и неподвижным объектами и наоборот.
Течение жидких и газовых сред в гофрированной трубе при больших скоростях сопровождается сильной турбулентностью, что ведет к резкому увеличению сопротивления трубы и сильной вибрации, вызывая разрушение трубы (т.н. «поющие трубы»).
Из существующего уровня техники для подавления шума и вибрации, возникающих в гофрированных частях газопровода, известна гофрированная труба в двух вариантах (патент RU 2369798 С1 опубл. 10.10.2009): в первом варианте указанный результат достигается тем, что газопровод содержит, по меньшей мере, одну пару гофрированных отрезков трубы, отношение шагов гофры которых лежит в пределах 0,3-0,9, а отношение амплитуд - в пределах 0,8-1,2, при этом каждый указанный отрезок трубы содержит, по меньшей мере, один шаг гофры. Гофрированные отрезки трубы, образующие указанную пару, могут быть разделены негофрированным участком трубы или участком с другими параметрами гофры. Во втором варианте указанный результат достигается тем, что газопровод содержит, по меньшей мере, один гофрированный отрезок трубы с профилем гофры, образованным суммой, по меньшей мере, двух периодических функций расстояния вдоль оси трубы, при этом отношение периодов указанных функций лежит в пределах 0,3-0,9, а отношение амплитуд - в пределах 0,8-1,2.
Недостатком данного технического решения является значительное сопротивление гофрированных участков трубопровода при транспортировке жидких и газовых сред с большими скоростями и недостаточная гибкость газопровода, имеющего прямые участки, а также увеличенная механическая нагрузка на гофрированные участки в местах сочленения.
Наиболее близкой по технической сущности является известная конструкция трубопровода (Ковалев И.С. Трубы из крыльев бабочек. Журнал «Наука и жизнь» №9, 2005 г., стр.64-67.): Труба имеет два канала. По внутреннему цилиндрическому каналу течет основная масса жидкости, а наружный кольцевой канал служит для компенсации давления потока. На поверхности внутренней стенки трубы по всему периметру сделаны продольные ребра высотой 0,5 мм. Между ними выполнены сквозные отверстия, соединяющие цилиндрический и кольцевой каналы. Постоянный размер кольцевого зазора обеспечен тонкими стойками.
Однако в данном трубопроводе внутренняя и наружная трубы имеют неподвижное соединение и представляют собой жесткую конструкцию, что делает невозможным ее применение для соединения различных подвижных систем.
Известна также многослойная рифленая труба (патент RU 2142092 С1, опубл. 27.11.1999), содержащая внутреннюю трубу, гофрированную внешнюю трубу и пластиковый слой между ними. Слои пластика прикрепляются друг к другу, по меньшей мере, на нижних участках гофра внешней трубы при соединении внутренней и внешней труб.
Однако при таком конструктивном исполнении теряется гибкость, что делает невозможным ее применение для соединения различных подвижных систем.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель заключается в том, чтобы увеличить пропускную способность гибкого гофрированного трубопровода.
Данная задача решается за счет того, что заявленная многослойная гофрированная труба с подвижными слоями для транспортировки жидких и газовых сред состоит из внешней гибкой гофрированной оболочки и внутренних эластичных полых вставок, входящих друг в друга и закрепленных во внешней гибкой гофрированной оболочке таким образом, чтобы обеспечивалась их подвижность относительно внешней гибкой гофрированной оболочки и вставок между собой, и тем самым, отделяет поток транспортируемой среды от соприкосновения с внешней гибкой гофрированной оболочкой, сохраняя при этом гибкость данного трубопровода.
Для обеспечения подвижного крепления во внешней гибкой гофрированной оболочке внутренняя эластичная полая вставка имеет, по крайней мере, один бурт, который размещается между складками гофры.
Внутренние эластичные полые вставки для выравнивания давления между слоями могут иметь хотя бы одно отверстие, либо могут быть выполнены из пористого материала.
Многослойная гофрированная труба с подвижными слоями для транспортировки жидких и газовых сред может содержать одну внутреннюю эластичную полую вставку по всей длине внешней гибкой гофрированной оболочки, закрепленной во внешней гибкой гофрированной оболочке таким образом, чтобы обеспечивалась ее подвижность относительно внешней гибкой гофрированной оболочки.
Для обеспечения подвижного крепления во внешней гибкой гофрированной оболочке внутренняя эластичная полая вставка имеет, по крайней мере, один бурт.
Внутренняя эластичная полая вставка для выравнивания давления между слоями может иметь хотя бы одно отверстие, либо может быть выполнена из пористого материала.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, - увеличение скорости потока путем устранения турбулентности, возникающей в гофрах трубы. И, как следствие, - снижение шума и устранение разрушительной вибрации в гофрированных трубопроводах, а также - уменьшение металлоемкости и упрощение производства трубопровода.
Краткое описание чертежей:
На фиг.1 показан пример выполнения конструкции предлагаемой многослойной гофрированной трубы с подвижными слоями для транспортировки жидких и газовых сред с множеством внутренних эластичных полых вставок, где:
1. внешняя гибкая гофрированная оболочка
2. внутренняя эластичная полая вставка, выполненная в виде полого цилиндра с разными диаметрами (как один из вариантов)
3. бурт
4. вариант сопряжения вставок между собой
5. направление движения жидкости или газа.
На фиг.2 показан пример выполнения конструкции предлагаемой многослойной гофрированной трубы с подвижными слоями для транспортировки жидких и газовых сред с одной внутренней эластичной полой вставкой, где:
1. внешняя гибкая гофрированная оболочка
2. внутренняя эластичная полая вставка в виде полого цилиндра (как один из вариантов)
3. отверстия для выравнивания давления
4. бурт
Работает полезная модель следующим образом: при пропускании через многослойную гофрированную трубу с подвижными слоями транспортируемой жидкости или газа, основной поток пойдет по пути наименьшего сопротивления по внутреннему каналу многослойной гофрированной трубы с подвижными слоями. При этом газ или жидкость, поступающие в межслойное пространство через неплотности, отверстия  или поры вставок, создадут выравнивающее давление, препятствуя раздуванию, заклиниванию и разрушению внутренней эластичной полой вставки.