СТЕКЛОПЛАСТИКОВАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к области трубопроводной техники и может быть использована в качестве несущей многослойной трубы в сельском хозяйстве, например в поливной технике на передвижных дождевальных машинах.
Известна стеклопластиковая труба, которая для увеличения жесткости и прочности трубы имеет несколько слоев различной плотности. Между слоями стеклотекстолита размещается средний слой, имеющий ячеистую структуру и соединенный с соседними слоями в процессе изготовления (А.С. СССР №165366).
Известна стеклопластиковая труба, в которой между наружным и внутренним слоями, выполненными из стеклопластика в виде ленты, жгута, нити или ткани, уложены заранее изготовленные стрингеры, оплетенные непрерывной волокнистой арматурой, пропитанной полимером (А.С. СССР №315623).
Недостатками таких труб является значительная трудоемкость их изготовления и, как следствие, высокая стоимость.
Известна стеклопластиковая труба, взятая нами в качестве прототипа, состоящая из конструкционного слоя и защитных слоев - внутреннего и внешнего, причем, конструкционный слой выполнен по схеме армирования 0-90° и состоит из однонаправленного армированного пластика, выполненного в виде сегментов, и кольцевых слоев стеклоровинга. Сегменты выполнены методом пултрузии. При диаметре трубы более 100 мм и толщине сегментов более 2 мм на поверхности сегментов выполняются продольные разрезы (патент РФ №17288).
Недостатками такой трубы являются необходимость изготовления сегментов специального сложного поперечного сечения с разрезами на боковой поверхности для каждого типоразмера труб, сплошное заполнение пространства между внутренним и внешним слоями трубы сегментами, что увеличивает массу трехслойной конструкции, а также невозможность создания оптимального армирования трубы с точки зрения прочности, жесткости и устойчивости.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение прочности, жесткости и устойчивости стеклопластиковой трубы при снижении ее массы путем установки определенным образом между внутренним и внешним слоем трубы расчетного количества стрингеров.
Поставленная задача решается за счет того, что стеклопластиковая труба, состоящая из конструкционного слоя из однонаправленного армированного пластика и защитных слоев - внутреннего и внешнего, выполненных на основе кольцевых нитей стеклоровинга, в качестве стеклоровинга содержит стеклобазальторовинг, а конструкционный слой выполнен в виде стрингеров из стеклобазальтопластика с круглым поперечным сечением, соответствующих длине трубы и установленных параллельно оси трубы по периметру ее окружности.
Возможно размещение стрингеров из стеклобазальтопластика с неравными диаметрами круглого поперечного сечения. Стрингеры могут быть установлены на неравном расстоянии друг от друга по периметру окружности трубы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлены примеры конкретного исполнения поперечного сечения заявляемой стеклопластиковой трубы.
Стеклопластиковая труба состоит из внутреннего 1 и внешнего 2 слоев, выполненных на основе кольцевых нитей стеклобазальторовинга, и размещенного между ними конструкционного слоя, который состоит из продольных стрингеров 3, соответствующих длине трубы, т.е. представляющих собой прутки круглого поперечного сечения, установленные вдоль оси трубы на оптимальном расстоянии друг от друга. Прутки изготовлены из однонаправленного армированного стеклобазальтопластика, например, методом пултрузии. Причем количество прутков, их диаметр и оптимальное распределение по периметру сечения выбирают таким образом, чтобы при минимальной массе трубы сохранялась ее требуемая прочность, жесткость и устойчивость, т.е. количество прутков и плотность их распределения соответствуют внешней нагрузке.
Пример 1
Стрингеры выполнены с равным диаметром поперечного сечения и расположены на равном друг от друга расстоянии (фиг. 1а) для использования трубы при равномерной внешней нагрузке.
Пример 2
Для увеличения жесткости трубы при ее изгибе в вертикальной плоскости стрингеры с равным диаметром поперечного сечения расположены на разном расстоянии друг от друга пропорционально прикладываемой нагрузке (фиг. 1б).
Пример 3
Для дополнительного увеличения жесткости трубы по сравнению с вариантом на (фиг. 1б) используют стрингеры с разными диаметрами поперечного сечения (фиг. 1в).
Пример 4
Для дополнительного увеличения жесткости трубы по сравнению с вариантом на (фиг. 1в) стрингеры установлены на разном расстоянии (фиг. 1г).
Внутренний 1 и внешний 2 слои стеклобазальторовинга выполняются методом периодической намотки на специальном оборудовании.
Предлагаемая конструкция стеклопластиковой трубы предполагает применение в различных сочетаниях комплекта однотипных стрингеров с предварительно рассчитанной прочностью для разных труб пропорционально прилагаемой внешней нагрузке.
Использование идентичных материалов для слоев трубы и стрингеров обеспечивает выравнивание всех свойств трубы, удешевляет ее изготовление, а также обеспечивает необходимую прочность, жесткость и устойчивость трубы при минимальной массе, т.к. не требуется заполнения пространства между стрингерами в конструкционном слое, что позволяет использовать ее в качестве самостоятельного несущего элемента, например, для водоводного трубопровода дождевальной машины.