Пояс крепления кабеля
CABLE FIXING BELT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к буровой технике, а именно, к средствам крепления электрического кабеля к буровым штангам или трубам.
Уровень техники
E21B 17/00
Известен пояс крепления кабеля, содержащий соединительный элемент и металлическую ленту, при этом соединительный элемент выполнен в виде плоской рамки прямоугольной формы, один конец металлической ленты закреплен сваркой к одной из коротких сторон плоской рамки, а другой конец металлической ленты выполнен с возможностью оборачивания вокруг второй незакрепленной короткой стороны плоской рамки и удержания к прижимаемому объекту, кроме того, плоская рамка выполнена толще металлической ленты, внутренние кромки и углы плоской рамки выполнены скругленными (Патент RU №160284 U1, МПК , опубликовано 10.03.2016 Бюл. №7).
Признаки известного пояса, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в наличии рамки (соединительного элемента, пряжки) и металлической ленты, соединенной с рамкой.
Причина, препятствующая получению в известном техническом решении заявленного технического результата, заключается в выполнении рамки плоской формы, в соединении ленты с рамкой при помощи сварки, а также в том, что допустимая мера шероховатости поверхностей рамки и ленты не обусловлена требованием устранения на этих поверхностях заусенец.
Выполнение рамки плоской формы уменьшает площадь прилегания рамки к кабелю при его креплении на трубе, так как плоская форма не соответствует приблизительно круглой форме поперечного сечения кабеля. Это приводит к снижению надежности крепления кабеля к трубе. Соединение ленты с рамкой при помощи сварки предъявляет высокие прочностные требования к этому сварному соединению, так как в процессе крепления кабеля к трубе и дальнейшей эксплуатации кабеля данное сварное соединение подвергается действию значительной силы, направленной на разрыв указанного сварного соединения. Сварное соединение рамки с лентой также исключает возможность поворота рамки относительно ленты (так как сварное соединение не обладает свойствами шарнира), что делает невозможной адаптацию пояса к круглой в поперечном сечении форма кабеля и трубы в процессе монтажа. Кроме того, отсутствие признака регламентации меры допустимой шероховатости поверхности рамки и ленты обусловливает наличие на этих поверхностях заусенец, усложняющее монтаж пояса при креплении кабеля к трубе и снижающее вследствие этого надежность крепления кабеля к трубе.
E21B 17/00
Наиболее близким аналогом (прототипом) является пояс для крепления кабеля, который содержит металлическую ленту и соединенную с лентой металлическую рамку с двумя продольными сторонами, расположенными вдоль ленты, и двумя поперечными сторонами, расположенными поперек ленты, при этом рамка выполнена из металлического листа с образованием внешнего и внутреннего периметров рамки, толщина листа рамки превышает толщину ленты, углы внутреннего периметра рамки выполнены скругленными, кромки внутреннего периметра поперечных сторон рамки выполнены скругленными, кроме того, рамка выполнена в форме цилиндрической поверхности, так что каждая поперечная сторона рамки является образующей этой цилиндрической поверхности и представляет собой отрезок прямой линии, а каждая продольная сторона рамки является направляющей этой цилиндрической поверхности и представляет собой отрезок выпуклой кривой (либо отрезок кривой линии, включающий два сопряженных прямолинейных участка, угол между которыми составляет 25-50°, либо отрезок кривой линии в виде дуги радиуса 25-40 мм,), а соединение ленты с рамкой выполнено петлей так, что со стороны одного своего конца лента сложена вдвое и данный конец ленты соединен с лентой при помощи сварки с образованием проушины, в которой расположена поперечная сторона рамки (Патент RU №136478 U1, МПК , опубликовано 10.01.2014).
Признаки известного пояса, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в том, что пояс содержит металлическую ленту и соединенную с лентой металлическую рамку с двумя продольными сторонами, расположенными вдоль ленты, и двумя поперечными сторонами, расположенными поперек ленты, при этом рамка выполнена в форме цилиндрической поверхности, так что каждая поперечная сторона рамки является образующей этой цилиндрической поверхности и представляет собой отрезок прямой линии, а каждая продольная сторона рамки является направляющей этой цилиндрической поверхности и представляет собой отрезок выпуклой кривой, а соединение ленты с рамкой выполнено петлей так, что со стороны одного своего конца лента сложена вдвое и данный конец ленты соединен с лентой при помощи сварки с образованием проушины, в которой расположена поперечная сторона рамки.
Причина, препятствующая получению в известном поясе (прототипе) технического результата, который обеспечивается заявленным изобретением, заключается в наличия заусенец на поверхностях ленты и рамки (признака параметров шероховатости), а также в нерегламентированности параметров сварки, используемой для образования петлевого соединения ленты с рамкой.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в необходимости повышения надежности крепления кабеля к трубе при помощи пояса при одновременном упрощении монтажа пояса в процессе крепления кабеля к трубе.
Сущность изобретения
Технический результат, опосредствующий решение указанной технической проблемы, заключается в увеличении силы прижатия кабеля к трубе при одновременном обеспечении равномерного распределения нагрузки на пояс в процессе монтажа пояса и дальнейшей эксплуатации пояса.
Достигается технический результат тем, что пояс крепления кабеля содержит металлическую ленту и соединенную с лентой металлическую рамку, при этом толщина листа рамки превышает толщину листа ленты, рамка выполнена с двумя продольными сторонами, расположенными вдоль ленты, и двумя поперечными сторонами, расположенными поперек ленты, и выполнена в форме цилиндрической поверхности, так что каждая поперечная сторона рамки является образующей этой цилиндрической поверхности и представляет собой отрезок прямой линии, а каждая продольная сторона рамки является направляющей этой цилиндрической поверхности и представляет собой отрезок выпуклой кривой, а соединение ленты с рамкой выполнено петлей так, что со стороны одного своего конца лента сложена вдвое и данный конец ленты соединен с лентой при помощи сварки с образованием проушины, в которой расположена поперечная сторона рамки, при этом поверхности рамки и ленты выполнены галтованными с шероховатостью, не превышающей Rz 160, а упомянутая сварка выполнена точечной и состоит из двух точек одинакового диаметра не менее 3 мм, расположенных на условной прямой, перпендикулярной относительно условной продольной линии симметрии пояса, и на одинаковом расстоянии от этой линии.
Перечень фигур чертежей
На фиг. 1 показан пояс для крепления кабеля; на фиг. 2 - вид А-А на фиг. 1.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
1
Пояс крепления кабеля на трубе содержит металлическую ленту 1 шириной L=30 мм, и соединенную с лентой металлическую рамку 2, выполняющую функцию пряжки пояса. Лента 1 и рамка 2 изготовлены из углеродистой стали марок 08кп, 08пс ГОСТ 1050-88 или из стали общего назначения марок Ст1, Ст2, Ст3 ГОСТ 380-2005. Толщина листа рамки 2 (пряжки) превышает толщину листа ленты 1 (рамка - 1,5÷2,0 мм, лента - 0,7÷1,0 мм). При этом кромки ленты 1 и рамки 2 выполнены затупленными либо при помощи дуги радиуса 0,2 мм, либо фаски 0,2×45°, а углы внутреннего периметра рамки 2 выполнены скругленными.
Кроме того, поверхности элементов пояса (ленты 1 и рамки 2) выполнены галтованными с шероховатостью, не превышающей Rz 160 (величина шероховатости установлена опытным путем). Галтование, обеспечивающее указанную шероховатость, направлено на исключение заусенцев на поверхности ленты и рамки, так как заусенцы усложняют монтаж пояса при закреплении кабеля на трубе. Дело в том, что монтаж пояса представляет собой процесс протягивания ленты 1 через рамку 2 (пряжку) с последующим ее затягиванием и загибом. При протягивании ленты через рамку имеет место трение между поверхностями ленты и рамки. Соответственно, чем выше величина заусенцев на поверхности деталей, тем сложнее монтаж. При большой величине заусенца происходит своего рода «закусывание». Уменьшение величины заусенца ведет к уменьшению трудоемкости монтажа пояса, дает возможность увеличить силу прижатия кабеля к трубе при одновременном обеспечении равномерного распределения нагрузки на пояс в процессе монтажа пояса и дальнейшей эксплуатации пояса.
Кроме того, поверхности элементов пояса (ленты 1 и рамки 2) выполнены консервированными ингибирующей композицией ВНПП-ИС-1 марки А ТУ 2499-003-2421256-96 (допускается в качестве консерванта использовать отработанные технические масла).
Рамка 2 (пряжка) выполнена с двумя продольными сторонами 3, расположенными вдоль ленты 1, и двумя поперечными сторонами 4, расположенными поперек ленты 1. Рамка 2 имеет форму цилиндрической поверхности, так что каждая поперечная сторона 4 рамки является образующей этой цилиндрической поверхности и представляет собой отрезок прямой линии, а каждая ее продольная сторона 3 является направляющей этой цилиндрической поверхности и представляет собой отрезок выпуклой кривой линии, образованный либо двумя сопряженными прямолинейными участками 5 и 6, угол α между которыми составляет 25-50° (как показано на фиг. 2), либо дугой радиуса 40 мм (дуга не показана). Такая форма рамки максимально соответствует круглой форме поперечного сечения кабеля и трубы, что дает возможность увеличить силу прижатия кабеля к трубе при одновременном обеспечении равномерного распределения нагрузки на пояс в процессе монтажа пояса и дальнейшей эксплуатации пояса.
Соединение ленты 1 с рамкой 2 выполнено петлей 7, так что со стороны одного своего конца лента 1 сложена вдвое и данный конец ленты 1 соединен с лентой же при помощи сварки с образованием проушины 8, в которой расположена одна из поперечных сторон 4 рамки 2. Такая петля в известной мере обладает свойствами шарнира и тем самым создает возможность поворота в определенных пределах рамки относительно ленты в процессе монтажа пояса, что дает возможность увеличить силу прижатия кабеля к трубе при одновременном обеспечении равномерного распределения нагрузки на пояс в процессе монтажа пояса и дальнейшей эксплуатации пояса.
Указанная сварка выполнена точечной с соблюдением требований ГОСТа 15878-79. Сварка состоит из двух точек 9 и 10, имеющих одинаковый диаметр не менее 3 мм. При этом оптимальным является диаметр 3 мм, который соответствует диаметру, приведенному в таблице указанного ГОСТа. Данный диаметр точки зависит от толщины свариваемых материалов. Диаметр 3 мм обеспечивает наибольшую прочность свариваемых деталей. Если точка будет иметь диаметр менее 3 мм, то это не обеспечит максимальной прочности соединения рамки с лентой. Если точка будет иметь диаметр более 3 мм, то максимальная прочность соединения рамки с лентой будет обеспечена с избытком, что экономически нецелесообразно. Точки 9, 10, кроме того, расположены на условной прямой 11, перпендикулярной относительно условной продольной линии симметрии 12 пояса и на одинаковом расстоянии от этой линии симметрии 12 по обе стороны от этой линии симметрии. Такое симметричное расположение точек 9 и 10, а также равенство диаметров точек 9 и 10 обеспечивает равномерное распределение нагрузки в процессе монтажа пояса и дальнейшей его эксплуатации. Если точки 9, 10 будут расположены неравномерно относительно продольной линии симметрии 12, то прилагаемая нагрузка на пояс будет смещаться в одну сторону, что увеличит вероятность его (пояса) разрушения. Таким образом, указанная величина диаметра каждой точки, равенство диаметров точек и указанное симметричное расположение точек дает возможность увеличить силу прижатия кабеля к трубе при одновременном обеспечении равномерного распределения нагрузки на пояс в процессе монтажа пояса и дальнейшей эксплуатации пояса.
2
3
4
5
6
Рамка 2 выполнена из листа с образованием внешнего и внутреннего периметров рамки, так что длина L поперечной стороны рамки по ее внутреннему периметру составляет 35 мм, а длина L той же стороны рамки по ее внешнему периметру - 50 мм; длина L продольной стороны рамки по ее внутреннему периметру составляет 40 мм, а длина L той же стороны рамки по ее внешнему периметру - 60 мм, общая длина L пояса составляет 250÷472 мм ± 5 мм (зависит от диаметра трубы).
Использование пояса заключается в следующем.
Кабель располагают вдоль трубы (на фиг. 1, 2 не показано). В том месте, где нужно прикрепить кабель к трубе на кабель своей вогнутой стороной накладывают рамку 2 так, чтобы поперечные стороны 4 рамки 2 располагались вдоль кабеля. Затем лентой 1 охватывают трубу, противоположный (свободный) конец ленты 1 заводят внутрь рамки 2, оборачивают ленту 1 вокруг противоположной стороны 4 рамки 2 и при помощи специального ключа осуществляют натяг ленты 1 для надежного прижима кабеля к трубе. При этом ключ состоит из ручки круглого сечения и рабочей части прямоугольного сечения с сужающимся концом, в рабочей части имеются пазы, выполненные под углом относительно продольной оси и с возможностью захвата свободного конца металлической ленты (ключ не показан).