УСТРОЙСТВО БОРТОВОГО УЧАСТКА РЕЗИНОТКАНЕВОЙ ТРУБЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ С ПОВОРОТНЫМ ФЛАНЦЕМ

Полезная модель относится к конструкциям бортовых участков резинотканевых трубчатых оболочек, используемых в качестве трубопроводов, пульпопроводов, отводов, компенсационных вставок, тройников, конических переходов и других резинотканевых трубчатых изделий, которые 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.
Известна конструкция бортового участка резинокордной оболочки, включающего бортовые и торцевые кольца, крепежный и присоединительный фланцы, причем каждое бортовое кольцо снабжено трубчатообразным выступом, конец которого расположен в отверстии крепежного фланца, снабженного усеченной конусной поверхностью, взаимодействующей через образующий петлю концевой участок кордного каркаса с усеченной конусной поверхностью бортового кольца, а присоединительный фланец, контактирующий с герметизирующими слоями резины бортовой зоны кордного каркаса, имеет контактную зону, выполненную в виде усеченного конуса, плавно переходящего в дугообразный выступ, направленный к торообразному бортовому кольцу, при этом концевой участок кордного каркаса, выступающий из крепежного фланца, закреплен на внешней поверхности несущих слоев кордного каркаса (патент RU 2311582 С1, опубл. 27.11.2007).
Недостатками данного изобретения являются недостаточная герметичность фланцевого соединения при высоком давлении и, соответственно, невысокая надежность резинокордной оболочки.
Наиболее близким аналогом к заявленному решению является 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 потери герметичности и прочности трубчатой оболочки.
Задача, поставленная при создании полезной модели, заключается в устранении указанного выше недостатка, за счет повышения эксплуатационной надежности резинотканевого трубопровода.
Техническим результатом полезной модели является исключение повреждения кордного каркаса, повышение его прочности в зоне крепления к бортовому кольцу, равномерное распределение напряжений в кордного каркасе в бортовой зоне оболочки при обжатии бортового элемента, обеспечивающее тем самым повышение герметичности фланцевого соединения.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве бортового участка резинотканевой трубчатой оболочки, армированной кордным каркасом, включающем бортовой элемент с размещенными внутри него бортовым кольцом и замкнутой петли, образованной кордным каркасом оболочки с выводом концевого участка петли из бортового элемента в оболочку, поворотный фланец с отверстиями для болтового соединения, имеющий скругление в зоне перехода от внешней плоской поверхности бортового элемента к наружной поверхности оболочки, между бортовым кольцом и внутренним контуром замкнутой петли размещена резиновая прослойка, имеющая переменное поперечное сечение с утолщением в направлении к соединительной поверхности бортовой части и плавным сужением в направлении сопряжения восходящего петлевого участка с нисходящим, при этом сужение поперечного сечения резиновой прослойки имеет вид треугольника и образовано шнуром, размещенным в кольцевой 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 бортового элемента.
Бортовое кольцо может быть выполнено прямоугольным или круглым в поперечном сечении. Бортовое кольцо прямоугольного поперечного сечения предпочтительно выполнено со скругленными углами и расположением длинных сторон в плоскостях, перпендикулярных продольной оси оболочки, при этом отношение ширины к высоте прямоугольника составляет 0,5 - 1,5, а углы скруглены радиусом равным 1/4 - 1/6 его ширины.
Утолщение резиновой прослойки составляет 1/3 - 1/6 ширины бортового кольца.
Поворотный фланец может быть выполнен с криволинейной вогнутой поверхностью, контактирующей с цилиндрической поверхностью и внешней плоской поверхностью бортового элемента.
Сужение сечения резиновой прослойки может иметь вид треугольника, у которого по меньшей мере одна сторона выполнена изогнутой.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен бортовой участок резинотканевой оболочки с бортовым кольцом в сечении в виде прямоугольника, на фиг 2 - бортовой участок резинотканевой оболочки с бортовым кольцом в сечении в виде круга.
На фиг. 1 и 2 изображен бортовой участок (бортовая зона) резинокордной трубчатой оболочки, которая в частном виде представлена в виде трубопровода 1. Бортовой участок трубопровода 1 включает расположенный на его торце бортовой элемент 2 цилиндрической формы, изготовленный за одно целое с оболочкой трубопровода, с размещенным внутри него бортовым кольцом 3. Трубопровод, изображенный на фиг. 1 и 2 содержит внутренний герметичный, износостойкий слой 4, наружный покрывной слой 5 и силовой кордный каркас 6, ориентированный под углом 45° - 65° относительно продольной оси трубопровода. Бортовой участок содержит также металлический поворотный фланец 7 с отверстием 8 для болтового соединения. Поворотный фланец 7 в угловой зоне - зоне перехода от внешней плоской поверхности бортового элемента 2 к наружной поверхности трубопровода 5 изготовлен со скруглением 9. Выполнение поворотного фланца 7 со скруглением 9 обеспечивает его самоцентровку. Поворотный фланец 7 может быть выполнен с дополнительной криволинейной вогнутой поверхностью 10 в зоне контакта с цилиндрической и внешней плоской поверхностями бортового элемента для повышения герметичности соединения, (фиг. 2).
Бортовой элемент 2 снабжен резиновой прослойкой 11, охватывающей бортовое кольцо по всему его периметру и защищая его от разрушения при высоких нагрузках, возникающих при эксплуатации трубопровода.
Силовой кордный каркас 6 резинотканевой трубчатой оболочки огибает резиновую прослойку 11 бортового элемента 2. После поворота кордного каркаса 6 вокруг резиновой прослойки 11 с образованием замкнутой петли 12 концевая ее часть 13 выводится за пределы бортового элемента в противоположной направлении обратно в оболочку со стороны наружного ее покрывного слоя 5 и укладывается сверху нижележащего 14 кордного каркаса.
Таким образом, резиновая прослойка 11 оказывается расположенной между бортовым кольцом 3 и внутренним контуром замкнутой петли 12.
Резиновая прослойка 11, окружающая бортовое кольцо, изготовлена с переменным сечение, имеющим утолщение 15 от поверхности бортового кольца 3 в направлении к соединительной поверхности 16 бортового элемента и плавное сужение 17 в направлении сопряжения 18 восходящего петлевого участка замкнутой петли с нисходящим. Сужение 17 поперечного сечения резиновой прослойки 11 имеет вид треугольника и образовано слоями шнура, размещенного в кольцевой направлении внутри резиновой прослойки.
Утолщение резиновой прослойки обеспечивает снижение сжимающих усилий, действующих со стороны соединительной поверхности бортового цилиндрического элемента на бортовое кольцо при стягивание соседних фланцев, предохраняя таким образом его от разрушения.
Оптимальный размер утолщения 15 резиновой прослойки составляет 1/3 - 1/6 ширины бортового кольца 2.
Форма сужения резиновой прослойки может иметь вид треугольника с прямолинейными сторонами. Однако наиболее оптимальной формой сужения является вил 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 прослойки без образования полостей и изгибов, имеющих место при огибании бортового 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.
Под резиновой прослойкой 11 бортового элемента дополнительно размещена защитная прослойка 19, а концевой участок замкнутой петли бортового участка фиксируется дополнительной прослойкой 20. Защитная 19 и дополнительная 20 прослойки, выполненные из прочного корда с поперечной ориентацией нитей относительно продольной оси оболочки трубопровода, повышают прочность кордного каркаса и обеспечивают надежность его крепления к бортовому кольцу. Предпочтительно, чтобы защитная прослойка 20 концевой части петли кордного каркаса была зафиксирована по всей длине от зоны сопряжения нисходящего и восходящего его петлевых участков до концевого края.
Бортовое кольцо может быть выполнено прямоугольного поперечного сечения 21 (фиг. 1) со скругленными углами и расположением длинных сторон в плоскостях, перпендикулярных продольной оси трубопровода, при этом экспериментально установлено, что оптимальное отношение ширины к высоте прямоугольника составляет 0,5 - 1,5. Выполнение бортового кольца прямоугольного сечения позволяет увеличить контактную площадь фланца с бортовой цилиндрической частью трубопровода. Углы прямоугольного в сечении бортового кольца скруглены радиусом равным 1/4 - 1/6 его ширины для защиты кордового каркаса.
Бортовое кольцо может быть выполнено круглым 22 в поперечном сечении (фиг. 2), что упрощает изготовление трубопровода.
Полезная модель осуществляется следующим образом.
Предварительно отдельно изготавливают бортовой кольцо с резиновой прослойкой, имеющей переменное поперечное сечение. Резиновую прослойку накладывают на бортовое кольцо, приклеивают и вулканизируют. На оснастку укладывают последовательно нижний герметизирующий слой оболочки, нижний кордный каркас, заводят фланец и бортовое кольцо с резиновой прослойкой, формируя бортовой участок оболочки. Затем кордный каркас огибают вокруг резиновой прослойки с образованием замкнутой петли и выводят его в противоположном направлении в оболочку трубопровода. Концевая часть петли кордного каркаса фиксируется поперечными нитями корда. После этого укладывают наружный покрывной слой.