RU2144640C1 - Permanent joint - Google Patents
Permanent joint Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144640C1 RU2144640C1 RU98122597/06A RU98122597A RU2144640C1 RU 2144640 C1 RU2144640 C1 RU 2144640C1 RU 98122597/06 A RU98122597/06 A RU 98122597/06A RU 98122597 A RU98122597 A RU 98122597A RU 2144640 C1 RU2144640 C1 RU 2144640C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- tubular part
- metal tubular
- walled
- thin
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к соединениям труб-оболочек из композиционных материалов с металлическими трубчатыми деталями, преимущественно неразъемным, установленных на их конце, и может быть использовано в трубах для транспортирования жидких или газообразных сред, в корпусах высокого давления. The invention relates to compounds of pipe shells made of composite materials with metal tubular parts, mainly one-piece, installed at their end, and can be used in pipes for transporting liquid or gaseous media, in high pressure housings.
К неразъемным соединениям предъявляются повышенные требования по обеспечению жесткости, прочности, надежности и герметичности стыка, безопасности использования и недопустимости разрушения от воздействующих нагрузок. One-piece joints are subject to increased requirements to ensure rigidity, strength, reliability and tightness of the joint, safety of use and the inadmissibility of destruction from acting loads.
Известно неразъемное соединение, содержащее трубу из композиционного материала на основе спирально навитых перекрещивающихся стеклонитей и полимерного связующего, внутреннее защитное покрытие и металлическую трубчатую деталь с наружными радиальными заостренными элементами, зафиксированными в материале трубы, резьбовой нарезкой и кольцевым хвостовиком, заключенным в оболочку (патент РФ N 2079764, 6МПК F 16 L 47/00, 1977).An integral connection is known that contains a pipe made of a composite material based on spirally wound intersecting glass fibers and a polymer binder, an inner protective coating and a metal tubular part with external radial pointed elements fixed in the pipe material, threaded and an annular shank enclosed in a sheath (RF patent N 2079764, 6 IPC F 16 L 47/00, 1977).
Указанное неразъемное соединение пригодно для использования в трубах из композиционного материала, имеющих достаточно увеличенную толщину стенки. В тонкостенных трубах с таким соединением проявляется концентрация напряжений из-за неучета совместимости деформаций кольцевого хвостовика и стенки трубы при нагружении внутренним избыточным давлением, разрушение происходит по месту стыка. The specified one-piece connection is suitable for use in pipes made of composite material having a sufficiently increased wall thickness. In thin-walled pipes with such a connection, a stress concentration is manifested due to the neglect of compatibility of deformations of the annular shank and the pipe wall when loading with internal overpressure, failure occurs at the junction.
Известно также неразъемное соединение, содержащее трубу из композиционного материала на основе спирально навитых перекрещивающихся стеклонитей и полимерного связующего, внутреннее защитное покрытие и металлическую трубчатую деталь с радиальными отверстиями, охватывающую трубу, скрепленную с ней посредством радиально установленных крепежных заостренных элементов, зафиксированных концами в материале трубы (патент РФ N 2079765, 6МПК F 16 L 47/00, 1997).An integral connection is also known that contains a pipe made of a composite material based on spirally wound intersecting glass fibers and a polymeric binder, an inner protective coating and a metal tubular part with radial openings, enclosing a pipe fastened with it by means of radially mounted fastening pointed elements fixed by the ends in the pipe material ( RF patent N 2079765, 6 IPC F 16 L 47/00, 1997).
Известно аналогичное неразъемное соединение, содержащее трубу из пластмассы и металлическую трубчатую деталь, склеенные внахлест, с радиальными крепежными заостренными элементами на металлической концевой детали, зафиксированными в материале трубы (авторское свидетельство СССР N 596772, МПК F 16 L 47/00, 1978). A similar one-piece connection is known, containing a plastic pipe and a metal tubular piece, glued together with lap radial fasteners on the metal end piece fixed in the pipe material (USSR copyright certificate N 596772, IPC F 16 L 47/00, 1978).
Указанные аналоги обладают аналогичными недостатками. Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является неразъемное соединение по патенту РФ N 2079764. These analogues have similar disadvantages. The closest analogue, selected as a prototype, is an integral connection according to the patent of the Russian Federation N 2079764.
Основной задачей является создание неразъемного соединения особотонкостенных труб из композиционного материала с минимальной толщиной стенки и металлической трубчатой деталью на конце, имеющей наружные радиальные заостренные элементы, работающие под высоким избыточным давлением высокотемпературной жидкой или газообразной среды. The main objective is to create an indivisible connection of extra-thin-walled pipes made of composite material with a minimum wall thickness and a metal tubular part at the end that has external radial pointed elements operating under high overpressure of a high-temperature liquid or gaseous medium.
Техническим результатом является обеспечение повышенной прочности, надежности и герметичности стыка неразъемного соединения. The technical result is to provide increased strength, reliability and tightness of the joint of an integral connection.
Основная задача решена и технический результат достигнут за счет изменения конструкции неразъемного соединения, введения новых элементов и обеспечения совместности упругорадиального деформирования металлической трубчатой детали в переходной зоне в тонкостенную трубу из композиционного материала. The main problem is solved and the technical result is achieved by changing the design of the permanent connection, introducing new elements and ensuring compatibility of the elastic-radial deformation of the metal tubular part in the transition zone into a thin-walled pipe made of composite material.
Для этого в неразъемном соединении, содержащем трубу из композиционного материала на основе спирально навитых перекрещивающихся стеклонитей и полимерного связующего, внутреннее защитное покрытие и металлическую трубчатую деталь с наружными радиальными заостренными элементами, зафиксированными в материале трубы, резьбовой нарезкой и кольцевым хвостовиком, заключенным в оболочку, кольцевой хвостовик металлической трубчатой детали снабжен утоненным по толщине концевым тонкостенным пояском, выполненным за одно целое с ним, с возможностью повышенного упругорадиального изгиба, со смещенными в аксиальном направлении один относительно другого, профилированными кольцевыми переходами по его внутренней и наружной поверхностям, облицованным защитной оболочкой из упругоэластичного материала, выполненной в виде охваченного им кольца, сужающегося по толщине к внутренней поверхности защитного покрытия трубы. Резьбовая нарезка в металлической трубчатой детали выполнена по ее внутренней поверхности под наружными радиальными заостренными элементами, которые могут быть расположены своими остриями на образующих конической поверхности, наклонной к стенке или торцу трубы. В концевом тонкостенном пояске кольцевого хвостовика могут быть выполнены сквозные аксиальные прорези, заполненные материалом защитной оболочки, и сквозные радиальные отверстия, также заполненные материалом оболочки. For this, in an integral connection containing a pipe made of a composite material based on spirally wound intersecting glass fibers and a polymer binder, an inner protective coating and a metal tubular part with external radial pointed elements fixed in the pipe material, threaded thread and an annular shank enclosed in a ring the shank of the metal tubular part is equipped with a thinner-walled end thin-walled belt, made in one piece with it, with possibly increased elasto-radial bending, with axially displaced one from another, profiled ring transitions along its inner and outer surfaces, lined with a protective sheath of elastic material, made in the form of a ring covered by it, tapering in thickness to the inner surface of the pipe protective coating. The threaded thread in the metal tubular part is made on its inner surface under the outer radial pointed elements, which can be located with their tips on the generatrices of the conical surface, inclined to the wall or end of the pipe. Through axial thin-walled girdle of the annular shank, through axial slots filled with the material of the protective sheath and through radial holes also filled with the material of the sheath can be made.
Отличительными особенностями предложенного неразъемного соединения являются следующие признаки:
- снабжение кольцевого хвостовика металлической трубчатой детали утоненным по толщине концевым тонкостенным пояском, выполненным за одно целое с ним,
- возможность повышенного упругорадиального изгиба концевого тонкостенного пояска,
- наличие смещенных в аксиальном направлении одного относительно другого профилированных кольцевых переходов по внутренней и наружной поверхностям концевого тонкостенного пояска,
- наличие облицовочной защитной оболочки на концевом тонкостенном пояске кольцевого хвостовика из упругоэластичного материала, выполненной в виде охваченного им кольца,
- суженность по толщине к внутренней поверхности защитного покрытия трубы облицовочной защитной оболочки,
- выполнение резьбовой нарезки в металлической трубчатой детали по ее внутренней поверхности под наружными радиальными заостренными элементами,
- расположение наружных радиальных заостренных элементов своими остриями на образующей конической поверхности, наклонной к стенке или торцу трубы,
- выполнение в концевом тонкостенном пояске кольцевого хвостовика сквозных аксиальных прорезей, заполненных материалом защитной оболочки,
- выполнение в концевом тонкостенном пояске кольцевого хвостовика сквозных радиальных отверстий, заполненных материалом оболочки.The distinctive features of the proposed one-piece connection are the following features:
- supplying the annular shank of the metal tubular part with a thinned thickness thin-walled end belt made in one piece with it,
- the possibility of increased elastoradial bending of the end thin-walled belt,
- the presence of axially displaced profiled circular transitions relative to one another on the inner and outer surfaces of the end thin-walled belt,
- the presence of a protective sheath on the end thin-walled girdle of the annular shank of an elastic material made in the form of a ring covered by it,
- narrowing in thickness to the inner surface of the protective coating of the pipe facing protective sheath,
- performing threaded threads in a metal tubular part along its inner surface under the outer radial pointed elements,
- the location of the outer radial pointed elements with their points on the generatrix of the conical surface, inclined to the wall or end of the pipe,
- execution in the end thin-walled girdle of the annular shank of the through axial slots filled with the material of the protective sheath,
- execution in the end thin-walled band of the annular shank through radial holes filled with shell material.
Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый из них в отдельности и совместно направлен на выполнение поставленной задачи и достижение нового технического результата. Снабжение кольцевого хвостовика металлической трубчатой детали утоненным по толщине концевым тонкостенным пояском позволяет обеспечить плавный упругорадиальный изгиб кольцевого хвостовика по направлению перехода к особотонкостенной трубе из композиционного материала и совместное их деформирование без раскрытия стыка между ними под воздействием высокого избыточного давления, надежность герметизации облицовочной защитной оболочкой в виде охваченного им кольца, сужающегося по толщине к внутренней поверхности защитного покрытия. Наличие аксиальных прорезей на концевом тонкостенном пояске кольцевого хвостовика уменьшает кольцевую жесткость и увеличивает деформативность пояска в аксиальном направлении, что расширяет возможность использования неразъемного соединения металлической трубчатой детали с различной толщиной трубы из композиционного материала. Размещение в аксиальных прорезях и радиальных отверстиях концевого тонкостенного пояска упругоэластичного материала повышает надежность герметизации стыка. Расположение остриев наружных радиальных остроконечных элементов на образующих конической поверхности, наклонной к стенке трубы или к ее торцу, также расширяет технические возможности закрепления металлической трубчатой детали в композиционном материале трубы в зависимости от ее толщины и геометрии профиля. Расположение резьбовой нарезки в теле металлической трубчатой детали под наружными радиальными заостренными элементами сокращает габариты металлической трубчатой детали по длине и увеличивает надежность закрепления присоединяемой детали посредством ее резьбовой нарезки. Наличие смещенных профилированных переходов на наружной и внутренней поверхностях концевого тонкостенного пояска к концевому хвостовику уменьшает концентрацию напряжений и обеспечивает плавный упругорадиальный изгиб тонкостенного пояска. These distinctive features are significant, since each of them individually and jointly aims to fulfill the task and achieve a new technical result. Providing the annular shank of the metal tubular part with a thinned thin-walled end girdle in thickness makes it possible to provide smooth elastic-radial bending of the annular shank in the direction of transition to the especially thin-walled pipe made of composite material and their joint deformation without opening the joint between them under the influence of high overpressure, reliability of sealing with a protective sheath in the form the ring covered by it, tapering in thickness to the inner surface of the protective coating. The presence of axial slots on the end thin-walled belt of the annular shank reduces ring stiffness and increases the deformability of the belt in the axial direction, which expands the possibility of using one-piece connection of a metal tubular part with different thicknesses of pipes made of composite material. Placing in the axial slots and radial holes of the end thin-walled belt of an elastic material increases the reliability of the joint sealing. The location of the points of the outer radial pointed elements on the generatrices of the conical surface inclined to the pipe wall or to its end also expands the technical possibilities of fixing the metal tubular part in the pipe composite material depending on its thickness and profile geometry. The location of the threaded thread in the body of the metal tubular part under the outer radial pointed elements reduces the length of the metal tubular part and increases the reliability of fixing the joined part by means of its threaded thread. The presence of displaced profiled transitions on the outer and inner surfaces of the end thin-walled girdle to the end shank reduces stress concentration and provides smooth elastic-radial bending of the thin-walled girdle.
Указанные отличительные существенные признаки неразъемного соединения являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе, не обнаружено, что позволяет характеризовать предложенное техническое решение соответствием критерию "новизна". These distinctive essential features of an indispensable connection are new, since their use in the prior art, analogues and prototype was not found, which allows us to characterize the proposed technical solution according to the criterion of "novelty."
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет решить поставленную задачу создания высокоэффективного неразъемного соединения металлической трубчатой детали с особотонкостенной трубой из композиционного материала высокой прочности и надежности, что позволяет характеризовать новое техническое решение существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа. Новое техническое решение является результатом проектно-конструкторской разработки и экспериментальной отработки, творческого вклада, без использования стандартизованных решений, рекомендаций или указаний в данной области техники, в совокупности новых существенных и общих известных существенных признаков соответствует критерию "изобретательский уровень". A single set of new essential features with common known essential features allows us to solve the problem of creating a highly efficient one-piece connection of a metal tubular part with a particularly thin-walled pipe made of composite material of high strength and reliability, which allows us to characterize the new technical solution by significant differences from the prior art, analogues and prototype. The new technical solution is the result of design and experimental development, creative contribution, without the use of standardized solutions, recommendations or directions in the given field of technology, in the aggregate of new essential and general known essential features, meets the criterion of "inventive step".
Сущность изобретения поясняется чертежами и кратким их описанием. The invention is illustrated by drawings and a brief description thereof.
На фиг. 1 представлен общий вид (аксиальное сечение) неразъемного соединения металлической трубчатой детали с наружными радиальными заостренными элементами с трубой из композиционного материала, на фиг. 2 - кольцевой хвостовик металлической трубчатой детали с утоненным по толщине тонкостенным пояском с профилированными кольцевыми переходами по внутренней и наружной поверхностям, облицованный защитной оболочкой из упругоэластичного материала, на фиг. 3 и на фиг. 4 - варианты расположения остриев наружных радиальных заостренных элементов на наклонной конической поверхности, на фиг. 5 - концевой тонкостенный поясок кольцевого хвостовика металлической трубчатой детали с аксиально расположенными прорезями, на фиг. 6 - показ сквозных радиальных отверстий в концевом тонкостенном пояске кольцевого хвостовика. In FIG. 1 shows a general view (axial section) of one-piece connection of a metal tubular part with external radial pointed elements with a pipe made of composite material, FIG. 2 - an annular shank of a metal tubular part with a thin-walled thin-walled girdle with profiled ring transitions along the inner and outer surfaces, lined with a protective sheath of elastic material, FIG. 3 and in FIG. 4 - options for the location of the tips of the outer radial pointed elements on an inclined conical surface, in FIG. 5 is an end thin-walled band of an annular shank of a metal tubular part with axially located slots, in FIG. 6 - showing through radial holes in the end thin-walled band of the annular shank.
Более подробное описание сущности изобретения с указанием позиций на чертежах состоит в следующем. A more detailed description of the invention indicating the positions in the drawings is as follows.
Неразъемное соединение содержит трубу 1 из композиционного материала на основе спирально навитых перекрещивающихся стеклонитей и полимерного связующего, внутреннее защитное покрытие 2 и металлическую трубчатую деталь 3 с наружными радиальными заостренными элементами 4, зафиксированными в материале трубы 1. Металлическая трубчатая деталь 3 имеет резьбовую нарезку 5 и кольцевой хвостовик 6, заключенный в оболочку 7, снабженный утоненным по толщине концевым тонкостенным пояском 8, выполненным за одно целое с ним, с возможностью повышенного упругорадиального изгиба, со смещенными в аксиальном направлении один относительно другого профилированными кольцевыми переходами 9 и 10 по его внутренней и наружной поверхностям 11, 12, облицованным защитной оболочкой 7 из упругоэластичного материала, выполненной в виде охваченного им кольца, сужающегося по толщине к внутренней поверхности 13 защитного покрытия 2 трубы 1. Резьбовая нарезка 5 в металлической трубчатой детали 3 выполнена по ее внутренней поверхности 14 под наружными радиальными заостренными элементами 4. Наружные радиальные заостренные элементы 4 могут быть расположены своими остриями 15 на образующих конической поверхности 16, наклонной к стенке трубы 1 или к торцу 17. В концевом тонкостенном пояске 8 кольцевого хвостовика 6 могут быть выполнены сквозные аксиальные прорези 18 и/или сквозные радиальные отверстия 19, заполненные материалом 20 защитной оболочки 7. The integral connection contains a
Изготовление оболочки 1 из композиционного материала с металлической трубчатой деталью 3 на ее конце заключается в установке на специальную оправку (условно не показано) металлической трубчатой детали 3, кольцевой хвостовик 6 которой совместно с утоненным по толщине концевым тонкостенным пояском 8 облицован защитной оболочкой 7 из упругоэластичного материала. Сквозные аксиальные прорези 18 и сквозные радиальные отверстия 19 заполнены упругоэластичным материалом 20 этой же оболочки 7 при ее выполнении. Затем на оправку наносят защитное покрытие 2 и спирально навиваемые перекрещивающиеся стеклонити, пропитанные полимерным связующим, так, что охватывают по своим направлениям наружные радиальные заостренные элементы 4. Полученную заготовку термообрабатывают по режимам полимеризации полимерного связующего, извлекают оправку и получают трубу 1 с металлической трубчатой деталью 3, соединенные неразъемным соединением. The manufacture of the
При использовании трубы 1 из композиционного материала на нее и металлическую трубчатую деталь 3 воздействует избыточное давление среды, например газового потока или транспортируемой жидкости. От аксиального перемещения металлическую трубчатую деталь 3 удерживают наружные радиальные заостренные элементы 4 и адгезионная связь слоев композиционного материала трубы 1 с наружной поверхностью металлической трубчатой детали 3. Благодаря совместности деформаций утоненного концевого тонкостенного пояска 8, облицованного упругоэластичным материалом защитной оболочки 7, и тонкостенной трубы 1 из композиционного материала неразъемное соединение не раскрывается, обеспечивает прочность и надежность стыка, защитная оболочка 7 из упругоэластичного материала, суженная по толщине к внутренней поверхности 11 защитного покрытия 2, одновременно деформируется в зоне стыка со стенкой трубы 1 и концевым тонкостенным пояском 8 кольцевого хвостовика 6. При этом смещенные один относительно другого профилированные кольцевые переходы 9 и 10 по внутренней и наружной поверхностям 11, 12 обеспечивают плавный упругий изгиб концевого тонкостенного пояска 8 относительно кольцевого хвостовика 6 без концентрации напряжений, которые могли бы вызвать в пояске 8 остаточные деформации и соответственно раскрытие стыка. Неразъемное соединение трубы 1 из композиционного материала с металлической трубчатой деталью 3, изготовленное с использованием нового технического решения, подвергалось гидравлическим испытаниям на воздействие высокого избыточного давления, результаты испытаний положительные. When using a
Таким образом, новое техническое решение воспроизводимо промышленным способом, при реализации в неразъемных соединениях труб из композиционных материалов с металлическими трубчатыми деталями дает новый технический результат, в предложенной совокупности новых и известных существенных признаков является высокоэффективным и технологичным, соответствует и критерию "промышленная применимость", т.е. уровню изобретения. Thus, the new technical solution is reproducible industrially, when implemented in one-piece joints of pipes made of composite materials with metal tubular parts, it gives a new technical result, in the proposed combination of new and known significant features it is highly efficient and technological, and also meets the criterion of "industrial applicability", t .e. level of invention.
Следует отметить, что могут быть различные варианты выполнения неразъемного соединения в отношении формы, размеров и расположения отдельных элементов, если все это не выходит за пределы объема изобретения, изложенного в пунктах формулы. It should be noted that there may be various embodiments of the integral connection with respect to the shape, size and location of the individual elements, if all this does not fall outside the scope of the invention set forth in the claims.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98122597/06A RU2144640C1 (en) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Permanent joint |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98122597/06A RU2144640C1 (en) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Permanent joint |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2144640C1 true RU2144640C1 (en) | 2000-01-20 |
Family
ID=20213414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98122597/06A RU2144640C1 (en) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Permanent joint |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2144640C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506488C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Fixed connection |
-
1998
- 1998-12-10 RU RU98122597/06A patent/RU2144640C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506488C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Fixed connection |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4702498A (en) | Flange connection for fiber-reinforced plastic pipe pieces | |
US4913465A (en) | Coupled pipe assembly | |
US5636878A (en) | Pipe coupling | |
US3989280A (en) | Pipe joint | |
US6478338B1 (en) | Coupling sleeve for high-pressure pipe | |
EP0978677B1 (en) | High-pressure fiber reinforced composite pipe joint | |
FI110448B (en) | Device for permanent connection of pipes | |
JP2868316B2 (en) | Method of joining lining pipe articles | |
US6361080B1 (en) | Method for attaching an ANSI stub-end flanged connector to a composite tubular member | |
JP2000505531A (en) | Pipe fittings | |
EA010127B1 (en) | Improvements in tubular bodies and methods of forming same | |
MXPA96005969A (en) | Tube coupling assembly | |
US4044798A (en) | Adhesive bonded hydrotest plug and method for using the same | |
RU2144640C1 (en) | Permanent joint | |
US4709946A (en) | Lined pipe joint | |
KR102035976B1 (en) | Pipe fitting having anti-loosening structure | |
RU2127845C1 (en) | Device for connecting end section of pipe and method of connection of connecting member with end section of pipe | |
KR101854531B1 (en) | Apparatus for branching | |
US20150159789A1 (en) | Component Connector for Connecting Cylindrical Components | |
KR101674949B1 (en) | Lining Pipe Adaptor Apparatus | |
US20060049631A1 (en) | Pipe connection for pipe pieces made of plastic | |
RU2200893C1 (en) | Non-detachable joint | |
CA1334297C (en) | Well tubing liner system | |
RU2338955C1 (en) | High-pressure vessel (versions) | |
RU2098709C1 (en) | Combined high-pressure pipe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041211 |