Багатошарова армована полімерна труба і система труб для транспортування води

Реферат: Багатошарова армована полімерна труба включає основний шар, принаймні один бар'єрний шар, принаймні один армуючий шар, клейовий шар і захисний шар. Клейовий шар виконаний з матеріалу, що не має адгезії до матеріалу армуючого шару і утворює канали для оборотного переміщення ниток армуючого шару. UA 102969 C2 (12) UA 102969 C2 UA 102969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до конструкції багатошарової армованої полімерної труби для води, а саме для гарячої води, в системах централізованого теплопостачання й гарячого водопостачання, і може бути використане в трубах для транспортування рідких і газоподібних середовищ, до яких матеріал труби стійкий в умовах експлуатації. Відома полімерна армована труба, що містить внутрішній і зовнішній шари з термопластичного матеріалу й розташований між ними армуючий наповнювач із полімерного або мінерального матеріалу, виконаний у вигляді безперервних ниток, при цьому нитки армуючого наповнювача заглиблені в зовнішню поверхню внутрішнього шару й внутрішню поверхню зовнішнього шару (RU, № 2205318, МПК 7 F16L9/12). Така конструкція забезпечує значне підвищення міцності труби, але непридатна для транспортування гарячої води, оскільки відсутній бар'єр для паро-і газопроникності. Більше того, забезпечення міцності труби вимагає гарної адгезії армуючого шару до полімеру. Відома полімерна багатошарова труба для систем водо- і теплопостачання, що включає тіло труби, що переважно складається з поперечнозшитого поліетилену, і принаймні один шар, що утворює бар'єр проти дифузії води через багатошарову трубу, причому бар'єрний шар складається з рідкокристалічного полімеру (RU, № 2224160, МПК 7 F16L 9/12). Подібна конструкція зараз широке застосовується в системах тепло- і водопостачання, переважно для гарячого водопостачання. Однак, відсутність армуючого шару не забезпечує необхідний рівень тривалої міцності при підвищенні тиску в процесі експлуатації й приводить до необхідності збільшення товщини стінки труби, що у свою чергу викликає збільшення маси труби й зниження її гнучкості й пропускної здатності. Так, наприклад, якщо для труб зі зшитого поліетилену, експлуатованих у гарячому водопостачанні при тиску 10 бар, коефіцієнт запасу міцності становить 1,53, то для армованої конструкції труб з того ж матеріалу коефіцієнт запасу міцності рівний 1,78. З відомих труб найбільш близькою за технічною сутністю до пропонованої труби є труба полімерна багатошарова армована "ДЖИПЕКС-АМ", що виготовляється за ТУ 2248-02540270293-2005, конструкція якої включає трубу зі зшитого поліетилену (РЕХ-А), бар'єрний шар проти дифузії кисню, армуючий шар, утворений плетивом синтетичних ниток ("Кевлар") навколо бар'єрного шару, клейовий шар, накладений на армуючий шар і зовнішній захисний шар з поліетилену середньої щільності. У даній конструкції забезпечується двостороння адгезія армуючого шару, утвореного плетивом синтетичних ниток як до бар'єрного шару, так і до зовнішнього захисного шару з метою стабілізації положення армуючих ниток. Наявність двосторонньої адгезії армуючого шару здатне призводити до ушкоджень полімерних поверхонь, що безпосередньо примикають до армуючого шару в результаті їх осьового зсуву під впливом циклічних змін температури й механічних навантажень. Технічним завданням конструкції труби, що заявляється, є забезпечення можливості осьового зсуву армуючих ниток усередині конструкції труби під впливом циклічних змін температури й механічних навантажень зі збереженням структури плетива й виключенням ушкоджень полімерних шарів труби, що оточують армуючий шар. Технічний результат досягається в заявленій багатошаровій армованій полімерній трубі, яка включає основний полімерний шар, принаймні один бар'єрний шар, принаймні один армуючий шар, клейовий шар і захисний шар, при цьому клейовий шар виконаний з матеріалу, що не має адгезії до матеріалу армуючого шару і утворює канали для вільного переміщення ниток армуючого шару. У запропонованій конструкції труби нитки армуючого шару здатні вільно й оборотно зміщатися в осьовому напрямку при коливаннях геометричних розмірів труби під впливом температурних змін і механічних навантажень. Основний полімерний шар заявленої труби виконаний зі зшитого або теплостійкого полімеру, переважно поліетилену або полібутену. Армуючий шар труби виконаний з високоміцних і високомодульних полімерних волокон, переважно арамідних, поліефірних, поліетиленових. Армуючий шар може являти собою сітку. Він може бути виконаний накладенням декількох послідовних шарів плетив. Бар'єрний шар, що забезпечує протидію дифузії кисню й пари води, виготовлений з полярних і неполярних полімерів. Захисний шар труби виконаний з поліетилену середньої щільності. Товщина захисного шару труби становить не менше 3 мм. Заявлена система труб для транспортування води, переважно гарячої води в мережах централізованого теплопостачання й водопостачання, що складається із двох або більше багатошарових армованих полімерних труб, що мають заявлену конструкцію. 1 UA 102969 C2 5 10 15 20 25 Відмінності заявленої конструкції полягають у тому, що бар'єрний шар труби обплетений армуючим шаром з полімерних ниток, поверх армуючогго шару нанесений клейовий шар з матеріалу, що не має адгезії до армуючого шару й утворює канали, у яких нитки армуючого шару можуть вільно й оборотно зміщатися в осьовому напрямку при коливаннях геометричних розмірів труби під впливом температурних змін і механічних навантажень. На кресленні показано загальний вигляд труби згідно з винаходом. Багатошарова полімерна армована труба містить основний шар з полімеру -1, бар'єрний шар проти дифузії кисню і пари води - 2, армуючий шар - 3, клейовий шар, що має адгезією до шарів труби, за винятком армуючого шару - 4, захисний шар - 5. Багатошарова армована полімерна труба працює в такий спосіб. Монтаж трубопроводу з використанням конструкції труби, що заявляється, зазвичай здійснюють за схемою, що включає повороти під різними кутами. При вигині труби армуючі волокна й основний шар зміщаються один відносно одного. Після монтажу трубопроводу здійснюють його випробування підвищеним тиском, при цьому відбувається деяка зміна геометричних розмірів труби (по її діаметру й довжині). У процесі зміни геометричних розмірів полімерні шари труби зміщуються відносно ниток армуючого шару внаслідок відмінності модулів пружності матеріалів армуючого шару й основного шару труби. Після закінчення випробувань тиск випробувального середовища скидають, і відбувається зворотний зсув армуючих волокон відносно полімерного шару. В результаті подачі теплоносія (гарячої води), у процесі його транспортування й припинення його подачі точно так відбувається оборотний зсув армуючих ниток і полімерних шарів один відносно одного. Багатошарова армована полімерна труба згідно з винаходом забезпечує вільний і оборотний зсув полімерних шарів і армуючих ниток одна відносно одної в ході монтажу, проведення випробувань і в процесі експлуатації, що забезпечує високий рівень і стабільність її робочих характеристик у період експлуатації. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 1. Багатошарова армована полімерна труба, що включає основний шар, принаймні один армуючий шар, клейовий шар і захисний шар, яка відрізняється тим, що клейовий шар виконаний з матеріалу, що не має адгезії до матеріалу армуючого шару і утворює канали для оборотного переміщення ниток армуючого шару. 2. Багатошарова труба за п. 1, яка відрізняється тим, що основний шар труби виконаний зі зшитого або теплостійкого полімеру, переважно поліетилену або полібутену. 3. Багатошарова труба за п. 1, яка відрізняється тим, що вона містить принаймні один бар'єрний шар. 4. Багатошарова труба за п. 1, яка відрізняється тим, що армуючий шар виконаний у вигляді сітки. 5. Багатошарова труба за п. 1, яка відрізняється тим, що армуючий шар виконаний з високоміцних і високомодульних полімерних волокон, переважно арамідних, поліефірних, поліетиленових. 6. Багатошарова труба за п. 3, яка відрізняється тим, що бар'єрний шар виготовлений з полярних і неполярних полімерів. 7. Багатошарова труба за п. 1, яка відрізняється тим, що захисний шар труби виконаний з поліетилену середньої щільності. 8. Багатошарова труба за п. 1, яка відрізняється тим, що товщина захисного шару становить не менше 3 мм. 9. Система труб для транспортування води, переважно гарячої води в мережах централізованого теплопостачання і водопостачання, що складається із двох або більше багатошарових труб за будь-яким з пп. 1-8. 2 UA 102969 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3