HU224141B1 - Utólag szerelhető ragasztott tömlőcsatlakozóval ellátott nagynyomású tömlő - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya utólag szerelhető ragasztott kötésűtömlőcsatlakozóval ellátott nagynyomású tömlő, mely olyan acélcsatlakozótesttel (1) rendelkezik, amelyen belül a tömlő szerkezetielemei, mint erősítőbetétek (4), lélek (12)‚ terheléselosztó szövetváz(7), fedlap (9) bekötésre kerülnek. A találmányt az jellemzi, hogy avulkanizált tömlőre felszerelt csatlakozószerkezeten (1) belül a tömlőerősítőbetétei (4) gumival részben vagy egészben összekötöttállapotban vannak beágyazódva a ragasztógyanta-rétegbe.

Description

A találmány tárgya utólag szerelhető ragasztott tömlőcsatlakozóval ellátott nagynyomású tömlő. A találmány szerinti tömlő olyan acél csatlakozótesttel rendelkezik, amelyen belül a tömlő szerkezeti elemei, így az erősítőbetétek, lélek, szövetváz és fedlap bekötésre kerülnek.

Ismeretes, hogy a főleg olajbányászatban felhasznált nagy terhelésű tömlők általában epoxigyanta-kötésű csatlakozókkal készülnek, melyeket a gyártás során építenek egybe a tömlőtesttel. Ma már 3100 bar pukkasztási nyomásra is tervezhetők ilyen tömlők. Az ilyen típusú csatlakozók alapszabadalmának tekinthető a HU 157 310 számú, illetve az ennek megfelelő US 3 531 143 számú és a GB 1 198 741 szabadalom leírásában ismertetett megoldás. Az említett alapszabadalomhoz képest továbbfejlesztett változatot ír le a HU 168 837 számú, illetve az ennek megfelelő US 4 000 920 számú szabadalmi leírás. További változatot véd a Goodall cég US 4 477 108 számú szabadalma.

A felsorolt szabadalmakban leírt megoldások mindegyikével kapcsolatban fennáll az a probléma, hogy ezeknél a csatlakozószerkezetek csak a tömlő felépítése során építhetők be.

Ismeretes az is, hogy történtek próbálkozások vulkanizált tömlőre történő csatlakozószerelésre is. Ilyen megoldást ír le a HU 206 404 számú szabadalom. Ennek a megoldásnak azonban az a hátránya, hogy a sodronyokat szálanként meg kell tisztítani a rávulkanizált gumitól, ami egészségtelen, hosszú időt igénylő művelet. Ilyen módon a szükséges további bonyolult műveletekkel együtt egy csatlakozót egy 4-os tömlőre 72 munkaóra felhasználásával lehet beépíteni. Az US 6 019 137 számú szabadalom leírásában ismertetett utólag szerelt csatlakozónál a szerelés műanyag tömlőre történik, itt a tisztogatás művelete ugyan elmarad, azonban az erősítőbetétek egyenként történő felszedése és visszahajtása miatt a szerelési művelet az előző irodalmi hivatkozás kapcsán tárgyaltakhoz hasonlóan nagy időigényű, nehéz fizikai munka, a kialakított csatlakozó pedig nagyméretű és drága. Természetesen ezeknél a tömlőknél fém-gumi-ragasztógyanta kombináció nincsen, ez nem is lenne megvalósítható.

A találmány tárgya fentiekből következően a technika állásából ismert hátrányok kiküszöbölésével utólag szerelhető ragasztott tömlőcsatlakozóval ellátott nagynyomású tömlő kialakítása.

Azt találtuk, hogy meglepő módon - a szakmai előítélettel ellentétben - nemcsak a teljesen fémtiszta acélbetétek köthetők be megfelelő módon a csatlakozószerkezetbe. A rendelkezésre álló ragasztóanyagok közül választhatók olyanok, amelyek megfelelő szerkezeti kialakítás esetében teljesen biztonságos módon valósítják meg a csatlakozóba a gumival összekapcsolt acélsodrony szálak bekötését is. A kötés mértéke alaki kötés kialakításával fokozható, így nemcsak a tisztítás nehéz és hosszadalmas művelete hagyható el, hanem a csatlakozók mérete még jelentősen csökkenthető is.

A találmány szerinti megoldás lényege tehát, hogy a találmány tárgymegjelölésében meghatározott ismert elemekkel rendelkező vulkanizált tömlőre felszerelt csatlakozószerkezeten belül a tömlő erősítőbetétei gumival részben vagy egészben összekötött állapotban vannak a ragasztógyanta-rétegbe beágyazódva.

Egyik előnyös kiviteli alak szerint a gumival összekötött erősítőbetétek 2-5 szálból álló fellazított pászmákban olyan kúpos palástfelületen helyezkednek el, amelynek legnagyobb átmérője legalább 3 mm-rel nagyobb, mint a legfelső erősítőbetété a tömlőtestben, és az így kialakított forgástest alaki kötéssel is kapcsolódik a csatlakozótesthez.

Előnyös továbbá, ha a csatlakozóba egy vagy két megtámasztógyűrű van beépítve. Az említett megtámasztógyűrűk egyike rugós kialakítású és a csatlakozó hornyába beugorva rögzítődik.

Az említett, gumival összekötött erősítőbetéteknél 2-5 szálból álló fellazított gumiba ágyazott pászmák helyzetben tartása például 2° menetemelkedési szöggel felvezetett lekötözőszállal történik.

Az említett, spirálisan feltekert acéllemezből készült kúpos felület például egy spirálbetétet képező spirálrugó lehet.

A találmány szerinti tömlő esetében a csatlakozó és a tömlő fedlapjának kapcsolódása például gumi-gumi és fém-gumi kötéssel kapcsolódó tömítőelemmel oldható meg.

A csatlakozó belsejében előnyösen feltágított hüvely helyezkedik el.

A csatlakozóban elhelyezkedő nagyobb felvezetési szögű sodronyok lépcsője előnyösen hosszabb, mint a kisebb szögben felvezetetteké, célszerűen a lépcsőhossz a felvezetési szög szinuszával közel arányos.

A találmány szerinti megoldást közelebbről az ábrák kapcsán szemléltetjük, ahol az 1. ábra a tömlőt részben metszetben, részben nézetben mutatja, a 2. ábra a találmány szerinti tömlő egy másik kiviteli alakja, ugyancsak részben nézetben, részben metszetben.

Az 1. ábrán látható, hogy az alaki kötés kialakításához az 5 spirálisan feltekert acéllemezből készült betéttel és a 2-5 szálas pászmában felfejtett 4 erősítőbetétből olyan kúpos palástfelület van kiképezve, amelynek legnagyobb átmérője a tömlő méretétől és terheléstől függően legalább 3 mm-rel nagyobb, mint az erősítőbetétek felépítési külátmérője. A felfejtés után visszahelyezett pászmák helyben tartását legfeljebb 2°-os szögben felvezetett 6 lekötözőszálak biztosítják. A spirálisan feltekert acéllemezből készült betétből álló kúpos 5 spirálrugó a felszerelésnél kissé tágítható, így könnyen a helyére szerelhető, és felszerelése után összeugorva szorosan fekszik fel az alépítményre. Az 1 csatlakozóban kialakított kúpon belül a 4 erősítőbetét-köteget képező pászmacsíkok és az azok között átfolyó 10 epoxigyanta önálló teherviselő műanyag szerkezeti elemet képez, ami a kúpos külső hüvelyben megtámasztva még epoxi-fém kötés nélkül is nagy teherbírást biztosít. A kötés biztonságát tovább fokozza az 1 csatlakozóba beépített 13 megtámasztógyűrű és a 14 felhasított gyűrű alakú rúgó, ami a szerelés során

HU 224 141 Β1 pattan be az 1 csatlakozó hornyába. Az előzőekben leírt, műanyaggal kombinált szerkezet megtámaszkodik a gyűrű felületén, és még az előforduló legnagyobb terhelések esetén is megakadályozza az erősítőbetétek kicsúszását. A 8 gumidugóval a tömlő 9 fedlapján gumi-gumi, az 1 csatlakozóban fém-gumi kötést hozunk létre, így a csatlakozó védett a külső nedvesség behatolása ellen is. További szerkezeti elemek a 12 lélek, ami készülhet műanyagból vagy gumiból egyaránt, a terheléselosztó szövetváz, a 2 tömítőgumi, a 3 belső hüvely, ami a tömítőtérben esetleg létrejövő elválást akadályozza meg. A gyantabetöltő nyílást a 11 csavar zárja le. A tömlő 9 fedlappal rendelkezik. A leírt csatlakozószerkezet az alaki kötéses kombináció következtében rövidebb, mint a technika állásaként ismertetett szerkezetek, és az eddig ismert utólag szerelt csatlakozókhoz viszonyítva 1/10 résznyi idő felhasználásával szerelhető. Az ily módon szerelt tömlő adott hosszúság esetén nagyobb hajlékony szakasszal rendelkezik, mint ami az ismert konstrukcióknál megvalósítható.

A 2. ábrán látható alternatív kiviteli példánál a 4 erősítőbetétek pászmákban történő felbontása elmarad. A 4 erősítőbetéteket lépcsőzetesen vágjuk vissza. A tömlő belsejében elhelyezésre kerül a 15 hüvely, amelynek hossza célszerűen úgy van megválasztva, hogy a tömítőtértől indulva a legfelső 4 erősítőbetét alá is benyúljon. Az egyes lépcsők hossza célszerűen úgy van megválasztva, hogy a nagyobb szögben felvezetett erősítőbetétek lépcsője hosszabb. (A szöget a tömlő tengelyére merőleges körmetszettől mérjük.) Különösen előnyös, ha az erősítőbetét felvezetési szögének szinusza közelítőleg arányos a lépcsőhosszal. így az egyes rétegekben elhelyezkedő erősítőszálak bekötési szilárdsága közel azonos. A tömlő belsejében elhelyezett hüvely legalább az alsó erősítőbetétek átmérőjét a mérettől és terhelési körülményektől függően legalább 3 mm-rel megemeli. A 15 hüvely beszerelése után kerül beépítésre az 1 csatlakozó, amelynek kötését a 4 erősítőbetétekhez a 10 epoxigyanta biztosítja. A 15 hüvely a tömítőgumi alatt feltágításra kerül a jobb és biztonságosabb tömítés érdekében. Ha ezt a feltágítást a teljes belső paláston végigvisszük, akkor a csatlakozó kötésének szilárdsága jelentősen fokozható. A fém-gumi, illetve gumi-gumi kötésű tömítés a külső nedvesség behatolása ellen védi a szerkezetet. Ugyanezen a helyen kialakítható az 1. ábrán látható gumidugóból és a 13,14 gyűrűkből kialakított szerkezet is; ami további, az 1. ábra szerinti megoldással kapcsolatban ismertetett előnyöket biztosít.

További szerkezeti elemek a 12 lélek, a 11 csavar, mely a gyantabetöltő nyílást zárja, a 9 fedlap, valamint a 7 terheléselosztó szövetváz.

A találmány természetesen nem korlátozódik az ábrákon bemutatott kiviteli alakokra, illetve a következőkben ismertetésre kerülő példákra, hanem további olyan konstrukciók is kialakíthatók, amelyeknek közös jellemzője, hogy elmarad a fémtiszta erősítőelemek beágyazása a ragasztógyantába, helyette a kapcsolódás részben vagy egészben vulkanizálással kötött gumirétegen keresztül történik.

Kiviteli példák

1. példa

Legyártottunk 2 db 4”-os tömlőt az 1. ábrán látható csatlakozóval. A csatlakozó felszerelése 7 órát vett igénybe, ez az idő a begyakorlottsággal és gépesítéssel még tovább csökkenthető. Az egyik tömlőt 82 °C hőmérsékleten 1000 nyomáspróbával terheltük, 517 bar nyomáson, meghibásodás nélkül. A másik tömlő pukkasztási vizsgálatra került, és négyszeri 1200 baros nyomás után pukkadt el. A csatlakozó sértetlen maradt.

2. példa

Ugyancsak legyártottunk műanyag lelkű 3”-os tömlőt, az 1. ábra szerinti csatlakozóval. Vizsgálata során 15 000-szer meghajtogattuk 82 °C hőmérsékleten 1200 mm sugárra a csatlakozó közelében. Ezután 1000 alkalommal 82° C hőmérsékleten 517 baros nyomáspróbával terheltük. A tömlő a vizsgálatok után sértetlen maradt.

3. példa

Legyártottunk 4”-os tömlőt, a 2. ábrán látható csatlakozószerkezettel. A csatlakozók felszerelése két ember nem folyamatos munkájával 11 órát vett igénybe. Itt is figyelembe kell venni, hogy még nem begyakorlott technológiával történt a szerelés, az időszükséglet később csökkenni fog. A tömlő 1360 báron pukkadt el, a csatlakozó sértetlen maradt.

Claims (9)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Utólag szerelhető ragasztott tömlőcsatlakozóval ellátott nagynyomású tömlő, mely olyan csatlakozóval (1) rendelkezik, amelyen belül a tömlő szerkezeti elemei, mint erősítőbetétek (4), lélek (12), terheléselosztó szövetváz (7), fedlap (9) bekötésre kerülnek; a tömlő belső hüvellyel (3, 15) van ellátva, azzal jellemezve, hogy a vulkanizált tömlőre felszerelt csatlakozón (1) belül a tömlő erősítőbetétei (4) gumival részben vagy egészben összekötött állapotban vannak beágyazódva a ragasztógyanta-rétegbe.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti tömlő, azzal jellemezve, hogy a gumival összekötött erősítőbetétek (4) 2-5 szálból álló fellazított pászmákban olyan kúpos palástfelületen vannak elhelyezve, amelynek legnagyobb átmérője legalább 3 mm-rel nagyobb, mint a legfelső erősítőbetété (4) a tömlőtestben, és az így kialakított forgástest alaki kötéssel is a csatlakozóhoz (1) kapcsolódik.
3. 3. A 2. igénypont szerinti tömlő, azzal jellemezve, hogy a csatlakozóban (1) beépített megtámasztógyűrű (13) és felhasított gyűrű (14) van, a felhasított gyűrű (14) rugós kialakítású és a csatlakozó (1) hornyába beugorva rögzítődik.
4. 4. A 2. igénypont szerinti tömlő, azzal jellemezve, hogy a gumival összekötött - abba ágyazott - pászmák helyzetben tartására legfeljebb 2°-os menetemel3

   HU 224 141 Β1 kedési szöggel felvezetett lekötözőszállal (6) rendelkezik.
5. 5. A 2. igénypont szerinti tömlő, azzal jellemezve, hogy a spirálisan feltekert acéllemezből készült kúpos palástfelület egy spirálbetétet képező spirálrugó (5). 5
6. 6. Az 1. igénypont szerinti tömlő, azzal jellemezve, hogy a csatlakozó (1) és a fedlap (9) kapcsolódására gumi-gumi és fém-gumi kötéssel kapcsolódó tömítőeleme van.
7. 7. Az 1. igénypontban leírt tömlő, azzal jellemezve, 10 hogy a csatlakozó (1) belsejében az alsó erősítőbetét átmérőjét legalább 3 mm-rel megnövelő feltágított hüvely (15) van elhelyezve.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti tömlő, azzal jellemezve, hogy a csatlakozóban (1) a feltágított belső hüvely (15) a tömítőtértől legalább a felső sodronylépcsőig terjed.
9. 9. Az 1. vagy 8. igénypont szerinti tömlő, azzal jellemezve, hogy a csatlakozóban (1) a nagyobb felvezetési szögű erősítőbetétek (4) lépcsője hosszabb, mint a kisebb szögben felvezetetteké, előnyösen a lépcsőhossz a felvezetési szög szinuszával közel arányos.