198781. lajstromszámú szabadalom • Szálbetétekkel erősített hajlékony tömlő
A találmány tárgya szálbetétekkel erősített hajlékony tömlő. Ismeretes, hogy az erősített hajlékony tömlőkkel szemben támasztott követelmények egyre nagyobbak. Az olajipar ma mér olyan, 50-100 mm belső átmérőjű vagy még nagyobb tömlőket is igényel, amelyeknek üzemnyomása 1000 bar feletti, a kívánt repesztési nyomásnak pedig adott esetben 3000 bar körüli értéket is el kell érnie. Egyidejűleg követelmény az is, hogy a tömlő belső nyomás hatására minél kisebb hossz változást és elcsavarodést szenvedjen, valamint, hogy hajlítási merevsége a lehető legkisebb legyen. Ez a komplex követelményrendszer a jelenleg ismert megoldásokkal csak súlyos kompromisszumok érén közelíthető meg, azaz vagy a tömlő hajlékonyságában vagy a betétek szilárd séghasznositásában kell engedményt tenni, az említett 3000 bar-nál jóval kisebb repesztési nyomások esetében is. Amennyiben a betétek felvezetési szöge megfelel a szokásos ún. egyensúlyi szögnek (35° 16’), akkor a betétek erőfelvétele belső nyomás esetén belülről kifelé erősen csökken, és a tömlő a nyomás hatására el is csavarodik. (A felvezetési szöget a tömlő hossztengelyére merőleges körmetszettől számítjuk.) Több ismert megoldás úgy kívánja az elcsavarodés-mentességet biztosítani, és elfogadható szilérdségkihozatalt elérni, hogy az alsó betétet vagy betéteket viszonylag kis felvezetési szögben, a felső(ke)t pedig nagy felvezetési szögben vezetik fel, így az igénybevételeket szétválasztják, és az alsó betét(ek) a radiális irányú, a felső betétiek) pedig az axiális terhelést hordják. Ezeknek a konstrukcióknak azonban közös hibája, hogy a hajlítási merevsége a nagy felvezetési szöggel felvezetett felső betét(ek) következtében többszöröse az .egyensúlyi" szögön készített tömlőkének. Ilyen megoldást ismertet a 941 867 sz. szovjet szabadalmi leírás, ahol a belső két betét felvezetési szöge 0-15°, a felső betétpáré pedig 70-90°. Az ilyen tömlő szilárdsághasznosítása belső nyomásra gyenge, ugyanis a nagyobb szálszámú felső betétekben csak mintegy fele akkora feszültség ébred, mint az alsóban, és a két szimmetrikusan - azonos szögben - elhelyezkedő alsó betét sem egyformán terhelődik, így a szilárdsághasznosítás a legjobb esetben is csak 70-75%-os. A fenti találmány szerzői a továbbiakban számos továbbfejlesztett megoldást dolgoztak ki, hogy csökkentsék a konstrukció hátrányait, így a 949 282, 949 283, 949 284 és 960 483 sz. szovjet szabadalmi leírásokban különböző profilokkal kialakított erősítő alépítményeket írnak le, és javasolják 30-60°-os szögben felvezetett további betét-pár alkalmazását is. A 994 853 sz. szovjet szabadalmi leírásban olyan tömlőt írnak le, amely kettőnél több betétpárt (azaz négynél több betétet) tartalmaz, és a betétpárok felvezetési szöge a 0-1 HU 1- 5°, illetve a 70-90° szögtartományba esik. Eszel a tömlő nyomásállósága némileg növelhető az eredeti megoldáshoz képest, a fenti konstrukciók legnagyobb hátránya, a nagy hajlítási merevség azonban egyik ismertetett viltozat szerint sem küszöbölhető ki. Az előzőekben hasonló szerkezetet ír le a 953 833 sz. brit, illetve a vele lényegében azonos 1 262 702 sz. NSZK-beli közzétételi irat. A belső nyomást hordozó, azonos szögben felvezetett betétpáron kívül az axiális iiányú erő felvételére 55-75°-os felvezetési s'őgű betétpért alkalmaznak, de ismertetnek o’yan megoldást is, ahol a belső nyomást kis szögben (0-10°) felvezetett hélix alakú erősítés viseli. Ezek a konstrukciók sem mentesek a fent ismertetett hátrányoktól. A 169 115 sz. magyar szabadalmi leírásban olyan megoldást közölnek, amelynél az egyes betétek fel vezetési szöge eltérő, és á.laguk legalább 10 szögperccel eltér az ún. egyensúlyi szögtől. Egyidejűleg kettőnél több botét esetén a felvezetési szögek és átmérők között szigorú algebrai összefüggések teljes ilését is követelik. A hivatkozott szabadak m szerint felépített tömlők valóban kitűnnek hajlékonyságukkal, azonban - különösen k ettőnél több betéL esetén - szilárdsághasznásításuk nem kielégítő. Négy betét esetén a tényleges repesztési nyomás az elméleti érteknek csak 60-80%-át éri el, négynél több betét alkalmazása pedig már alig növeli tovább a repesztési nyomást, ezért a szabadalc m szerinti felépítéssel nem is gyártanak négynél több betétes tömlőket, és a maximális üzemnyomás nem haladja meg a 700 bar-t. Célunk olyan tömlőkonstrukció kialakítása volt, amely belső nyomás hatására nem csavarodik el, és hosszúságét is alig változtatja, ugyanakkor belső nyomásállósága és szilárdsághasznosítása is kiváló, és tetszés szerinti betétszámmal készíthető. A találmány a'apja az a felismerés, hogy ha a felvezetési szögek megválasztásánál az egyes betétszálak szakítóerejét és szakadási nyúlását is figyeli mbe vesszük, akkor jó szilárdsághasznosí- Lású, kis deforméciójú, hajlékony tömlők állíthatók elő. Lényeges újdonság továbbá, hogy lehetővé válik 6 vagy akár 8 betétes, rendkívül nagy szilárdságú hajlékony tömlő előállítása. Az ismert megoldásoknál ugyanis a betétszám növelésével 4 betéten túl lényeges szilárdságnövekedést nem tudtak elérni. Felismertük, hogy a kiváló szilárdsághasznosítású elcsavarodásmentes tömlők gyártásának szükséges feltétele, hogy repasztési nyomáson minden betétben a szálak terhelése a lehető legközelebb kerüljön a szakítóerő értékéhez, tehát a szálak az öszszes betétben a repesztési nyomásnál egyszerre szakadjanak el, és a balra, illetve jobbra forgató nyomatékok értéke közel egyenlő legyen. Ez teljesül, ha a szakítóerők á'tal létrehozott balra, illetve jobbra forgató A 2 3 98781 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
