РАСТРУБНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ Российский патент 1995 года по МПК F16L21/08 

Изобретение относится к устройствам для соединения труб из металла, пластмасс и стеклопластиков преимущественно для трубопроводов в коррозионно-стойком исполнении.

Известно соединение труб с применением клея, в котором гладкий конец одной трубы вводится в раструб другой, а сопряжение осуществляется по коническим поверхностям, при этом герметичность и прочность соединения обеспечивается за счет клеевого слоя.

Недостатком известного соединения является недостаточная надежность при длительном воздействии продольных растягивающих сил и транспортируемой среды на клеевой слой из-за ослабления адгезионной прочности клея к субстрату в результате диффузии среды в полимер.

Кроме того, при монтаже клеевых соединений труб с конически сопрягающимися поверхностями необходимо стяжное устройство для создания давления в клеевом слое и фиксирования труб в соединении в процессе твердения клея до достижения им необходимой прочности, что снижает производительность труда при монтаже трубопровода.

Наиболее близким к изобретению (прототипом) является устройство для соединения труб в раструб, содержащее трубы с гладким и раструбным концами, стопорное кольцо и поджимной элемент в виде накидной гайки. Герметичность обеспечивается в результате контакта торца гладкого конца трубы с выступом на глубине раструба. Гладкий конец трубы вводится с усилием в раструб и фиксируется в нем при помощи стопорного кольца, которое накидной гайкой поджимается к раструбу, при этом стопорное кольцо с одной стороны внешней конической поверхностью сопрягается с ответной конической поверхностью на входной части раструба, а с другой стороны внешней конической поверхностью взаимодействует с внутренней конической поверхностью накидной гайки. В результате осевого сжатия по коническим поверхностям стопорное кольцо радиально деформируется, при этом кольцевые выступы, выполненные на внутренней поверхности стопорного кольца, со стороны торца, входящего в раструб, врезаются в наружную поверхность гладкого конца трубы и фиксируют гладкий конец трубы относительно раструба. Кроме того, гладкий конец трубы также фиксируется другим торцом стопорного кольца в результате радиальной деформации участка стопорного кольца, на котором выполнены прорези, при взаимодействии внешней конической поверхности этого участка с внутренней конической поверхностью накидной гайки.

Недостатком известного устройства для соединения труб являются его сложность и недостаточная надежность при действии внутреннего давления и продольных сил.

Стопорное кольцо имеет сложную для изготовления конфигурацию, что усложняет конструкцию соединения. Учитывая допуски на наружные диаметры труб, стопорное кольцо должно надеваться на гладкий конец трубы с зазором, следовательно, для фиксации гладкого конца трубы при наворачивании накидной гайки необходимо, чтобы кольцо пластически деформировалось не только в области кольцевых выступов, выполненных на внутренней поверхности, но и по всему сечению.

Для обеспечения герметичности в известном устройстве гладкий конец трубы вводится в раструб с усилием, обеспечивающим пластическое деформирование труб по контактирующим поверхностям, однако стопорное кольцо зажимает гладкий конец трубы при навинчивании накидной гайки лишь после того, как стопорное кольцо пластически деформируется в радиальном направлении, а для этого требуются большие усилия, которые, как уже отмечалось, трудно обеспечить при помощи накидной гайки, особенно при больших диаметрах труб.

Целью изобретения является упрощение соединения и повышение его надежности при действии внутреннего давления и продольных сил.

Технический результат достигается тем, что в раструбном соединении труб, содержащем сопрягающиеся гладкий и раструбный с входной конической частью концы труб, накидной фланец с внутренней конической поверхностью, установленный на гладком конце, и стопорный элемент с продольными прорезями на одном конце и кольцевыми выступами на внутренней поверхности с другой, сопрягающиеся поверхности труб за входной конической частью раструба выполнены коническими с клеевой прослойкой между ними, а стопорное кольцо наружной поверхностью со стороны конца с прорезями контактирует с входной конической частью раструба, при этом стопорное кольцо выполнено разрезным.

Отличием предлагаемого соединения от прототипа является то, что сопрягающиеся поверхности труб за входной конической частью раструба выполнены коническими с клеевой прослойкой между ними, а стопорное кольцо наружной поверхностью со стороны конца с прорезями контактирует с входной конической частью раструба, при этом стопорное кольцо выполнено разрезным.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить признаков, отличающих заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан продольный разрез заявляемого раструбного соединения.

Соединение труб состоит из раструба 1 и гладкого конца 2 труб, разрезного стопорного кольца 3, накидного фланца 4, стяжных болтов 5 с гайками и клеевого слоя 6.

При сборке конические поверхности 7 и 8 разрезного стопорного кольца 3 сопрягаются с ответными коническими поверхностями на входной части раструба 1 и накидного фланца 4.

Соединение монтируется в следующей последовательности. На гладкий конец 2 трубы надевается накидной фланец 4 и разрезное стопорное кольцо 3. На предварительно подготовленные конические сопрягаемые поверхности гладкого конца трубы и раструба наносится клеевой слой 6, затем гладкий конец 2 трубы вводится в раструб 1 до упора. Разрезное стопорное кольцо вводится в пространство, образованное внутренней конической поверхностью на входной части раструба и наружной поверхностью гладкого конца 2 трубы, и поджимается накидным фланцем 4.

При навинчивании гаек на болты 5 накидной фланец 4 поджимает разрезное стопорное кольцо 3, которое, взаимодействуя внешними коническими поверхностями 7 и 8 с ответными внутренними коническими поверхностями на входной части раструба и накидного фланца, радиально деформируется, при этом кольцевые выступы на внутренней поверхности разрезного стопорного кольца врезаются во внешнюю поверхность гладкого конца трубы.

При дальнейшей стяжке болтов разрезное стопорное кольцо взаимодействует с конической поверхностью на входной части раструба, входит в нее и вводит с натягом в раструб гладкий конец трубы.

Выполнение стопорного кольца с продольными прорезями со стороны торца, которым оно упирается в коническую поверхность на входной части раструба, позволяет существенно уменьшить радиальную жесткость данного участка стопорного кольца, а выполнение стопорного кольца разрезным также повышает его радиальную податливость, что позволяет при малых осевых усилиях на болты деформировать стопорное кольцо и захватить гладкий конец трубы при помощи кольцевых выступов, врезающихся в ее наружную поверхность.

Таким образом, большая часть прикладываемого осевого усилия, создаваемого болтами, используется на введение гладкого конца трубы в раструб с натягом и его фиксирование от продольных сил относительно раструба стопорным кольцом, что позволяет повысить надежность соединения при действии внутреннего давления и продольных сил.

Использование: в устройствах для соединения труб. Сущность изобретения: сопрягающиеся поверхности труб выполнены коническими с клеевой прослойкой, стопорное кольцо контактирует с входной конической частью раструба и выполнено разрезным. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. РАСТРУБНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ, содержащее сопрягающиеся гладкий и раструбный с входной конической частью концы труб, накидной фланец с внутренней конической поверхностью, установленный на гладком конце, и стопорный элемент с продольными прорезями на одном конце и кольцевыми выступами на внутренней поверхности на другом, отличающееся тем, что сопрягающиеся поверхности труб за входной конической частью раструба выполнены коническими с клеевой прослойкой между ними, а стопорное кольцо своей наружной поверхностью со стороны конца с прорезями контактирует с входной частью раструба. 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что стопорное кольцо выполнено разрезным.