СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА ДЛЯ ТРУБ Российский патент 1995 года по МПК F16L17/00 F16L21/06 

Изобретение относится к муфтовым соединениям труб.

В известных соединительных муфтах данного типа, с одной стороны, благодаря тому, что уплотнительные губки перед монтажом по диаметру шире номинального диаметра соединяемых труб, появилась возможность просто надвигать их на концы труб и прокладывать их вместе с трубами, причем трубы могут быть просто разложены друг за другом, а муфты затем надвинуты на концы труб. С другой стороны, производимая по всей окружности затяжка уплотнительных губок посредством сужаемого кожуха приводит к тому, что внешний диаметр соединительной муфты (манжеты) уменьшается, так что манжета не только прижимается кожухом к поверхности труб, но и сама стремится прижаться к поверхности труб. Из этого следует хорошая уплотнительная способность, которая даже при шероховатой и неровной поверхности трубы обеспечивает хорошее уплотнение, которое сохраняется длительное время.

Задача изобретения состоит в таком выполнении известной муфты для соединения труб, при котором используется способность сужения корпуса для повышения нечувствительности к изменениям относительно положения труб, подлежащих соединению.

Это достигается за счет установки скользящих колец между торцовыми стенками кожуха и манжеты и перекрывающих щель между стенками кожуха и трубы.

Благодаря скользящим кольцам манжета находится в закрытой с торцов полости; толщина стенок в корневой части, соединяющей уплотнительные губки с перемычкой манжеты, при этом может быть снижена до минимума или, наоборот, в этой корневой части можно в осевом направлении отказаться от усиливающих муфту утолщений. При заданном расстоянии уплотнительных краев уплотнительных губок манжета в осевом направлении становится тоньше, причем, наоборот, способность ее к суживанию в корневой области повышается. Это особо благоприятно сказывается при относительных изменениях величины стыкуемых труб: при сдвигании концов труб с краями муфты манжета создает меньшее сопротивление этому, а при обратном растяжении труб скользящие кольца предотвращают увлекание материала манжеты в кольцевую щель, которая должна оставаться между радиальными конечными стенками кожуха муфты и стенок труб, чтобы безусловно предотвратить прямое касание последних с кожухом муфты.Соответственно кольцевая щель не должна сводиться к абсолютному минимуму, что ухудшает способность согласования муфты с неправильными, например, овальными концами труб. Это справедливо также тогда, когда трубы не точно соосны друг другу, или после монтажа расположены под некоторым углом друг к другу, так как форма губок, величина губок и расстояние между губками могут быть выбраны оптимальными для уплотнения, и при этом не требуется расходовать лишнего материала и увеличивать габариты. За счет соответствующей податливости уменьшается также вызываемый периодическими расширениями труб износ и повышается срок службы манжеты. Повышается также допустимое давление в трубах в месте соединения, так как скользящие кольца и при высоком давлении служат опорными кольцами, а при удлинении труб как скользящие кольца в области щели.

Скользящая посадка между стенками труб и скользящими кольцами кроме их податливости как относительно трубы, так и относительно кожуха, обеспечивается в течение длительного времени за счет того, что манжета на торцах относительно колец имеет выступ, плотно прижатый к кольцу, который к тому же имеет сужающийся наружу край, причем скользящее кольцо с кожухом образует кольцевую полость соответствующего профиля. Это ведет к тому, что предварительное напряжение сжатого материала манжеты или внутреннее давление воздействует на кольцевую полость и за счет этого компенсирует расширение корпуса муфты под действием тепла. Также и в этом случае скользящие кольца служат в некотором роде кольцевыми упорами, предотвращающими чрезмерное сжимание манжеты в области утолщения около уплотнительных губок.

На фиг. 1 изображена предварительно собранная муфта с еще расширенным кожухом и несжатой манжетой, и также несжатыми скользящими кольцами; на фиг. 2-9 дан осевой разрез А-А на фиг.1 (различные варианты профиля); на фиг.10 сечение Б-Б на фиг.9.

Показанная на фиг.1 муфта с разрезным вдоль оси кожухом 1 имеет цилиндрическую рубашку 2 и отогнутые внутрь торцовые стенки 3. Перекрывающая щель 4 кожуха 1 прокладка 5 выполнена аналогично. К внутренней стенке отгибов 3 кожуха или прокладки 5 прилагают распорные скользящие кольца 6, щель 7 которых в несмонтированном состоянии еще открыта. В этом исполнении скользящие кольца 6 выполнены из молекулярного естественного или искусственного эластичного материала, предпочтительно из полиэтилена, причем они могут иметь трапециевидный профиль (см.фиг.2). Между цилиндрической рубашкой 2 корпуса и окружностью скользящих колец за счет этого получается клинообразная открытая внутрь полость 8, в которую входит торцовый выступ 9, находящийся между скользящими кольцами и С-образной в профиле манжетой 10. Скользящие кольца таким образом всегда окружены этим кольцевым выступом манжеты, причем щель 7 скользящих колец еще открыта, когда муфта находится в несмонтированном расширенном состоянии.

Кожух 1 имеет замок 11, состоящий из приваренных к кожуху затяжных петель 12, охватываемых ими затяжных стержней 13 и затяжных винтов 14. Диаметр муфты (кожуха, манжеты, скользящих колец) в изображенном на фиг.1 состоянии выбран с таким запасом, что относительно внешнего диаметра труб в любом случае имеется зазор, так что муфта легко надевается на конец трубы, а после прокладки передвигается и на конец другой трубы. После затяжки обоих затяжных винтов 14 внутренний диаметр всего кожуха 1 уменьшается, как у хомута на трубе, причем продольная щель 4 уменьшается, и прокладка 5 все глубже уходит внутрь кожуха. При этом манжета 10 сжимается по окружности, выполненные на перемычке манжеты утолщения 15 прижимают губки 16 плотно к поверхности трубы (см. фиг.2). Также и скользящие кольца сужаются, причем их размер таков, что щель 7 полностью смыкается как раз перед полным их прилеганием к поверхности трубы. Для дальнейшей затяжки винтов скользящие кольца, как до этого манжета, сжимаются, причем они могут быть сжаты за счет упругости материала значительно меньше, чем манжета. При этом должно обеспечиваться прилегание скользящих колец к поверхности трубы. Скользящая посадка обеспечивается за счет того, что (сжатые) выступы манжеты входят в клиновую полость между скользящими кольцами и цилиндрической рубашкой кожуха. Также и внутреннее давление уплотняемой среды создает радиальную прижимающую силу скользящих колец к поверхности трубы, при этом среди прочего компенсируется расширение кожуха за счет давления или воздействия тепла.

Из фиг.2 следует, что кольцевая щель 17 между концами стенок 3 кожуха 1 и стенками труб перекрыта скользящими кольцами, так что эта щель может иметь значительную величину и надежно предотвращать касание кожуха муфты со стенками труб.

На фиг. 10 показано скользящее кольцо в форме винтовой пружины 18, которая согнута в (разомкнутое) кольцо и вложена в кожух муфты, причем витки пружины в несмонтированном состоянии муфты еще не прилегает друг к другу. Распорное кольцо 19 из проволоки соединено с обоими концами винтовой пружины 18 и образует род замка, соединяющего оба конца винтовой пружины вместе, образуя скользящее кольцо. Распорное кольцо 19 имеет избыточные размеры относительно еще расширенного кожуха 1. При затяжке затяжных винтов и сужении кожуха скользящее кольцо (18-19) сужается, причем в конечном состоянии витки пружины сближаются, а может быть и касаются друг друга. Распорное кольцо 19 является опорой для витков винтовой пружины 18 во всех фазах против спутывания витков. В этом исполнении манжета 10 также имеет кольцевые выступы, охватывающие скользящие кольца (18-19), так что они всегда имеют скользящую посадку на стенках труб. Внутреннее давление полностью проявляется в осевом направлении и скользящие кольца соответственно плотно прижимаются к концевым стенкам 3 кожуха, тогда как кольцевые выступы манжеты в радиальном направлении создают ограниченные прижимающие усилия, в результате трубы с покрытием поверхности не повреждаются в скользящей посадке колец.

Сущность изобретения: уплотнительные губки С-образной в сечении уплотнительной манжеты из эластомера направлены друг к другу и оперты на кольцевые утолщения, выполненные на перемычке манжеты. Кожух с радиальными торцовыми стенками охватывает манжету и сжат через замок затяжными винтами. Листовая прокладка расположена между манжетой и кожухом и перекрывает продольную кольцевую щель кожуха. Уплотнительные губки выполнены с возможностью сжатия в окружном направлении и плотного прижатия к стенкам труб при стягивании кожуха за счет давящего действия кольцевых утолщений. Скользящие кольца размещены без препятствия возможному растяжению труб между торцовыми стенками кожуха и манжеты и перекрывающими кольцевую щель между торцовыми стенками кожуха и стенками труб. 5 з. п. ф-лы, 10 ил.

1. СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ МУФТА ДЛЯ ТРУБ, содержащая С-образную в сечении уплотнительную манжету из эластомера с уплотнительными губками, направленными одна к другой и опирающимися на кольцевые утолщения, выполненные на перемычке манжеты, кожух с радиальными торцевыми стенками, охватывающий манжету и сжимаемый через замок затяжными винтами, и листовую прокладку, расположенную между манжетой и кожухом и перекрывающую продольную кольцевую щель кожуха, причем уплотнительные губки манжеты выполнены с возможностью сжатия в окружном направлении и плотного прижатия к стенкам труб при стягивании кожуха за счет давящего действия кольцевых утолщений, отличающаяся тем, что она снабжена скользящими кольцами, размещенными без препятствия возможному растяжению труб между торцевыми стенками кожуха и манжеты и перекрывающими кольцевую щель между торцевыми стенками кожуха и стенками труб. 2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что на торцевых сторонах манжеты выполнено по одному выступу, плотно охватывающему скользящее кольцо. 3. Муфта по п.2, отличающаяся тем, что сечение выступов выполнено суживающимся наружу, при этом между выступом кольца и кожухом образована кольцевая полость. 4. Муфта по одному из пп.1 3, отличающаяся тем, что кольца выполнены из высокомолекулярного естественного или искуственного сжимаемого материала, предпочтительно из полиэтилена. 5. Муфта по п. 4, отличающаяся тем, что кольца выполнены разрезными с возможностью замыкания стыка при стягивании кожуха. 6. Муфта по одному из пп.1 3, отличающаяся тем, что кольца выполнены в виде винтовой пружины с плотно прилегающими после стягивания витками и проволочного распорного кольца внутри нее.