ТРУБНАЯ МУФТА Российский патент 1996 года по МПК F16L21/06 

Настоящее изобретение относится к трубной муфте, предназначенной для использования при высоких рабочих температурах.

В случае выполнения трубных муфт, известных, например, из описания изобретения к заявке Франции N 2359355, уплотнительные закраины поддерживаются через выполненные на стенке манжеты кольцевые утолщения. С помощью такого выполнения манжеты течения материала при продолжительных периодах давления и высоких рабочих температурах может, пожалуй, предотвращаться, однако имеется опасность того, что уплотнительные закраины будут склеиваться с кольцевыми уплотнениями, что может препятствовать оптимальному согласованию манжеты с соответствующими рабочими условиями.

Исходя из этого уровня техники задачей настоящего изобретения является сознание конструкции трубной муфты, пригодной для использования при повышенных рабочих температурах.

Настоящее изобретение поясняется с помощью изображенного на чертежах примера осуществления, где схематически показаны на фиг.1 и 2 вид спереди, соответственно сбоку частично, с вырезом трубная муфта согласно изобретению; на фиг.3 и 4 продольный разрез и при увеличении часть трубной муфты согласно изобретению до и после монтажа на соединяемые трубы и на фиг.5 вид спереди части пружинного кольца.

Корпус 10, изображенный на фиг.1 и 2 и разделенный по длине, имеет цилиндрическую оболочку корпуса 12 и вогнутые вовнутрь радиальные концевые стенки 14. Перекрывающий зазор корпуса 16 плоский листовой вкладыш 18 прилегает к внутренней стороне оболочки корпуса 12. Листовой вкладыш 18 сориентирован по отношению к зазору корпуса 16 таким образом, что его продольный зазор расположен не в зоне зазора корпуса 16, а преимущественно диаметрально противолежит ему.

Трубная муфта имеет два зажимных кольца 20, имеющих форму усеченного конуса и выполненных сходящимися в направлении продольной середины корпуса 10, удерживаемых их наружным краем 22 в корпусе 10 в пазу между оболочкой корпуса 12 и соответствующей концевой стенкой 14. Во внутренней краевой зоне зажимные кольца 20 имеют большое число ламелей 28, образованных за счет шлицеобразных выемок 26. Свободная концевая кромка 30 этих ламелей 28 образует тем самым лапку, предназначенную для того, чтобы захватывать образующую поверхность соединяемых друг с другом концов труб и там фиксироваться.

В ограниченном корпусом 10 листовым вкладышем 18 и зажимными кольцами 20 объеме расположена бесконечная эластомерная уплотнительная манжета 32, имеющая в поперечном сечении С-образную форму, которая прилегает ее стенкой 34 к листовому вкладышу 18, соответственно оболочке корпуса 12 и уплотнительные закраины 36 которой проходят навстречу друг другу. Каждая из торцевых сторон 38 манжеты 32 закрыты защитным кольцом 40, предупреждающим вхождение манжеты 32 в выемки 26 зажимных колец 20 при повышенных температурах и давлениях.

Далее, в кольцевой канавке 42, ограниченной стенкой манжеты 34, относящейся сюда уплотнительной закраиной 36 и основанием уплотнительной закраины 37, имеется пружинное кольцо 44, имеющее в поперечном сечении U-образную форму и выполненное в виде меандра для того, чтобы поддерживать уплотнительную закраину 36 на стенке манжеты 34.

Корпус 10 имеет запор 46, состоящий из приваренных к корпусу 10 зажимных накладок 48, охватываемых ими, U-образных в поперечном сечении зажимных прутков 50 и зажимного болта 52 с гайкой 53. Ширина в свету трубкой муфты (корпус 10, манжета 32, листовой вкладыш 18, зажимные кольца 20, поддерживающие кольца 40, пружинные кольца 44) при изображенном на фиг.1 3 состоянии выполнена с таким достаточными размерами, что по сравнению с изображенным на фиг. 3 с помощью стрелки Д наружным диаметром труб 54 в любом случае имеется избыточный размер, так что муфта может легко надвигаться на одну трубу 54 и после укладывания труб 54 также может легко надвигаться на другой конец трубы. За счет затягивания зажимного болта 52 внутренний диаметр корпуса 10 может уменьшаться, как в случае скобы для крепления труб, причем уменьшается зазор корпуса 16 и листовой вкладыш 18 все более погружается в корпус 10. При этом манжета 32 осаживается в окружном направлении, причем пружинные кольца 44 и выполненные на уплотнительных закраинах 36 кольцевые утолщения 56 приводят уплотнительные закраины 36 к плотному прилеганию к стенке трубы 55, как это можно видеть на фиг.4.

Одновременно сужаются также концевые зажимные кольца 20, выполненные таким образом, что они при полностью затянутом корпусе 10 образуют приблизительно один виток. Тем самым при сужении корпуса 10 свободные концевые кромки 30 ламелей 28 фиксируются в стенке трубы 55 вследствие осевой, а также радиальной поддержки зажимных колец 20 на корпусе 10. За счет этого не только фиксируется трубная муфта на трубах 54, но также трубы 54 предохраняются от выскальзывания из трубной муфты, например вследствие производимых за счет внутреннего давления транспортируемой среды осевых усилий. На фиг.3 и 4 соответственно показана лишь одна концевая зона трубной муфты, другая, противолежащая по оси концевая зона выполнена точно так же и функционирует идентичным образом.

Как, в частности следует из фиг.3, кольцевое утолщение 56 выполнено на уплотнительной закраине 36, в примыкающей к свободному концу концевой зоны уплотнительной закраины 36 на обращенной к стенке манжеты 34 стороне так, что кольцевая канавка 42 имеет вид затылования.

Пружинное кольцо 44, выполненное бесконечным и имеющее в поперечном сечении U-образную форму, обладает радиально внутренней полкой пружины 68, радиально наружной полкой пружины 70 и соединяющей их друг с другом перемычкой пружины 72. При установленном в кольцевую канавку 42 пружинном кольце 44 перемычка пружины 72 прилегает к зоне дна 64 и радиально наружная полка пружины 70 заканчивается, если смотреть в осевом направлении, приблизительно на той же высоте, что и уплотнительная закраина 36. Обращенная к уплотнительной закраине 36 внутренняя полка пружины 68 выполнена, однако, в осевом направлении более длинной так, что она выступает из кольцевой канавки 42 за уплотнительную закраину 36. Наружная полка пружины 70 прилегает по поверхности к стенке манжеты 34. Перемычка пружины 72 изогнута на угол, превышающий 180^o, преимущественно приблизительно на 210^o, и радиально внутренняя полка пружины 68 имеет противоположно направленный изгиб так, что она частично охватывает кольцевое утолщение 56 уплотнительной закраины 36. За счет этого пружинное кольцо 44 предупреждает то, что при суженном корпусе 10 (фиг.4), уплотнительная закраина 36, соответственно кольцевое утолщение 56, будет касаться стенки манжеты 34 и при высоких температурах сможет склеиваться с ней, соответственно вулканизироваться.

Пружинное кольцо 44 имеет большое число прорезей 74, которые, если смотреть в окружном направлении, попеременно исходят от края 69 внутренней полки пружины 68 и от края 71 наружной полки пружины 70 и перекрывают друг друга в зоне перемычки пружины 72, как это, в частности, можно видеть на фиг. 5. Тем самым пружинное кольцо 44 имеет форму меандра и является осаживаемым в окружном направлении.

Размер пружинного кольца 44 выбран таким образом, что оно при ненапряженном предварительно корпусе 10 располагается без предварительного напряжения в кольцевой канавке 42 (фиг.3). При сужении корпуса 10 уменьшается также ширина прорезей 74 за счет осаживания пружинного кольца 44. Ширина прорезей 74 выбрана таким образом, что прорези 74 при затянутом корпусе 10 сужаются по заданной ширине прорезей, но все еще существуют и эта минимальная ширина прорезей определяется тем, что при дальнейшем сужении прорезей 74 вследствие теплового расширения при максимально допустимой рабочей температуре прорези 74 существует еще в такой степени, что суженная теперь кольцевая канавка 42 продолжает соединяться, сообщаясь с расположенным на другой стороне кольцевого утолщения 56 объемом. Это выполнение пружинного кольца 44 обеспечивает поддержку уплотнительной закраины 36 с кольцевым утолщением 56 на стенке манжеты 34 на возможно большей поверхности.

На стенке манжеты 34 выполнены установленные перед кольцевыми канавками 42 и охватывающие их кольцевые ребра 76, которые с одной стороны предотвращают отделение стенки манжеты 34 в состоянии не под давлением, соответственно при пониженном давлении, от листового вкладыша 18, и с другой стороны делают невозможным непроизвольное выскальзывание пружинного кольца 44 из кольцевой канавки 42.

Уплотнительная закраина 36 удерживается пружинным кольцом 44 независимо от старения эластомерного материала манжеты 32 на стенке трубы 54 постоянно надежно и с плотным прилеганием. И это также при возможном пониженном давлении в трубах 54 и, тем самым, соединяющемся через стык труб внутреннем объеме трубной муфты. Т.к. предотвращено приклеивание уплотнительной закраины 36 к стенке манжеты 34 и вытекание материала манжеты 32 при высоких температурах или трубной муфты, согласно изобретению, являются допустимыми более высокие рабочие температуры, чем в случае известных трубных муфт.

Само собой разумеется, также можно себе представить выполнение лишь радиально наружной полки пружины или обеих полок пружины с выступанием за уплотнительную закраину 36.

Также является возможным выполнение поддерживающего соответствующую уплотнительную закраину кольцевого утолщения на стенке манжеты. Также можно себе представить, что полка пружины со стороны кольцевого утолщения заканчивается перед кольцевым утолщением так, что кольцевое утолщение при затянутом корпусе приходит к прилеганию к другой, более длинной полке пружины.

Пружинное кольцо может выполняться в виде замкнутого кольца или в виде разомкнутого кольца, состоящего из ленты в форме меандра, концы которого перекрывают друг друга или в зажатом состоянии трубной муфты соединяются друг с другом встык. Последнее осуществление облегчает монтаж пружинного кольца в манжету. Кроме того, при этом является возможной существенная экономия материалов и расходов.

Трубная муфта имеет сужаемый корпус 10, в котором расположена эластомерная уплотнительная манжета 32, имеющая в поперечном сечении С-образную форму, с проходящими навстречу друг другу уплотнительными закраинами 36. В соответствующую кольцевую канавку 42 установлено пружинное кольцо 44 в виде меандра, имеющее в поперечном сечении U-образную форму и снабженное прорезями 74 для того, чтобы поддерживать уплотнительную закраину 36 на стенке манжеты 34. При сужении корпуса 10 манжета 32 осаждается в окружном направлении и уплотнительные закраины 36 плотно прижимаются к стенке трубы 55. Одновременно сужается пружинное кольцо 44 за счет уменьшения ширины прорезей 74. Улотнительная закраина 36 поддерживается за счет пружинного кольца 44 на большой поверхности и предотвращается течение материала манжеты 32 в прорези 74 и через них. Выступающая за уплотнительную закраину 36 полка пружины 68 предотвращает склеивание кольцевого утолщения 36 со стенкой манжеты 34. Эта трубная муфта является особенно пригодной для использования при высоких рабочих температурах и больших изменениях температуры. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Трубная муфта с эластомерной уплотнительной манжетой, имеющей С-образную форму, проходящие друг к другу навстречу уплотнительные закраины которой поддерживаются на стенке манжеты через пружинное кольцо и которая охвачена сужаемым посредством запорного устройства корпусом и размещенным между манжетой и корпусом листовым вкладышем, перекрывающим продольный разрез корпуса, причем уплотнительные закраины выполнены в свободном состоянии с диаметром, превышающим диаметр соединяемых труб, и с возможностью осаживания в окружном направлении при затягивании корпуса и плотного прилегания к соединяемым трубам за счет нажимного действия пружинных колец, размещенных в кольцевом пазу между стенкой манжеты и уплотнительной закраиной, выполненной с кольцевым утолщением на ее обращенной к стенке манжеты стороне, отличающаяся тем, что пружинные кольца выполнены с U-образным поперечным сечением, установленным своей перемычкой, соединяющей друг с другом полки кольца, в сторону соответствующего основания уплотнительной закраины, полки пружинных колец выполнены с прорезями, при этом прорези выполнены минимальной ширины, а прорези одной из полок смещены относительно прорезей второй полки на величину, превышающую ширину прорези. 2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна, преимущественно прилегающая к закраине полка пружины выполнена в осевом направлении с размером, превышающим размер уплотнительной закраины в том же направлении. 3. Муфта по п. 2, отличающаяся тем, что уплотнительные закраины установлены с возможностью силового взаимодействия со стенкой манжеты посредством кольцевого утолщения и прилегающей к нему и выступающей за его пределы полке пружины при затянутом корпусе. 4. Муфта по п. 3, отличающаяся тем, что полка пружины, прилегающей к кольцевому утолщению, выполнена охватывающей последнее. 5. Муфта по пп. 1 5, отличающаяся тем, что пружинное кольцо выполнено разрезным.